結構物基本周期為影響設計地震力最重要的結構參數，所有的耐震規範皆依 周期求得設計地震力。對單一自由度之彈性結構，其周期可由其勁度及質量之關 係求得；對多自由度之彈性結構亦可依結構動力原理求得基本振態周期。然而在 強烈地震下之結構物並不為彈性結構而無固定之周期可言，且一般規範也未對周 期作確切的定義讓設計者有所依循【2】。
2.1 各國規範周期經驗公式
對台灣而言，與美、日之耐震設計比較實為評估國內耐震設計之有效途徑之 一。因此本文先探討中、美、日三國之耐震設計規範中所規定之周期經驗公式。
周期公式為規範中影響設計地震力的最重要因子之一，對台北市中、長周期之建 築物而言，其設計地震力大約與其周期成反比。目前，台灣本土強震下所收集的 結構物周期資料仍不足以制定周期之經驗公式，故耐震設計規範之周期公式基本 上是採用美國規範(Uniform Building Code UBC)相似之公式。
2.1.1 美國規範經驗公式
美國規範(Uniform Building Code UBC)【3】大抵上每三年改版一次，其中關 於結構物周期之經驗公式主要於1970 年及 1994 年版修正，分述如下：
(1) 1970 年版：
D T
0.05h
n= (2.1)
上式中
h
n代表結構物基面以上之高度， D 為結構物於沿地震力方向之平面尺寸，兩者單位皆為英呎。若結構物為韌性立體抗彎構架(moment-resisting frame) ，則結 構物周期可以下式計算：
T = 0.10N (2.2)
其中
N 值代表結構物樓層數。
D
e為其長度(單位：m)，D
e/h
n值不得超過0.9。2.2 各國周期經驗公式比較【1】
一般而言，日本結構的設計周期最短，美國最長，台灣則介於美日之間，台 灣的設計規範因與美國相近，故其設計周期亦較為相近。美國的設計周期為建築 物實測周期迴歸公式之下限值，設計周期常為周期經驗公式之1.4 倍所控制。鄭蘩 與黃守本【1】由實際的設計例中分析所得的彈性周期比較，台灣設計例之周期介 於美、日之間。
2.3 文獻相關研究
Goel and Chopra【4】收集 1971 年 San Fernando 地震和 1994 年 Northridge 地 震中的37 棟建築物在地震中的歷時紀錄進行迴歸分析，建議鋼筋混凝土周期經驗 公式如下：
T = 0.016
(hn)0.90 (2.8)上式中
h
n為建築物高度，單位為英呎。利用上式改善目前在Uniform Building Code (UBC 1997) 和 美 國 加 州 結 構 工 程 師 協 會 (Structural Engineers Association of California, SEAOC 1996)規範中建築物周期經驗公式在高樓層偏低的情形。值得注 意的是：上式為迴歸最適曲線的下邊界，故Goel and Chopra 建議利用此公式時得 提高1.4 倍。黃偉倫【5】收集民國八十二年至八十五年間在台灣地區十九棟鋼筋混凝土建 築物之地震歷時資料，以ARX (Auto Regressive eXogenous)模式遞迴法識別出結構 系統之頻率轉換函數，再推訂長向和短向之基本振動周期，及迴歸之周期經驗公 式如下：
T = 0.03
(hn)0.80 (2.9)從上述資料可發現：除早期UBC 公式外，近年來建築物周期經驗公式都僅與
建築物高度相關，而與建築物平面尺度無關。本研究即擬利用微震量測所得各建 築物周期，考慮建築物平面尺寸及高度，重新迴歸建築物周期公式。