因應國際規範修訂與國內近斷層地震效應對於國內隔減震建築設計規範之研修考量

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國際規範與國內近斷層地震效應對於國內隔減震建築設計規範之研修考量內政部建築研究所委託研究報告年度 108

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因應國際規範修訂與國內近斷層地震效應

對於國內隔減震建築設計規範之研修考量

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國 108 年 12 月

(本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見 )

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因應國際規範修訂與國內近斷層地震效應

對於國內隔減震建築設計規範之研修考量

受委託單位：國立臺灣科技大學研究主持人：汪向榮協同主持人：黃震興研究員：林旺春、楊卓諺、游忠翰研究助理：李學文、劉康任

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國 108 年 12 月

(本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見 )

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I 目次目次 ... I 表次 ... III 圖次 ... V 摘要 ... XV 第一章研究背景與目的 ... 1 第一節國內外隔減震實務應用案例與發展 ... 1 第二節國內隔減震規範發展與研究目標 ... 5 第二章美國 ASCE/SEI 7-16 隔減震建築設計標準 ... 7 第一節隔震結構耐震設計要求 ... 7 第二節含被動消能系統建築物設計要求 ... 57 第三章理論研究與示範例 ... 95 第一節隔震系統之上界與下界特性 ... 95 第二節隔震系統之最大總位移 ... 105 第三節上部結構之地震力豎向分配方法 ... 107 第四章耐震設計規範修訂建議 ... 183 第一節第九章隔震建築物設計之修訂建議 ... 183 第二節第十章隔震建築物設計之修訂建議 ... 206 第五章結論與建議 ... 213 第一節結論 ... 213 第二節建議 ... 215 附錄一期中審查意見及廠商回應 ... 217 附錄二期末審查意見及回應 ... 221 參考書目 ... 2255

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III 表次表 3-1-2.1 計算隔震系統雙線行為之設計參數條件 110 表 3-1-2.2 組合一中各設計參數下所計算得到之降伏位移與降伏後勁度比 110 表3-1-2.3 組合二中各設計參數下所計算得到之降伏位移 111 表3-1-2.4 組合三中各設計參數下所計算得到之降伏後勁度比 112 表3-1-2.5 組合四中各設計參數下所計算得到之降伏位移與降伏後勁度 113 表3-1-2.6 組合五中各設計參數下所計算得到之降伏位移 114 表3-1-2.7 組合六中各設計參數下所計算得到之降伏位移 115 表3-1-2.8 組合七中各設計參數下所計算得到之降伏位移及降伏後勁度比 116 表3-1-2.9 組合八中各設計參數下所計算得到之降伏位移及降伏後勁度比 117 表3-1-2.10 組合九中各設計參數下所計算得到之降伏位移及降伏後勁度比 118 表3-1-2.11 組合十中各設計參數下所計算得到之降伏位移及降伏後勁度比 119 表3-1-2.12 所有設計參數組合，於分析過程中發生不合理狀況之整理表 119

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V 圖次圖1-1 2012年全球隔震建築數量統計 1 圖1-2 台北市地震二區住宅大樓 2 圖1-3 國內最高的隔震建築大樓 2 圖1-4 臺北表演藝術中心 2 圖1-5 位於台北市信義區之陶朱隱園 2 圖1-6 公館聯合開發大樓 3 圖1-7 台大土木系研究大樓 3 圖1-8 台北市中間層隔震建築 3 圖1-9 台北市中山區中間層隔震建築 3 圖1-10 捷運站黏彈性阻尼器 4 圖1-11 嘉義長庚醫院黏彈性阻尼器 4 圖1-12 台北科技大學紡織館黏彈性阻尼器 4 圖1-13 故宮博物院液態黏性阻尼 4 圖1-14 高科技廠房液態黏性阻尼 4 圖3-1-2.1 典型隔震元件雙線性力量-變形行為 120 圖3-1-2.2 組合一中發生降伏位移為負值之遲滯迴圈 120 圖3-1-2.3 組合一中發生降伏位移及降伏後勁度比皆為負值之遲滯迴圈 120 圖3-1-2.4 組合一中降伏後勁度比大於工程應用範圍之遲滯迴圈 121 圖3-1-2.5 組合二的兩個計算結果中，降伏位移一組合理一組不合理之狀況 121 圖3-1-2.6 組合二的兩個計算結果中，降伏位移皆不合理之狀況 121 圖3-1-2.7 組合三較容易得到符合實務應用之力學特性 122

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VI 圖3-1-2.8 組合三計算結果中，降伏後勁度比較大之狀況 122 圖3-1-2.9 組合四的四個計算結果中，僅迴圈一符合實務應用力學特性之案例 122 圖3-1-2.10 組合四的四個計算結果中，僅迴圈二符合實務應用力學特性之案例 123 圖3-1-2.11 組合四的四個計算結果中，皆不符合實務應用力學特性之案例 123 圖3-1-2.12 組合五的四個計算結果中，僅迴圈二符合實務應用力學特性之案例 123 圖3-1-2.13 組合五的四個計算結果中，僅迴圈二符合實務應用力學特性之案例 124 圖3-1-2.14 組合六的四個計算結果中，僅迴圈二符合實務應用力學特性之案例 124 圖3-1-2.15 組合六的四個計算結果中，皆不符合實務應用力學特性之案例 124 圖3-1-2.16 組合七中發生降伏位移小於工程應用範圍之遲滯迴圈 125 圖3-1-2.17 組合七中合理之遲滯迴圈 125 圖3-1-2.18 組合八的兩個計算結果中，降伏位移皆不符合實務應用範圍之案例 125 圖3-1-2.19 不同降伏後勁度比與等效阻尼下，判別式 D 之數值分佈 126 圖3-1-2.20 組合九中降伏位移及降伏後勁度比過大之案例 126 圖3-1-2.21 組合九中降伏位移為負值及降伏後勁度比過大之案例 126 圖3-1-2.22 組合九中降伏位移及降伏後勁度比皆為負值之案例 127

圖3-1-2.23 隔震系統於工址 D 之需求下，考量標稱特性 (Teff =2sec、ξeff =0.1、 Dy =10mm) 上、下界變異性之遲滯迴圈與相應之參數變化 127

