第七章 耐震工程品管
8.4 耐震補強之施工
1. 耐震補強應注意施工中之安全。尤其建築物在繼續使用中或以階段施工方 式進行耐震補強時，應輔以必要之臨時安全支撐，以避免施工過程結構系 統產生弱點。
2. 施工時應防止噪音、振動及其他有害環境衛生之情形產生。
解說：
建築物進行耐震補強施工時，常有敲除、改造部分構材之情形，施工階段或 有產生局部性或系統性弱點的時候。因此耐震補強施工應妥為規劃，在各施工階 段不得有影響建築物安全之情形，必要時應加設足夠之臨時安全措施。
第九章 隔震系統
9.1 背景
採用隔震系統之建物可視為三部份之組合：上部結構、隔震系統本身以及基 礎與其他結構單元等下部結構。
隔震系統包含規範要求之抗風系統與抗上舉系統；隔震系統也包含上部與下 部結構間傳遞作用力之附加消能裝置。
本章主要提供隔震系統之設計、分析與測試方針，以及作用於結構構材與非 結構構材之地震力的計算原則。隔震系統外之結構設計準則、非結構構材之設計 準則必須遵循其他章節之規定，並採用本章規定步驟計算之作用力與位移。
解說：
在 1980 年之前尚無結構隔震之設計觀念，一直到隔震系統產品成熟並商業 化，且研究成果實務化後隔震才被嚴肅地考慮，尤其是那些尋求增加抗震功能性 之建物。因此也產生出一種專門為隔震結構而發展之設計規範的需求，以便補充 現行規範。此種規範要求保證這種新的技術能被適當的運用。
有關建築隔震規範之發展，起初在美國大約在 1980 年代中期開始被提出。
於 1986 年時美國 SEAOC 發表結構隔震臨時設計規範以設計基底隔震之結構，
這些規範均建立於與固定基底相同之耐震標準且使用類似之設計觀念，例如最小 設計地震力與位移之公式。
SEAOC 隨後於 1990 年 SEAOC 藍皮書之附錄 1L 中發展隔震結構之設計與 施工一般規範，此規範亦被美國 ICBO 所採用並列為 1991 年 UBC 第 23 章之附 錄。此後 SEAOC 及 ICBO 並定期修定其設計規範。在 1994 美國 NEHRP 已包括 基底隔震與消能系統之設計規範，而 1997 美國 NEHRP 所提之變更已使用於「既 有結構隔震復建指針」中。
美國 NEHRP/UBC/SEAOC 新建築隔震規範發展之設計理念，可視為一種融 合固定基底建築之主要功能性目標（即在大地震下須保障生命之安全）及減少破 壞之額外功能性目標（一種隔震之基本優點）。因此其設計條款乃基於結合保障 生命與減少破壞之雙重目的。這些準則可總結為如下之原則：
1. 規範中指定兩種地震等級：即基本設計地震與最大考量地震。基本設計 地震與設計固定基底結構所要求之地表振動程度相同（即 50 年使用期中有 10%之超越機率）。至於既有建築物之補強，此種等級之設計地震則由使用者 自行指定。而最大考量地震為一額外較高等級之地震地表運動，並定義為在 一已知地質架構之建築場址上可預期到之最大地表振動程度。美國之 1994 NEHRP/UBC/SEAOC 版本容許此等級之地震取為在 100 年使用期中有 10%
之超越機率之地震。對於既有建築物之補強，其最大考量地震與本規範新建 築相同。
2. 新建築之規範要求隔震系統須能承受相當於最大考量地震之載重而不致
損壞（例如以最大考量地震位移來設計與測試隔震結構）。同理，規範要求 跨越隔震界面之建築與設備的設計須供給最大考量地震位移。
3. 規範要求結構（隔震系統以上）在基本設計地震之下須保持彈性（例如 抵抗側力之上部結構之非彈性反應限制為同等級固定基底建築容許值之 1/3）。
