5． 本文拫據 ETABS 軟體進行歷時分析(結構阻尼比為 2%與 3%)之結 果，與簡易耐震初評法(結構阻尼比為 2%與 3%)之結果相當接近，建 議未來應用簡易評估法時，應採用阻尼比2%與 3%計算耐震需求。
6． 比較三種不同類型之結果可知，其耐震指標值之大小依序為一般結構
>標準晶圓廠房>疊層晶圓廠房。
高科技廠房耐震補強方面，本文提出應用金屬消能制震鈑及斜撐系統 對耐震能力不足之結構進行加勁補強，並比較兩種補強方式之優缺點。藉 由ETBAS 三維結構動力歷時分析所得之結果，可歸納結論如下：
1． 應用金屬消能制震鈑對高科技廠房進行耐震能力補強，確實可幫助結 構消散能量，提升結構之耐震能力。
2． 由各樓層加速度峰值之結果顯示，採用斜撐對高科技廠房進行耐震能 力補強，因只提增加構勁度，對於結構阻尼之提升幫助有限，減震效 果並不理想。
3． 針對一棟八層樓高之雙層晶圓廠房做耐震補強，應用金屬消能制震鈑 及斜撐系統進行動力分析結果顯示，結構之 X 方向有不錯之減震效 果，而Y 方向減震效果並不明顯，顯示雙層晶圓廠房必須針對結構系 統做較大幅度的改善，才能確保其耐震能力之提升。
建議
針對本文對高科技廠房耐震能力初步評估方法仍有未盡之處，提供建 議如下：
1． 由於目前只針對一棟廠房結構詳細資料來做耐震能力評估，雖其評估 結果都在預期之範圍內。但為了進一步驗証本文所提出之高科技廠房 耐震能力初步評估方法之準確性，之後研究者應針對更多不同廠房結 構來做評估。
2． 儘管耐震設計規範通常建議結構之阻尼比為 5%，實際之結構之真實阻 尼比很少達到5%。建議以 2%與 3%分析較能符合真實狀況。
3． 在做高科技廠房耐震初評時，建議可直接針對無塵室所在樓層及結構 之一樓做評估即可。
參考文獻
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表1.1 高科技廠房耐震能力初步評估表
表 1.1 高科技廠房耐震能力初步評估表(續)
表 1.1 高科技廠房耐震能力初步評估表(續)
表2.1 高科技廠房評估方法之流程圖
表2.2 震區設計水平譜加速度係數 SsD與S1D，以及震區最大考量水平譜 加速度係數SsM與 S1M (資料取自建築物耐震規範[4])
表2.3 短週期結構之工址放大係數 Fa (線性內插求值) (資料取自建築物耐震規範[4])
震區短週期水平譜加速度係數 Ss(S 或sD SsM) 地盤分類
Ss≦0.5 Ss＝0.6 Ss＝0.7 Ss＝0.8 Ss≧0.9
第一類地盤 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
第二類地盤 1.1 1.1 1.0 1.0 1.0
第三類地盤 1.2 1.2 1.1 1.0 1.0
表2.4 長週期結構之工址放大係數 FV (線性內插求值) (資料取自建築物耐震規範[4])
震區一秒週期水平譜加速度係數 S1(S1D或S1M) 地盤分類
Ss≦0.30 Ss＝0.35 Ss＝0.40 Ss＝0.45 Ss≧0.50
第一類地盤 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
第二類地盤 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1
第三類地盤 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4
表2.5 一般工址或近斷層區域之工址設計水平譜加速度係數 SaD
表3.1 CASE1(原始雙疊層廠房)結構之標稱耐震容量(C)
樓層 長向 短向
5F 57,500 ton 59,600 ton 4F 84,600 ton 232,400 ton 3F 41,700 ton 53,200 ton 2F 78,300 ton 82,900 ton 1F 75,500 ton 82,900 ton
表3.2 CASE2(下層無塵室加柱)結構之標稱耐震容量(C)
樓層 長向 短向