圖3-1-2.24 隔震系統於工址 B 之需求下，考量標稱特性 (Teff =2sec、ξeff =0.2、 Dy =10mm) 上、下界變異性之遲滯迴圈與相應之參數變化 127

圖3-1-2.25 隔震系統於工址 C 之需求下，考量標稱特性 (Teff =2sec、ξeff =0.2、 Dy =10mm) 上、下界變異性之遲滯迴圈與相應之參數變化 128

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圖3-1-2.26 隔震系統於工址 D 之需求下，考量標稱特性 (Teff =2sec、ξeff =0.2、

Dy =10mm) 上、下界變異性之遲滯迴圈與相應之參數變化 128

圖3-1-2.28 隔震系統於工址 A 之需求下，考量標稱特性 (Teff =2sec、ξeff =0.3、

圖3-1-2.29 隔震系統於工址 B 之需求下，考量標稱特性 (Teff =2sec、ξeff =0.3、

圖3-1-2.30 隔震系統於工址 C 之需求下，考量標稱特性 (Teff =2sec、ξeff =0.3、

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Dy =10mm) 上、下界變異性後，其相應參數之改變程度 144

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Dy =30mm) 上、下界變異性後，其相應參數之改變程度 169 圖3-2.1 隔震系統平面配置模型 170 圖3-2.2 ASCE7-16 定義最大總位移與我國規範之差異量(m=5~7) 170 圖3-2.3 ASCE7-16 定義最大總位移與我國規範之差異量(m=8~10) 171 圖3-2.4 ASCE7-16 定義最大總位移與我國規範之差異量三向圖(n=1) 171 圖3-2.5 ASCE7-16 定義最大總位移與我國規範之差異量三向圖(n=2) 172 圖3-2.6 ASCE7-16 定義最大總位移與我國規範之差異量三向圖(n=3) 172 圖3-2.7 ASCE7-16 定義最大總位移與我國規範之差異量三向圖(n=4) 173 圖 3-3.1 單層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.0)之地震力豎向分配結果 173 圖 3-3.2 單層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.5)之地震力豎向分配結果 174 圖 3-3.3 單層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=2.0)之地震力豎向分配結果 174 圖 3-3.4 4 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.0)之地震力豎向分配結果 175 圖 3-3.5 4 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.5)之地震力豎向分配結果 175

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XIV 圖 3-3.6 4 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=2.0)之地震力豎向分配結果 176 圖 3-3.7 9 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.0))之地震力豎向分配結果 176 圖 3-3.8 9 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.5)之地震力豎向分配結果 177 圖 3-3.9 9 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=2.0)之地震力豎向分配結果 177 圖 3-3.10 19 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.0))之地震力豎向分配結果 178 圖 3-3.11 19 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.5)之地震力豎向分配結果 178 圖 3-3.12 19 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=2.0)之地震力豎向分配結果 179 圖 3-3.13 39 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.0))之地震力豎向分配結果 179 圖 3-3.14 39 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=1.5)之地震力豎向分配結果 180 圖 3-3.15 39 層隔震結構於不同隔震系統型式(左：橡膠類；右：滑動類)與不同等效阻尼下，上部結構(RI=2.0)之地震力豎向分配結果 180

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XV 摘要關鍵詞：建築物耐震設計規範及解說、隔震建築物設計、含被動消能系統建築物之設計、耐震設計規範修訂一. 研究緣起我國於2005 年頒布施行的建築物耐震設計規範及解說中，首次增加了「隔震建築物設計」與「含被動消能系統建築物之設計」兩章節，爾後於 2011 年頒布施行的修正版本中，僅針對「隔震建築物設計」之內容進行微幅調整。在1999 年九二一集集大地震及國內相關規範提出後，隔減震技術已廣泛應用於國內多項重要公共工程與民生建築，至今國內已超過150 個建案採用隔震設計，近 400 個建案採用速度型消能元件進行減震設計。除此之外，國內於近十年內亦開始將隔減震技術應用於橋梁新建與補強工程。目前國內隔減震建築設計規範之分析與測試規定，主要仍依循FEMA 273 與 274 (1997 年)之報告內容。然而，於 FEMA368 與369(2000 年)以及其後發行的相關正式報告與準則，包括 FEMA 450(2003 年)，以及ASCE/SEI 7-05、7-10、7-16，隔減震建築之設計精神已有大幅變更，其中包括考慮性能導向與風險告知之設計地震需求、同時考慮第一與殘餘模態之等效線性靜力分析與反應譜動力分析程序、以及合理考慮變異性之邊界值分析；此外，分析時採用之地震歷時選取以及人造地震歷時製作，亦有因應近年全球記錄到的長延時與近斷層地表運動，而有所合理建議。因此，隨著全球耐震概念的演進及設計規範的脈動、因應國內工程業界於實務設計之回饋意見、以及鑒於國內近期多記錄到具有長週期高脈衝速度效應之近斷層地表運動(如 1999 年九二一集集大地震與2018 年花蓮地震)，實迫切需要提出國內下一世代隔減震建築設計規範修訂方向與草案。二. 研究方法及過程本研究的主軸為因應國際規範修訂與相關近斷層地震研究結果，提出國內隔減震建築設計規範之修正對策，以達到與全球並駕齊驅之目標，並同時兼顧本土特性與有效解決品管不良問題，研究內容包含對於國內外重要文獻蒐集與彙整 (如 ASCE/SEI 7-16)，以及目前國內針對近斷層地表運動效應對於地震工程之衝擊與因應對策。同時，針對美國規範中重大修訂之內容，進行了深入的理論探討以及示範例研究；包括隔震元件變異性對於設計參數之影響、隔震系統考量偏心扭轉之計算方式、以及隔震結構地震力豎向分配之方法。其中，針對隔震元件(系統)之變異性，除了探討美國規範中考量變異性之方式，更進一步針對我國耐震設計規範之內容以及特性，研討出適合我國之變異性考量方式，並於多組設計需