對固定基底之建築物設計規範提供了合理之保護以抵抗大的結構破壞或能 簡易修護。基於此原則，美國之規範針對固定基底結構之強度設計，規定側力只 需小至為在一大震當中建築物彈性反應之 1/8。而對生命保障是由要求結構系統 在超過彈性限度後須有足夠之靭性與穩定性而不致整體破壞或傾到。但是對於一 固定基底建築之內裝，結構元件、非結構元件在大地震是有可能發生破壞的。
美國 NEHRP/UBC/SEAOC 對一固定基底建築之規範是將基本設計地震折減 後之地震力來設計，而超過地震程度之存活抵抗是由隱藏在特殊之靭性及細部要 求當中。相反地，對於一隔震建築，規範對超過基本設計地震時反應之考量，係 要求隔震系統直接以一相當於最大考量地震（一種代表最壞情況下之地震）之位 移需求進行設計。
這種直接要求隔震系統以最大考量地震位移進行設計之意圖，在於提供合理 之保證，使隔震系統至少與一固定基底結構同樣地安全。此時，在最壞情況地震 下對一隔震系統所作之明顯設計（或測試）是必要的，因為以往一些經驗不復存 在。理想地，一經過隔震之結構其側向位移發生於隔震系統而非上部結構。因此 上部結構之側力抵抗系統應具有足夠之勁度與強度以避免過大的非彈性位移。因 此規範限制上部結構之非彈性反應為一固定基底建物所容許之某一比例之內。雖 然對基本設計地震下之破壞控制並非規範之明顯目標。但若在限制其上部結構之 非彈性反應下設計隔震結構，則同樣可減少破壞之程度。依規範設計之隔震結構 一般而言將可具有下列性質：
1.抵抗小至中度地震而無結構元件或非結構元件之損壞。
2.抵抗大地震而無下列情況發生：
(a) 隔震系統之破壞；
(b) 結構元件之顯著損壞；
(c) 非結構元件之大範圍損壞；
(d) 設備功能大幅降低。
上述隔震結構之功能性目標在中至大震下明顯地超過固定基底結構之功能。表 C9-1 提供依規範設計時對一隔震與固定基底結構其功能性之比較，在表中並未 包括設備功能之喪失，對於某些（固定基底）設備而言在結構嚴重損壞前是不會 喪失功能，但對其他之設備，雖然只為有限度或無結構損壞但也有可能因非結構 元件及內裝損壞而致功能喪失。隔震系統期望能降低結構或非結構之損壞以保護 設備之功能。表 C9-1 中之 F 表示固定基底而 I 表隔震結構，而表中有列出者表 示在不同之地震程度下不希望有該種風險之發生。
地震程度 風險種類
小 中 大
生命安全 F/I F/I F/I
結構損壞 F/I F/I I
非結構損壞 F/I I I
表 C9-1 新建築之保護意圖
至於用隔震進行既有建築物耐震補強之原則或目的是直接視業主之動機是 否為提昇建築物之功能在地震中或地震後之表現而定。因此，補強之目的隨計畫 之不同變化很大，至目前為止，促使業主選擇隔震作為既有建物補強之方法有五 個主要考量，分別敍述如下：
1. 功能性：在地震中或地震後設備保持運轉或能在一短期間內恢復運轉。
2. 內裝保護：在地震中須保護重要之內裝（例如博物館）。 3. 投資保護：應降低因地震損害所引起之長期經濟損失。
4. 歷史建物保護：歷史建築之耐震補強特徵，在所作之修改或拆除必須最 小。
5. 施工經濟性：建物是由於其大小或複雜度使得隔震成為最經濟之施工選擇 方案。
每一補強目的可有一不同之動機因素，或相關聯之功能性目標，因此可能需 要不同之設計準則，在發展設計準則中之第一個基本步驟為以設備功能損壞及投 資保護、古蹟保護及施工經濟性來釐清並排列業主之地震風險目的。這些目的將 指導工程師對功能性目標與設計準則之選擇。業主若將功能性或保護內裝或投資 列為高度優先則須要更嚴格的設計標準，若業主之古蹟保護或施工經濟性之意圖 較高則可用較不嚴格之設計準則。若業主只關心防止倒塌則可考慮其他比地震隔 震更經濟之設計策略。