審查重點及結果彙整表(四)：既有結構之隔震補強

   ^1,2,3鍾立來、²林芃妤、²賴煜仁、¹楊卓諺、¹邱聰智、⁴賴勇安

¹國震中心、²臺大土木系、³成大土木系、⁴中央大學土木系

結構隔震補強[1]，有別於傳統工法(擴柱、翼牆、剪力牆)，於低樓層增置隔震層，隔震層上方為上部結構，下方為下部結構。在地震作用下，結構位移(變形)集中於隔震層，阻絕上傳之地震力，故上部結構之加速度(地震力)及層間位移大幅下降，不但補強了結構，同時補強了其內之設備物。因為不必更動上部結構之構件，可保持原有之風貌，結構隔震補強尤其適用於具歷時價值之等脆性結構。

不論是新建結構之耐震設計[2]，或是既有結構之耐震評估[3]、補強設計[4]及隔震補強，彙整執行成果，以簡潔明瞭之表格呈現，一可作為執行之專業工程師自我檢核，二可作為與審查委員溝通之管道，透過層層品管，確保執行成果之品質。部分成果彙整表，已陸續發表於技師報[2,3,4]，本文旨在建立結構隔震補強之成果彙整表，並以一範例，闡述其操作流程及解讀方式，供工程界參考。

三、補強前後之勁度結果

側推分析前，相繼施加靜載重及二分之一活載重，其分析結果視為側推分析之第零步。然後側推分析至第一步時，補強前的結構仍處於線彈性階段，未有任何非線性鉸發生；補強後之隔震結構，同樣處於彈性階段，隔震系統尚未發揮隔震功能。因此補強前後側推分析第一步之結果，提供彈性之資料，包括一樓層間位移角、屋頂之整體結構位移角、結構之基本振動週期(規範經驗、動力分析、側推分析)，從個別資料、資料間之相互關係、補強後前之資料變化，可印證資料之合理性。

四、補強前後之強度結果

側推至線彈性段結束後，未補強之結構，勁度軟化，但強度仍緩緩上升，達最大值後，強度再弱化。隔震補強之結構，隔震器降伏，勁度軟化，但強度則持續緩緩上升，直至隔震器達其極限位移為止(圖4及6)。未補強之結構，最大基底剪力即為其峰值，而隔震補強之結構，對應於設計隔震位移之基底剪力，視為最大基底剪力，設計位移應小於極限位移。比較隔震補強後前之最大基底剪力，可量化隔絕地震力之效果。觀察隔震補強後前，一樓層間位移角及整體結構位移角之變化，可了解隔震對結構及其內設備物損壞控制之效應。從隔震補強後前之等效基本振動週期及等效阻尼比的差異，確認隔震系統軟化及消能之功能。由隔震補強後前之耐震容量需求比，確認達到補強之目標。

五、結語

既有建築結構之隔震補強有其獨特性，可同時降低結構及其內之非結構的耐震需求，提升兩者之耐震容量需求比。但是，隔震系統之設計至為重要，如摩擦單擺支承之個數、曲率半徑、摩擦係數及設計隔震位移等，才能發揮預期的補強效果。本文提出既有結構隔震補強之審查重點及成果彙整表，依據工址之資料，訂定隔震補強前後之耐震需求；彙整結構之資料，了解結構參數之異動及隔震器設計參數；由側推分析之結構勁度資料，判讀隔震補強結構勁度參數 (彈性週期、層間位移角) 之變化；從側推分析之結構強度資料，確認補強之效益 (最大基底剪力、等效週期、等效阻尼比及耐震容量需求比)，與預期相符。期透過隔震補強成果彙整表，或自我檢核，或同儕審查，確保品質，共同減緩地震之災害。

參考文獻

　1.  鍾立來、林芃妤、楊卓諺、邱聰智、盧煉元、賴勇安、王勝宣、劉紹魁 (2019)，「結構耐震補強：以隔震降低需求」，技師報，第1152期。https://youtu.be/KqFTUjV6LtA。

　2.  鍾立來、陳暉欽、賴勇安、宋康德、翁元滔、楊巧薇 (2020)，「審查重點及結果彙整表(三)：新建結構之耐震設計」，技師報，第1217期。https://youtu.be/3SjGWWpYpg0。

　3.  鍾立來、陳俊鴻、楊耀昇、邱聰智、涂耀賢 (2019)，「結構耐震評估：審查重點及結果彙整表」，技師報，第1180期。https://youtu.be/5jdmMc2Pp_0。

　4.  鍾立來、涂耀賢、邱聰智、楊智斌、楊耀昇 (2019)，「審查重點及結果彙整表(二)：結構耐震補強」，技師報，第1198期。https://youtu.be/HUPeptMjZQM 。

　5.  內政部營建署 (2011)，「建築物耐震設計規範及解說」。 

表1  工址之資料

表2  補強前後結構之資料

表3  補強前後之勁度結果

表4  補強前後之強度結果

圖1  結構3D模型		圖2  結構模型立面圖
圖3  ETABS結構模型平面圖		圖4  容量曲線 (基底剪力與屋頂位移之關係圖)
圖5  結構彈性變形圖		圖6  結構於最大基底剪力時之非線性鉸發展圖