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XVI 求之示範例中，探討我國規範針對變異性規範修訂之保守性。三. 重要發現本報告最後依據上述的研究成果與結論，提出國內隔減震建築設計規範之修正草案，包含相關分析設計與測試要求，可供國內相關工程師、產品供應商、以及公務部門使用。對於現行規範中，第九章隔震建築物設計，以及第十章含被動消能系統建築物之設計，提出了數項修訂與新增建議。新增部分包含隔震元件力學行為變異性之定義與解釋；以及於隔震元件試驗規定中，新增了出廠試驗之規定。修訂部分主要則建議將隔震元件動力歷時分析方法，包含近斷層區域之考量，合併至第三章中動力分析之相關規定；同時，因應出廠試驗之試驗項目，針對原有的性能保證試驗及實體試驗，亦於參考ASCE7-16 後做了一定程度上之修訂。對於減震建築物，亦於規範建議修訂中，參考美國ASCE/SEI 7-16 中相關概念，明確規定減震之定義，以避免業界於實務應用上，對於減震建築認知上之衝突與混淆。四. 主要建議事項根據本研究之成果，提出以下具體建議。建議一進行「建築物耐震設計規範與解說第九章及第十章修正草案」審查：立即可行建議主辦機關：內政部營建署根據本研究成果羅列之規範第九章及第十章修訂項目，包含隔震系統設計參數之變異性、隔震元件出廠試驗等條文之新增，以及動力分析方法、減震建築之定義、與隔減震元件試驗規定等條文之修訂，皆經過數次產官學界專家之座談會進行協商，具有一定的嚴謹性、公平性、以及正確性，建議將修訂完成之第九章及第十章修正草案提送內政部營建署審查，以更新現有之「建築物耐震設計規範與解說」，早日頒布供工程界使用。

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Abstract

Keywords：Taiwan seismic design code, seismic design requirements for seismically isolated structure, seismic design requirements for structures with damping systems, revisions of design codes, near-field earthquake effect.

In 2005, the two new chapters,「Seismic design requirements for seismically isolated structure」and「Seismic design requirements for structures with damping systems」, have been firstly approved in the previous version of Taiwan seismic design code. Afterward, merely the former chapter was slightly revised in the current code, which was approved in 2011. Following the 921 Chi-Chi Earthquake and the proposing of new codes, the technologies of seismic isolation and energy dissipation have been widely applied in many public constructions and private buildings. Until present, there are more than 150 seismically isolated buildings and 400 damping system embedded structures. Moreover, in the last decade, such techniques have been applied in bridge and retrofit structures. The current Taiwan seismic design code still follows the American FEMA 273 and FEMA 274 standards, which are approved in 1997. However, according to the FEMA 368 and FEMA 369, approved in 2000, and the afterward FEMA 450 (approved in 2003), as well as ASCE/SEI 7-05, 7-10, and 7-16, the design concepts for seismic isolation and energy dissipation have been significantly improved, such as the linear static and dynamic spectrum analysis considering first and higher structural modes, and reasonably considering the boundary problems lead from the variabilities on isolation and energy dissipation devices. Furthermore, several suggestions have been made for deciding seismic ground motions, adapted for dynamic time history analysis, owing to the study on the near-field earthquake effects and long period ground motions. Therefore, in view of the improvements of global seismic design concept and the near-field ground motions discovered recent years in Taiwan, it is necessary and imperative to propose a revision for seismic design code on seismic isolation and energy dissipation.

In this context, this study aims to propose a revision to the current Taiwan seismic design code considering the latest global seismic design codes and the near-field effects discovered in Taiwan. The objects are to keep pace with the global developments in the seismic structural design field and to solve the quality control problems for isolation and energy dissipation devices in Taiwan. To this end, this study begins with references collecting and compaction. The American ASCE/SEI 7-16 standard will be focused. On the other hand, the study on the impacts and effects caused from near-field ground motions happened in Taiwan will be conducted. Besides, the revisions to seismic design code, such as requirements of seismic ground motions, seismic design and analysis process, and testing provisions, could greatly improve the promotion of seismic

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第一章研究背景與目的

第一節國內外隔減震實務應用案例與發展對於結構隔震技術之應用，根據 2012 年之統計【1】 (圖 1)，全球約 30 個國家中，已有超過10,000 個隔震建築之案例，其中以日本約有 6600 棟隔震建築為最，其次為中國、俄羅斯、義大利、美國等。舉例而言，美國南加州大學醫院以及日本郵政省電腦中心的隔震結構，分別在1994 美國加州北嶺地震與 1995 日本阪神地震中，直接驗證了應用隔震技術的良好耐震表現及可靠性；其他如阪神地區的

復舊工作、美國舊金山市政廳(San Francisco City Hall)的補強【2】

、美國加州州政

府交通部/加州公路巡警局車管中心(Caltrans/ CHP Traffic Management Center)【3】

、加州大學洛杉磯分校柯克赫夫廳(UCLA Kerckhoff Hall)與洛城郡緊急災難運作中

心(Los Angeles County Emergency Operations Center)的建造【4】

、以及各國採用隔震技術進行結構設計之諸多實務案例【5-8】，皆驗證了全球隔震技術蓬勃發展的趨勢。圖1-1 2012 年全球隔震建築數量統計反觀國內之發展，於 1999 年九二一集集大地震後，隔震技術已逐漸廣泛應用於國內建築工程，根據統計【9】，截至2009 年底全台約有 50 個建案採用隔震設計，目前雖無正式統計資料，然而根據初步調查結果，全台至今已超過200 個建案採用隔震設計。舉例而言，位於台北市地震二區之地上十二層地下三層的住宅大樓，隔震系統位於一樓下方，其採用了18 顆高阻尼橡膠支承墊，並搭配 6 組油壓阻尼器【10】 (圖 2)；位於新北市淡水區的地上三十八層地下三層的住宅大樓，為目前國內最高的隔震建築大樓，如圖3 所示，其建築總高度達 133.2 m，高寬比為3.17，隔震系統位於一樓下方，配置有 43 顆鉛心橡膠支承墊【11】，其支承墊平面尺寸最大為1.5m，建築物隔震週期約為 5.18 sec。除橡膠支承墊外，座落於台北市士林區，地上十二層地下一層，同時具有結構平面和立面不規則的台北表演藝術中心(圖 4)，採用了 89 組摩擦單擺支承，其最大平面尺寸達 2.2 m。摩擦單擺支承之優勢為：隔震週期與垂直載重無關、水平勁度與垂直載重成正比；因此可以適用於如此複雜及不規則之建築配置。同樣地，位於台北市信義區地上二

