3震名詞霧煞煞~什麼是:耐震/制震/隔震?

by 彼得老潘

住在台灣的人民從小就常被地震洗禮到大是因為台灣位處地震活耀的環太平洋火山帶中,也就是菲律賓海板塊和歐亞板塊交界上,故地震才會如此頻繁!

近代最著名也讓老潘感同身受的就是還在念書時期經歷的921大地震(集集大地震),共造成約2400多人死亡,5.1萬多棟房屋倒,因台灣早期房屋比較不重視耐震結構但自921後不管是政府、建商跟消費者開始更注重建築本身耐震結構設計。

為此內政部還在2003年頒布了”建築物耐震設計規範及解說”,至今仍陸續修正內容,為的就是用此標準來作為全國耐震設計與興建的準則且具法律效力。

另外消費者也會擔心自家所在區域是否在斷層上可從經濟部中央地質調查所-台灣活動斷層查詢,另外除了對自家是否在斷層帶外還對所謂的土壤液化同樣擔心,可由政府網站上查詢。

參考連結:
1.經濟部中央地質調查所-台灣活動斷層
2.建築物耐震設計規範及解說
3.土壤液化潛勢查詢
台灣活動斷層分布
台灣活動斷層分布
土壤液化區域查詢
土壤液化區域查詢

地震規模分級

地震規模分級
地震強度分級標準 (資料來源:台灣交通部中央氣象局)

耐震標準

依照現行「建築物耐震設計規範及解說」之目標明定新建的建築物,至少要能達到「小震不壞、中震可修、大震不倒」的耐震標準:

  1. 小震不壞:根據地震危害度分析,在當地平均每30年所預期發生一次的最大地震作用下,讓建築物本體不至於損壞,在地震過後仍能維持其正常機能。
  2. 中震可修:根據地震危害度分析,在當地平均每475年所預期發生一次的最大地震作用下,會導致建築物本體部分受損,但經過修復後仍可居住。
  3. 大震不倒:根據地震危害度分析,在當地平均每2,500年所預期發生一次的最大地震作用下,可能致使建築物全面受損,但仍不致倒塌,大樓裡的人仍可逃離,後續可透過專業人員針對結構安全進行鑑定,以判斷補強或拆除重建等後續作為。

所謂:地震本身不會致死,但若建築物倒塌則會,耐震不代表房子不會龜裂或損傷,而是要確保人員可以平安逃離與建築結構完整可修復。

地震結構損傷圖
地震結構損傷圖

三種抗震介紹

耐震(抗震):

「耐震」又稱「抗震」。

「耐震係數」也稱作「防震係數」,該指地震區域水平加速度的係數,即預估地震時該地區可能發生的最大地表加速度值,因地表加速度值與建築物是否倒塌關係非常密切,也因此地震的震度通常會以地表加速度來分級,比如0.08G以下屬於4級以下中震,0.08G~0.25G屬於5級強震、0.25G~0.4G屬於6級烈震,0.4G以上則是7級劇震。

耐震建築是依據新版規範與根據各地區域不同的參數計算方式所興建,其必須考慮該建物所在地的土壤軟硬程度、斷層間距等數值加權,
近而讓結構技師依照該數值設計出符合高標準並具高耐震能力的建物。
你也可以說”耐震係數”越高建築物本身可承受的震度就越高,且這係數在最初設計建築本體時就已經考量並確定如何設計,縱使未使用制震或免震設備的建築,至少都可以承受7級強震高標準的耐震能力。

制震(減震):

「制震」又稱「減震」。
是在建築物的骨架內,加裝特殊金屬材質的制震元件(安裝一種或多種的制震元件),分成兩大類,一種是「位移型的制震器」(阻尼器),原理有點類似像汽車中的避震器,透過壓縮消能,通常每個樓層會安裝4支,另一種為「速度型制震器」(制震壁),制震壁的形式就像一面牆,大多安裝於兩樓層的大梁之間,一般常用於鋼骨及鋼筋混凝土結構的建築中。

制震壁可強化結構的載重,阻尼器則容許位移量較大,這兩種可輔助主結構吸收能量,減少位移、搖晃程度、變形等問題,不管採用何種制震系統,都應該要裝設至少1/2到2/3以上的樓層,才會產生制震作用,否則有裝跟沒裝一樣。

一般制震壁多包覆在水泥牆內,難以用肉眼判斷其數量及狀態,若消費者要確保制震效果,可要求檢附建物結構設計圖,並確認後續檢測及維修等項目。

長虹park32-住友制震壁
長虹park32-住友制震壁
101阻尼球
101阻尼球

隔震(免震):

「隔震」,又稱「免震」。
「隔震設計」就是在建築物與混凝土基座之間裝設隔震層吸收位移能量,藉此隔震設施吸收地震能量,減少因地震所發生的建築物之搖晃,提高建築物的安全性,與耐震構造相比隔震構造的橫向搖晃程度僅有1/3到1/10可降低地震搖晃程度3~4倍,之所以稱為「免震」是因為該設備可隔絕60%以上的地震力,是所有產品中效果最好的一種。

陶朱隱園-隔震墊
陶朱隱園-隔震墊

結語

或許看到最後消費者會認為還是「免震」設備最安全?
不管是耐震、制震或隔震都有好的避震效果重點還是建築結構確實做到「優良的結構規劃設計」「精準確實的施工品質」兩大要點,才是安全耐震的根本與關鍵,這如同建築結構不管是用RC/SRC/SS一樣若施工品質不良在好的東西用在建築物上等於無用。

三種抗震法比較
三種抗震法比較 (圖片來源:Real Estate Japan)
資料參考:
1.戴雲發 Alfa Safe.
2.國家實驗研究院.
3.強固企業有限公司.

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