研究緣起與背景

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第一章 緒 論

第 一 節 研 究 緣 起 與 背 景

一 、 研 究 緣 起

臺 灣 地區 位 處 於 環 太 平 洋 地震 帶 上，建 築 物 是 否具 備 足 夠 耐 震 能 力，一 直 是 民 眾 關注 的 焦 點。在 地 震 發生 後 必 須繼 續 維 持 使 用 機 能 之 重 要 建築 物，除 了 要 有 足 夠 之 結 構 強 度 外，同 時 也 必 須 注 意建 築 物 中 功 能 性設 備 物 之 耐 震 力，否 則 該 建 築仍 將 無 法 在震 後 發 揮 預 期 之 使 用 機 能。然 而 依 據 歷年 國 內 外之 地 震 勘 災 紀 錄 可 以發 現，在 主 結 構 系 統 尚 未 發生 嚴 重 破 壞 之 情 況 下，非 結 構物 遭 受 嚴 重破 壞 的 例 子 其 實 不 計 其 數，而 在 各 項非 結 構 物 之中 又 以 懸 吊 式 輕 鋼 架天 花 板 系 統 之 破 壞 最 為 常 見。

現 代 建築 物 室 內 之 天 花 板 大抵 為 輕 鋼 架 構 造，其 工 法 採 懸吊 方 式 支 承 於上 方 建 築 結 構 樓 板，懸 吊 式 輕鋼 架 天 花 板依 其 組 構 方 式 大 致 可 分 為 明架 與 暗 架 兩 種 ， 其 差別 在 於 明 架 天 花 板 之支 撐 骨 架 顯 露 於 外；

而 暗 架天 花 板 之 骨 架 則 是 隱藏 於 板 材 後 方。故 當 人 員 視 線朝 上 方 天 花 板 望 去時，可 以 看 到 天 花 板骨 架 者 稱 為「 明 架 天花 板 」； 若僅 能 看 到 一 大 片板 材 而 無 骨 架 者 則 稱為「 暗 架 天花 板 」。 明 架 與 暗 架系 統 兩 者 在 構 法 上 最 大 之 差 異 在 於 明 架 天 花 板 的 板 材 係 放 置 於 骨 架 之 上 因 此 容 易 取下 置 回，俾 便 處 理 天花 板 上 方 的 管 線；而 暗 架 天 花 板之 板 材 大 多 都 係直 接 與 骨 架 鎖 固，故 整 體 系 統 之剛 度 較 大。明 架 天 花板 一 般 多 用 於 住家 或 辦 公 空 間 （ 圖 1） ， 因 其施 工 快 速 且又 可 以 滿 足 用 戶 維 修 管 線 之方 便 性，故 頗 受 歡 迎。而 暗 架 天花 板 一 般則 多 設 置 於 需 要 考 慮 美 觀 以及 天 花 板 載 重 較 大 之處，如 音 樂 廳 或 大 面積 集 會 場 所，近 年 來 國 內 許 多 公 共 建 築 因 考 慮 使 用 機 能 及 空 間 美 觀 普 遍 使 用 暗 架 天 花 板 系 統 （圖 2） 。 一 般 而 言 在施 工 上 不 論 採 用 何 種天 花 板 系 統 普 遍 都 是

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建 築 師根 據 使 用 機 能 或 空 間美 觀 的 角 度 考 慮，但 卻 鮮 少 考慮 天 花 板 在 地 震 下之 安 全 性，因 此 發 生較 大 地 震 時，就 可 能導 致 天 花 板 損 壞 甚 至 崩 塌。而 暗 架 天 花板 的 懸 吊處 一 般 都 較 高，再 加 上 天 花 板 本身 重 量 較 大，因 此 儘 管 只 有 局 部 構 件 落 下 時 對 於 人 身 安 全也 頗 具 威 脅 性；若 發 生 大 面積 天 花 板 之 崩 落，不 僅 對 於 人 員生 命 安 全造 成 嚴 重 危 害，甚 至 會 導 致空 間 機 能 無 法 在 災 後立 即 使 用 。

圖 1. 明架 式 輕 鋼 架 天 花 板 圖 2. 暗 架 式輕 鋼 架 天 花 板

（ 圖 片 來 源 ： 姚 昭 智 ） （ 圖 片 來 源 ： 右 丞 實 業 有 限 公 司 ）

暗 架 天花 板 因 為 系 統 剛 度 較大 較 不 易 變 形 之 緣 故，以 往 對其 耐 震 性 能 較有 信 心 。 然 而 從 2003 年 開 始， 日 本 各 地陸 續 發 生 大 面 積 暗 架 天 花 板在 地 震 中 崩 落 之 案 例，導 致 建築 空 間 機 能無 法 在 災 後 立 即 使 用

