國內外暗架天花板破壞案例

一 、 日 本 暗 架 天 花 板 破 壞 案 例

2003 年 9 月 26 日，日 本 十 勝 沖 地 震（ 芮 氏 規 模 8.0）造 成 北 海 道 釧 路 機場 大 廳 中，高 度 10m 之 暗 架 天 花 板 有 將近 一 半 的 天 花 板 面 積約 為 300m²發 生 掉 落之 情 形（ 圖 28），而機 場 塔 台同 樣 也 有 天 花 板 掉 落 之 情 況發 生（圖 29、30），導 致 機 場 機 能 喪 失 而停 止 運 作。此 次 天 花 板 破 壞主 要 係 發 生 在 骨 架 下方 的 板 材 掉 落，掉 落 物 之 總 重量 甚 至 達 到 4 至 5 噸 。 此 外 ， 在 機 場 西 側 有 一 段 高 低 差 天 花 板 發 生 大 規 模 的 掉 落 情 形，此 部 分之 暗 架 天 花 板 原 設 有 斜 撐 補 強（ 圖 31），但 根 據 調 查 結 果 發 現暗 架 天 花 板 掉 落 之 原因，主 要係 因 為 設 有斜 撐 之 骨 架 會 造 成 暗 架 天 花板 系 統 之 自 振 週 期 縮短，其 值剛 好 接 近 建築 物 所 量 測 到 的 自 振 週 期 為 0.6 秒 ， 致 使 天 花 板和 建 築 物 發 生 共 振 。再 者 ， 根 據 地 震 反 應 譜 顯 示， 在 東 、 西 方 向 上 於 自 振 週 期 為 0.6 秒 時 建 築 物 反應 加 速 度 相 當 大 ，也 間 接 導 致 天 花 板 搖晃 非 常 劇 烈 。

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圖 28. 機 場 天 花 板 掉 落 情 形 [10] 圖 29. 塔 台 天 花 板 掉 落 情 形 [10]

圖 30. 塔 台 天 花 板 掉 落 情 形 [10] 圖 31. 高 低 差 天 花 板 及 斜 撐 [10]

除 了 天花 板 的 自 振 週 期 所 造成 之 共 振 因 素 外，高 低 差 暗 架天 花 板 之 構 造在 此 案 例 中 同 樣 為 造成 天 花 板 破 壞 的 主 要原 因，天花 板 高 度 較 高 的 部分 因 懸 吊 螺 桿 較 短 因而 剛 度 較 高，同 時 又配 置 了 許 多 斜 撐，造 成 高 低 差 暗 架 天 花 板 高 低 兩 側 之 系 統 剛 度 強 弱 懸 殊 致 使 在 地 震 中 因 振 動 量差 異 過 大 而 導 致 連 接處 破 壞 。

2005 年 8 月 16 日，宮 城 地 震（ 芮 氏 規 模 7.2）造 成 仙 台 市 松 森 運 動 中 心發 生 暗 架 天 花 板 掉 落的 事 故（圖 32），圖 中 可以 觀 察 到 暗 架 天 花 板 全數 掉 落 僅 剩 骨 架 部 分殘 留 。 圖 33 為 松 森運 動 中 心 之 暗 架 天 花 板 的 配置 示 意 圖 ， 圖 中 黑 粗線 為 支 撐 架 組 裝 方 向，而 A、 B 兩 區 域 間 有 30cm 之 高 低落 差 。 為 配合 此 運 動 中 心 不 規 則形 狀 之 造 型 天 花 板 ， 大 部 分的 天 花 板 骨 架 均 設 計為 獨 立 存 在 而 無 彼 此相 接，致使 各 部 分 天

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花 板 在地 震 中 會 各 自 獨 立 運 動，再 加上 此 天 花 板系 統 並 無 任 何 斜 撐 來 抑 制 水平 振 動 量，故 導 致 在大 地 震 作 用 時，各 部 分 天 花 板 因振 動 量 過 大 且 又不 同 步 而 發 生 彼 此 撞擊 之 情 況 。

圖 32. 天 花 板 掉 落 狀 況 [11] 圖 33. 天 花 板 配 置 示 意 圖 [11]

圖 34. 骨 架 撞 擊 結 構 體 痕 跡 [11] 圖 35. 繫 件 鬆 脫 掉 落 [11]

