第3章 地震災害風險評估
3.1 建築物易損曲線
建物易損曲線是建築物在不同地震參數下，產生不同損害狀況的機率曲線。首先要 求得各區域內地震發生時的地動參數，理論上所有的地動參數都可以使用，但較常使用 最大地表加速度（PGA）或最大地表速度（PGV），其原因在於最大地表加速度是在設 計建築物時以有加入考慮，因此在解釋損壞曲線時，以最大地表加速度為參數的損壞曲 線擁有比較直接能瞭解的意義。一般在建立建物易損曲線分為力學分析法與經驗分析法 兩大類，在力學分析法中主要又分為非線性靜力分析法與非線性動力分析法，其分析方 法如下：
3.1.1 非線性靜力分析法
非線性靜力分析法屬力學分析法之一，主要是利用建物之容量曲線（如圖
3-1）與
耐震需求頻譜（如下圖3-2）之交點，來描述在地震下建物最大的反應，依據定義達到
某種程度之位移相對應的破壞程度來判斷建物在面臨地震時的損害程度，其中建築物能 耐曲線是描述基底剪力與最大位移之非線性行為，由建築物能耐曲線可說明某一類型建 築物在不同地震外力下之系統最大反應，即為此類建築物之耐震能力；耐震需求頻譜則 由加速度反應譜轉化而得，是用來模擬建築物所受到之地震力。同時考量能耐曲線與反 應頻譜與損害程度之不確定性後，可獲得建築物最大位移反應之分佈機率，再透過換算 便可求得各類建築物超過損壞程度之機率，在此為了具體量化損壞狀態，必須將損壞狀態與結構反應互相關連。其中一種方式是將結構物之損壞狀態以位移描述，可假設輕微 損壞發生於結構初始降伏時，而完全損壞發生在極限狀態時，中度損壞與嚴重損壞則等 差介於完全損壞與輕微損壞之間，得知建築物之超越損害程度之機率後，再考量不同之 地震規模便可求出建築物易損曲線。實際在應用上，Haz-Taiwan 地震災害損失評估系統 就曾透過非線性靜力分析法建立我國各類建物之易損曲線並以其估計地震直接經濟損 失， [陳信宏，2002]也透過此法嘗試釐定台北市地震保險費率。
圖
3-1：標準建築物能耐曲線示意圖
圖表來源：陳信宏（2002）
Cs 設計基底剪力係數 Te 實際震動週期 Ry 降伏放大因子 Ros 超額強度因子 μ 韌性因子 a1 有效質量係數
圖
3-2：標準需求反應譜示意圖
圖表來源：陳信宏（2002）
3.1.2 非線性動力分析法
非線性動力分析方法又稱為歷時分析法，首先決定建築物損壞指標（如：最大位移、
總損害指標）進行建築物受損評估，再結合構件之實驗資料與地震損害調查資料，並觀 察建築物構件之行為與可能損壞之模式，來決定合適的損壞指標形式。利用非線性動力 分析之歷時反應資料，作為計算建築物構件之損壞指標值，最後可獲得建築物總損壞指 標值。進而考慮建築物與地震外力的不確定性，即可求得建築物總損壞指標的機率分 佈，接著再定義損壞狀態，也就是將損壞狀態量化表示，即定義各損壞狀態於損壞指標 中的臨界值，即可將建築物總損壞指標的分佈機率轉換為建築物損壞狀態之分佈機率，
求出建築物超過各損害狀況之機率，當變化不同之地震力強度，即可求得建築物易損曲 線。其建立流程圖如下圖
3-3 所示：
圖
3-3：非線性動力分析法流程圖
3.1.3 經驗分析法
根據調查所得知實際災害發生所造成的損害率與強地動參數相對應來建立建物易 損曲線，又稱為實際震災調查法，首先將受災區域分成各小區塊，再依據所分類之建築 物類別計算出各區損害率，以損害率當依變數，配合地震當時之強地動參數，以此為自 變數，即可求出實際建物損害率與地動參數之關係曲線，[李秉乾，2003]曾透過此法評 估近車籠埔斷層帶建築物損害與地盤之關係，定義車籠埔斷層線通過的鄉鎮為近斷層，
在斷層線左側為下盤；右側為上盤，發現上盤地區發生破壞較為嚴重，此外，[黃高駿，
2002]也曾使用經驗分析法，分析鋼筋混凝土類與磚造類建築物之易損曲線，發現當強 地動參數PGA 約介於 360gal 至 600gal 之間所預測的損害率較為可靠，其所受限有關當 初該文在分析時所採用的資料，有關經驗分析法之詳細說明，將在第四章時作詳細的介 紹。
3.1.4 易損曲線建立方法比較
上述兩方法在使用上各有其優缺點，其理論分析法的優點在於可透過實驗數據建立 易損曲線，由於大規模災害性地震不易發生，且資料也不易取得，因此可透過理論分析 法建立易損曲線，得知各類建築物在面臨地震時可能發生之損害情形，但其理論分析的 弱勢也在於由於不是採用實際震害資料，便也較無法反應出真實損害狀況，因為其無法 表現出某些無法量化分析的因素所帶來的影響；而經驗分析法其優點在於可以反應出真 實現象，例如施工品質、結構特性等無法量化分析的因素對建物所帶來的損害，皆可涵 蓋於曲線中，但其缺點在於需有完整的震災損害資料，否則難以建立出該易損曲線。