集集地震迄今已逾二十年，在產官學各方努力下，台灣耐震設計規範與建築工法日趨完善，此外亦針對耐震能力不足之建物進行補強，建築物耐震性能已有大幅提昇，然而對於設備或附屬結構等非結構物，在地震發生時若遭受震損，亦將影響人身安全與生活機能。試想，天花板或招牌掉下來造成人員受傷有多危險？醫院停水斷電時要如何救治病患呢？高科技廠房設備停擺又會蒙受多少經濟損失？為了重現建築內部非結構物在地震時的反應與破壞模式，直接將之置於實驗室的振動台上測試，是最為直觀且準確的方式。本文將簡介如何透過振動台實驗，驗證或評估非結構物之耐震性能。

何謂非結構物？

相對於結構物，非結構物指的是不屬於主要抗力系統的元件，大致可分為建築類與機電類，建築物的部份構體或附屬結構如招牌、隔間牆、輕鋼架天花板、帷幕玻璃或儲櫃等屬於前者，固定於建築物內的機電設備如管線系統、配電設備、電信設備、空調設備、製程機具或昇降機等則屬於後者。非結構物大多以錨定或支架方式與建築結構相連，故地震力會由基礎傳遞至建築結構、再傳遞至非結構物。當非結構物震損時，除了懸吊物掉落外，通常不會對人身安全造成直接危害，但往往會導致財物損失或使建物機能停擺。

▲非結構物琳瑯滿目，難有一致測試方法。

結構與非結構物測試的不同

然而非結構物五花八門，其受震反應大相逕庭、邊界條件亦各有不同，不易以一貫之，為進行耐震性能驗證與評估，可將重要設備或附屬結構安裝於振動台上模擬其受震行為。只是非結構物通常不會安裝於地表處，振動台需模擬的是樓板反應而非地表反應。然因結構動態放大效應，樓板反應會較地表反應更大，故相當考驗振動台性能。國震中心配置多部地震模擬振動台，具高速度長衝程特性、或高工作頻率及加速度性能，皆可進行非結構物測試。

▲六軸向振動台可模擬樓板動態反應，用以測試非結構物耐震性能。

如何測試非結構物？

目前台灣規範並未規定非結構物測試方法，僅於耐震設計規範第四章及附錄B說明非結構物耐震設計方法及懸吊式輕鋼架天花板施工指南。故測試非結構物耐震性能通常採取兩種策略：

1. 依據國際規範進行測試

常見非結構物測試規範有AC156以及網路通訊設備之GR-63-CORE等，此類規範皆已考慮一般場址、建築結構與非結構物之間的動態放大效應而制定通用反應譜，需產生與之相符的人工地震作為振動台之控制命令。

2. 針對特定地震做境況模擬。

境況模擬的方式又可分為兩類，一類是連同建築結構附掛非結構物進行振動台測試，振動台則模擬地表震動，該類測試可完全模擬強震作用下的建築與非結構物反應，但費用昂貴，通常為隸屬於建築結構大規模實驗下的附加測試；另一種則僅在振動台上安裝待測的非結構物，並依據其固定的所在樓層，令振動台模擬建築樓板之受震反應。

本中心利用下圖中的剛性構架，將懸吊系統(如天花板、管線)固定於構架上層，並以量測紀錄或人工地震方法產生錨定懸吊系統的樓板反應歷時，作為振動台之控制命令，並以構架之剛性確保構架上層與振動台運動一致，如實重現懸吊系統在建築內部晃動的情形。

▲固定於振動台上之剛性構架，可安裝懸吊設備進行動態測試。

非結構物通常贅餘度低且易於錨定處破壞，但難以透過通則進行耐震評估或設計，故一般僅針對重要設備等進行振動台測試，惟測試時需留意邊界條件是否如實重現與結構物間之連結方式，方能模擬使用境況而達到測試與驗證目的。

▲於剛性構架內部如實重現非結構物的使用境況與邊界條件以驗證其性能。