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2 十一層地下四層之陶珠隱園，隔震系統位於地下四層下方，設置有48 個摩擦單擺隔震支承。該結構設計利用調整曲面半徑之方式，控制隔震週期，並且以表面摩擦來消散地震能量，以有效降低隔震位移，如圖5 所示。圖1-2 台北市地震二區住宅大樓圖1-3 國內最高的隔震建築大樓圖1-4 臺北表演藝術中心圖1-5 位於台北市信義區之陶朱隱園除基礎隔震建築物外，中間層隔震建築物之實務案例亦與日俱增，其目的在

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3 於滿足建築上的特殊考量與功能需求，且在都會區之施工較為便捷。目前國內最常見之中間層隔震層設計是將隔震層設置在一樓頂部，如台北公館捷運大樓(圖 6)與國立台灣大學土木系研究大樓(圖 7)。位於台北市之社區住宅大樓，為地上二十三層地下四層之中間層隔震建築，如圖8 所示；隔震系統位於二樓上方，一至二樓為群樓，三至二十三樓為兩棟隔震上部結構，採用30 組平面尺寸為 1.4 m 之鉛心橡膠支承墊與8 組液態黏性阻尼器。現今國內具有最高隔震層之中間層隔震建築，為位於台北市中山區地上十六層地下六層之大樓(圖 9)，隔震系統位於四樓下方。相較於基礎隔震建築物之設計與興建，中間層隔震建築物雖可提高施工效率以及更有效地使用現有建築用地，然而因上部結構與下部結構之特性均會影響隔震之效益，而使得設計更為複雜；其中非預期之高模態耦合效應，更會造成中間層隔震建築物無法發揮預期之隔震效果【12-14】。圖1-6 公館聯合開發大樓圖1-7 台大土木系研究大樓圖1-8 台北市中間層隔震建築圖1-9 台北市中山區中間層隔震建築由圖 10 中可知，國內除了重要民生設施如醫院、學校以及防救災單位等重要建築，因必須在地震中及震後發揮功能，而採用隔震設計，以保護結構本身及其內部重要或貴重之非結構設備；一般住宅大樓亦開始大量應用隔震設計，以保障生命安全並且提升使用者之舒適性。另外，現今國內的新建建築結構逐漸走向超高層規劃設計【15,16】，諸多建築案例動輒超過三十層樓高，此時結構設計除需考慮地震力外，風力亦為重要設計考量【16,17】；原因為由於建築高度過高、基本振動週期較長，使得風力載重往往會控

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4 制結構設計之結果，在上述建築中，工程師多會考慮採用減震技術與產品，以同時提昇耐震能力並增進居住舒適性。921 地震之後，國內已有許多新建的建築物採用減震設計，以及許多既有的建築物採用阻尼器補強。根據初步調查結果，於 2013 年國內已有超過 300 個建築案例採用速度型消能元件之減震設計，包括一般住宅大樓、公共建設與重要結構等，此外，在近十年內亦開始應用於國內橋梁新建與補強工程【18,19】，包括採用黏性與黏彈性阻尼器設計之公共建設、高科技廠房與重要結構等，如圖11 為捷運車站採用黏彈性阻尼器設計、圖 12 為醫院採用黏彈性阻尼器設計、圖13 為學校教學大樓採用黏彈性阻尼器補強、圖 14 為博物館採用液態黏性阻尼器補強，及圖15 為高科技廠房採用液態黏性阻尼器補強；而國外則有美國、日本、中國、墨西哥、義大利等地區多有採用。圖1-10 捷運站黏彈性阻尼器圖1-11 嘉義長庚醫院黏彈性阻尼器圖1-12 台北科技大學紡織館黏彈性阻尼器圖1-13 故宮博物院液態黏性阻尼圖1-14 高科技廠房液態黏性阻尼

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5 綜上所述，目前隔、減震設計已是一門相當成熟的技術，在諸多分析、試驗研究與實際應用案例中均已驗證其為相當有效的抗震技術，可大幅減少地震反應、增加結構的安全性、降低非結構元件、設備與系統的地震需求，並可滿足結構與非結構設備最高性能水準要求。第二節國內隔減震規範發展與研究目標在 1999 年九二一集集大地震及國內相關規範提出後，隔減震技術已廣泛應用於國內多項重要公共工程與民生建築，至今國內已超過200 個建案採用隔震設計，近500 個建案採用速度型消能元件進行減震設計。近年較著名之重要工程案例，除上述建築外，尚有佛教慈濟醫院、長庚醫院、中央與臺北市災害應變中心、內政部建築研究所、捷運站聯合開發大樓、國家實驗研究院國家動物中心、中央研究院、中華電信股份有限公司、中華郵政股份有限公司、國立臺灣、交通、臺北科技大學、臺北101 國際金融大樓、臺北藝術中心、故宮博物院、台新銀行、台灣銀行、台灣積體電路製造股份有限公司、聯華電子股份有限公司、宏盛帝寶、御之苑、陶朱隱園等。此外，國內近十年內亦開始將隔減震技術應用於橋梁新建與補強工程。我國於 2005 年 7 月 1 日頒布施行的建築物耐震設計規範及解說【₂₀】中，首次增加了「隔震建築物設計」與「含被動消能系統建築物之設計」兩章節，其中分別針對隔震建築物與含被動消能系統建築物之設計概念、設計方式、靜力與動力分析方法、以及元件之試驗與檢核等，提出了明確的定義與規定。其內容之相關條文規定，乃在學研界與工程界逐年的研修與檢討下更臻完善；例如過去內政部建築研究所委託國家地震工程研究中心執行「建築物耐震設計規範隔震設計及含被動消能系統設計專章研修與示範例研擬」計畫【₂₁】與「建築物速度型被動消能元件設計手冊之研擬」計畫【₂₂】，其中便提供了詳細示範例說明隔震元件、速度型消能元件之基本參數、力學特性及完整設計流程。爾後於 2011 年頒布施行的修正版本【₂₃】中，亦針對「隔震建築物設計」之內容進行了微幅的調整。目前國內隔減震建築設計規範之分析與測試規定，主要仍依循 FEMA 273 與 274 (1997 年)【24】之報告內容。然而，於FEMA368 與 369(2000 年)【25】以及其後發行的相關正式報告與準則，包括FEMA 450(2003 年)【26】，以及ASCE/SEI 7-05 【27】、7-10【28】、7-16【29】，隔減震建築之設計精神已有大幅變更，包括考慮性能導向與風險告知之設計地震需求、同時考慮第一與殘餘模態之等效線性靜力分析與反應譜動力分析程序、以及合理考慮變異性之邊界值分析；此外，分析時採用之地震歷時選取以及人造地震歷時製作，亦有因應近年全球記錄到的長延時與近斷層地表運動，所提出之合理建議。綜合上述，隨著全球耐震概念的演進及設計規範的脈動、因應國內工程業界於實務設計之回饋意見、以及鑒於國內近期多記錄到具有長週期高脈衝速度效應之近斷層地表運動(如 1999 年九二一集集大地震與 2018 年花蓮地震)，實迫切需