另 外 一項 造 成 天 花 板 板 材 掉落 之 主 要 原 因 為 暗 架 天 花 板 骨 架（ 圖 33 中 a、 b 兩 區 域 ）在 地 震 中 因 撞 擊 建 築 結 構 體（ 圖 34）而 造 成 繫 件 受 力 變形 產 生 構 件 鬆 脫 之 情況（圖 35），進 而 導致 板 材 掉 落。而 掉 落 之 板 材 又 再 牽 動 周 遭 暗 架 天 花 板 之 構 件 受 力 發 生 變 形 致 使 連 續 性 的 天 花 板崩 塌 破 壞 。

2011 年 3 月 11 日 東 日 本 大 地 震（ 芮 氏 規 模 9.0）造 成 東 京 市 的 川 崎 音 樂廳，每 平 方 米 就 重達 100 公 斤 之 暗 架 天 花板 幾 乎 全 數 掉 落，所 幸 發 生當 時 並 沒 有 表 演 進 行否 則 後 果 不 堪 設 想（ 圖 36）。此 案 例 震 驚

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日 本 當局，因 為 東 京 距 離 震央 已 有 數 百 公 里 之 遙，在 地 表 振動 量 極 小 的 情 況下 卻 也 發 生 暗 架 天 花板 大 面 積 崩 落 的 災 害，突 顯 出暗 架 天 花 板 之 耐 震性 嚴 重 不 足 。

圖 36. 天 花 板 掉 落 狀 況 [7]

調 查 事故 原 因 後 發 現，音 樂 廳 為 滿 足 音響 上 之 需求，暗 架 天 花 板 板 面 通常 會 有 曲 度 之 設 計 或板 材 厚 度 之 要 求，才 能 同 時 達到 吸 音 及 反 射 音 的音 響 效 果，而 為 了 達此 目 的 一 般 音 樂 廳 天花 板 系 統 之 構 造 組 成 相 當 複雜 同 時 整 體 載 重 也 大幅 提 升。此 破 壞 案 例中 天 花 板 掉 落 之 主 要 原 因 在於 音 樂 廳 的 暗 架 天 花板 所 使 用 之 吊 筋 長 度不 一，因此 各 部 分 天 花 板 在 地 震 中 會 各 自 獨 立 運 動 ， 與 上 述 松 森 運 動 中 心 產 生 相 同 之 狀 況。再 加 上 天 花 板板 材 可 觀之 重 量，導 致 各 部 天花 板 在 碰 撞 後 致 使 繫 件 受 到極 大 之 荷 載 而 變 形 破壞，當 繫件 破 壞 天 花板 便 失 去 懸 吊 力 因 而 崩 塌 掉落，甚 至 周 遭 之 天 花板 也 受 到 影 響 形 成 連鎖 性 的 破 壞，造 成 大 規 模 的天 花 板 發 生 掉 落 之 情形 。

針 對 前述 發 生 的 案 例，日 本 的 國 土 交通 局 也 提 出了 對 應 的 設 計 建

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地 震 之芮 氏 規 模 為 6.5， 而 距 離 震 央 32.5 公 里 處的 瑞 峰 國 中 其 地 表 最 大 加 速度 為 213gal。

圖 39. 走 廊 天 花 板 掉 落 狀 況 圖 40. 樓 梯 間 天 花 板 掉 落 狀 況

（ 圖 片 來 源 ： 姚 昭 智 ） （ 圖 片 來 源 ： 姚 昭 智 ）

圖 41. 支 撐 架 掛鈎 變 形 （ 圖 片 來 源 ： 姚 昭 智 ）

本 研 究實 地 現 場 勘 查 及 測 繪，發 現 走廊 暗 架 天 花板 掉 落 的 部 分 主 要 發 生在 支 撐 架 搭 接 處，而 在 此 案 例中 各 支 撐 架的 搭 接 處 大 致 位 於 同 一 位 置而 未 採 交 錯 搭 接。從 現 場 殘 留的 支 撐 架 可以 發 現 支 撐 架 掛 鈎 呈

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現 嚴 重變 形 的 狀 況（ 圖 41），此 外 搭 接 處 之 各 支撐 架 並 非 緊 靠 並 排 而 是 相 隔約 有 15cm 的 距 離 。另 外 也 發 現 到 在 結 構物 伸 縮 縫 周 圍 的 暗 架 天 花 板同 樣 有 受 破 壞 掉 落 的情 形。根 據 上 述 之 觀察，可 以 分 析 走 廊 位 置 暗 架天 花 板 掉 落 之 原 因 如下 ：

