耐震制震隔震是什麼?

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每年百次有感地震
台灣位處環台平洋地震帶
整年度大小地震不間斷
因此,在地震工程界,流傳著一句話:「地震本身不會殺人,但建築物卻會。」
當地震發生時,有高達90%以上的人是因為建築物倒塌而喪失生命
如1999年的921大地震,規模為7.3級,造成50000多棟房屋倒塌,2000多人死亡,許多人心中難以磨滅的創傷。
近年台南維冠金龍大樓和花蓮統帥飯店也發生意外
隨著大樓愈蓋愈高,一旦發生地震事故,將會造成更大的損害
因此,大家對建築物的抗震性能未來應更謹慎的評估

何謂耐震?
所謂的耐震或抗震度,是指建築物在最初設計規劃時,所能承受的最大力量。
「耐震係數 」是水平加速度的係數,亦即預估地震時該地區可能發生的最大地表加速度值。
現行的耐震設計規範各地區的參數計算方式,須考慮建物所在地的土壤軟弱程度、斷層間距等數值加權,而結構技師則依照該數值設計出符合標準的建築結構。簡單來說,耐震係數愈高,建築可承受的震度就愈高,且耐震係數在最初建築設計時就已經確定,所有建築物在結構技師的規劃下,都具備基本的耐震能力。

在建築結構工程中,會影響建築耐震力的主要元素包含以下,
1.結構設計
2.鋼筋材質與綑綁工法
3.地基和混凝土磅數

而這些細節要求都已被納入《混凝土結構設計規範》與《建築物耐震設計規範》
像是柱子內部的箍筋方式、橫箍數量與間距、鋼筋的搭接方式等等,都必須按照法規設計,以求更具韌性的穩固結構。

如何制震?
制震」設備又稱為減震或避震器,是藉由裝置的特性形成物理抑制力,能讓建築結構本體承受較少壓力,有制震壁阻尼器等形式。

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制震壁(亦稱為黏彈式制震壁/阻尼器)是在建築的上下樑柱之間裝設鋼板,鋼板中間含有橡膠或其他化學聚合性黏彈材,能吸收地震部分能量,進而降低搖晃的程度,比如新日鐵、日本住友、美國EPS制震壁,都是常見的制震材料。或者在樑柱的對角線上裝設具有彈性的斜撐制震柱(位移型挫屈束制斜撐,BRB),以「V」、「^」、「/」等型態強化結構韌度,避免結構柱因變形而失去作用,適用於結構不規則的特殊建築物。

另一種則是油壓型阻尼器,在樑柱之間裝設阻尼器,當油壓缸中的液體因速度而流動時,會產生壓縮效能,以抵抗力來抑制搖晃時的作用力。這類阻尼器的優點,在於能應對極微小的震幅,在高樓受強風吹拂時具有絕佳抑制效果。例如東京六本木之丘的森大樓與東京晴空塔,就是採用KYB的阻尼器,維持高層建築的安全及舒適品質。

隔震與制震比較
制震是在大樓的柱樑構架中設置一定數量的吸收能量的裝置,也就是阻尼器或稱制震器,減少建築物的振動。主結構與制震系統之地震力分攤比例建議為7:3或8:2,主結構還是必須負擔大部分的地震力,制震系統則做為第二道防線。

隔震則是特別設置一個隔震層裝設隔震墊與阻尼器,藉以吸收大部分之地震能量,大幅減輕地震對建築物之衝擊。隔震之設計及施工均須非常嚴謹,因為隔震橡膠墊為柱的延伸,一但產品有瑕疵,在地震後將對主結構造成無法彌補之損害。

 

 

 

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