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以災損資料建立建物易損性曲線迴歸結果

析,在統計上亦不具備意義 (Miyakoshi et al,1997)。由於以行政區為統計單位的 震災資料取得上較為容易,分析上也較為快速,一般在統計及研究上多以行政區 1999)。根據災後的調查統計報告 (內政部消防署,2009),集集地震造成 2,494 人 死亡、51,711 間房屋全倒,以及 53,768 間房屋半倒 (財團法人住宅地震保險基金,

2015)。由於震央位於南投縣附近往北延伸,使得幾個鄰近斷層的縣市如南投縣、

台中縣皆有較嚴重之災情。本研究利用中央氣象局台灣強震網 (Taiwan Strong Motion Instrument Program,簡稱 TSMIP) 共 336 個測站所記錄到的三分量波形資 料中,紀錄到最大的地動值作為地表最大加速度 (peak ground acceleration,簡稱 PGA , 圖 4.1.1a) 以 及 地 表 最 大 速 度 (peak ground velocity , 簡 稱 PGV , 圖 4.1.1b)。

圖 4.1.1 利用中央氣象局台灣強震網 (TSMIP)所記錄到集集地震的三分量(a)地 表最大加速度 (peak ground acceleration,簡稱 PGA) 以及(b)地表最大速度

(peak ground velocity,簡稱 PGV)。

2016 年 2 月 6 日上午 3 時 57 分 (GMT+8),發生震央位於高雄市美濃區,芮 氏規模 6.4,震源深度 16.7 公里的地震。雖然地震震央位於高雄市美濃區,當地 並未發生嚴重災情,然而位於震央西北方的台南市新化區卻記錄到最大震度達到 7 級 (大於 400 gal)的地震動(圖 4.1.2),並造成了 117 人死亡,其中有 115 人罹 難於台南市永康區維冠金龍大樓倒塌,為臺灣有史以來單一建築物倒塌之罹難人 數最多的地震。此次地震除了造成超過 500 棟以上 (紅單危樓共 250 棟,黃單危 樓共 329 棟) 的建築物損壞之外,亦造成了河堤破裂、土壤液化等災情,是在 1999 年集集地震後最為嚴重的災害地震。本次地震除了利用中央氣象局全國強震 站資料之外,亦參考了 P-alert 即時震度資訊觀測資料。

圖 4.1.2 利用中央氣象局台灣強震網 336 個測站所記錄到美濃地震的三分量 (a)地 表最大加速度 (peak ground acceleration,簡稱 PGA),以及 (b) 地表最大速度

(peak ground velocity,簡稱 PGV)。

4.2 分析結果與討論 果開始分歧,本研究之曲線整體上皆落於 NCREE(2002) 曲線之下,表示本研究結 果顯示在大於 0.4 g 結果之後造成的損害程度會較於 NCREE(2002) 之結果低。 的損害率值,對比兩者易損性曲線,本研究之曲線整體上皆落於 NCREE(2002) 曲 線之下,即造成的損害程度會較於 NCREE(2002) 之預估結果低。傳統磚造結構易 損性曲線 (圖 4.2.1 (f)) 其損害率在 0.25 g 之後開始呈現較高的損害率值且許多資 料點的損害率達到 0.5 以上,對比兩者易損性曲線,本研究之曲線整體上皆落於 NCREE(2002) 曲線之下,即造成的損害程度會較於 NCREE(2002) 之結果低。鋼 骨鋼筋混凝土結構易損性曲線 (圖 4.2.1 (g)) 其損害率整體都呈現較低的情形且損 害率多數在 0.1 以下,對比 NCREE(2002) 易損性曲線及建築物損害率,其曲線皆

有明顯高估的現象。其原因可能在於鋼骨鋼筋混凝土結構物本身就是耐震能力較 而,PGA 的缺點在於忽略了強地動之頻率內涵和建築物之週期反應,Wu (2004) 蒐集了許多小地震觀測資料繪製其 PGA 及 PGV 波形,並對比其最大地表加速度 及最大地表速度發現,許多小地震雖然規模不大都小於規模 5,但在波形紀錄中,

仍然在小規模地震出現中有超過 PGA ≥ 500 gal 的紀錄,相較於地表最大速度之 波形較少此一情形。因此,也有許多研究者合理地採用其它震度因子如最大地表 速度 (peak ground velocity,簡稱 PGV)。