1. 支 撐 架 搭 接 位 置 在 同 一 位 置 上 。 大 面 積 的 天 花 板 其 骨 架 勢 必 需 要 搭 接 ， 在 地 震 中 力 量 的 傳 遞 則 必 須 透 過 搭 接 處 來 傳 導 ， 因 此 搭 接 處 之 掛 鈎 本 身 相 當 容 易 變 形 破 壞 。 當 所 有 支 撐 架 均 搭 接 在 同 一 位 置 時 則 容 易 在 搭 接 處 形 成 弱 面 ， 導 致 板 材 因 掛 鈎 變 形而 掉 落 。

2. 伸 縮 縫 之 影 響 。 當 伸 縮 縫 兩 側 之 結 構 物 在 地 震 中 振 動 不 一 致 時 ， 會 造 成 暗 架 天 花 板 之 骨 架 因 相 互 擠 壓 而 導 致 板 材 破 壞 掉 落 。

除 走 廊有 天 花 板 掉 落 之 狀 況外，樓 梯間 的 暗 架 天花 板 包 括 燈 具 也 幾 乎 全數 掉 落 ， 根 據 現 場 調查 之 結 果 發 現 天 花 板掉 落 之 原 因 如 下 ：

1. 吊 筋 與 結 構 體 連 結 之 方 式 。 一 般 而 言 天 花 板 吊 筋 會 以 火 藥 擊 釘 與 結 構 體 相 接 ， 但 在 此 案 例 中 天 花 板 之 吊 筋 係 以 掛 鈎 之 方 式 勾 住 天 花 板 上 方 之 結 構 型 鋼 ， 導 致 在 地 震 發 生 時 容 易 因 為 上 下 振動 而 脫 鉤 掉 落 。

2. 懸 吊 長 度 過 長 。 天 花 板 之 懸 吊 長 度 會 影 響 暗 架 天 花 板 在 地 震 中 擺 盪的 程 度 以 及 吊 筋 抵 抗垂 直 向 載 重 之 能 力 。

2013 年 南 投 地 震 同 時 也 造 成 嘉 義 市 政 府 南 棟 大 樓 九 樓 之 大 禮 堂 發 生 卡夾 式 暗 架 天 花 板 崩 塌的 情 況 。 從 圖 12 中 可 以 發現 天 花 板 的主 架 與 支撐 架 仍 係 相 互 固 定 且無 明 顯 損 壞 之 現 象，破 碎 的 板材 應 係 天 花 板 墜 落時 撞 擊 所 產 生。此 外 崩 塌 的 天 花板 構 件 中並 不 包 含 吊 筋，吊 筋 依 然 完整 固 定 於 上 方 之 結 構體（圖 42），因 此 可以 研 判 天 花 板 崩 塌 之 原 因 發生 在 吊 筋 與 支 撐 架 的接 合 處 。

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圖 42. 天 花 板 吊 筋 圖 43. 螺 帽 鎖 附 於 吊 筋

（ 圖 片 來 源 ： 施 忠 賢 結 構 技 師 事 務 所 ） （ 圖 片 來 源 ： 施 忠 賢 結 構 技 師 事 務 所 ）

圖 44. 支 撐 架 形式 （ 圖 片 來 源 ： 施 忠 賢 結 構 技 師 事 務 所 ）

本 案 例 現 場 所 使 用 的 支 撐 架 上 與 吊 筋 固 定 的 孔 洞 為 葫 蘆 孔 （ 圖 44），較 大 的 孔 徑 直 徑 為 9.42mm，較 小 孔 徑 直 徑 為 6.88mm，其 餘 部 分 寬 度為 5.92mm。 吊 筋 為直 徑 5.9mm 之 螺 桿， 吊 筋 穿 過 葫 蘆 孔 後於 孔 洞 下 方 鎖 一 螺 帽 抵 抗 載 重 但 未 使 用 墊 片 。 螺 帽 尺 寸 為 對 角 邊 長

