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南海海槽地震專題4/日本建物抗震標準進化 日教授:睡這層樓以上較安全

記者 游雅嵐 報導
發佈時間:2025/06/24 11:30
最後更新時間:2025/06/24 16:28
熊本大學先端科學研究部土木建築學系教授本間里見。(圖/游雅嵐攝)
熊本大學先端科學研究部土木建築學系教授本間里見。(圖/游雅嵐攝)

2016年的熊本地震,同一地區發生兩次最大震度7的搖晃,導致熊本縣和大分縣共有278人死亡(包括災害相關死亡),熊本縣40個城鎮超過19.8萬棟建築物全部或部分倒塌。日本政府最新南海海槽大地震風險評估報告,將未來30年日本發生南海海槽發生規模9.0強震機率從70%提升至80%,日本國內的防災減災意識正在增強。
 

日本建築物抗震標準演化 依年份逐漸進步


舊耐震:1981年之前建造的建築物。
 

新耐震:1981年至2000年之間建造的建築物。

2000年基準:2000年之後建造的建築物。


 
日本的抗震標準主要有「舊耐震基準」、「新耐震基準」、「2000年基準」三種。阪神大地震後日本重新修訂建築抗震基準,「2000年基準」實施以來,日本木結構房屋普遍採用了被稱為「板式基礎」的施工方法,即建築物底部全部由鋼筋混凝土構成,並且在構件之間的連接處安裝了金屬配件,這可能有助於減少損壞。

熊本大學先端科學研究部土木建築學系教授本間里見指出,1981年的「新耐震基準」 和 「2000年基準」差別在於,1981 年的標準著重於承受水平地震力,要求增加牆壁的數量以抵抗橫向搖晃,取代了只考慮垂直載重的舊標準。

然而,1995年的阪神大地震後發現,許多依照新耐震基準建造的木造住宅仍然倒塌了,原因即使牆壁數量足夠,但牆壁與地面(基礎)的接合處可能會斷裂或分離。柱子和梁之間的接合處也可能因搖晃而斷裂,使得牆壁無法發揮作用。因此,2000年的基準更強調「結構連接」的重要性,要求使用金屬加固件來緊密固定柱子和樑等構件。

2000年的基準更強調「結構連接」的重要性,要求使用金屬緊密固定柱子和樑等構件。(圖/游雅嵐攝)

 

本間表示,2000年基準要求使用金屬連接件來確保構件的緊密連接。例如,地基的水泥要用螺栓和金屬板與木製的土台(建築物底部與地基連接的橫木)緊密連接。柱子也要牢固地固定在土台上,以防止在橫向受力時拔出。梁與柱的接合處也需要使用金屬板固定。

本間指出,日本大多數神社、寺廟以及老舊住宅屬於「舊耐震基準」,它們非常容易倒塌。例如,超過40年歷史(約1985年前)的老舊建築,如果沒有進行耐震補強,將「絕對倒塌」。

不少舊耐震基準的寺廟以及老舊住宅,在熊本強震後倒塌。(圖/本間里見提供)


為了對抗強震,日本出現更進一步的抗震補強技術。本間表示,自2000年基準以來,更先進的抗震設計理念也被應用,例如使用阻尼器。阻尼器可以在建築物搖晃時吸收地震能量,減少變形。此外,也發展出防止管道在地震中斷裂的技術,例如在建築物和地面之間的管道連接處使用柔性(橡膠等)管道,以適應地面與建築物不同的搖晃方式。

不過本間強調,耐震補強的目的是確保生命安全。即使建築物依照新耐震基準進行了補強,其目標是防止建築物倒塌,使屋內的人不被壓垮。補強並不保證建築物在地震後仍然可以使用。他提到熊本大學一棟舊耐震基準的建築物,在地震前約10年(約2006年)依照新耐震基準進行了補強,但在熊本地震中仍然嚴重損壞而需要拆除。
 
 

強震中提高生存率 就寢盡量挑二樓以上


在1995年發生的阪神大地震中,許多依據舊耐震基準(1981年前)建造的建築物倒塌了。本間表示,他們觀察到一個顯著的現象是,在這些倒塌的兩層樓建築物中,一樓往往是倒塌的部分,而二樓則相對沒有嚴重損毀,且約有70%的罹難者是在一樓睡覺的人,相反地,睡在二樓的人則多半倖存。

本間指出,強震中一樓往往倒塌,二樓則相對沒有嚴重損毀。(圖/游雅嵐攝)


本間指出,基於這個過去案例,阪神大地震後經常被提出的建議,就是將臥室安排在二樓,這樣做可以顯著提高生存率,這個原則也適用於公寓大樓。由於公寓大樓的一樓可能在地震中全毀,因此即使是租屋,建議選擇二樓以上的樓層。結構實驗也顯示,未經補強的建築物在地震搖晃時,常常是一樓先倒塌,而上層結構保持相對完整。如果在上層(例如二樓)的人,即使建築物一樓倒塌,他們受重傷或被壓死的風險會降低。

本間進一步解釋,建築物一樓之所以脆弱,可能是因為其設計通常需要較大的開放空間(如店面、車庫等),導致牆壁數量較少,難以抵抗地震帶來的橫向力量。即使進行耐震補強,舊建築的補強目標主要是在強震下不倒塌以保全生命,不保證災後仍可使用。而強烈的水平作用力通常集中在建築物的底部,使得一樓成為結構上的弱點。
 

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