台灣已經進入「地震」警訊期，五月上旬宜蘭連續發生持續的有感地震，報章雜誌也曾多次要求大家提高警覺，作好防震準備。
剛好筆者親人的住處(四層樓公寓)，一樓正要開咖啡館及照相館，將一樓內外磚牆全面打除後，二、三、四樓住戶提出抗議，經過協調會後，決定由「土木」或「結構」技師公會鑑定，是否有危及公共安全？是否要補強？協調會後住戶們並問筆者可否提出結構「安全性」的看法？
政府忽視「打除磚牆」的危害
為了尋求答案，筆者翻遍了「結構」、「土木」、「工程技術」近十五年來的期刊及研究報告，國內竟然無人曾對此提出看法。每天有多少大樓在打除磚牆？有多少一樓店面沒有牆？台北市舉目皆是，其影響面不可說不大，而政府單位竟然沒有任何研究報告？在結構工程第四屆研討會論文集第一六五九頁，林炳昌及林長志曾有如下的報告：「台灣目前在高樓建築設計上，常為了美觀及商業用途，而將一樓的高度挑高，甚至將二樓之樓板去除，而國內法規鼓勵建築物採用開放空間的設計觀念，更助長此類軟弱層結構的產生。」
為了尋求答案，筆者翻遍了「結構」、「土木」、「工程技術」近十五年來的期刊及研究報告，國內竟然無人曾對此提出看法。每天有多少大樓在打除磚牆？有多少一樓店面沒有牆？台北市舉目皆是，其影響面不可說不大，而政府單位竟然沒有任何研究報告？在結構工程第四屆研討會論文集第一六五九頁，林炳昌及林長志曾有如下的報告：「台灣目前在高樓建築設計上，常為了美觀及商業用途，而將一樓的高度挑高，甚至將二樓之樓板去除，而國內法規鼓勵建築物採用開放空間的設計觀念，更助長此類軟弱層結構的產生。」
林炳昌認為，「此類結構違反結構設計上的原則，即整體結構由底層負擔大部分消散地震能量的責任，致使底層韌性很快用盡而崩塌。歷年來許多強烈地震中都有此類結構物的損壞報告，如一九九五年日本阪神大地震等。事實上，美日較新的規範都有對於此類立面不規則性結構加以規定。」文中又說：「考量整體構架之破壞機構，則發生地面層與二樓有較高的韌性需求，尤其是二樓以上有磚牆或RC 作用時，特別嚴重。」
筆者翻閱劉大海等人著作的《高樓結構》一書，總算查到一點資料，其重點引述如下：
柔弱底層的震害
一、南斯拉夫斯科普耶市十月街的一幢五層大樓，上面各層為住宅，隔牆較多；底層為商店，無隔牆，且正面全面為玻璃門窗。一九六三年地震後，上面各層幾無震害，而底層嚴重歪斜。
二、一九七六年羅馬尼亞地震，普魯耶什有一幢四層框架系統房屋，底層為咖啡館，無隔牆；上面幾層為住宅，磚隔牆較多，受震後，底層因柱子折斷而倒塌，上面幾層整體坐落。
三、布加勒斯特市的一座九層框架系統 Podgoria 大樓，上部為住宅，底層為商店。同一次地震後，底層嚴重破壞，瀕臨倒塌。
四、墨西哥一九八五年地震，底層為餐廳、停車場或大門廳的高樓，也有不少是底層發生嚴重破壞。
五、一九七一年美國聖費南多地震， Olive-View 醫院位於九度區，主樓遭到嚴重破壞。雖然它不是高樓，但它是柔弱底層大樓的典型震例，其教訓是值得借鑑的。該主樓是六層鋼筋混凝土結構，剖面如圖一所示。三層以上為場鑄承重牆系統，底層及二層為框架系統，但二層砌有較多的磚隔牆。上、下樓層的抗推勁度相差約十倍。地震後，上面幾層震害很輕，而底層嚴重偏斜，縱向側移達六百公釐，橫向側移也是六百公釐，角柱碎裂。說明此種『框托牆』系統很不利於防震。
一、南斯拉夫斯科普耶市十月街的一幢五層大樓，上面各層為住宅，隔牆較多；底層為商店，無隔牆，且正面全面為玻璃門窗。一九六三年地震後，上面各層幾無震害，而底層嚴重歪斜。
二、一九七六年羅馬尼亞地震，普魯耶什有一幢四層框架系統房屋，底層為咖啡館，無隔牆；上面幾層為住宅，磚隔牆較多，受震後，底層因柱子折斷而倒塌，上面幾層整體坐落。
三、布加勒斯特市的一座九層框架系統 Podgoria 大樓，上部為住宅，底層為商店。同一次地震後，底層嚴重破壞，瀕臨倒塌。
四、墨西哥一九八五年地震，底層為餐廳、停車場或大門廳的高樓，也有不少是底層發生嚴重破壞。
五、一九七一年美國聖費南多地震， Olive-View 醫院位於九度區，主樓遭到嚴重破壞。雖然它不是高樓，但它是柔弱底層大樓的典型震例，其教訓是值得借鑑的。該主樓是六層鋼筋混凝土結構，剖面如圖一所示。三層以上為場鑄承重牆系統，底層及二層為框架系統，但二層砌有較多的磚隔牆。上、下樓層的抗推勁度相差約十倍。地震後，上面幾層震害很輕，而底層嚴重偏斜，縱向側移達六百公釐，橫向側移也是六百公釐，角柱碎裂。說明此種『框托牆』系統很不利於防震。
筆者查對建築學會所編一九九五年日本阪神大地震災報，第四十二頁林炳昌教授也有類似上述的報告。