5F 57,500 ton 59,600 ton 4F 84,600 ton 232,400 ton 3F 95,100 ton 106,000 ton 2F 78,300 ton 82,900 ton 1F 75,500 ton 82,900 ton
表3.3 CASE3(上、下層無塵室均加柱)結構之標稱耐震容量(C)
樓層 長向 短向
5F 173,800 ton 175,900 ton 4F 84,600 ton 232,400 ton 3F 95,100 ton 106,000 ton 2F 78,300 ton 82,900 ton 1F 75,500 ton 82,900 ton
表3.4 耐震指標評估結果(靜力分析；週期依經驗公式計算；D=基底剪力)
表3.5 耐震指標評估結果(靜力分析；週期依特徵分析結果；D=基底剪力)
表3.6 耐震指標評估結果(靜力分析；週期依經驗公式計算；D=樓層剪力)
表3.7 耐震指標評估結果(靜力分析；週期依特徵分析結果；D=樓層剪力)
表3.8 耐震指標評估結果(靜力分析與動力分析比較；週期依經驗公式計
表3.9 耐震指標評估結果(靜力分析與動力分析比較；週期依特徵分析結
表3.10 耐震指標評估結果(靜力分析與動力分析比較；週期依經驗公式計
表3.11 耐震指標評估結果(靜力分析與動力分析比較；週期依特徵分析結
表4.1 USD 制震鈑之材料性質與細部尺寸
楊氏模數 (E) 20.4 t/mm2 降伏應力 (σy ) 0.0253 t/mm2
寬度 (B) 250 mm
厚度 (t) 12 mm
有效高度 (h) 190 mm
片數 (N) 19片
初始勁度設計值(Kd) 12.21 t/mm
降伏前後勁度比(α) 0.1
表4.2 CASE4(3 樓至 5 樓增設消能器)各樓層相對位移反應比較(單位：cm)
表4.3 CASE5(3 樓至 5 樓增設斜撐)各樓層相對位移反應比較(單位：cm)
表4.4 CASE6(1 樓至 5 樓增設消能器)各樓層相對位移反應比較(單位：cm)
表4.5 CASE4(3 樓至 5 樓增設消能器)各樓層間加速度反應比較(單位：g)
表4.6 CASE5(3 樓至 5 樓增設斜撐)各樓層間加速度反應比較(單位：g)
表4.7 CASE6(1 樓至 5 樓增設消能器)各樓層間加速度反應比較(單位：g)
表4.8 CASE4(3 樓至 5 樓增設消能器)樓層柱(C1)剪力反應比較(單位：t)
表4.9 CASE5(3 樓至 5 樓增設斜撐)樓層柱(C1)剪力反應比較(單位：t)
表4.10 CASE6(1 樓至 5 樓增設消能器)樓層柱(C1)剪力反應比較(單位：t)
表4.11 CASE4 制震鈑變形與剪力(TCU017-EW) (a)XTCU017-EW(Link25)
XTCU017-EW
Story Link NO. Shear(t) Deformation(cm)
5F L25 60 1.33
4F L25 61 1.44
3F L25 60 1.33
(b) YTCU017-EW(Link3) YTCU017-EW
Story Link NO. Shear(t) Deformation(cm)
5F L3 53 0.83
4F L3 27 0.24
3F L3 57 1.12
表4.12 CASE4 制震鈑變形與剪力(TCU096-EW) (a)XTCU096-EW(Link25)
XTCU096-EW
Story Link NO. Shear(t) Deformation(cm)
5F L25 60 1.37
4F L25 65 1.78
3F L25 64 1.63
(a)YTCU096-EW(Link3) YTCU0196-EW
Story Link NO. Shear(t) Deformation(cm)
5F L3 58 1.18
4F L3 31 0.28
3F L3 60 1.31
表4.13 CASE4 制震鈑變形與剪力(TCUBAA-NS) (a)XTCUBAA-NS(Link25)
XTCUBAA-NS
Story Link NO. Shear(t) Deformation(cm)
