研發服務平台亮點成果獎─優等獎
亮點成果：鋼結構先進抗震技術研發及應用
使用平台：國家地震工程研究中心「地震模擬實驗研究平台」

臺灣位於環太平洋地震帶，地震幾乎成為日常的一部分。從1999年集集大地震、2016年高雄美濃地震，到2024年花蓮地震，一次次的災難帶來嚴重傷亡與財損，提醒我們地震威脅無所不在，也讓「如何強化建築安全」成為刻不容緩的課題。

為了有效降低災損，臺灣除了加強地震預警及監測的相關研究，更需在建築結構上持續投入科學研究，透過新一代抗震技術提升建築安全。在國家地震工程研究中心（簡稱國震中心）內，有一群科學家長期投入抗震技術的開發，其中，前國震中心主任、現任國立臺灣大學土木工程學系特聘教授周中哲，專注於鋼結構抗震技術研究已逾20年，是該領域的重要專家。

夾型鋼骨挫屈束制斜撐 有效抵抗地震威脅

在國震中心裡宛如足球場大的實驗場中，林立著各式建築構件，周中哲與眾多研究人員正進行鋼骨梁柱結構實驗，研究遇到地震時鋼梁對鋼柱內橫隔板的影響，因為此內橫隔板與鋼柱採用臺灣首次自主研發成功的人工智慧(AI)機器手臂多層道自動銲接技術。周中哲團隊觀察電腦中即時的實驗數據，並不時登上升降梯，量測鋼梁的形狀變化及檢驗銲道情況。透過實尺寸結構試驗，來量測並驗證結構能夠承受足夠的地震力，是研究抗震技術不可或缺的環節。

在這樣的實驗場域中，周中哲開發出「夾型鋼骨挫屈束制消能斜撐（SBRB）技術」，已應用於許多臺灣新建築物抗震及老舊建物耐震補強。所謂的斜撐，指的是在梁柱之間斜向置放的結構元件，可以增加建築物抵抗地震作用時的勁度（建物構件抵抗變形的能力，勁度越大越不易變形）與強度（建物抵抗地震時的力量），讓建築物能夠有效抵抗地震、強風等自然災害，並減少建築物的搖晃程度。一般的挫屈束制斜撐會在斜撐的核心元件周圍如壽司卷般套上圍束鋼管，中間灌入混凝土，使斜撐在承受力量時不易變形，然而這種施工方法耗時較長，且需要與混凝土廠商配合，施工手續繁複。

而周中哲所研發的夾型鋼骨挫屈束制消能支撐技術，可不需使用混凝土，純用鋼來製作圍束構件，這種施作方式，除可防止核心構件承受壓力時產生彎曲變形的「挫屈」現象，並且在建築物歷經地震災害後，還能方便檢測SBRB是否損壞，一旦損壞，也能立即進行處理；另外，以鋼骨製作的圍束構件還能夠重複使用，是一種環保永續的抗震技術。位於臺北市信義區的廣慈博愛園區社會住宅、延平中學校舍、元大金控大樓、新北市馥華艾美大樓、高雄市立圖書總館及屋齡42年的花蓮市兆豐銀行補強等，皆採用了這種新一代抗震技術。

電腦分析模擬與結構元件實驗串連 獲取建物地震真實行為

周中哲更與國震中心及美國加州大學聖地牙哥分校合作，發展「子構架鋼柱受軸力及地震側力先進實驗技術」，利用混合模擬（hybrid simulation）的方式，結合建築物電腦分析與結構元件實驗並同步回饋電腦，獲取建築物在大地震作用時結構元件抗震能力及建築物反應。

在研究建物抗震能力時，由於場地與經費限制，難以實際建造出幾十米高的全尺寸建物來進行實驗，雖然電腦模型可大約模擬建築物遇到地震所發生的影響，然而建築物在實際承受地震力時發生的改變相當複雜，特別是鋼柱因為會承受建築物多個方向的力量，還會發生挫屈導致柱縮短，強度及變形能力也會因此大幅改變，複雜程度之高，讓當今電腦軟體仍然難以完全模擬。

因此，周中哲利用電腦模擬建築物並搭配結構元件實驗同步進行，來獲得建築物在大地震時的真實行為，也就是取一部分的建築結構元件，例如一樓的梁柱子結構、牆或斜撐，實際組立在國震中心的實驗場中進行實驗，配合反力牆與強力地板實驗系統，收集建築元件受力實驗數據，回饋電腦建築模型，就能夠準確獲得整個建築結構在地震作用時的真實行為。

AI助力抗震工程領域

近年來，隨著AI的蓬勃發展，周中哲在抗震工程領域也導入AI系統，期望開發出「多層道AI銲接自動化技術」，可解決鋼結構製造時銲工短缺及銲接品質的問題，是傳統工程結合智慧科技的新方向。「鋼結構需要透過優良的銲接技術才能發揮抗震功能，但銲接技術不容易學習， 且銲接時產生的強光容易傷眼，讓很多年輕人不願意從事銲接工作。」但若能成功將AI結合機器手臂銲接，就能讓銲接作業不受時間及人力限制，更重要的是能保持優良穩定的銲接品質。

周中哲認為，隨著時代與技術的進展，現今建築物不只要求「小震不壞、大震不倒」，更要讓建物經歷地震時能減少損壞程度，因為很多建物在大震後就不再適合住人，需要花費數年及龐大的金錢重新翻修，如何持續研發更好的抗震技術，是周中哲不斷追求的目標。在地震災害發生後，若能透過AI自動監測或影像辨識進行災損判讀，建構臺灣建築物監測及災損大數據資料庫，可達成快速勘災的目的，此舉未來不僅能大幅節省人力與物力，更可協助受災戶及早擬定補強或重建計畫，加速災後復原。

「讓建築物在地震災害中的損壞以及可能造成的傷亡降到最低，是推動國家社會持續進步的重要動力，我們持續投入研究的目的，正是希望為下一代打造一個更安全、更耐震的居住環境。」周中哲表示，研究的道路需要持之以恆的堅持，這些研究能夠推動耐震產業的技術升級與AI化發展，因此更值得不斷投入。他特別感謝國震中心所提供的所有軟硬體支持，也強調必須培育更多學生投入相關領域，傳承寶貴的知識與經驗，唯有如此，才能持續守護臺灣建築的安全。