在台北市放眼望去，不少高樓都採取開敞的底層。還有一些高樓，底部幾層因設置門廳、餐廳或商場而需要大空間，上部的耐震牆或豎向支撐，在這些樓層中被截斷，使底部幾層變成框架系統。換言之，大樓的上部各層為全牆系統或框│牆系統，而底層或底部幾層變為框架系統，整個結構屬「框托牆」系統。這種系統的特點是，上部樓層抗推剛度大，而下部樓層抗推勁度小，在大樓底層或底部幾層形成柔弱層，這種系統很不利於防震。
二十三萬噸的台北金融大樓必須特別注意防震
民國八十八年一月十六日，筆者曾在技師報對台北一○一層大樓的設計提出疑問，兩個月後在公車上遇到一位工程界的朋友，他說：「設計高樓，一般來說，總高度在三十層以下是地震力大於風力，超過三十層樓的高樓都是風力大於地震力，是風力控制。」我回答說：「按照規範來計算，你說得沒錯。」「但是，全世界的超高樓，三百公尺高度以上都蓋在非震地區(僅以風力設計)，或是弱震區(例如高雄八十五層高樓，高三四七公尺)，如果真是風力控制，為什麼地震區不蓋世界第一高樓呢？」在日本及美國的地震帶(中震區及強震區)其最高的大樓為 Land Mark Tower *_二八五公尺高)。
風力與地震力在高樓設計時，是不可以等量齊觀的。風力是風先吹結構，結構再把力量傳入地基，地表是不動的。地震時，是地表波動，力量從地基傳給結構，風力與地震力的傳力路線不同。法規為了簡化地震設計，假定地震時，地基固定不動，把地震力視同風力結構外力(實際上不是)，如此，久而久之，工程師把風力與地震力輸入路線看成相同的。
這個簡化地震設計的假定，只有在一般寬胖型的結構設計時為正確的，但是，對於細高型的結構設計則低估了地震力。地表震動包含了水平、上下及轉角運動，把土壤結構互制考慮入內時，對細高型的結構產生位移放大效果。而產生額外傾倒力矩，再產生更大的位移，交互加大形成了嚴重的傾倒力矩。因為忽略了這個地震設計基本假定，才以為風力在超高樓設計大於地震力，三十層樓以上的高樓僅以風力設計的觀念，有偏差。況且台北市一○一層大樓附近二百公尺內就有一條斷層通過，萬一發生不幸，二十三萬噸的重量自二百多公尺(平均高度)落下，威力如同原子彈一般，怎可以不保守謹慎呢？
如果是因為不了解失敗後果的嚴重性而把一樓磚牆全面打除，這就如同忽略地震設計的基本假定而完成了「世界第一高樓」的創舉。在去年的結構工程研討會上，看到多年不見的同窗，他們研究的題目是「主動接頭與模糊控制」、「光時域反射及類神經網路結構」，如果政府能請這些優秀的人才來研究民生相關的基本工程問題，那該多好！在美國也有不少優秀的中國工程師，為什麼不請教他們呢？
既然大家關心地震的災害，就應當面對上述的問題，妥善解決。筆者才疏學淺，但心所謂危，不敢緘默，爰提出上述的問題，希望工程界的先進能對此提出高明的看法。而《高樓結構》一書的對策附錄於後，提供給大家參考。
(本文作者為結構工程博士，土木工程技師。文中引用科技圖書公司的《高樓結構》一書部分內容，特此致謝。)
風力與地震力在高樓設計時，是不可以等量齊觀的。風力是風先吹結構，結構再把力量傳入地基，地表是不動的。地震時，是地表波動，力量從地基傳給結構，風力與地震力的傳力路線不同。法規為了簡化地震設計，假定地震時，地基固定不動，把地震力視同風力結構外力(實際上不是)，如此，久而久之，工程師把風力與地震力輸入路線看成相同的。
這個簡化地震設計的假定，只有在一般寬胖型的結構設計時為正確的，但是，對於細高型的結構設計則低估了地震力。地表震動包含了水平、上下及轉角運動，把土壤結構互制考慮入內時，對細高型的結構產生位移放大效果。而產生額外傾倒力矩，再產生更大的位移，交互加大形成了嚴重的傾倒力矩。因為忽略了這個地震設計基本假定，才以為風力在超高樓設計大於地震力，三十層樓以上的高樓僅以風力設計的觀念，有偏差。況且台北市一○一層大樓附近二百公尺內就有一條斷層通過，萬一發生不幸，二十三萬噸的重量自二百多公尺(平均高度)落下，威力如同原子彈一般，怎可以不保守謹慎呢？
如果是因為不了解失敗後果的嚴重性而把一樓磚牆全面打除，這就如同忽略地震設計的基本假定而完成了「世界第一高樓」的創舉。在去年的結構工程研討會上，看到多年不見的同窗，他們研究的題目是「主動接頭與模糊控制」、「光時域反射及類神經網路結構」，如果政府能請這些優秀的人才來研究民生相關的基本工程問題，那該多好！在美國也有不少優秀的中國工程師，為什麼不請教他們呢？
既然大家關心地震的災害，就應當面對上述的問題，妥善解決。筆者才疏學淺，但心所謂危，不敢緘默，爰提出上述的問題，希望工程界的先進能對此提出高明的看法。而《高樓結構》一書的對策附錄於後，提供給大家參考。
(本文作者為結構工程博士，土木工程技師。文中引用科技圖書公司的《高樓結構》一書部分內容，特此致謝。)
