研究緣起

臺灣位於環太平洋地震帶，加上海島性之氣候與海象條件，使得 臺灣之港灣構造物在其壽命中的安全性受到地震、海潮流、波浪、海 嘯、土壤液化、鹽分腐蝕等之影響，因此，如何考量構造物整個壽命 期之經濟性，據以提出合理的耐震設計規範，使所設計之港灣構造物 能滿足預期之安全度一直是目前熱門的研究課題，特別是過去之十年 內，全球發生了多次強烈地震，如 1994 年美國加州北嶺地震、1995 年日本神戶地震以及 1999 年臺灣 921 集集大地震等，均導致人員傷 亡、房屋、橋梁、道路、大壩、港灣構造物(圖 1.1~圖 1.4)、非結構構 件及設備等的倒塌與破壞，迫使先進國家之工程界針對現行耐震設計 規範重新加以檢討，以確保構造物之性能滿足使用、運作、安全、經 濟等目標。

圖 1.1 神戶地震沉箱側移引起設備破壞

圖 1.2 神戶地震沉箱側移引起起重機柱腳降伏彎曲

圖 1.3 集集地震臺中港沉箱碼頭沉陷

圖 1.4 集集地震臺中港土壤液化引起破壞

「性能工程(Performance-Based Engineering)」是一種全新的工程觀 念，它包含工程構造物之設計、施工、維護及監測的全過程，以滿足 構造物之預估性能目標，其目的在使工程構造物之設計、評析及施工，

均能保證在各種規模的荷載作用時，它們的性能特性可滿足業主和社 會之各種安全、經濟、文化、歷史需求，且對構造物整個壽命期之性 能特性的評估具有一定可靠性。「性能地震工程」(Performance-Based Earthquake Engineering 簡稱 PBEE)是「性能工程」之一支，著重於構 造物之整體系統、結構和非結構構件以及附屬設備在整個壽命期各階 段之耐震性能，並以構造物整個壽命期之耐震性能和經濟性(包括設計 費、建造費、維護費及可能之損失和修復費用)為主要設計目標，PBEE 涉及地球物理或地震學、大地工程、建築工程、結構與一般土木工程、

營建工程、社會經濟學等領域，被喻為二十一世紀耐震設計規範所遵 循之方向。

鑒於美國、歐洲、日本等國已經著手於性能設計之研究，而臺灣 也已著手推動橋梁及建築物之耐震性能設計法，交通部運輸研究所港 灣技術研究中心(簡稱「運研所」)也考慮將構造物性能設計方法應用在 港灣構造物，俾提升國內港灣工程技術之水準，使本國與國際上之工

程技術接軌，以便將來進一步建立臺灣之港灣構造物性能設計規範，

使國內之港灣工程界採用合理之工程設計，故擬與國內具港灣研究、

設計實務經驗之相關研究機構、顧問公司合作研究，以使本研究之成 果能落實及充分應用於國內之港灣工程界。

過去十數年來，性能設計理念已是國際工程界研訂技術規範的重 要議題，發展至今，歐洲與日本皆已參採用其精神與內涵，納為編訂 新世紀技術規範之基本架構，包括歐洲的 Eurocode 7、Eurocode 8 及 日本的 Geocode 21。同時於美洲及亞洲地區之韓國、新加坡、馬來西 亞、香港及中國大陸等地區，亦將此項議題納為國家規範之主要項目。

此股國際規範研究發展趨勢，更是國內公共工程未來發展不可忽視之 重要課題。為順應此國際潮流，行政院公共工程委員會自 2008 年開始 推動國內公共工程設計規範性能設計化之研究，已於 2009 年 6 月完成 適用於國內之公共工程性能設計準則，可為未來國內公共工程相關設 計規範朝性能化發展所依循。