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11.14mm 而 平 行 邊 長 9.8mm，因 無 墊 片 分 攤 作 用 力 導 致 螺 帽 與 葫 蘆 孔 周 圍 接觸 面 積 較 小 容 易 產 生應 力 集 中 現 象，造 成 葫 蘆 孔 較易 受 力 變 形 而 螺 帽則 穿 透 孔 洞 致 使 吊 筋失 去 效 用 （ 圖 13） 。 圖 43 顯 示 葫 蘆 孔下 方 的 螺帽 仍 鎖 附 於 吊 筋 上 ， 說 明 螺 帽 係 直 接 穿 透支 撐 架 上 之 葫 蘆 孔，

亦 造 成多 數 的 吊 筋 喪 失 懸 吊天 花 板 之 機 能 。

圖 45. 吊 筋 與 支 撐 架 並 無 鎖 固 圖 46. 吊 筋 與 支 撐 架 並 無 鎖 固

（ 圖 片 來 源 ： 施 忠 賢 結 構 技 師 事 務 所 ） （ 圖 片 來 源 ： 施 忠 賢 結 構 技 師 事 務 所 ）

圖 47. 以 鍍 鋅 鋼 線 懸 吊 天 花 板 圖 48. 天 花 板 破 壞 情 形

（ 圖 片 來 源 ： 施 忠 賢 結 構 技 師 事 務 所 ） （ 圖 片 來 源 ： 施 忠 賢 結 構 技 師 事 務 所 ）

此 外，根 據 現 場天 花 板 仍 未崩 塌 之 部 分 可 以 發 現到 此 案 例 中 天 花 板 的 施作 其 實 相 當 草 率 ， 圖 45 說 明吊 筋 因 現 場長 度 不 足 則 無 鎖 固 於 支 撐 架上 ， 圖 46 顯 示 現 場吊 筋 因 無 法 對 齊 支 撐架 故 同 樣 未 鎖 固 於 支 撐 架 上。 圖 47 說 明 現 場 之吊 筋 有 些 並 非 使 用 螺桿 而 是 僅 用 鍍 鋅 鋼 線

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拉 撐 天花 板 ， 強 度 明 顯 不 足。

此 案 例中 可 以 發 現 天 花 板 是一 整 片 的 掉 落 （ 圖 48） ， 從 圖 48 中 可 以 發現 大 部 分 掉 落 之 板 材仍 鎖 固 於 骨 架 上 且 並無 損 壞，因 此 合 理 推 測 崩 塌的 原 因 並 非 發 生 在 支 撐 架 與 主 架 的 接 合 處，即 便 支撐 架 因 天 花 板 造 型的 關 係 被 彎 曲 呈 弧 形狀。另 外破 壞 原 因 也不 會 是 板 材 與 主 架 的 接 合 方式 。 圖 42 顯 示 崩 塌天 花 板 處 的 吊 筋 仍 完整 固 定 於 上 方 結 構 體 並 無 掉落 的 情 形，因 此 吊 筋 與 結 構 體 的 固 定 方 式 也 不 是 造 成 天 花 板 崩 塌 之 原因，故 本案 例 中 天 花板 崩 塌 之 主 要 原 因 便是 發 生 在 吊 筋 與 支 撐 架 的 接合 處。因 為 現 場 吊 筋與 支 撐 架 的 鎖 固 並 無使 用 墊 片，再 加 上 所 使 用 的螺 帽 尺 寸 與 支 撐 架 上葫 蘆 孔 徑 相 差 不 大，只 要 葫 蘆孔 產 生 些 微 變 形 擴孔，螺 帽 便 極 有 可 能穿 透 支 撐 架 導 致 吊 筋失 去 效 用，造 成 支 撐 架 連 同天 花 板 板 材 一 起 掉 落 。

第 三 節 國 內 外 暗 架 天 花 規 範

一 、 台 灣 規 範

在 本 研究 召 開 之 專 家 座 談 會議 中，與會 專 家 一 致同 意 且 特 別 提 出 一 個 日漸 嚴 重 的 問 題，目 前 國 內 暗 架天 花 板 工 程大 多 數 均 屬 於 卡 夾 式

在 本 研究 召 開 之 專 家 座 談 會議 中，與會 專 家 一 致同 意 且 特 別 提 出 一 個 日漸 嚴 重 的 問 題，目 前 國 內 暗 架天 花 板 工 程大 多 數 均 屬 於 卡 夾 式