第十屆中日建築結構技術交流會-台灣長周期地震動之設計探討

結構的地震反應會受到震源機制、波傳路徑、工址地層放大效應、結構─土壤互制與結構本身振動反應等各種因素影響。但時至今日,各國耐震規範所考慮的工址設計加速度譜大多僅考慮工址垂直向土層剖面的地質影響,而前述震源機制、波傳路徑等因素,並無法反應在工址設計地表加速度上。但在日本311大地震後,發現高樓結構受到長周期地震動的明顯影響,此種受到震源機制與波傳路徑影響的長周期地震動就目前各國設計震譜特性而言,尚少有考量。台灣早期設計震譜分別沿用日本與美國的震力係數來考量加速度反應譜係數(地震影響係數),而自1986年11月15日 花蓮發生芮氏規模6.8之地震後,開始針對台北盆地的地盤共振效應,修正設計地震力的震力係數,使震譜轉角周期(設計特徵周期)遠大於中國、日本等。而由台灣921集集地震的強地動資料觀察,盆地與沉積平原之沿海地區易受長周期地震動的影響,部分區域在周期4-5秒間有明顯的工址地層放大效應,此種長周期地震動對於高層建築以及隔震建築的結構設計都會造成嚴重影響。
本文根據921集集地震的強地動資料,首先探討台灣盆地與沉積平原地區易受長周期地震動的影響因素,也就各國的地震危害度進行比較與探討,同時說明各國設計反應譜間的差異,並就長周期地震動地震波造成結構設計的影響與設計考量進行闡述。