最近地震頻繁,中央氣象局地震測報中心指出,台灣每年規模5以上地震約20至25個,今年截至目前(2/22)為止,已經有15個。
台灣處在歐亞板塊地震帶上,每天都發生很多有感或無感的地震,也因此,房子的耐震設計對於居家安全很重要。台灣建築結構設計規範採框架結構設計,理論上除了剪力牆、承重牆,其他隔間牆都不需具有結構承重能力,即使隔間都打掉,房屋也不會倒塌。
但實務上呢?
低樓層拆掉有抗壓強度的隔間牆,改成無抗壓能力的輕隔間、或開放空間,形成頭重脚輕(高樓層重、低樓層無抗力)的軟弱層。一旦地震引起結構體破壞,建物有無抗壓能力的隔間牆會產生二種結果:
1、抗壓力強的隔間牆隨結構體倒塌被破壞,但破碎空間仍可能形成黃金三角有活命可能
2、無抗壓能力的輕隔間隨結構倒塌而破壞粉碎,人將直接承受樑、柱、樓板重量而被壓扁。
黃結構技師說:「這就是為什麼有些人認為磚牆隔間不好,但為什麼拿掉磚牆隔間,地震反而結構會倒。」
更多結構技師、土木技師、國家地震工程中心、地質調查等專家們怎麼說?
國家地震工程研究中心曾經在網路上發表過一篇“牆壁可提升建築物的耐震力”,針對有抗壓強度的隔間牆體的抗震做了說明:「當地震力與牆壁平行時,牆壁就如同一根粗壯的柱子,可以協同柱子共同抵擋地震力。」「要提升建築物的耐震力,壁量與配置方向應適當得宜。」「集集地震發生前,極少數的校舍在一樓柱子兩側加建窄牆,大幅提升底層的耐震力,因此倖存而免於崩塌。」
台北市結構技師公會理事長婁光銘分析,統帥大飯店的1、2樓是入口門廳,為挑高大空間,沒有牆體可以協助抵抗地震力,完全由柱子承受。婁光銘認為,屋齡20多年的雲門翠堤大樓也與統帥大飯店一樣適用早期標準,也是因為有軟弱層才傾斜。由於低樓層有阿官火鍋、漂亮生活旅店等,店面或飯店的開闊空間牆量相對較少,不像住家隔間較多牆面,無法協助抵抗地震力,因此形成軟弱層。
(蘋果日報:https://tw.appledaily.com/new/realtime/20180207/1293717/)
國家地震工程中心主任黃世建指出,昨晚花蓮規模7級的地震,造成多棟大樓嚴重傾倒,一方面除靠近震央之外,建築特性為「軟弱底層」也是另一主因。所謂的「軟弱底層」,就是統帥飯店這種住商混合大樓,因為一樓等底層為開放空間,牆壁不足,上層又是居住用途,形成類似「頭重腳輕」現象。
這些軟弱底層大樓,通常一樓屬於開放性空間,因此沒有加粗柱子或增設牆壁量,加上上層屬於居住用途,增加底層結構的負荷,強震來時就有倒塌危險。
住商混合大樓、飯店、集合式住宅等建物,在分層空間使用上,除了地下室開挖作為停車場外,一樓空間作為營業空間,為了增加採光,會減少結構牆的設計,結果導致一樓與地下室的樑柱,較無法支撐二樓住宅外牆重量,加上部分住商混合大樓底下岩層較為鬆軟,結果導致地震來臨時,倒塌的狀況比4層以下公寓還要嚴重。(關鍵評論網:https://www.thenewslens.com/article/89311)
地調所環境與工程地質組組長費立沅指出:「(花蓮)擁有良好的地基條件,卻一連倒了好幾棟樓,其中統帥飯店一二樓挑高空間沒有牆體協助抗震,很可能就是倒塌的主因之一。」
(2018.2.7. TVBS新聞:https://news.tvbs.com.tw/life/866597)
內政部建築研究所的「建築研究」報告也指出,過去20年內,發生15起造成人員傷亡與建築損傷的大地震,包括921大地震、高雄美濃地震等,地震一來對台灣常見的店鋪住宅,造成1樓「軟腳蝦」式軟弱層破壞,導致沿街方向的1樓倒塌與人員的傷亡。主因這類建築1樓沿街方向牆面常有大量開口,大幅弱化1樓抗震力所導致。
部分住商混合大樓低樓層因被改建,被稱為「軟腳蝦」。
台灣土木技師公會周姓技師則認為,雲翠建物上層結構太重,應是造成柱體被拉斷的主因。
新北市土木技師公會理事長余烈也說,雲翠大樓從北方往南方傾倒,樓下的柱子僅有四、五根,從建物北側的鋼筋裸露斷裂來看,建物結構上有問題才釀災。
台北市政府彙整台北市結構技師公會、台北市土木技師公會、台北市建築師公會等專業意見,印製的《震災後住家房屋自我檢查手冊》也指出,地震後,要注意柱子是否有嚴重裂縫或是混凝土被壓碎剝落、鋼筋外露等現象,尤其1樓為開放空間的挑高挑空大樓,或1樓原為老舊住宅被改變成超商、餐廳或大賣場的建築物,應特別檢查。手冊中專家意見指出,隔間牆雖不是主結構體,但強震時,卻能成為抗震的「第二道防線」,因此,室內裝修盡量不要拆除隔間牆,尤其1樓的隔間牆更不可拆除。(關鍵評論網:https://www.thenewslens.com/article/89464)
