抗震建築是怎麼設計的?用抗震結構來面對地震,保護住家安全

Credit: 好房網

上週末撼動全台的大地震,再次勾起了大家當年 921 大地震的回憶,許多人也因此趕緊檢視自己家中的結構有沒有損毀的狀況。處於地震帶的台灣,一年平均發生超過一百次地震,因此抗震建築在台灣也早已是設計的主流。但究竟抗震宅是用什麼方法達到抗震的?就要從建築物的結構來下手。

抗震建築的結構設計,決定抗震能力

住在地震帶的台灣人,最擔心的就是自己家裡遇到地震的時候會倒塌,因此抗震宅在台灣早就已經是主流。不過抗震建築到底是用什麼方法來抗震的呢?其實都跟結構設計有關。

目前的主流抗震建築結構為以下三種:鋼筋混凝土(RC)鋼骨鋼筋混凝土(SRC)鋼骨(SC)。三種結構材料的特性、施工方法與抗震力皆有所不同,地震來的時候感受度也有差,因此要先了解自己對於防震的需求是什麼,再來決定要選哪一種結構的抗震宅。

抗震宅結構:鋼筋混凝土(RC)

  • 施工方式:以混凝土包覆鋼筋
  • 施工難易度:較簡單
  • 抗震度:較低
  • 晃動度:較小
  • 施工成本:較低
  • 建築高度:低

鋼筋混凝土的建築,主要支撐力道來自於包覆鋼筋的混凝土,「剛性較強、柔軟度較差」的特性,讓建築物不會隨著地震晃動、搖擺,感受上較舒適。但這樣的特性同時也成為缺點,因為無法隨著地震的幅度擺動,建物結構就比較容易受到破壞。

因此 RC 建築不適合蓋得太高,以減輕主結構梁柱的承重力,藉此來提升抗震能力。

抗震宅結構:鋼骨結構(SC)

  • 施工方式:以鋼骨為建築結構
  • 施工難易度:較簡單
  • 抗震度:最高
  • 晃動度:最大
  • 施工成本:較高
  • 建築高度:適合超高建築

SC 鋼骨結構的建築,其樑柱部分都是以「H型」鋼骨建造而成,外部不會再用混凝土包覆,因此節省了施工時間與建構重量。而且少了混凝土的包覆後,建築物的撓性與柔軟度都提升,因此可以隨著地震搖擺,抗震力極佳,因此適合超高樓層建築(如台北 101)使用。

但相對的,既然會隨著地震搖擺,那建築物內對於地震的感受就是最大的,因此對住在裡面的人來說可能很「驚悚」,因此像是台北一零一加裝了阻尼器來防震,或是其他的防震裝置,都是減輕鋼骨 RC 結構建物的晃動程度。  

抗震宅結構:鋼骨鋼筋混凝土結構(SRC)

  • 施工方式:以鋼骨為樑柱結構,在外圍包覆鋼筋及灌入混凝土
  • 施工難易度:最複雜
  • 抗震度:高
  • 晃動度:較大
  • 施工成本:最高
  • 建築高度:高樓層建築適用

在當今的建築市場上,最受歡迎的耐震建築結構屬於鋼骨鋼筋混凝土(SRC)。這種結構同時兼具了純鋼骨與鋼筋混凝土結構的優點,不但有高度的耐震撓性,也有不錯的剛性可以降低房子因地震而產生的搖晃程度。

但最大的缺點就是這種結構的成本極高,比起其他兩種結構成本高出 20 % 左右。不過因為台灣位處地震帶,因此就算成本較高,SRC 結構的建案仍最受歡迎,也成為建商打廣告最愛用的一點。

抗震建築的結構設計比較

  純鋼骨 SC 鋼筋混凝土 RC     鋼骨鋼筋混凝土 SRC
施工方式 鋼骨為主要樑柱建材 鋼筋加混凝土 以鋼骨為樑柱結構,外圍包覆鋼筋並灌入混凝土
施工難度 較低 較低 較高
抗變形能力 較差 最佳
耐震能力
晃動程度
施工成本
建築高度 超高大樓 較低 較高大樓

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