5F L25 64 1.66
4F L25 65 1.76
3F L25 63 1.61
(a)YTCUBAA-NS(Link3) YTCUBAA-NS
Story Link NO. Shear(t) Deformation(cm)
5F L3 59 1.25
4F L3 35 0.31
3F L3 62 1.5
無層室 (Fab 層)
圖1.1 一般標準廠房
無層室 (Fab 層)
圖1.2 疊層式晶圓廠房
圖1.3 典型無塵室柱位結構平面圖
圖1.4 典型無塵室下樓層之柱位結構平面圖
圖1.5 軟弱層震害
圖1.6 受力－位移關係之遲滯迴圈
圖1.7 減震設計安裝示意
V.E. 材料
圖1.8 黏彈性體阻尼器 圖1.9 受力－位移關係之遲滯迴圈
圖1.10 液態黏性阻尼器構造 圖 1.11 受力－位移關係之遲滯迴圈
圖1.12 Pall 摩擦型阻尼器 圖 1.13 受力－位移關係之遲滯迴圈
圖1.14 金屬降伏型阻尼器
圖1.15 受力－位移關係之遲滯迴圈
圖2.1 SRC 柱與 RC 柱之斷面轉換示意圖 (資料取自鋼骨鋼筋混凝土規範[16])
圖2.2 柱無轉換斷面之極限剪力強度示意圖
V
PtV
PbL
MPt：頂端彎矩 MPb：底端彎矩
VPt ： 頂端剪力
VPb : 底端剪力
L：柱長
圖2.3 柱有轉換斷面之極限剪力強度示意圖
定義 略圖
兩側有柱之 磚造牆
牆之四邊，被上下邊 之 RC 梁及左右邊之 RC 柱所拘束，且無開
口之牆
圖2.4 兩側有柱之磚造牆
(資料取自震後受損鋼筋混凝土建築物緊急修復及補強技術手冊[19])
V
PtV
PbM
PbM
Pth1
h2
MPt：頂端彎矩 MPb：底端彎矩
VPt ： 頂端剪力
VPb : 底端剪力
h1、h2 不同材質之柱長
定義 略圖 單側有柱之
磚造牆
牆之上下二邊被 RC 梁及左右任一邊被 RC 柱所拘束之牆(有
開口)
圖2.5 單側有柱之磚造牆
(資料取自震後受損鋼筋混凝土建築物緊急修復及補強技術手冊[19])
定義 略圖
兩側有柱之 RC 牆
牆之上下、左右邊定 著於 RC 梁及 RC 柱，
且無開口之牆
圖2.6 兩側有柱之 RC 牆
(資料取自震後受損鋼筋混凝土建築物緊急修復及補強技術手冊[19])
定義 略圖 單側有柱之
RC 牆
牆之上下二邊定著 於梁，左右任一邊 (或中央)定著於柱
之牆
圖2.7 單側有柱之 RC 牆
(資料取自震後受損鋼筋混凝土建築物緊急修復及補強技術手冊[19])
定義 略圖
兩側均無柱 之 RC 牆
牆之上下二邊定著 於梁，左右二邊均無
定著於柱
圖2.8 兩側均無柱之 RC 牆
(資料取自震後受損鋼筋混凝土建築物緊急修復及補強技術手冊[19])
圖2.9 斜撐構材示意圖
圖3.1(a) 外圍構架之側視圖(短向)
圖3.1(b) 外圍構架之側視圖(長向)
X 48.8m
86.4m Z
Y
110.4m 48.8m
Z
θ h
h : 斜撐構件長度
θ: 斜撐構件與梁構件間之夾 梁構件
斜撐構件
(a) 1 至 2 樓的結構平面圖 (b) 3 樓及 5 樓的結構平面圖(無塵室)
(c) 4 樓、6 樓及 7 樓的結構平面圖 (d) 頂樓的結構平面圖 圖3.2 廠房結構平面圖
圖3.3 八層樓疊層式廠房結構之有限元素模型
圖3.4 CASE1(三樓及五樓為軟弱層)之廠房結構模型立面圖(短向)
圖3.5 CASE2(五樓為軟弱層)之廠房結構模型立面圖(短向)
圖3.6 CASE3(無軟弱層)之廠房結構模型立面圖(短向)
0 20 40 60 80
Time(sec)
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1
Ground PGA (g)
(a) 歷時圖 (b)反應譜 圖3.7 TCU017-NS 震波加速度歷時(正規化至 1g)
0 20 40 60 80
Time(sec) -1.5
-1 -0.5 0 0.5 1
Ground PGA (g)
(a) 歷時圖 (b)反應譜 圖3.8 TCU017-EW 震波加速度歷時(正規化至 1g)
