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一般建築物之隔震構造

木構造建築之隔震構造與耐震、制振構造,其係保護受到地震時建物之構造型式之名稱,對於地震之抵抗方式與能量吸收方式會不同。

(1)耐震構造是藉由建物之強度與黏性(變形性能)進行抵抗的構造。框架構造(Rahmen)是由柱及梁,壁式構造係由剪力牆承擔地震力。強度型之場合,大地震亦以強度抵抗,在彈性振動期間,藉由建物之內部衰減或逸散衰減,以消費輸入地震之能量。韌性型之場合,係藉由柱和梁之接合部或牆體會塑性化履歷衰減以吸收地震能量。若為可能修復之損傷,是可能繼續使用,但依損傷之程度,亦有繼續利用會困難之場合。與建物被要求性能相對應的,變更強度與韌性之平衡,在經濟性優位之成本設定是可能的,比起後述之制振構造與隔震構造之初期成本(initial cost) 為低。


(2)制振構造(抑制振動)係藉由在建物內部所設制振器(damper)之衰減裝置,以吸收地震之能量的構造。使柱或梁支撐垂直力,許多水平力是使制振器加以承擔。為使制振器會吸收大部分之地震能量,因此建物之損傷是可能變小。又制振器是在地震後之性能劣化會較小,地震後地震性能亦能被維持。因此餘震亦有效果。既使萬一制振器損傷,只要交換制振器,建物可能可以繼續使用。另一方面,為使制振之性能會充分的發揮,不可忽視安裝方法或配置計畫,並非所謂只要設置就好。
 

(3)隔震構造(避免、擺脫地震),係在建物與地面之間,或在建物之中間層設置被稱為隔震支撐(或稱isolator 吸振性隔離物)之裝置,因有週期變長(建物會成緩慢搖動),建物會與地面絕緣,地震之搖動會難於傳達之構造,使其變形會集中在隔震裝置所設置之層(以下稱為隔震層),較隔震層為高之上層的變形或加速度(二所施加之地震力)會減低。因此,不僅是建物之損傷,壁紙之龜裂,家具之移動、翻倒等之室內被害,居住者的體感震度或不安度亦會減低。因為是使建物會停留在彈性範圍的計畫,較隔震層為高之上層部分進行自由度較高之設計是可能的。隔震層亦設置減震器(damper),以防制隔震層之過大變形,與發揮地震後,隔震層之搖動會迅速加以抑制之結果。其與制振器構造同樣的隔震支撐或減震器是在地震後之性能劣化會較小,萬一性能會減低之場合,只要交換裝置即可。

耐震性能亦會依地震之特性,一般來說耐震性能依其高低之順序,被認為隔震、制振、耐震,初期成本會與耐震性能相對應的增加。但是,考慮到受到大地震後之修復費用,或事業停止所引起損傷之生命週期成本時,耐震亦有與隔震相反之情形。就建物之用途,或其相對應之必要性能,經濟性,業主的意向等綜合的考量後,應採取何種構造有必要進行檢討。

 

文章提供:王松永名譽教授

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