第八章 結論與建議
照片 3- 3 上部結構與下部結構間須預留適度水平及垂直變位
(資料來源:本研究拍攝)
第二節 隔震建築的構造類型
隔震建築的構造類型,可依建築物中隔震層的位置,而分為「基 礎隔震」與「中間層隔震」:
一、基礎隔震:
主要是將隔震層設置於建築物最下層的基礎部分(請參考圖 3-1),將建築物與地盤完全的隔離,減少地震力傳至建築物上,大 部分的隔震建築是屬於這一類。雖然利用基礎隔震之方式,可使 得全部建築物都達到隔震的效果,可是在建築物的下方,還必須 在設置一層構造主體,以利隔震元件之固定與力量傳遞。因此,
基礎隔震之構造方式,其相關構造主體的數量、開挖量、施工工 期等,都會隨之增加。當基礎隔震之建築,設有地下室之時,必 須在建築物的周邊區域,配置如同城郭建築中壕溝形式的地下外 牆,為了讓地下外牆之構造,能充分協助隔震層發揮隔震的效能,
尚必須將其設計為大地震時亦不致毀壞的構造體,有時牆厚可達1 公尺左右。
雖然,基礎隔震之建築物,其隔震層可視為基礎的一部分,
但由於隔震元件必須確保穩定地支撐所有建築物,因此具有相當 高之重要性,所以對於基礎隔震之隔震元件,仍應提供適當之防 火保護。
圖 3-1 基礎隔震示意圖
(資料來源:本研究繪製)
二、中間層隔震:
中間層隔震是將隔震層設置在建築物的中間樓層(請參考圖 3-2),其下部結構與一般耐震建築之構造相同,並直接與地盤接 觸。當基地周圍沒有保留足夠間距空間之時,或是遭遇地下挖掘 困難時,則中間隔震即是有效的隔震類型。雖然,採用中間層隔 震之建築構造,可降低地下開挖量的問題,但是位於隔震層下方 樓層的隔震效果,將不如上部樓層。
對於隔震層周邊垂直方向動線的規劃,必須採取足以因應水 平方向最大變形能力之對策,具體的目標將包括通過隔震層之樓 梯、電扶梯、升降梯與設備配管等,必須從上部結構吊起,並與 下部結構隔離或以可隨之變形的可撓材料相銜接。
此外,防火時效或是防火被覆的規劃,是必須審慎考慮的設 計內容。採用中間層隔震時,在設計規範中,將隔震元件視為柱 子的一部分,因此隔震系統必須與建築物之柱、梁、樓版之防火 時效一致,具有適當之防火保護。對於隔震層週邊外牆之中間,
應加入適當之膨脹填充材料,以防止雨水之進入。
圖 3-2 中間層隔震示意圖
(資料來源:本研究繪製)
第三節 隔震建築與建築用途
目前隔震建築已為成熟的結構耐震方法之一,在國外過去歷次之 震害經驗中,亦已證實隔震系統確能有效降低地震力對建築物之損 害。雖然隔震建築適用於所有使用用途的建築,但是仍以下述用途之 建築為主。隨著時代與社會結構的變遷,未來將持續出現更多適用於 隔震處理的建築物。
一、政府辦公大樓、消防機關、警務機關、電信單位、學校校舍 地震災害發生後,必須續維持機能之重要公有建築物。這類 用途的建築,在地震災害發生後,必須做為緊急對策、指揮救災、
通訊或避難的據點,不容建築物的機能發生損壞,或必須可立即 恢復建築物的使用機能。
二、醫院、衛生所、社會福利機構
在地震災害發生後,這類建築必須能夠做為緊急醫療,或避 難、救護的據點。採用隔震建築可避維持運轉所需之重要醫療器 材與藥品等,在地震時遭到破壞與散亂一地。
三、發電廠、自來水廠、緊急供水供電廠房、危險物儲存庫
這類建築為維生或危險物質等之收容設施,必須具備足夠之 安措施,當地震造成毀壞時,將可能對周圍地區之生活品質,造 成重大之影響,甚至引起二次災害的發生。
四、美術館、博物館、圖書館、收藏貴重文化資產的建築
由於歷史珍貴遺產、美術工藝品或書典等資產,常具不可取 代之唯一性,若此類貯放貴重文化遺產的建築,採用隔震設計,
可以避免其遭到地震的破壞。
五、歷史建築、古蹟建築
由於此類建築大多耐震能力不足,但一般耐震補強方案,大 多不適用於此類建築,以免破壞歷史建築的構造本體與空間意 象。若利用隔震補強設計,將可減少對此類建築原貌之衝擊,同 時可避免遭到大地震的破壞。
六、電腦資料處理中心、金融資訊中心、智慧型大樓
此類建築都設有精密的資料處理設備,因此若地震發生致使 電腦主機與相關設備受到損壞,將造成企業危機、社會恐慌及金
融次序大亂。這類用途的建築採用隔震設計,將可保護不電腦主
常之隔震建築,可避免地盤與建築物產生共振的現象,因此目前隔震 建築大多選擇在較為堅硬的地盤上;而軟弱地盤則主要為長週期,一 但隔震建築的固有週期與軟弱地盤的長週期相近,便會產生共振現 象,使得建築物的振幅顯著增加,若隔震建築必須在軟弱或可能發生 液化地盤建造之時,除了需特別考量隔震元件之設計外,對於建築之 下部結構與基礎構造,必須進行更審慎之評估作業,避免基礎結構產 生不均勻的沉陷,並應採取必要之液化防範對策,以防止發生傾倒之 可能。
第五節 隔震建築與基地四周
隔震建築在地震發生時,因隔震系統所形成之特殊軟層,為吸收 地震時的大幅變位,會使上部結構產生緩慢且較大之水平移動,其位 移量將視各案最大考量位移而定,大約為 30 至 50 公分。因此,在隔 震建築物的規劃上,必須考慮到從建地邊界線起算,保留防護牆厚度 與水平間距之距離,且必須確保當發生超過預期的大地震時,仍能避 免隔震建築碰撞週遭檔土壁或其他阻礙物之情形,而影響隔震系統功 能之發揮。因此,對於最小水平距離的留設,宜超過預期大地震總變 形量的 1.5 至 2.0 倍以上,以確保足夠之水平變形的間距,一般大約為 50 至 70 公分左右的間距。
外圍部分與上部結構間的規劃,也必須注意避免人員在活動時掉 入這個空間。例如照片 3-4 所示,此間距內可設置植樹區,避免人員靠 近,這是一種種既兼顧造景美觀又顧及安全考量的設計方式。此外,
建築周圍要保留空地,避免大地震時發生上部結構超出建地邊界線之 情形。而日本對於水平間距的規定,為反應變位再加上 20 公分以上,
且此間距若供通行使用之時,還須要再加上 80 公分。