校舍建築非線性數值分析

民國88年發生的毀滅性地震－－九二一集集地震，造成台灣中部嚴重的震災，尤其是學校建築之破壞最為顯著及受到關切，因為校舍的耐震能力直接關聯到學子的安全。九二一集集地震造成台灣中部地區學校近二分之一的校舍倒塌或嚴重受損，中小學校舍計有656所損壞，約佔全國校舍的五分之一，突顯出老舊中小學校舍的耐震能力不足的事實。為了減少地震造成學校建築的破壞，以減低學校師生的傷亡，並於地震過後初期能提供學校建築作為緊急避難場所，應儘速全面進行學校建築耐震能力補強。「國民中小學校耐震評估與補強之驗證與施行」計畫為了解校舍的耐震能力及鋼板補強、翼牆補強及擴柱補強等補強工法的補強效果，以四座實尺寸校舍試體進行耐震試驗。本研究即運用OpenSees非線性有限元素程式，以數值模擬重現校舍的耐震試驗結果。於實尺寸試體中有含磚牆元件及補強元件，都以適切的數值模型進行分析，配合數值模擬的結果，可了解磚牆及補強構材的效用，將有助於評估中小學校舍的耐震能力，及選擇有效的補強方法。研究結果顯示OpenSees能適切用於分析校舍的耐震行為，各式補強方法使試體呈現不同破壞模式，及表現在強度與韌性補強上的不同效果。