4.2.4 迴歸易損性曲線綜合討論結果

對比表 4.1 的結果發現利用方均根法以及最大概似法兩者得到之 misfit 結果皆 較 NCREE(2002)版本計算之 misfit 來得小,兩者的 misfit 數值也比較接近。若對 比表 4.1 和表 4.2 的 misfit 可以得知,針對其差值結果在木造、輕鋼造、鋼筋混凝 土造、加強磚造、及一般磚造等結構物上有較低的 misfit,只有鋼構造及鋼骨鋼 筋混凝土構造其 misfit 較高。然而本事件災損資料因為鋼構造及鋼骨鋼筋混凝土 建築物相較其他種類其蒐集到的致災資料並不多,故採用 PGV 呈現易損性曲線是 較為可信的。

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(a)

(b)

圖 4.2.1 以集集地震災損資料迴歸 (a)木構造以及(b)鋼構造之加速度易損性曲線。

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20

(c)

(d)

(續)圖 4.2.1 以集集地震災損資料迴歸 (c)輕鋼構造以及 (d)鋼筋混凝土構造之加 速度易損性曲線。

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(e)

(續)圖 4.2.1 以集集地震災損資料迴歸 (e) 加強傳造以及 (f) 一般磚造構造之加速 度易損性曲線。

22

(f)

(g)

(續)圖 4.2.1 以集集地震災損資料迴歸 (g) 鋼骨鋼筋混凝土構造之加速度易損性曲 線。

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圖 4.2.2 以集集地震及美濃地震災損資料迴歸 (a )木構造以及 (b) 鋼構造之加速度 易損性曲線。

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(a)

(b)

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(c)

(d)

(續)圖 4.2.2 以集集地震及美濃地震災損資料迴歸 (c) 輕鋼構造以及 (d) 鋼筋混凝 構造之加速度易損性曲線。

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(e)

(續)圖 4.2.2 以集集地震及美濃地震災損資料迴歸 (e) 加強磚造構造以及 (f) 一般 磚造構造之加速度易損性曲線。

(續)圖 4.2.2 以集集地震及美濃地震災損資料迴歸 (g) 鋼骨鋼筋混凝土之加速度易 損性曲線。

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(f)

(g)

28

圖 4.2.3 以集集地震及美濃地震災損資料迴歸 (a) 木造以及 (b) 鋼構造之速度易損 性曲線。

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(a)

(b)

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(c)

(d)

(續)圖 4.2.3 以集集地震及美濃地震災損資料迴歸 (c) 輕鋼構造以及 (d) 鋼筋混凝 土之速度易損性曲線。

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(e)

(續)圖 4.2.3 以集集地震及美濃地震災損資料迴歸 (e) 輕鋼構造以及 (f) 鋼筋混凝 土之速度易損性曲線。

32

(f)

(續)圖 4.2.3 以集集地震及美濃地震災損資料迴歸 (g) 鋼骨鋼筋混凝土之速度易損 性曲線。

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(g)

表 4.1 集集地震及美濃地震災損資料迴歸加速度 (PGA)易損性曲線 misfit 比較。

表 4.2 集集地震及美濃地震災損資料迴歸速度 (PGV)易損性曲線 misfit 比較

Wood Light Steel Steel Reinforce Concrete Reinforce

Masonry Unreinforced

Masonry Steel Reinforce Concrete Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll.

RMS 9.5628 3.8360 5.6181 0.7473 9.5628 3.7719 31.926 3.2666 7.0749 1.2851 13.164 3.6444 13.164 3.6444 MLE 8.0534 2.8154 5.3303 0.5692 7.7732 2.3268 33.776 3.9363 7.5198 2.819 14.735 3.7134 14.735 3.7134

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Wood Light Steel Steel Reinforce

Concrete Reinforce

Masonry Unreinforced

Masonry Steel Reinforce Concrete Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll. Exten. Coll.

RMS 8.145 2.030 5.321 1.595 1.129 0.074 30.40 5.698 27.28 7.014 13.17 3.765 7.712 0.470

MLE 8.146 3.257 5.560 1.549 3.265 1.722 32.87 5.615 24.65 6.946 15.88 3.726 7.503 0.243

NCREE

(2002) 10.31 7.504 13.05 16.39 8.873 7.085 33.19 11.83 25.49 7.608 17.56 9.833 15.49 6.558

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