晴時多雲

自由共和國》賴明煌/抗震減炸增進工程建築韌性之建議

馬立波遭俄軍無情戰火轟炸,建物處處斷垣殘壁。圖為一名親俄民兵行經一棟被炸毀的公寓大樓。(路透)

賴明煌/土木博士、工程技師

323花蓮強震,花蓮玉興橋落橋32支尚未即施工端接或臨時斜撐釀均南北向不穩定預力梁,故受東側烈震一推就翻覆斷梁28支。(資料照,民眾楊金明提供)

二月底俄逕侵烏戰爭迄今逾月,與台灣元旦至三月已破紀錄六級以上地震有三起,上述多震與可能戰火驟起情況,國人不可小覷要摒除昔日怠忽,須加強本身能力來預防方是上策。

筆者建議私人建物與公共工程應有下列的考慮:

一、 在台灣資源極貧乏莫淪沉好大喜功大陸型物產豐富國家浪費之特性,不論工程或建築規劃設計應採標準模組為主不宜用乖張怪異又獨特,以利平時養護維修抽換或暫時緊急替代及韌性(Toughness)、可撓度(Flexibility)與延長性(Elongation)之展現,均可在黃金時間內達一定比例之妥善率,讓整體國家社會人民還可低度運轉存活。台灣四處環海沒路廊可接鄰國,尤緊急之際國內各項物資庫存必不足與國際輸送會受阻海外,需以低耗能方式活下去,故平時要養成節約資材之良好習性。

二、工程或建築物配置規劃,盡量採長軸與地震波中最強主應力軸(Principal Stress Axes)同側來抵抗翻覆破壞(Failure of Overturn )之可能性,如一九九三年啟用當時全球最大水力發電明潭抽蓄水庫地下發電廠,其廠長一五六米就約與東西向同軸。這次三二三花蓮玉興橋落橋卅二支尚未即施工端接或臨時斜撐釀均南北向不穩定預力梁,故受東側烈震一推就翻覆斷梁廿八支,故檢視台灣地震之測站震度與震波圖,多以東西軸向加速度為大,故建物配置就盡量挑以此為長軸走向,且集合住宅採短軸南北座向也極適合日照與風向。台灣西部人口密集區縱深最大僅卅餘公里,在敵國第一擊時若南北向的外牆大多會受炸傷,故短軸的垂直面朝東西是傷害最小之方式。

三、台灣屬亞熱帶又近年地球暖化趨勢,除東北區域外各城日照量頗充足,隨人生命壽命延長只會越來越老,要選擇較乾燥少風濕城市居住才是健康潮流。故應避免大量使用溫寒帶國家建築元素的玻璃~其耗能不環保與易破脆又衍生傷人且難以保護室內之帷幕牆大樓。

四、烏受俄國砲彈傷害之實況,發現該國住宅大多以加強磚造或好一點RC住宅傷害最大,故建議在多震台灣應擇或盡速辦理都更與危老之改建,採用連牆壁也是純雙層鋼筋之混凝土(具剪力牆與承重牆之功能)或鋼骨結合鋼筋混凝土等高韌性高耐震的建築物為優,不僅平時抗震在戰時又有較優抗炸之功效。

五、另建築有堅固陽台外伸,不僅是建築設計上之佳作,也是防災抗炸上有禦敵於前方觀念,若再植樹陽台也具綠化省能過濾髒空氣兼顧保護室內及預先儲水救災救命之三重功能。再加設堅韌又往外往下傾斜遮陽板,那更具遮陽防熱防噪音還有防炸片直飛室內之攔阻功能。

六、建築物開口要盡量減少或採垂直向為佳,小開口可避建物軟腳在此因地震應力,使破裂動態傳遞擴展時在此處產生X型共軛剪切破裂(Failure of X type-Conjugate Shearing Stress )等如岩盤節理剪碎,建物開口不當與過多極易釀成軟層效應。

七、不論震災或戰亂萬一受困之際,水是生命延續之需,故一般住宅要多儲水或住家要雙水塔之配置。日本一九九五年阪神大地震與二○一一年三一一大地震,多少受困建築倒塌的受難人是靠喝已的尿過活再獲救,我們要以殷鑑提早預防之,並在每房間預儲水瓶與乾糧及救災包等。

八、 目前內政部有清查全國建築地下室的防空避難空間之現況,發現不府法規使用比率極高,需再加強的改善以因應緊急時之使用,尤其是對外逃生口平常防竊被堵住與室內滿布易燃雜物等危險。

九、建物是人民禦災第一堡壘,除結構主體採RC、SRC與SC等及牆體採雙層鋼筋RC牆為主,其水泥混凝土抗壓強度fc’28天≧4~5000psi水密度高強度與韌性延長性高又不淬斷且最好降伏強度fy≧420~550MPa(1psi=0.006895MPa=0.070306958kgf/cm2)以上之加釩可電焊鋼筋,且施工品質與彎鉤案耐震規定辦理,這樣不僅難震品質高對抗炸有較優的保護。

衡酌台灣受外在因素與天然災害侵襲之機率不低,故人為因素必須妥予考慮事前來加強建物與工程耐震抗炸之能力,而非又倒行逆施加劇破壞本身有限的強度,反成為逆韌性(Negative Toughness),讓天災人禍更易得逞在寶島台灣。

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