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研究生: 吳彩微
Cai-Wei Wu
論文名稱: 校舍生命週期地震風險成本推論模式之研究
School Buildings Life Cycle Seismic Risk Inference Model
指導教授: 鄭明淵
Min-Yuan Cheng
口試委員: 邱建國
Chien-Kuo Chiu
郭斯傑
Sy-Jye Guo
蘇振維
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 82
中文關鍵詞: 校舍耐震補強補強經費地震危害度曲線地震風險成本
外文關鍵詞: seismic retrofitting, funds of seismic retrofitting, the hazard curve of response spectral accelerati, the expected value of losses due to seismic dama
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  • 政府鑑於歷年來之大地震都帶給國中小學校舍嚴重的損害,加上校舍大多使用30年以上,由此可知校舍多屬老舊,普遍有耐震能力不足之疑慮。為提升校舍的耐震能力,教育部委託國家地震工程研究中心擬定一套校舍耐震評估與補強之流程,針對國中小學校舍進行耐震能力評估。
    依照校舍耐震評估與補強之流程,校舍需經過初步評估後才決定是否進行詳細評估,再由詳細評估結果決定校舍是否需補強。由於詳細評估所花的時間與金錢相當可觀,因此若在初步評估時能提升其篩選結果之準確率,就可減少因篩選錯誤所耗費之時間與金錢。再者,政府在訂定補強計畫與編列預算時,需要預估整體需補強校舍之數量與工程經費,因此如何在校舍評估初期快速且準確推估校舍是否需補強與校舍補強工程總經費,為一不可忽視的問題。
    此外,目前校舍補強耐震能力值只需達最低規範值,因耐震能力值提高太多,校舍補強工程總經費會太高,將造成政府財政負擔與資源浪費。但以生命週期觀點來看,耐震能力值提高,可減少因地震倒塌的機會,進而降低校舍倒塌的地震損害風險成本,因此如何求得校舍補強工程總經費與校舍倒塌的地震損害風險成本的取捨關係,使得校舍生命週期地震風險成本最小,亦為一值得探討的課題。
    概括上述,本研究應用演化式支持向量機推論模式與地震危害度曲線,建立校舍生命週期地震風險成本推論模式,解決上述問題。本推論模式可輔助政府針對補強計畫與預算編列做出妥適的決策,以期加速改善現行校舍老舊及耐震能力不足之問題,並確保學校師生安全以建構優質學習環境。


    Because the school buildings were always damaged in the big earthquake, the school buildings mostly were used for 30 years. Thus, it may be known the school buildings are old, they had less satisfactory seismic performance. To enhance the seismic performance of school buildings, the Ministry of Education of Taiwan entrusts the National Center of Research on Earthquake Engineering to draw up a set process of seismic performance of school buildings.
    According to the process of seismic performance of school buildings, the school building must pass through the preliminary assessment to decide whether go on the detailed assessment. Then through the detailed assessment to decide whether go on the seismic retrofitting. But, the detailed assessment cost much money and took much time. So, if we can promote the accuracy of the preliminary assessment. It may reduce
    money and time by the wrong assume. Furthermore, when the government makes up the plan and budget, they need to estimate the quantity of the school buildings which have to retrofit, and the funds of seismic retrofitting. So, it’s an important problem.
    In addition, the seismic performance of school buildings only has to reach the lowest standard value. Because the seismic performance enhances much, then the funds of the seismic retrofitting will become too high. But, if the seismic performance enhances much, then the expected value of losses due to seismic total damage will reduce. Therefore, this research considers both the funds of seismic retrofitting and the expected value of losses due to seismic total damage.
    Above all, this research applies Evolutionary Support Vector Machine Inference Model and the hazard curve of response spectral accelerations to establish the model of estimating life cycle the expected value of losses due to seismic damage of school buildings. This model can resolve above problems.

    目錄 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究範圍與限制 3 1.4 研究內容與流程 4 1.4.1 研究內容 4 1.4.2 研究流程 5 1.5 論文架構 7 第二章 文獻回顧 9 2.1 校舍耐震評估 9 2.1.1 校舍普查作業 9 2.1.2 初步評估 10 2.1.3 詳細評估 12 2.1.4 補強設計 13 2.2 結構物之地震風險評估 14 2.2.1 地震損傷指標 14 2.2.2 機率式地震危害度分析 15 2.2.3 台灣未來Δt年之地震發生機率 16 2.2.4 地震風險成本 17 2.3 演化式支持向量機推論模式 18 2.3.1 支持向量機簡介 19 2.3.2 基因演算法 25 2.3.3 快速混雜基因(fmGA)演算法 26 2.3.4 演化式支持向量機推論模式(Evolutionary Support Vector Machine Inference Model, ESIM) 29 2.3.5 ESIM特性與限制 30 2.3.6 ESIM應用 31 2.4 θ-means群集演算法 34 2.4.1 θ-means群集演算法步驟 35 第三章 校舍生命週期地震風險成本推論模式建立 38 3.1 校舍生命週期地震風險成本推論模式流程 38 3.2 確認校舍是否需補強與校舍補強工程總經費的影響因子 41 3.2.1 確認校舍是否需補強預測模式的影響因子 42 3.2.2 確認校舍補強工程總經費預測模式的影響因子 44 3.3 篩選校舍是否需補強與校舍補強工程總經費的影響因子 47 3.3.1 問卷設計 47 3.3.2 問卷填寫 50 3.3.3 校舍耐震補強評估影響因子問卷統計量計算 50 3.3.4 校舍是否需補強預測模式第一次篩選因子 52 3.3.5 校舍是否需補強預測模式第二次篩選因子 52 3.3.6 校舍耐震補強總經費概算影響因子問卷統計量計算 54 3.3.7 校舍補強工程總經費預測模式第一次篩選因子 56 3.3.8 校舍補強工程總經費預測模式第二次篩選因子 56 3.4 建立案例資料庫 58 3.4.1 極端值 58 3.4.2 正規化 59 3.5 建立校舍是否需補強與校舍補強工程總經費預測模式 60 3.5.1 建立校舍是否需補強預測模式 61 3.5.2 建立校舍補強工程總經費預測模式 61 3.6 求取地震危害度曲線 61 3.7 校舍倒塌的地震損害風險成本 62 3.8 校舍生命週期地震風險成本 62 第四章 校舍生命週期地震風險成本推論模式測試與驗證 63 4.1 誤差衡量 63 4.2 校舍是否需補強預測模式訓練與測試 64 4.3 校舍補強工程總經費預測模式訓練與測試 66 4.4 模式應用 67 第五章 結論與建議 70 5.1 結論 70 5.2 建議 71 參考文獻 72 附錄A ……………………………………………………………………………....75

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