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系統識別號 U0026-1302201202022300
論文名稱(中文) 建物地震損害程度評估模式之研究
論文名稱(英文) A Study of Evaluation Models Relating to Building Seismic Damage
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 都市計劃學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Urban Planning
學年度 100
學期 1
出版年 100
研究生(中文) 杜建宏
研究生(英文) Chien-Hung Tu
學號 p2893102
學位類別 博士
語文別 中文
論文頁數 141頁
口試委員 指導教授-鄒克萬
指導教授-張益三
口試委員-施鴻志
口試委員-陳亮全
口試委員-林峰田
口試委員-洪鴻智
中文關鍵字 建物損害程度評估  921集集大地震  羅吉斯迴歸模式  多項羅吉特模式  倒傳遞類神經網路模式 
英文關鍵字 Evaluation on building damage  921 Chi-Chi Earthquake Disaster  Logistic regression model  Multinomial logit model  Back-propagation neural network model 
學科別分類
中文摘要 國內外有關建物地震損害程度的評估,大多採傳統的結構理論分析方法,在理論上,評估後的地震建物損害程度,雖然較為精確,但實際建物結構強度,未必符合設計要求之施工品質,且由於資料收集及現況調查需耗時甚多,又經費龐大,較不符合經濟效益。本研究整合傳統建物結構因素及其相關影響因子,應用臺灣921災區已有實際寶貴之建物調查資料,以資料挖掘的統計分析方法,建立本土性建物地震損害程度之評估模式。
於地震災害經驗中,人員的傷亡大多因為受建物毀損及倒塌而造成,因此,建物損害程度評估成為防災之最基本要件。本研究以台灣921集集大地震之中興新村都市計畫區為例,應用羅吉斯迴歸模式、多項羅吉特模式及倒傳遞類神經網路模式,分別建構建物地震損害程度評估模式。綜合文獻回顧及國家地震工程研究中心所提供的921地震建物損害資料,將建物損害的影響因子歸納為三大類,建物自身特性、建物使用行為、自然環境特性,共十一個評估變數,建物損害與各變數間關係大致符合預期訊息符號。三個模式若以驗證角度來看,從分類正確率與誤判率結果可得知,倒傳遞類神經網路模式最佳。本研究以都市特性與模式建構地區相似的竹山鎮都市計畫區,進行評估模式之應用,三個模式的建物損害分類正確率分別為76.5%、79.5 %及77.5%,整體而言,皆接近80%,於社會科學應用上,屬可接受的範圍。本研究之建物地震損害程度評估模式,未來可應用於都市環境及建物特性相似之其他地區,據以評估六級地震可能受損建物危險、倒塌之分佈情形,以為防災計畫擬定時,規劃避難據點、警察、消防、醫療、物資及防救災道路之參考依據。
英文摘要 Internal and foreign evaluation methods in relation to building damage in an earthquake disaster are usually established on the basis of traditional structural theory, which can help evaluate situations of building seismic damage. Although these analyses are more accurate, yet the actual building structural strength doesn’t meet the design requirement in construction quality. Moreover, they don’t accord with economical effect due to the facts that the data collection and current field investigation take a great expenditure of time and money. This research adopts the statistical analyses of the data mining methods from the valuable survey data of actual buildings in Taiwan 921 Chi-chi earthquake to establish the native evaluation models of building damage in an earthquake disaster via the combination of the traditional building structural factors and the related affecting factors.
From the experience of the earthquakes in Taiwan, it is found that casualties were almost caused by breakages and collapses of buildings; therefore, the evaluation of building seismic damage becomes essential in earthquake disaster prevention. Three evaluation models of the building seismic damage of Chung-Hsing New Village urban planning region in Taiwan 921 earthquake disaster are established by logistic regression model, multinomial logit model and back-propagation neural network model. Combining the comprehensive literature review with building damage data provided by National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE), this research summarizes eleven building damage affecting factors in three categories, which include the characteristics of a building, the current behavior of a building, and the nature environment on a building. The relationship between a building damage and its affecting factors almost meets the predicted information symbol. In the viewpoint of the classification accurate rate and error rate on proof, the back-propagation neural network model is the best. These evaluation models are applied to Jhushan Town urban planning region, the characteristics of which are similar to those of the model construction region, and produce three classification accurate rates of the building damage: 76.5%, 79.5% and 77.5%. Conclusively, all of the classification accurate rates are close to 80%. The inference from the result of the models can be acceptable in the viewpoint of application to social science. In the future, these evaluation models can be applied to any other region of which urban environment and building characteristics are similar to evaluate the distribution of the building breakages and collapses on quake magnitude of 6. Then the inference from the result of the models can be provided for the disaster prevention plan of refuge sites, police, fire-fighting, medical care, food supply, and the routes of rescue and refuge.
論文目次 第一章 緒論1
第一節 研究動機與目的1
第二節 研究內容與範圍6
第三節 研究方法與流程8

第二章 文獻回顧11
第一節 地震災害風險評估11
第二節 建物地震損害程度評估之重要性與預測原則19
第三節 國內外建物地震損害程度評估之相關研究22
第四節 建物地震損害程度影響因子之探討38

第三章 研究設計與研究地區概述43
第一節 模式建構地區選擇與概述43
第二節 研究方法之選擇48
第三節 模式變數選擇59
第四節 災區建物調查與樣本分析64

第四章 建物地震損害程度評估模式之建構75
第一節 模式操作及變數說明75
第二節 羅吉斯迴歸評估模式之建構76
第三節 多項羅吉特評估模式之建構87
第四節 模式比較與係數解釋91
第五節 倒傳遞類神經網路評估模式之建構97

第五章 建物地震損害程度評估模式之應用106
第一節 評估地區之選擇與概述106
第二節 評估地區建物調查與樣本分析108
第三節 模式評估結果之空間分佈差異分析117

第六章 結論與建議128
第一節 研究發現128
第二節 本研究的特色與貢獻131
第三節 未來研究與改進方向132

參考文獻133
參考文獻 一、中文文獻
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論文全文使用權限
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