結構耐震補強：以隔震降低需求

^1,2,3鍾立來、²林芃妤、¹楊卓諺、¹邱聰智、³盧煉元、²賴勇安、²王勝宣、⁴劉紹魁

¹國震中心、²臺大土木系、³成大土木系、⁴科建公司

從現行的規範觀之，既有建築結構之耐震能力可能堪虞，透過耐震評估，確認其耐震性能。若不足，予以補強，或提升其耐震之容量 (Capacity)，滿足耐震之需求；或降低耐震之需求 (Demand)，滿足耐震之容量。以傳統工法 (擴柱、翼牆、剪力牆)，提升其耐震容量，使之高於耐震需求，乃策略之一；另一策略，則為隔震之手段 [1]，於上、下部結構之間，置入隔震器，或阻絕、或減緩上傳之地震力，降低耐震需求，使之低於耐震容量，達補強之目標。採用隔震補強之建物，於設計時可採用性能設計法 [2]，亦即預先選定耐震性能目標，再設計隔震系統以滿足該預設之性能目標。對於補強結構而言，一般可選原結構系統之耐震容量，作為隔震設計之性能目標。有關隔震結構之性能設計法可詳參文獻 [2]。

在既有建築結構之地面，構築鋼筋混凝土地板，形成整棟建築結構座落在剛性地板上。採用千斤頂，緩慢地、均勻地、且安全地頂升剛性地板，再於基礎與地板之間，置入隔震器。透過隔震器，降低建築結構之耐震需求。本文採摩擦單擺支承 (Friction Pendulum Bearing) 作隔震器，擬訂其設計程序，並以範例，闡述其流程，供工程界參考。另有關橡膠隔震系統之設計範例，則可參見文獻 [2]。 

參考文獻

1. 內政部營建署 (2011)。「建築物耐震設計規範及解說」，取自https://goo.gl/h7dU6V。

2. 盧煉元、王亮偉、陳慶輝、李官峰、李姿瑩、蔡諄昶 (2016)。「以性能為導向之二階段隔震設計法」，結構工程，31卷，第3期，33-61頁，9月刊。

3. 國家地震工程研究中心 (2013)。「校舍結構耐震評估與補強技術手冊 (第三版)」，研究報告NCREE-2013-023，取自https://goo.gl/RwuGrP。

4. 鍾立來、陳俊鴻、楊耀昇、賴昱志 (2018)。「結構耐震評估：以真實地震為需求」，技師報，1144期。

5. 中國土木水利工程學會 (2011)。「混凝土工程設計規範之應用 (土木404-100) (下冊)」，台灣，科技圖書。

6. 王勝宣、鍾立來、賴勇安、楊卓諺 (2016)。「摩擦消能隔震系統於簡諧震波作用下之穩定性探討」。

表1 一秒週期阻尼比修正係數[1]

圖1 範例結構3D示意圖		圖2 範例結構X向 (側推方向) 建物之立面圖
圖3 範例結構平面圖		圖4 範例結構梁、柱斷面及其配筋圖
圖5 範例結構之側推曲線 (容量曲線) 及其性能點		圖6 範例結構之容量震譜及其性能點
圖7 可採用之隔震有效振動週期及一秒週期 阻尼比修正係數 (如紅色所示之範圍)		圖8 可採用之隔震有效振動週期及等效阻尼比  (如藍色所示之範圍)
圖9 可採用之隔震支承曲率半徑及摩擦係數 (如藍色所示之範圍)