建筑结构观念　亟待更新时补救

【台湾《中国时报》９月２５日文章】题：建筑结构观念　亟待更新补救（
作者　许嘉麟）
９·２１大地震无疑对台湾建筑结构做了一次严苛的考验。姑且不提震央范
围及断层带所造成的直接破坏，非处于此区域范围内之建筑，竟也发生严重崩塌
现象，除了暴露出建筑商偷工减料外，建筑结构设计的观念也应予以修正及补救
。针对此部分，笔者根据所学提出粗浅看法：
一、建筑物地震应力之检讨：
目前建筑结构设计的承载及耐震方面，一般仅考虑垂直向下之载重及水平横
向的地震力，但本次９·２１地震因震央极近地表，故地震所产生的主要破坏来
自于垂直上下的跳动，这对于原本只着重于向下载重负荷的结构来说，产生了一
个相反于原结构应力设计的破坏。地震发生初期，原有的柱子无法承受向上拔起
的拉力，特别是Ｒ．Ｃ．（钢筋混凝土）造的结构，柱内的钢筋主要只考虑弯距
的支撑，在向上弹起时，柱内钢筋因无法承受建筑物本身自重所产生的惯性而被
拉长变形，甚至超出了弹性限度，柱身混凝土也因拉力变形断裂，此时柱子的结
构就已经破坏到几乎无法承受任何方向的力量。紧接着随即而来的向下地震力，
因柱内钢筋和混凝土已变形及龟裂，完全无法承受远大于建筑物自身的向下惯性
，进而发生爆裂现象。而地震接着上下跳动之后是水平的位移。建筑物在没有完
好的柱子可支撑的情况下就应声倒地，特别是于柱头的部位，因承载的建筑物重
量最大，所产生的破坏也最严重。
二、建筑设计的缺失：
就大部分的建筑物来说，柱子内部（特别是最外围的柱子）往往是污、雨水
排水管设置的位置。这些排水管在到达地面层的时候必须转出柱子将水排至水沟
，而转出的部位又是柱子内部钢筋最粗大、数量最多、排列最密集之处，越是高
层的建筑则越是如此。而水电配管的工程通常是在钢筋完成绑扎之后才进行，在
建筑商或是建筑师不愿将柱子尺寸加大影响室内面积的情况下，水电工人只得想
尽办法将排水管（直径至少三四英寸）穿过排列密集的钢筋转出柱子。常见的解
决方法就是断一至二根的主钢筋以空出足够的空间走管，再设法于两旁的钢筋予
以补强，甚至有些偷懒的建筑商连补强也不做。然而一般结构技师在设计钢筋结
构时根本未把此状况考虑进去，因此柱子在完成的时候就已经无法达到原设计的
结构强度。
三、营造厂的偷工减料：
根据笔者在工地监造的经验，营造厂最常犯的疏失之一就是钢筋与钢筋接合
处搭接长度不足的问题。钢筋的搭接长度不够，往往会影响到结构本身抗弯距及
剪力之不足，以及钢筋与混凝土间握裹力（摩擦力）的不足。这次９·２１地震
笔者由电视新闻画面所见，倒塌的Ｒ．Ｃ．造大楼多数是在一、三、五楼的柱子
部分破坏最为严重，而此部位通常都是柱子主钢筋搭接之处。然而，因营造过程
中无法规可规范搭接之位置，故一般因施工之便往往所有柱子内部钢筋之搭接处
都集中于相同之高程，加上如果因营造厂偷工减料减少搭接长度，等于是将柱子
应力最弱之部分集中于同一水平面，地震来时，能不发生灾害？
四、校园建筑中的短柱效应：
学校建筑，特别是教室部分，因通风采光的需求，大面积的开窗方式以及柱
间连续的窗台所形成的短柱效应，是现今建筑及结构设计工作者众所周知之事。
然而对于一二十年以上的旧校舍而言，过去并未对此效应有所重视，因此当地震
来时学校建筑被破坏的比例往往较高。
几年前的日本阪神大地震已使台湾的建筑界产生警惕，特别针对建筑物的耐
震能力修正并订立法规，只是这些补正的措施是否真的适合台湾的地震形态？这
次地震正是一个很好的印证和检讨的机会。
对现有建筑物进行全面性的检查与补救，也是政府的一个重要功课。笔者建
议建筑及结构技师公会能尽速将建筑物结构破坏所产生的外在特征，绘制浅显易
懂的图画，交由政府印制并广为散发给民众，让民众能及早发现建筑物潜在的危
机，报请相关单位派结构技师予以勘查并补救，或是及时搬离，避免未来数月可
能的大小余震甚至更大地震所造成的灾害伤亡。