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你的房子耐震嗎？結構物監測站告訴你

102/07/18 13347

李柏昱｜國立臺灣大學地理環境資源學系

2013年6月2日南投再次發生規模6.3強震，震撼全台灣。身處地震頻發的國家，如何進行地震的防災減災，無論對於官方還是民間而言都是重要的工作。

地震災害致命的原因多半是因為房屋倒塌，或是因地震而引發的火災或海嘯，單純的地面晃動並不會造成災情，所以房屋、橋梁等建築結構物的抗震能力便成為地震減災的重要課題。

當地面上的建築物遇到地震，除了受到地質環境的影響外，建築物本身也有「自然振動周期」，對於建築物的搖晃程度與建築物的受損情形有相當大的影響。

所謂的「自然振動周期」，指當地震來襲，建築物底部與地面一起晃動，而地面上的建築物因為缺乏水平方向的固定，而呈現水平自由運動的狀況。建築物的結構、建築材料，甚至樓高，都會影響到建築的自然振動周期。

當建築物的自然振動周期與地面晃動的頻率一致，便容易產生「共振」現象，對於建築物造成極大的破壞。

當樓高越高，建築物的自然振動周期越長，不巧的是，大規模地震的地面搖晃頻率亦較長，若高層建築未做好防震措施，遭遇大地震時便相當容易受損。例如1985年的墨西哥城大地震，許多高樓便是因為共振效應倒塌，造成極大傷亡。

為了更加了解不同建築結構的自然振動周期對於建築的影響，氣象局在1991年起，開始在建築物與橋梁布設結構物監測系統，觀測地震對建築物與橋樑不同的震動情形。

以2002年震撼大台北的311強震為例，當時台北車站前，鋼骨結構的新光大樓頂層(高度約240公尺)的搖晃幅度，比鋼筋混擬土結構的中央氣象局6樓(高度約18公尺)來得小，顯示不同結構的建築物面臨地震時有不同的表現。

此外，2006年4月1日台東發生規模6.4的強震，台東縣消防局嚴重受損，這次地震是台灣布設結構物監測系統後，首次監測網中的建築物因地震損毀，提供極為珍貴的觀測資料，供工程界得以藉由此次經驗，改善建築物的防震設計。

不過，實際上個別建築物或橋梁受到的震動來源相當複雜，除了地震之外，風力、基礎沉陷、結構老化亦有影響，以觀測到的震動波形來解釋整個建築物的結構變化並不容易，目前世界上也未有公認的理論存在。

由於不知地震何時來襲，目前氣象局將儀器先行安裝於重要建築物中，為科學界蒐集資料，讓防震的理論與振動分析方法的發展，能有實際資料驗證，讓未來台灣的建築物能愈加安全。（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所

共振效應(2) 耐震(13) 科發月刊(5210)

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