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6 要提出國內下一世代隔減震建築設計規範修訂方向與草案。再者，對於隔減震元件的測試要求，包括試驗規定與檢核標準，有鑒於隔減震元件在過去數十年的多元性與不斷創新、近年國內實驗設施容量大幅提升、長延時與近斷層地表運動之合理測試程序、近期日本阻尼器之品管不週事件，實有必要進行更為嚴謹的探討，並提出更為適切且合理的之測試要求，以俾利國內隔減震建築設計規範更臻完整，並使國內隔減震技術之應用與發展更趨健全，避免此一優良耐震技術再次遭到誤用或社會大眾的誤解。因此，本研究的主要目的為，因應國際規範修訂、國內近斷層地震效應，提出國內隔減震建築設計規範之修正對策，以達到與全球並駕齊驅之目標，並同時兼顧本土特性與有效解決品管不良問題。其中透過國內外重要文獻之蒐集與彙整，並且進一步整理國外相關規範之演進，可以了解其規範修訂之精神與概念，藉此經驗可以釐清我國規範現況之優勢與修訂之策略；再者，藉由研究我國近斷層地震之特性，以及歷年來近斷層地震對於建築所造成的影響，可以進一步完善現行規範中，對於近斷層地震應對策略所不足之處。本研究所提出之規範修正草案，包含相關分析設計與測試要求，可供國內相關工程師、產品供應商、以及公務部門使用，同時有效且正確地推廣隔減震技術，使國內隔減震技術發展更為成熟。

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7

第二章美國 ASCE/SEI 7-16 隔減震建築設計標準

第一節簡介

ASCE (American Society of Civil Engineers)美國土木工程師學會，成立於 1852 年，為美國該領域最早成立之非營利性組織，亦為全球土木技術發展之領頭羊。

其專業領域會員至今已超過15 萬人，遍佈全球 177 個國家。該學會研究範疇包

含營建工程、建築、工程力學、河海工程、大地、環境、測量、以及交通工程等。

隸屬 ASCE、以研究結構技術與發展實務應用為宗旨的結構工程學會(SEI,

Structural Engineering Institute)，於結構工程領域方面，出版了許多具有代表性的

設計準則，其中ASCE7: Minimum Design Loads and Associated Criteria for Building

and Other Structure，為建築相關結構以及其附屬非結構構材，提供了最小設計載

重、危害等級、以及性能目標等相關設計準則。本章分別針對ASCE7-16 中第十

七章隔震結構耐震設計要求(Seismic Design Requirements for Seismically Isolated Structure)，以及第十八章結構安裝阻尼系統之耐震設計要求(Seismic Design Requirements for Structures with Damping System)，兩個章節中之條文與解說進行說明，並且補充相關概念及理論之探討。以下各小節內容中所探討的 ASCE7-16 準則內容，會依據原文章節編號與順序依序進行，並且除了同時探討準則中之條文與解說，亦會在必要處補充相關說明或是公式推導。第二節隔震結構耐震設計要求 17.1 通則隔震結構及其相關部分之設計和建造方式，均應依照本節之要求，並且符合本準則之相關適用要求。解說隔震為一種分離結構反應與具有潛在損傷結構可能性之水平向地震的設計方法，因通常被應用於建築物基礎位置而被稱為基礎隔震。相較於傳統固接於地表的結構型式，此分離機制可顯著降低建築物之地震反應。過去三十年中，大地震對於建築物和基礎設施所造成的嚴重損壞，使得美國的隔震技術、隔震建築及隔震橋梁相關設計準則、以及隔震元件之標準化試驗流程迅速發展。

隔震結構的設計要求，首現於美國 1991 年“Uniform Building Code”規範中之附錄，該附錄內容之制訂，乃根據加州結構工程師學會(Structural Engineers Association of California)之州立地震委員會(State Seismic Committee)，所發行的

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8

準則“General Requirements for the Design and Construction of Seismic-Isolated Structures”。至今，上述規定演化為兩種分別不同的設計需求；其一為本準則 (ASCE/SEI 7)第十七章隔震結構耐震設計要求(Seismic Design Requirements For Seismically Isolated Structures)，另一為 2007 年出版的 ASCE/SEI 41 準則中第 9.2

節：現有建築物耐震補強(Seismic Rehabilitation of Existing Buildings)[30]_。此兩種

準則的設計與分析方法相似，惟ASCE / SEI 41 對於補強建築的上部結構之要求

更為寬鬆。同時，美國公路橋樑隔震設計的基本概念與原則，亦首見於1990 年

AASHTO 的“Guide Specifications for Seismic Isolation Design” [31]_{規範中。而該規}

範的後續版本（AASHTO 1999）[32]_{，則為隔震元件力學行為之分析與設計，系} 統性地提供了一套制訂界線限制的方法。當前的本版 ASCE / SEI7 第 17 章裡之規定進行了重大修改，旨在促進隔震技術之設計和應用，從而促進該技術的擴展使用。本準則之設計要求非針對特定的隔震方式，而是適用於各式隔震系統。由於設計要求擁有高度的通用性，因此需要對隔震系統元件進行測試，確認設計中所使用到之工程參數，以確保隔震系統使用之適當性。一般而言，適當的隔震系統須具備有：(a) 設計位移下能保持水平和垂直的穩定性；(b) 隨位移增大之回復力；(c) 性能不會在重複循環載重下顯著降低；(d)具有可量化之工程參數（例如：力量-位移特性和阻尼）。隔震系統之力量-位移行為可分為四類，如圖 C17.1-1 所示，圖中假設每條曲線皆有相同的設計位移𝐷 。為求清晰展示，圖中未包含犧牲性風束制系統所提供之勁度圖C17.1-1 隔震系統理論力量-位移曲線承上圖，線性隔震系統（曲線 A）之等效週期為定值且獨立於位移需求，傳遞至上部結構之力量與隔震系統的位移成正比。應變硬化隔震系統（曲線B）具有較低的初始側向勁度（或較長之等效週期），隨後在較大的位移需求下具有較高的第二勁度（或較短之等效週期）。當實際位移大於設計位移時，上部結構之