0 20 40 60 80 Time(sec)
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1
Ground PGA (g)
(a) 歷時圖 (b)反應譜 圖3.9 TCU096-NS 震波加速度歷時(正規化至 1g)
0 20 40 60 80
Time(sec)
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1
Ground PGA (g)
(a) 歷時圖 (b)反應譜 圖3.10 TCU096-EW 震波加速度歷時(正規化至 1g)
0 20 40 60 80
Time(sec)
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1
Ground PGA (g)
(a) 歷時圖 (b)反應譜 圖3.11 TCUBAA-NS 震波加速度歷時(正規化至 1g)
0 20 40 60 80
Time(sec) -1.5
-1 -0.5 0 0.5 1
Ground PGA (g)
(a) 歷時圖 (b)反應譜 圖3.12 TCUBAA-EW 震波加速度歷時(正規化至 1g)
(a)長向消能器設置立面配置圖
(b)短向消能器設置立面配置圖
圖4.1 CASE4(3 樓至 5 樓增設消能器)廠房模型增設消能器設置立面配置圖
(a)長向斜撐設置立面配置圖
(b)短向斜撐設置立面配置圖
圖4.2 CASE5(3 樓至 5 樓增設斜撐)廠房模型增設斜撐設置立面配置圖
(b)長向消能器設置立面配置圖
(b)短向消能器設置立面配置圖
圖4.3 CASE6(1 樓至 5 樓增設消能器)廠房模型 增設消能器設置立面配置圖
圖4.5 (a) 原型 USD 制震鈑元件測試之試驗架構設計圖
圖4.5 (b) 原型 USD 制震鈑元件測試之試驗架構
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Damper Deformation (mm)
-80
Damper Force (ton)
圖4.7(a) USD 制震鈑之遲滯迴圈
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 Damper Deformation (mm)
-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80
Damper Force (ton)
K1= 12.23 t/mm
K2=1.18 t/mm
圖4.7 (b) USD 制震鈑之勁度迴歸曲線
圖4.9 CASE4(3 樓至 5 樓增設消能器)制震鈑位置圖 Link3
Link25
-2 -1 0 1 2 Displacement(cm)
-80 -40 0 40 80
Shear force(t)
圖4.10 制震鈑(Link25)遲滯迴圈（X-TCU017 E-W）
-2 -1 0 1 2
Displacement(cm) -80
-40 0 40 80
Shear force(t)
圖4.11 制震鈑(Link3)遲滯迴圈（Y-TCU017 E-W）
-2 -1 0 1 2 Displacement(cm)
-80 -40 0 40 80
Shear force(t)
圖4.12 制震鈑(Link25)遲滯迴圈（X-TCU096 E-W）
-2 -1 0 1 2
Displacement(cm) -80
-40 0 40 80
Shear force(t)
圖4.13 制震鈑(Link3)遲滯迴圈（Y-TCU096 E-W）
-2 -1 0 1 2 Displacement(cm)
-80 -40 0 40 80
Shear force(t)
圖4.14 制震鈑(Link25)遲滯迴圈（Y-TCUBAA N-S）
-2 -1 0 1 2
Displacement(cm) -80
-40 0 40 80
Shear force(t)
圖4.15 制震鈑(Link3)遲滯迴圈（Y-TCUBAA N-S）