研究緣起與背景

第一節 研究緣起與背景

近十年內國際嚴重震災事件頻傳，從 2008 年中國汶川大地震、2010 年海地大地 震、2011 年紐西蘭基督城地震、2011 年日本 311 東北大地震等，均造成人員生命與財 產的嚴重損失，其它如墨西哥、伊朗等國，亦有芮氏規模6 以上的地震造成明顯災害，

以三個國際重大地震為鑑：(1) 2005 年 10 月 8 日巴基斯坦的喀什米爾發生規模 Mw7.6 的強烈地震，造成八萬七千餘人死亡。(2) 2008 年 5 月 12 日的中國汶川地區發生規模 Mw8.0 的強烈地震，造成六萬九千餘人死亡。(3) 2011 年 3 月 11 日，日本東北部海域 發生規模Ｍw 9.0 地震並引發海嘯，造成一萬五千餘人死亡。這三次重大震災皆造成受 災國的社會極大的衝擊，亦引起國際上對建築耐震安全的普遍注視，並重新檢討相關 政策與法規，積極進行建築耐震能力與安全評估與提昇作業。台灣1999 年發生的 921 集集地震，也造成51,711 間房屋全倒及 53,768 間房屋半倒；若是災害性地震發生在人 口密集的都會區，如台北市、高雄市，其後果必定不堪設想。台灣位於全球地震活動 最為激烈頻繁的環太平洋地震帶上，為全世界主要的地震高發區之一，隨時受到地震 災害的威脅。根據近百年資料統計，台灣地區約每隔十五年至二十年即會發生一次劇 災型地震災害，造成極為重大的人員傷亡與經濟損失。因此，對地震災害的整備與應 變是政府必須持續正視、推動的重要工作，雖自集集大地震之後，台灣的耐震設計規 範便陸續開始檢討修訂，但從近年來國際上所發生強震的震害調查結果及相關分析顯 示：地震的震源機制、斷層活動等特性仍不易有效掌握，故仍須鑒於以往地震災害所 帶來的經驗與啟示，結合地震工程的研發成果，庚續研修結構耐震設計規範的架構與 內容。

近廿年來台灣、日本、美國、加拿大、紐澳及歐洲的建築物耐震設計規範研修規 劃亦有相當的進展與更新，例如設計反應譜的製作方式、新型結構系統的相關設計參 數、各類結構系統或元件的性能檢核方式、動力歷時分析所用的地震歷時挑選與強度 縮放方法之檢討、非結構構材及設備地震力要求、非建築結構的地震力要求及性能檢 核方式、液化潛能評估方法、結構系統超強因子與位移放大係數之應用與檢討、隔減 震消能元件之性能測試程序等，皆是近年來國際上各國的建築物耐震規範修訂規劃內

容中常見的主題。自1997 年後，歐美等國的耐震設計規範即有較明顯而重大的變革，

其中針對耐震設計基本原則修正為：「係使建築物在中小度地震時保持在彈性限度內、

設計地震時容許產生塑性變形。但韌性需求不得超過容許韌性容量，最大考量地震時 則使用之韌性可以達規定之韌性容量。」美國International Building Code 2000 Ed.(ICBO, 2000)增訂最大考量地震危害等級，台灣亦開始依循此原則及地震力表達格式等大幅增 修台灣建築物耐震設計規範條文與解說，國家地震工程研究中心(National Center for Research on Earthquake Engineering, 以下簡稱 NCREE)亦在 2004 年邀集國內學者專家、

工程界以及相關主管機關代表所組成之耐震規範研究發展委員會定期討論研議耐震設 計規範研修方案後，再送交內政部營建署審議通過，目前下列主要項目已通過經營建 署審議完成：

1. 結構系統分類及容許韌性容量 2. 建築物規範之週期上限係數之調整 3. 地盤分類標準

4. 建築物之間隔規定

5. 液化潛能判定所採用之地表水平加速度 6. 臺北盆地設計地震微分區修訂

7. 隔震建築物設計

而有關非建築結構之地震力要求、近斷層設計地震力之檢討、附屬構體與非結構 構材與設備之地震力要求及被動消能系統等規範內容仍待研議，期使台灣建築物耐震 設計規範更加精進兼具合理完善。

1987 年聯合國布倫特蘭報告（Brundtland Report）揭櫫都市永續發展理念後，永 續建築(Sustainable building)與震後復原社群(Earthquake Resilient Communities)觀念漸 受國際重視，校舍、醫療院所、警消廳舍、科技廠房等重要建築提供之運作機能，更 是震後復原社群機制與國家經濟支柱中，不可或缺的一環。然而在近年國際震災中，

重要建築震損頻傳，嚴重影響震後復原能力。

以醫院為例，2011 年 3 月 11 日之日本東北地方太平洋近海地震，日本厚生勞動 省2011 年 6 月 8 日公佈的調查結果顯示，在東日本大地震中受災的岩手、宮城、福島 3 縣 300 家醫院的建築在地震中全部毀損(11 家)或部分受損(289 家)，約佔總數 380 家 的80%；2008 年 5 月 12 日中國汶川地震，綿竹市醫療院所破壞統計，因地震受損的

縣級醫療機構共8 所，鄉鎮衛生院 26 所，村衛生站 263 所，其他醫療機構 14 所。都 江堰市、漢旺、武都等地區數棟醫院建築受損或崩塌。部分災區醫院建築外觀雖僅輕 微受損，仍撤離病患於戶外搭建帳篷進行緊急醫療。台灣中部於集集921 地震中，當 災區最需要醫療資源的時候，部分大型醫院(如基督教醫院、榮民醫院及秀傳醫院)本 身亦深受損害而採取了撤離醫院的動作，無疑使災區醫療能力大幅衰減。而經由調查 可知，大部分醫院結構體雖未達到立即危險建築的狀態，但因建築內部非結構受損，

致使醫院無法繼續使用 (圖 1-1、圖 1-2、圖 1-3)

圖1-1 掉落之玻璃磚牆 (資料來源：姚昭智)

圖1-2 遭破壞之洗腎室 (資料來源：姚昭智)

圖1-3 掉落之出入口雨遮 (資料來源：姚昭智) 另以國內科技廠房為例，半導體及TFT LCD 光電產業為首的高科技產業乃目前支 撐我國經濟最主要的工業，然而高科技產業所賴以生產晶圓、TFT-LCD 面板或其他光 電產品的製程設備極為精密，只要250gal 以上的振動加速度即可能導致設備無法修復 的損壞，而這些精密製程設備的造價多以新台幣億元為單位。九二一地震﹙1999 年﹚

及三三一地震﹙2002 年﹚在新竹地區的震度並不大，然而竹科業者卻蒙受巨大損失(圖 4、圖 5)，包括半成品(work in process)、設備及營運中斷(business interruption)等，估 計九二一地震竹科之損失達 110 億，較輕微的三三一地震亦有十數億之譜。許多在九 二一地震後所做的防震措施，在震度更小的三三一地震中仍告失敗，顯然這些努力並 不具成效。產物保險公司均強烈要求高科技業者須做好設備防震措施，俟通過評等才 考慮承接其保險，造成業者爭取保險公司承保的難度更高。

由國內外震災經驗可知，重要建築若要在地震後正常營運或是立即恢復使用，必 須同時確保建築結構、機電系統、附屬於建築之重要非結構構件之耐震性能，而研擬 適用之非結構耐震設計規範，為提升國內重要建築非結構耐震性能最有效的手段之 一。