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9 力量需求會增加，然而相較於線性隔震系統，該隔震系統會產生減小的位移。軟化隔震系統（曲線 C）具有相對較高的初始勁度（或較短之等效週期），隨後在較大的位移需求下具有相對較低的第二勁度（或較長之等效週期）。當實際位移大於設計位移時，上部結構之力量需求會減少，然而隔震系統所產生之位移會明顯大於線性隔震系統。缺乏側向回復力之純滑動隔震系統（曲線 D），其行為由滑動界面處產生的摩擦力所控制。隨著位移的增加，有效週期會增加，而傳遞至上部結構的力量卻維持定值。此系統於地震重複性地震擾動下所引至之最大隔震位移，與該地震之特性高度相關，因此有可能會超過設計位移𝐷 。由於該系統之回復力不會隨著位移而增加，無助於結構復位與防止倒塌，無法應用本準則之設計程序，因此該系統禁止使用。本章訂定了隔震系統設計位移、結構設計剪力、以及其他關於隔震結構之特定要求，且上述項目皆僅依據MCER進行考量。而其他所有設計要求，包括載重（地震力除外）、載重組合、容許力與應力、及水平剪力分佈等，皆與一般固定基底(Fix-base structure)結構相同。本版規範主要變革包括： • 將彈性設計基底剪力之計算程序依據，由原規範之設計地震(Design

Earthquake, DE)，修訂為風險導向最大考量地震(Risk-Targeted Maximum

Considered Earthquake, MCER)，並且於計算程序中，採用一組具有一致性之

上、下界位移和勁度特性進行運算。此修訂亦藉由僅考量MCER之案例，簡

化了設計和分析過程。

• 放寬靜力分析（Equivalent Lateral Force, ELF）程序之標準與容許極限。本修

訂有效地簡化了基礎隔震結構，於隔震系統及上部結構之設計上，複雜且耗時的非線性歷時分析方法。 • 強化隔震系統中相關設計特性之定義。 • 採用製造商依據先前實體試驗結果所提出之隔震元件標稱特性。 • 上述之標稱特性，為考量其表現之不確定性，引入AASHTO（1999）[32]_𝜆參數之概念進行調整，進一步計算出隔震系統設計程序中之上、下界特性。 • 提出靜力分析中，地震力豎向分配之新方法。 • 簡化非線性歷程分析中，考量5％意外偏心質量之方法。 • 將隔震設計案所需的同行評審數量，由目前的三到五人，減少至最少一名。此外，同行評審無需參與實體試驗。 • 建立一套計算流程，當隔震應用案例具有相對長週期、高降伏力或摩擦力、以及低降伏位移時，預估其於不同地震程度下，隔震系統可能發生的永久殘餘變位。

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17.1.1 名詞定義

以下名詞定義僅適用於本章且相關定義衍伸自第 11 章(註：Chapter 11, Seismic Design Criteria)

• 上部結構底層(Base Level)：指隔離交界面上方結構的第一個樓層。

• 位移束制系統(Displacement Restraint System)：泛指用以限制「最大考量地

震下，隔震結構側向位移」之所有結構構件。 • 等效阻尼(Effective Damping)：隔震系統於一個完整循環之消能行為下，所相應之黏性阻尼。 • 等效勁度(Effective Stiffness)：由隔震系統(或其中隔震元件)之側向出力，除以該力量對應之側向位移後所得之值。 • 隔離交界面(Isolation Interface)：隔震結構上半部(即隔震系統上方結構)與下半部(即隔震系統下方結構)的交界面，隔震系統下方結構假設與地表呈剛性運動。 • 隔震系統(Isolation System)：由隔震元件、元件間傳遞力量之結構構件、與結構構件之連接元件所組成，同時亦包括為滿足本章中相關規定所設置之風束制系統、位移束制系統以及消能元件。 • 隔震元件(Isolator Unit)：隔震系統中具有水平向柔性及垂直向剛性的結構元件，於設計地震力下可以發揮足夠大的側向變位。單一個隔震元件可視為結構重量承載系統之一部分，亦可單純提供隔震功能。 • 最大位移(Maximum Displacement)：隔震系統設計時所採用的最大側向位移 (不包括實際與意外扭矩所造成的額外位移)。最大位移必須分別由隔震系統之上界與下界特性進行計算。 • 軟化(Scragging)：指橡膠產品(包括彈性支承)於反覆運動或是循環加載試驗下，勁度下降之現象，其中部分下降之勁度可隨時間回復。

• 最大總位移(Total Maximum Displacement)：最大總位移包括最大位移與實

際和意外扭矩所造成的額外位移，使用目標為驗證隔震系統與相關結構構件之穩定性、設計結構間距以及決定隔震元件實體試驗之垂直向試驗條件。最大總位移須分別由隔震系統之上限與下限特性進行計算。

• 風束制系統(Wind-restraint System)：泛指提供束制「隔震系統風載重下之

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11 17.1.2 符號定義 (此處省略，合併於下方各條準則內文中。) 17.2 設計通則解說對於理想的隔震設計應用，結構的側向位移主要來自於隔震系統的變位，而非上部結構的內部變形。上部結構的側向力抵抗系統必須設計得具有足夠的勁度與強度，以防止較大的非彈性變形發生。因此，此準則提出了相應的標準，以限制上部結構之非彈性反應。雖然損害控制並非本章的主要目標，但藉由限制非彈性反應之設計，便可直接降低地震所引至之損害。一般而言，依據本準則所設計之隔震結構會滿足以下條件： 1. 於中小度地震下，結構構材、非結構構件、及結構內容物不會發生損傷； 2. 於大地震下，隔震系統不會失去功能、結構構材不會發生重大損傷、非結構構件不會大範圍破壞、並且結構內部設備的主要功能不會喪失。隔震結構於中大型地震中，預期比固定基底結構有較優的性能表現。表 C17.2-1 比較了依照本準則所設計之隔震結構與固定基底結構，於不同程度地震下之預期性能。隔震結構之實際性能，需透過一系列的地震歷時，進行非線性歷時分析，以求得樓層加速度及層間變位反應。以上計算結果可用以估計結構震後