（ 圖 3）。2011 年的 東 日 本 大地 震 更 造 成 多 起 暗 架天 花 板 掉 落 之 災 情，

其 中 令人 感 到 震 撼 的 是 有 新建 之 音 樂 廳 距 離 震 央數 百 公 里 之 遙，卻 也 發 生 暗架 天 花 板 大 面 積 崩 落的 災 害 （ 圖 4） 。 為了 因 應 及 預 防 事 故 再 次 發 生，日 本 當局 除 了 開 始著 手 調 查 各 地 暗 架 天花 板 之 使 用 情 況 以 提 出 補 強 補 助 計 畫 ， 同 時 也 針 對 暗 架 天 花 板 進 行 相 關 之 實 驗 研 究 及 分 析 。

國 內 在 1999 年 921 地 震 中就 已 觀 察 到 台 中 美 術館 發 生 大 量 暗 架 天 花 板掉 落 之 情 形 如 圖 5 所示，但 國內 後 續 並 沒有 特 別 針 對 暗 架 天 花 板 持 續追 蹤 及 研 究 。 然 而 在 2013 年 6 月 南 投 仁愛 地 震 中 ， 又 發 現 南 投 瑞 峰國 中 的 走 廊 及 樓 梯 間有 暗 架 天 花 板 崩 落 的狀 況 （ 圖 6） ， 嚴 重

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妨 礙 人員 之 逃 生 路 線，由 於 學 校 校 舍 亦 震 災 緊 急避 難 之 場 所，因 此 又 重 新 喚起 對 暗 架 天 花 板 耐 震性 之 重 視 。

圖 3. 釧 路 機 場 天 花 板 [5] 圖 4. 東 京 川 崎 音 樂 廳 天 花 板 [7]

圖 5. 美 術 館 天 花 板 掉 落 情 形 圖 6. 瑞 豐 國 中 天 花 板 掉 落 情 形

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

國 內 對 於 明 架 式 天 花 板 的 耐 震 性 能 研 究 已 累 積 了 五 年 以 上 之 時 間 ， 並 於 2011 年 7 月 內 政部 之 最 新 版 建 築 物 耐震 設 計 規 範 中 [1]， 將 明 架 式的 耐 震 天 花 板 工 法 納入 附 錄 B 中，公 告 施行。相 反 的，目 前 在 國 內 所有 規 範 中 ， 卻 僅 有 在國 家 標 準 CNS11984「 建 築用 暗 架 式 牆 壁 及 平 頂 輕 鋼 架 」 [2] 中 敘 述 暗 架 式 天 花 板 之 相 關 資 訊 。 但 內 容 所 定 義 之 暗 架天 花 板，卻 已 經 是 國內 鮮 少 在 使 用 的 形 式，另 外 對 於暗 架 式 天 花 板 的耐 震 性 能 可 說 是 完 全沒 有 任 何 相 關 之 規 定。因 此 本研 究 將 針 對 暗 架 式天 花 板 常 用 型 式 之 耐震 性 能 進 行 初 步 研 究，意 欲 瞭解 此 天 花 板 系 統 之載 重 能 力 以 及 在 地 震時 可 能 發 生 之 破 壞 情形 與 原 因，並 針 對 破

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壞 之 原因 提 出 補 強 的 方 法 以及 建 議 。

二 、 研 究 目 的

有 鑒 於 目 前 國 內 對 於 暗 架 式 天 花 板 之 耐 震 性 能 所 知 有 限 以 及 規 範 內 容不 合 時 宜，本 研 究 將針 對 暗 架 式 天 花 板 系 統 進 行 載 重 強 度 及 耐 震 能 力研 究，透 過 全 尺 寸 暗架 天 花 板 系 統 之 耐 震實 驗，瞭 解 暗 架 天 花 板 系 統在 地 震 中 可 能 發 生 之破 壞 模 式，並 針 對 破壞 之 原 因 提 出 補 強 的 方 法 以及 建 議，冀 望 能 將 研究 的 成 果 增 加 修 正 至規 範 中 俾 便 使 用 者 參 考 及 遵 守 。 因 觀 察 天 花 板 震 災 之 損 害 多 發 生 於 骨 架 搭 接 處 之 細 部 設 計 ， 故本 研 究 所 稱 大 面 積 為 天 花 板 面 積 較 大 需 要搭 接 骨 架 者 。

三 、 本 研 究 計 畫 之 重 要 性

由 於 目前 國 內 之 暗 架 天 花 板系 統 並 沒 有 統 一 的 標準 作 法，同 時 對 於 天 花板 之 耐 震 性 亦 無 特 別 要 求 ， 以 致 天 花 板 之耐 震 品 質 參 差 不 齊。

因 此 藉由 本 研 究 計 畫 提 出 大面 積 暗 架 天 花 板 系 統之 構 法，將 可 提 升 現 場 實 做之 暗 架 天 花 板 耐 震 品質 。