討論「耐震設計規範及解說」

不合理的規定

劉樹賢技師

一、前言

筆者曾經在技師報669期投稿「耐震設計規範及解說」α_y不合理的規定，造成自己不小的壓力。一位工程界的老前輩說:「我也認為規範不合理，你這問題就像太陽繞著地球轉，或是地球繞著太陽轉，不論誰對誰錯，都不影響大家的生活，況且規範如同政令，既已頒佈必當遵行，如不影響工程設計之安全性，你要適可而止」。       

二、    說明

依據內政部民國94年7月1日正式頒布施行的「建築物耐震設計規範及解說」，第2-29頁，表2-2(b)其中: 

所以，長週期結構之工址放大係數，兩類地盤有1.5倍的差異。

而今台北縣林口鄉(S₁₌0.3)一處建築工地地盤之平均標準貫入試驗N值= 50.4，查第2-29頁，表2-3其中:

甲,乙兩位工程師分別計算如下:

A.    甲工程師因為平均值= 50.4四捨五入，N值= 50.0，採用第二類地盤，工址放大係數F_V = 1.5

B.    乙工程師因為平均值= 50.4，確認 50.4 > 50.0，採用第一類地盤，工址放大係數F_V = 1.0

 設計地震力係數，兩者相差達 1.5倍，只因為四捨五入.. .?!

921大地震之前，台灣地區劃分為強震區、中震區、弱震區，921大地震之後，內政部營建署刪除「弱震區」，民國88年12月台灣震區重新劃分，幾乎全面提高建築物耐震安全標準，有15縣市劃為強震甲區。921大地震之前，交通部於民國76年2月初版的「公路橋樑耐震設計規範」其中第36頁，高度小於15公尺之橋樑，其設計水平地震力係數應不小於0.1，這包括弱震區之橋樑地震力係數都不小於0.1。

乙工程師在台北縣林口鄉(S₁₌0.3) 一處建築工地地盤平均標準貫入試驗= 50.4，確認 50.4 > 50.0，採用第一類地盤。有一42公尺高的一般住宅，韌性抗彎矩構架，鋼筋混凝土造具非結構牆，依據內政部自民國94年頒布施行「建築物耐震設計規範及解說」，第2-10頁解說第8行「就鋼筋混凝土構造而言，依極限強度設計法，α_y值可採1.5」；新規範的計算程序極為複雜，乙工程師身陷迷宮，分不出東南西北，筆者想一想，自己也是土木工程師，所以斗膽試一試，設計水平地震力係數等於多少？

其中：Fu查規範第2-9頁 。

查第2-7頁，T = 0.070(h^3/4) = 0.070(42^3/4) = 1.15秒。

查第2-32頁，表2-7，Cu =1.3(Max)，T =1.15x1.3=1.5秒。

查第2-4頁，公式(2-4)

S_{D1 =} F_{V X} S₁^D = 1.0 x 0.3 = 0.3；

S_{DS =} Fa _X S_S^D = 1.0 x 0.5 = 0.5；

T₀^D  = 0.3/0.5 = 0.6   ；   2.5 T₀^D = 1.5

查第2-32頁，表2-6(a)，S_aD = S_D1/T = 0.3/1.5 = 0.2。 

結論 V =0.03 W

聞道有先後，術業有專攻，筆者才疏學淺，計算中難免有疏漏之處，希望各界不吝來函指正。如前所述，民國76年包括弱震區之橋樑地震力係數都不小於0.1，民國88年921大地震之後，刪除「弱震區」，全面提高建築物耐震安全標準，民國94年頒布施行「建築物耐震設計規範及解說」，地震力係數竟然大幅下降到0.03(指上述42公尺高的一般住宅)，鋼筋混凝土建築喪失其所應有設計的最小水平地震力，整體結構觀念，有沒有錯誤?同一棟建築物，甲乙兩位工程師因計算方式差異，造成可能有2倍﹝1.5x1.3(Cu)=1.95=2﹞的差異，規範標準有如此巨大的差異，實在應該三思而行。

三、建議

過去筆者在大學聽課時，學生很少舉手發問，有的是為避免觸怒權威，對師長不敬，影響到分數成績，但是到美國留學後，發覺美國老師大都非常希望學生發問，當 Professor不懂時，也說「I don’t know」，「I don’t know」，充分表現「知之為知之，不知為不知」的研究精神，筆者因此決定打破沉默，在技師報再次反應α_y 的規定「有必要公開討論」(477期，669期)，因為規範地震力計算確因設計方法不同而異，違反自然法理，難道結構工程的耐震標準不要看數據計算的證據嗎？