修復成本，參考 FEMA P-58 中耐震性能設計法(Performance-based Earthquake

Engineering, PFEE)[33]_{，或使用大規模直接/間接成本模擬軟體(HAZUS)} [34]_。評估

隔震對於提升結構耐震性能之程度，必須考量隔震設計對於樓層加速度以及層間變位所造成之衝擊，因為此兩項反應為影響機械、電氣及管線系統（Mechanical, Electrical, and Piping, MEP）、天花板與隔板系統、以及建築內容物等損壞程度之關鍵設計需求參數。

表C17.2-1 各地震程度下之性能預期表現

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12 定基底設施或機構，除非其結構或非結構構件於地震中遭受到嚴重損害，導致建築物關閉或無法進入，否則不允許此設施或機構喪失功能。而對於其他固定基底之設施或機構，即使結構僅受到輕微的損傷，也有可能因為重要的非結構元件受到損傷，而導致此設施或機構之功能喪失。採用本準則所設計之隔震結構，預期將可以減輕結構和非結構性之損傷，並保護建築免於功能喪失。另外，此隔震結構震後所需之修復時間，亦可透過前述FEMA P-58 之 PBEE[33]_{方法進行評估} 觀察全世界各地，中大型地震對於固定基底結構物，造成結構或非結構損傷的主要原因，來自於高強度之水平地表運動，而非垂直向振動。依據典型的垂直載重設計程序，會導致結構斷面及尺寸設計上，對於承受地震力，具有相對較高的安全係數。因此，現有規範對於垂直向地震力E 之計算(根據第 12.2.4.6 和_v 12.2.7.1 節之規定)，於設計地震力下採用 0.2S D ；其中_DS D為靜載重，計算方式依結構設計時所分配之靜載，而非實際參與結構垂直向振動的精確載重。上述地震力，對於隔震結構，公式中之S_DS須改成S_MS。然而，與固定基底結構相同，隔震結構若僅考慮水平向地表運動，將可能低估結構樓層及其他結構構件之加速度反應。固定基底結構及隔震結構中之部分構件(包括大跨度、垂直不連續、或長距離懸臂構件)，可能會對地表垂直運動所引發的結構放大反應特別敏感。同時，對於特定的非結構構件，如隔音板吊頂系統 (Acoustic tile suspended ceiling systems)，也特別容易受到垂直向和水平向地表共同運動之影響。因此這些結構物次要組件或構件，須額外對於垂直向地震進行考量。此外，具有相對較低垂直載重、且位於柱下方共同抵抗地震力之隔震支承，可能會因較大的垂直地表加速度和整體傾覆之影響，而產生淨上舉或拉伸變位。此種上舉或垂直向張力，可能對於於隔震層下方之基礎結構造成高度衝擊力，危及隔震支承之穩定性，甚至導致破壞。基礎隔震結構若位於逆衝斷層或斜滑斷層之上盤區域，則因具有較大地垂直向加速度，須特別考慮垂直向地表運動。力學特性與垂直載重相依之隔震元件，其水平向反應可能會因為結構水平與垂直向耦合之關係，因垂直向加速度變化而造成改變。依據第 C17.2.4.6 節所述，垂直向反應譜以及柱和隔震支承之垂直向設計需求等，為易受垂直向擾動所影響之結構設計參數。而具顯著水平與垂直耦合現象的隔震建築，當垂直向運動頻率為此耦合振態時，結構會產生額外的水平向加速度反應。若欲調查垂直向地表運動對結構反應之影響，建議採用以下任一種分析方法： • 反應譜分析採用水平以及向上與向下之垂直向反應譜。 • 進行垂直向反應譜分析，並依據 100％-30％-30％之正交組合規則，結合水

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13 平向反應譜分析結果。 • 依據第C17.3.3 節之建議，進行三軸向歷時分析，並確實採用垂直向地表加速度記錄。 • 依據第17.3.3 節之規定進行水平向歷時分析，並考量第 17.2.7.1 節中所規定的最大及最小垂直向載種組合。須特別注意的是，本項分析方法的兩種加載方式，對於力學特性與垂直載重相依之隔震元件，會造成其力學特性之改變，因此會更進一步造成基底剪力與隔震位移的改變。上述分析中的結構模型應能夠模擬垂直反應和垂直質量參與的影響，並應包括C17.6.2 節中的建模建議。 17.2.1 用途係數整體結構(包括隔震系統上方結構)皆須參照表 1.5-1 進行風險等級分類。唯耐震用途係數I 在所有風險等級中皆為 1.0。 _e 補充說明：表 1.5-1 為建築物風險等級分類，分有四個等級，等級越高代表該建築物有較高的生命及社會風險，以及較重要的功能性。表1.5-2 為依據風險等級所建立的用途係數，風險等級越高，用途係數也就越大；其中分有雪害、冰、以及地震等用途係數。相較之下臺灣沒有雪及冰之危害考量，所以台灣耐震設計規範中只有地震用途係數。 17.2.2 結構規則性隔震系統上方結構若屬表 12.3-1 中的 1b 平面不規則性，及表 13.3-2 中 1a, 1b, 5a, 5b 的立面不規則性，則應參照不規則結構之規定進行設計。補充說明：表 12.3-1 為結構平面不規則性之定義，表 12.3-2 為結構立面不規則之定義，其中大致上分類接與台灣規範相似，因其內容不屬於本研究探討範圍，此處僅將上述二表之項目羅列如下。表 12.3-1 平面不規則，包含 1a. 扭轉不規則；1b. 極端扭轉不規則；2. 具凹角性；3. 橫隔板不連續性；4. 面外錯位性；5. 非平行結構系統。表 12.3-2 立面不規則，包含 1a. 勁度不規則-軟層；1b. 勁度不規則-極軟層； 2. 質量不規則性；3. 立面幾何不規則性；4. 抵抗側力的豎向構件立面內不連續； 5a. 強度不連續性-弱層；5b. 強度不連續性-極弱層。其中部分平面與立面不規則性，於 ASCE/SEI7-16 隔震設計中不予以考慮，

