土木人

朋友最近在看房子，因為聽說高樓建築在地震時，
地上層靠中央的樓層部位，是特別容易發生破壞的地方，
他來問我的意見（因為我是唸土木結構組畢業的 ），
還問我就結構的觀點應選擇那些樓層為佳。

但我沒做過設計，學校和補習班的知識，
在考上土木技師和高考後，就呈指數型態衰退，
實在沒有把握回答他的問題，
想請教版上的大大，

大樓在承受地震力時，中央部位的樓層，
是不是真的有較大的機率承受比較大的地震力？

感恩！

理論上，越低樓層所受到的地震層剪力(Story shear)越大。

因為某樓層的層剪力係該樓層以上的地震樓層側力(Story lateral force)加總而得。因此，結構物的底層所受剪力通常為最大。

我講"通常"的原因是因為低樓層數或平面與立面規則結構的樓層側力一般考慮以"第一振態"分配於各樓層，所以樓層側力可依樓層高度與重量以倒三角形作豎向分配。但高樓層的結構有機會受到高振態影響，哪一樓層可能會破壞，其實還是作動力分析較為可靠。所以作高樓結構設計時，宜採CQC法考慮各振態彼此間的互致行為應較為保守且所考慮的振態數目應始結構X向、Y向及扭轉方向之有效質量均超過建築物總質量之90%。以上是單純以結構動力的角度去解釋。

個人認為最好的作法可以藉由結構分析軟體(如SAP或ETABS...)並參考耐震規範的動力分析法作動力分析，以確實掌握高樓結構的結構行為。

P.S 我記得蔡益超 老師曾解釋過為什麼高樓結構的中間層會破壞的原因，小弟晚點去查查資料。有機會再補上
。

以下節錄自毛昭綱老師的耐震設計講義內容~

結構中間層破壞之主因:

1.垂直地震力反射之影響。

2.不同結構材料交界面，強度變化太大，且轉換處之接頭錨定不當。

3.早期設計水平地震力為均勻分布，與實際情形不符(此點我認為可用我在上篇的結構動力觀點去解釋吧...)

...蔡益超教授則認為應該是垂直地震力的介入造成柱彎矩容量的降低，破壞了強柱弱梁的關係，且因為垂直地震力也造成了柱斷面的剪力容量降低，使剪力破壞機制提早到彎矩破壞機制之前發生....

謝謝Allen Yen大的認真回答，請先受小弟一拜，
還煩勞您去查資料，更是讓我感動，
土木人的園地，有大大的灌溉真的是生色不少。

看起來，以往的設計模式（以毛老師或蔡老師的研究）
似乎真有高樓中間層在地震中較易發生破壞的情形，
既然是這樣，是否在現行的設計中，已有針對此部分做加強，
或者是因為各振態在不同大小的地震反應情形又有不同，
而因地震規模的大小無法事前預知，
會導致實務上也無法有效預防高樓中間層易破壞的情形？

不知道上面的解讀有無誤解，再請版上大大指點，
感恩！