第四章 建物損壞評估
4.1 地震災損評估系統文獻回顧
本研究蒐集國內、外三個地震災害評估系統（HAZUS 地震災害評 估系統、TELES 地震災害評估系統、新北市地震災損評估系統），本研 究僅針對建物的地震災損評估部份加以介紹。
4.1.1 HAZUS 地震災損評估系統
美國 RMS(Risk Management Solutions, Inc.)開發 HAZUS 軟體，開 始時 HAZUS (1997)針對地震災害評估災損，2005 年改版為 HAZUS MH MR-1 (2005)可以評估多重災害，如洪水、颶風等。本研究僅針對其中 地震災損評估的建物部份加以介紹如下（評估流程如圖 4.1所示）： 1. 將建物資料分類
將建物資料依結構型態、耐震設計等級（低耐震設計、中耐震設
計、高耐震設計、無耐震設計）進行分類。
2. 建立需求震譜（Demand Spectrum）
需求震譜指建物受地震作用下的耐震要求（如圖 4.2所示），一般 為建物所在地盤的設計反應譜。HAZUS 97 建議以Ｔ=0.3 秒之譜加速度 值之
S a
值代表等譜加速度區域。在等譜速度區域則取Ｔ﹦1 秒之S v
值為 定值，而S a
值將會與 1/T 成正比，此兩區域的交點稱為T av
。當週期大 於T vd
以上進入等譜位移S d
區域。3. 建立容量曲線或能耐曲線（Capacity Curve）
容量曲線或能耐曲線是指建築物基底剪力與頂層變位之關係圖，
其代表的是結構物的抗震能力。可根據結構動力學將基底剪力與頂層 變位轉成譜加速度
S a
與譜位移S d
關係圖（如圖 4.3所示），控制點為：降服容量點
( D y , A y )
及極限容量點( D u , A u )
。4. 尋找容量曲線與需求譜的交會點，即為性能點。
當結構物進入非線性範圍時，結構物會產生遲滯阻尼，消散能量 而降低結構物反應。可參考 ATC(1996)作法，增加的阻尼比，修正原來 需求震譜，再重新求取性能點，因此求取性能點過程是一個迭代過程。
5. 建立易損性曲線(Fragility Curve)
易損性曲線是用來評估建物在地震發生時，發生損害的機率，橫
發生機率（如圖 4.4所示）。若以地表運動造成結構物之
S d
為橫軸；在 應某一損害狀況之標準偏差(Standard Derivation)，
為累積標準常態分 布函數，ds
為某一損害狀況。研究中心整合各專家及單位多年研究，分析模式及參數值已逐漸本土 化，使得在地震災害的潛勢分析，能夠得到更精確的值。本研究針對 建物評估部份加以介紹如下，有關分析模式可以參考過去文獻(葉錦 勳，2003；葉錦勳，2006；葉錦勳，2007)。本節僅就 TELES 目前建物 資料庫及模式參數建置情形說明如下：
1. 建物資料庫
由於建物數量龐大，如果進行建物的獨棟分析，將耗費大量時間 與資源，若能把建物有效分類，使得在相同地震作用下，同一類建物 有類似結構反應，可減少大量分析數量。TELES 依據台灣地區建物，
的建築材料和樓層數目，將建物分類為 15 種模型建物（詳表 4.1），其 中建物樓層數目分為 1~3 樓、4~7 樓及 8 層樓以上三個區間。
另外，因為不同時期建造房屋所使用耐震設計規範並不相同，震 區劃分也不相同，因此 15 種模型建物根據建造年分以及所在位置，分 為高耐震設計(H)、中耐震設計(M)、低耐震設計(L)、無耐震設計(P)四 個等級（詳表 4.2）。一旦建物的模型建物及耐震設計等級確定後，即 可建立各類建物的能耐曲線。
由於建物數量龐大，如果進行建物的獨棟分析，將耗費大量時間 與資源，因此 TELES 在分析建物時，以樓地板面積方式來呈現。如有
積（詳表 4.3），可用該模型建物之總樓地板面積除以該模型建物單棟 之樓地板面積。
2. 能耐曲線參數
當建物受側向作用時，由結構分析可求得建物基底剪力與對應頂 層位移，可根據結構動力學原理將基底剪力與頂層變位轉換成譜加速 度
S a
與譜位移S d
關係圖，此即為建物的能耐曲線。TELES 內建各模型 建物能耐曲線參數是經由簡化過程推導而來，其各模型建物能耐曲線 僅由降服能耐( D y , A y )
及極限能耐( D u , A u )
極限兩點決定（詳表 4.4）。3. 易損性曲線參數
在 TELES 中，建物的損害程度分為五個等級，分別為無損壞
( d 1 )
、 輕微損壞( d 2 )
、中度損壞( d 3 )
、嚴重損壞( d 4 )
與完全損壞( d 5 )
，其分類方 式是以建物在地震作用下的最大位移來判定，最大位移可由能耐曲線 與需求曲線交點求得，若考慮最大位移為隨機變數，並假設建物達到 任一損害程度的機率分布為對數常態分布。如果要決定一對數常態分 布的機率函數，需要決定對數標準差
以及對數平均值m
。目前 TELES 內建各模型建物之易損性曲線參術( , m )
，其預設值乃根據多次震災經 驗修正後得到（詳表 4.5）。性能點配合易損性曲線，可以決定結構物發生某種損害程度的機 率。如將輕微損壞、中度損壞、嚴重損壞與完全損壞，其四條線畫在
一起，如圖 4.5所示，圖中 D 代表最大位移，其截距 a、b、c、d 與截 距 e 分別代表無