蔡榮根結構技師(台大土木工程博士,前中華民國結構技師公會全聯會理事長)於風傳媒文章中點出:
「民國六十幾年蓋的房子,那時還沒嚴謹的耐震設計規範,一般都以房屋的重量乘0.1為設計地震力設計它的梁、柱結構,但那時候蓋的大部分為五樓以下,特點是隔間磚牆多,這些磚牆並不當成抗震結構設計,但當地震來時,它會發揮如同抗震剪力牆的作用,可以承受非常大的地震力,若磚牆沒有被震毀或拆除,它會和梁柱結構共同抵抗地震力,它保護房子不倒塌的功能甚至比梁柱主結構體還大很多,這是歷次大地震老舊房屋雖耐震設計不足,但還不會倒塌的根本原因,因此我們一再呼籲,老舊房屋的磚牆不要任意拆除。大台北地區由於商業的高度發展,很多這類老舊建築的一、二樓磚牆被任意拆除作為賣場、超商、餐廳等,變成有重大耐震缺陷的軟腳蝦式建築,大地震來時,一、二樓少了原來的磚牆來分擔地震力,地震衝擊只由原先抗震設計就不足的柱子來承受,這就非常令人擔心了。」
「地震工程學者根據一個地區地震發生的頻率、震源遠近深淺、並考慮區域地盤構造等,利用地震危害度分析,決定一個地區的設計地表加速度,這一設計基準在台北為0.24g(5級震度),花蓮則為0.32g(6級震度)。結構技師尚須根據這棟房屋的高度、結構類型、使用材料、用途、座落基地的地質堅硬或軟弱、與活動斷層的距離等情況才能計算出一棟房屋的最小設計地震力。」
「筆者無意斷認老舊公寓是否一定安全,但誠懇的再呼籲,不要隨意拆除原有的隔間磚牆;另外,921地震倒塌很多的沿街店鋪式住宅,一樓牆量極少,也是標準的軟腳蝦建築,若短時間內無法都更,應盡速結構補強。」
之前雲翠一倒就有住戶指控,是阿官火鍋跟漂亮旅店改裝動到結構,拿出大樓平面一比對,赫然發現漂亮旅店一樓大廳為了營造開闊氣派,確實拆掉了23面牆。土木技師分析雖然未必每面牆都是結構牆,但一口氣拆了這麼多牆面,大樓耐震度一定會有影響。
紀錄救難人員挺進雲翠斷垣殘壁搶命畫面,清楚看到漂亮旅店的位置,1到4樓天花板地板像三明治一樣擠壓在一起,結構毀損最大死傷也最慘。
記者:「大樓中的阿官火鍋跟漂亮生活旅店傳出疑似因為把支撐梁柱的牆面打掉,導致地震之後1、2、3樓全部陷到地底下。」
台南市土木公會理事長鄭明昌:「當中是有幾片是一般隔間牆,應該不算結構牆。除非只是一般輕隔間牆之外,大部分的牆或多或少對結構耐震能力都會有影響。」
雲翠前副主委邱耀南:「他們樓下擴張店面把隔間都弄掉了,樑柱打掉(建築物)的腳就沒有力量了,所以才造成這次的悲劇。」
(三立新聞網:http://www.setn.com/News.aspx?NewsID=348435)
勝昌欣業股份有限公司出產之「輕質隔間磚」是唯一通過國家地震工程研究中心地震實驗地表加速度1G(10級震度)的輕隔間建材。實驗設定是用4米寬3米高的連續牆面,施工在實驗室的機台框架內。這是模擬一般居家隔間狀況,機台框架好比房屋樑柱、一般樓高3米、柱子間距4米。實驗結果顯示,即使到達機台上限的1G震度(相當於10級地震規模,但台灣對建物耐震只規範到7級,故報告中只會寫7級),牆壁也沒有任何破損及裂縫。
(完整實驗報告下載:https://drive.google.com/open?id=0B6OCObUzFVFESmJwT3Awb1BuR3M)怎麼做到的呢?
答案就在輕質隔間磚的孔洞中!輕質隔間磚特殊的垂直通孔設計,施工時水泥砂漿被磚體擠壓後微滲入通孔,形成一個一個半圓柱鉚釘卡榫狀的凸起(想像小時候玩黏土時拿星星模型去壓一個星星圖案),就像一個磚內釘了20個水泥釘子、一面牆內釘了無數根水泥釘子,緊緊互扣,使牆壁具有優異的抗震抗剪抗裂能力,除了抗震,也大大減少牆壁因無數小震造成的裂縫,不只住的安心,也住的美觀無煩惱!輕質隔間磚本身也具有優異的抗壓能力(365kgf/cm2,等同5000磅水泥),平時協助結構樑柱分擔建物重量,減輕梁柱負擔、增加建物安全係數;地震來時更發揮如同抗震剪力牆的作用,可以承受非常大的地震力,和梁柱結構共同抵抗地震力,保護房子不倒塌!
(完整實驗報告下載:https://drive.google.com/open?id=0B6OCObUzFVFEWmdReGp1X1h3NWs)
家,是讓我們住的幸福安心的地方!
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