土壤液化,其實跟現代建築設計所謂的韌性設計有點類似,
確實土壤液化的發生,會吸收大量的地震力,讓地震力對建築物的影響減低。
這部分沒有錯。
現代建築結構設計的概念也是這樣,在地震來的時候,讓結構體的接頭,藉由形狀的改變,去吸收大量的地震力。
---
但土壤液化發生、對建築物安全的影響,跟韌性設計的影響,剛好是不一樣的。
韌性設計雖然允許建築物的結構發生破壞、或者變形,但要求的是整體結構框架的完整,至少要讓居民有時間跑出來。
當然,這裡所謂的允許,是一種概念,可以簡化成法規規定的大小,畢竟,要是發生五百年一次的超強地震(如震度超過7級)
,該倒的還是得倒。
可是土壤液化發生後,會讓建築物的穩定,變得很差。
該報導說,土壤液化不會對結構產生破壞,這句話是有問題的。
以維冠金龍來說,雖然不是土壤液化的結果,但維冠金龍為什麼會造成那麼嚴重的死傷?
簡單的來說,是因為倒塌,倒塌過程產生的重力加速度,並不是地震,而是建築物倒下來的力量,
所以同樣的狀況,當地震發生時,地震波搖晃建築物,產生一個地震作用力,這個作用力在建築物裡面傳遞,尋找脆弱的部位進行應力集中破壞,在維冠金龍的案例中,優先破壞底層,結果底層結構不夠強壯,就開始發生破壞,然後產生物理學上所謂應力集中的狀況,最後在整個底層結構發生完全破壞後,建築物就脫離地震影響,又回復到靜力狀況的簡單物理力學狀況,建築物的重量開始尋找新的支撐點,在不斷偏移重心的狀況下,建築物的重量跟地球引力的作用,建築物就倒下來。
在建築物倒下來的過程中,由於有力矩、地心引力的作用,這個力量已經跟地震力無關了,新產生的運動狀況,在建築物與大地接觸那一瞬間,重新作用在建築物的結構上,這才是維冠金龍大樓,在倒塌後,呈現在大家眼前,每層樓的樑柱接頭都破壞的原因。
所以如果你要逐一分析維冠金龍的狀況,在倒塌接觸到地面前一秒鐘,其實除了一樓底層結構破壞之外,其他樓層的結構,應該還是完整的。至少從地震當天早上的畫面,看不出來建築物的結構體,有出現地震力反覆作用,結構體韌性作用逐一破壞所產生的斜向開裂狀況。
同理,當土壤液化後,低樓層的建築物,可能就是稍微傾斜、或者整體沉陷,整個構造物都還是很完整的,但對大樓來說,如果這個沉陷、或者傾斜,導致重心不在建築物的垂直線上,而是偏離形狀重心,當偏離的位置產生的力矩大於整體形狀重心的穩定狀況,結果會跟維冠金龍一樣,建築物受到地心引力的作用就開始動起來,產生巨大的動能,最後就翻倒。
所以土壤液化的風險一個是沉陷,一個是不均勻沉陷。
沉陷的問題,在於你家一樓會變成地下室,如果是低矮房子,還可以用墊高的方式,慢慢弄起來,進行地質改良後放回去。嚴重的話就得重建,這是錢的問題。
如果是不均勻沉陷,輕微的話,就是部分構造,承受了非設計之外的巨大側向力,會造成結構的損害,輕則漏水、重則整個開裂。整體支撐力也降低。一樣是錢的問題,而且有安全的顧慮。但要是高樓層、重心不穩定的建築物,嚴重不均勻的沉陷,是會出人命的。
所以,土壤液化風險,本來就是技術規則規定建築物興建前,一定要解決的問題,必須在申請建造之前,就完成地質鑽探報告,並且進行必要的地質改良、或者結構設計。
土壤液化絕對不是安全的bonus,如果知道地質特性是高度風險組成,就應該進行必要的地質改良、或者深樁等處理技術。
講液化樑柱比較不會斷裂~~就片面被強調他有減震效果?像本篇主題就有可能讓某些人信以為真
有些專家之見解是在專業知識呈現某依種角度之看法,大家實不用取片面之文字而加以討論
土壤液化就不解釋了,電視名嘴都在講,
但大家要知道的是要發生土壤液化是要靠一些條件同時發生才會產生:很大的地震、飽和砂土層(就是充滿水)、地下水位高等
就算是公佈了液化潛勢區,也不代表大地震來了,那些地方通通都會液化,只是相對機率高
就算液化了也要看液化面積與位置(這無法預測),如果液化面積不大,在一片比較大的房屋基礎(如筏式基礎)也不見的會傾斜
"潛勢"就是有可能發生,不是一定的東西,"高潛勢"就是很有可能,但也沒有一定
但地震有大到液化讓房子因傾斜而倒塌的也是有,當然那地震勢必很大加上應是很舊且瘦高的建築,
但此類案例多嗎?我想應該沒有,在大地震很多房子都是被震壞的~
首先就要講大地震發生的頻率好了,以人的生命週期來講好了,他可能一輩子都遇不到,
以921為例,這樣的大地震專家說下次可能是300年後,(雖有人說台北盆地地震週期應該接近了,那是另一個議題,在此不討論)
所以大地震發生機率+土壤發生液化的機率+因液化傾斜倒塌機率,大家實不用過度恐慌!
但要謹慎評估,讓大家知道這個現象並不是壞事!(可能有人只在意房價跌了)
那接著針對教授所指的液化可以"減震"的說法
大地震(6~7級)發生,以現階段法規原則,就是希望設計出的房子不要倒塌,也就是"大震不倒"
所以大家不要想說現在最新設計的房子遇到很大的地震會一定要完好如初或者可修復
因為規範認為地震發生之機率加上要保障人命安全,所以才有了"中震可修,大震不倒"之原則,而不是"大震可修"喔
而房子有時最怕的不是地震搖最大那一下,而是"連續攻擊",
現今房子設計或許可以抵抗地震最大那一下,讓裡面人民可以逃生,但如果接連而來震度大之餘震可能就會讓房子倒塌
所以啊串到液化~大地震來時,房子可能遭受前幾秒之威力,但也因為土壤液化了,後續地表地震力已經無法完全傳遞至房屋結構體
地震造成之損害相對減低,但就是要面臨因液化房子傾斜與不均勻沉陷對結構造成之裂縫,但也達到讓人民可以及時逃出之目的
所以我想這位教授只是提出了液化時地震力對結構之現象,像是液化了房子應不會發生因樑柱破裂而倒塌之現象
而不是在講什麼優點與缺點!
內文搜尋

X