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14 原因為此不規則性，可以透過隔震系統勁度之設計進行調整，且上部結構於地震作用下，相較於固定基底結構具有較剛性之運動，此數項不規則性對於結構所造成之負擔亦較為輕微。 17.2.3 結構贅餘度隔震系統上方之結構，須考量 12.3.4 節規定之結構贅餘度係數 進行設計；若隔震系統上方之結構不屬於17.2.2 節中所定義之不規則結構，則結構贅餘度係數 可視為 1.0。補充說明：舉例而言，ASCE/SEI 7-16 第 12.4.2.1 節中提到，用以進行靜力分析之水平向地震力E_h Q_E，其中Q 為有效地震力，而當結構物屬於不規則結構時，其_E 贅餘度係數 為 1.3。 17.2.4 隔震系統 17.2.4.1 環境狀況隔震系統除了滿足地震力及風力造成之垂直向及側向須求外，尚須考慮其他環境狀況，例如：老化效應、潛變、疲勞、作業溫度、以及暴露於潮濕或破壞性物質環境。解說必須徹底調查，可能會對於隔震系統之性能，產生不利影響的環境條件。考量隔震元件環境因素影響的具體要求，規定於新增的第17.2.8 節中。與性質不隨時間顯著變化的一般材料不同，隔震元件中所使用的材料，通常在建築物的生命週期內，便會產生顯著的老化效應。由於第 17.8 節的測試項目中沒有考慮到老化、污染、軟化（於反覆運動或是循環加載試驗下，勁度下降之現象）、溫度、速度效應、及磨損的影響，設計者必須通過明確的分析來解釋上述影響。 AASHTO 規範（AASHTO 1999）[32]_{中對於考量上述影響之方法，已納入本準則} 中第17.2.8.4 節之特性修改因子。 17.2.4.2 抗風隔震結構必須能夠抵抗隔離交界面以上所有樓層之設計風力。於隔離交界面之風束制系統，必須能夠限制隔震系統的側向位移，使其於設計風力作用下，不大於17.5.6 節中針對隔震系統上方結構所規定的層間變位值。解說由風荷載所引致之隔震區域側向位移，必須予以上部結構限制樓層相同之限

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15 制值。 17.2.4.3 防火隔震系統之防火時效不小於該系統所在區域中，所有柱、牆、以及其他垂直承載元件之防火時效。解說火災可能會對於隔震系統的側向性能產生不利影響，但至少必須保護隔震系統的垂直向乘載力，以及維持上部結構所有構件穩定性之能力。 17.2.4.4 側向回復力為確保隔震系統具有足夠的側向回復力，考慮其上、下界特性，皆必須使隔震系統於最大位移下的水平出力，大於「50%最大位移對應之水平出力」0.025W 以上。解說回復力之規定旨在限制隔震系統中，由於任何地震事件所造成的殘餘位移，使其能夠保有充分的隔震位移，以承受餘震和未來的地震。殘餘位移的推估將於 C17.2.6 節中討論。 17.2.4.5 側向位移限制不得使風險導向最大考量地震(MCER)之隔震位移，於位移束制系統之限制下小於「最大總位移(DTM)」，除非該隔震建築滿足以下之設計條件： 1. MCER下結構物之分析，須滿足17.6 節中對於動力分析之相關規定，並確實考量隔震元件以及隔震系統上方結構物之非線性行為。 2. 隔震系統及其下方結構之極限容量，須超過 MCER下之力量與位移需求。 3. 隔震系統上方結構，必須確保其於 MCER下之穩定度與韌性需求。 4. 隔震位移束制系統不會於 0.6 DTM以下發生作用。解說不鼓勵採用位移束制之方式，限制超出隔震設計值之位移。若使用位移束制系統，則須進行明確的非線性歷時分析，並參照第16 章之規定，考量位移束制系統對於隔震系統之影響。

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16 補充說明：含位移束制系統之隔震結構，一旦於地震中超過設計位移，上部結構會因為位移束制系統之瞬間出力，而受到非常大的衝擊力，有可能因此造成額外的損傷。故本準則不鼓勵採用位移束制之方式，限制超出隔震設計值之位移；言下之意，應於設計階段，充分考量足夠的隔震位移。故本文中更進一步提出，不允許在一般情況下，含位移束制系統之非線性歷時分析(MCER 等級下)結果中，束制系統於最大總位移發生前便提早觸發，而因此導致結構承受額外的衝擊力。 17.2.4.6 垂直加載穩定性隔震系統中的每一個元件，皆必須於最大總位移下，具備有足夠的垂直加載穩定性。該垂直加載必須依據17.2.7.1 節中，載重組合二之最大垂直加載、及載重組合三之最小垂直加載進行計算。解說用以評估隔震元件穩定性之垂直荷載，應使用之靜載重與活載重組合之極限值和MCER等級下之地震力最大需求進行計算。由於地震為反覆加載運動，因此地震力之峰值配合上靜載與活載組合之極限值，方可得到每個隔震元件的最大壓力與最大拉力。每個隔震器的穩定性，應加載上述兩種極限垂直荷載，並以隔震系統於MCER所承受之最大位移程度進行驗證。除此之外，隔震系統的所有元件都需要經過測試或類似措施，以證明其對MCER地震之的水平穩定性。該性能可以透過非線性靜態分析下，隔震系統展現出之水平向和垂直向穩定性進行驗證，分析必須考量包含隔震系統在內的整體結構系統，以及MCER地震作用下之最大位移。 17.2.4.7 傾倒於各載重組合下(包含所有地震力及垂直力加載狀況) ，隔離交界面上方結構之抗傾倒安全係數不得小於1.0。其中計算傾倒力矩時，須以 MCER等級之地震力作為側力，並且以W 作為垂直向之回復力。不允許各別隔震元件發生局部上舉之狀況，除非該行為不會造成其他隔震元件及結構構件之應力過度及不穩定情形。解說此節之要求是為防止結構整體傾覆，以及因局部上舉造成元件承受過大的應力。只要隔震系統不脫離其水平力抵抗系統(包含細部連接元件)，則可接受隔震元件之上舉。相對的，在某些隔震系統中所之細部連接元件不具抗拉能力，因此