PTT:有土木、建築專業能解釋維冠倒塌的原因?

許多人對於本次地震災情產生很大的疑問,我來做簡單說明:

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照片1:本次維冠大樓災區的照片

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照片2:應當要有的鋼筋配置圖

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照片3:完整的結構柱鋼筋示意圖

不是沙拉油桶的關係

不要相信媒體所謂的〝沙拉油桶〞的說法,照片1才是本次倒塌的主因,從照片1中可以看出這次維冠大樓的鋼筋配置,橫向的繫筋與箍筋幾乎沒有,導致承重的主筋無法承受來自橫向的力量,鋼筋彎曲,導致主結構變形,大樓倒塌。

箍筋量不足才是倒塌主因

從圖片2可以看到135啜T筋,是在民國88年921之後修改的法令。921之前,抗震的經驗與知識不足,建築法規對於箍筋的間距、角度等都沒有明文規定,所以921災情慘重。

這一次事件倒塌的大樓是興建於81年,921地震是發生在88年,也就是說維冠大樓是箍筋彎度90高澈媬v,非135啜T筋的耐震建築,才會造成的重大傷亡。至於是否是偷工減料,有待政府機關根據當年法規與審查,有待查證。

責任歸屬

至於責任歸屬,所有的一切規定都是源自於法規,政府只是根據法規審查,就算是當年法令沒有規定結構必須有耐震夠強的規定,基本上這些倒塌大樓都還是合法的。因為當年的法令,就是如此,不能用現今的法令來制裁當年的法令。應該要有補充條文來告之過去的舊建築該如何調整。

偏偏台灣沒有這種針對舊建物改善的管理辦法,才導致悲劇發生。但是如果要論及責任歸屬,如果當年案圖施工,且依當年的法令驗收的話,基本上仍然沒有法令上的責任歸咎。

這問題存在很久了,我覺的建商跟建築師依然可以全身而退,因為沒有人預料到921的慘劇,可憐的還是這次犧牲的性命,政府必須嚴格針對88年以前興建的房子做全面性的檢查與法令制定,才有辦法降低下一次的傷害。

●圖片來源:徐岩奇建築師
●參考網站:http://www.ncree.org/SafeHome/ncr04/pc3_3.htm
●延伸閱讀:曹登貴建築師說明 https://goo.gl/SxBB8o

曹登貴:關於沙拉油桶、保麗龍塊、135度箍筋、錯層搭接與不規則量體設計

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氣候寒冷中,救災工作如火如荼的進行著,辛苦了大家。農曆年前,面臨這樣的災害想必十分辛苦,一起加油,一定可以度過難關。此外,每每看見新聞中粗心大意的記者報導,我想登貴和許多建築人一樣都覺得十分委屈。因此,登貴想分享與釐清幾個工程上經常被誤解的事情。

一、裝飾性圓柱中的沙拉油桶?
形抗結構是一種節省材料也對結構強度沒有負面影響的構造設計作法,學理是透過結構體的形狀增加斷面模數(I=BH3/12)。例如,小時候把紙反覆折成折板,柔軟的紙張上面竟然可以放置小文具,這就是一個簡單的例證,另一個就是將紙張折成圓筒,紙圓筒也會產生強度,紙圓筒中心完全中空,但紙管上面可以放置物品,圓柱中間放置沙拉油桶可以將圓管空間塑形出來,同時減少拆模成本也減少混凝土柱的自重。這處理直徑較大的裝飾性圓柱中也不算少見的合理作法。

二、有關混凝土構造中的保麗龍塊?
基本上,位於主要結構處(例如:樑柱接頭、樑位、柱位)的主筋配置的密集度相對較高,通常不太容易也不太可能出現保麗龍塊。但是裝飾柱或裝飾性造型的部分,這些與主要結構行為無關的部分,用保麗龍塊,可以讓裝飾造型被塑造出來,同時自重較輕而不會因此造成結構過多的負荷,是一種減少自重的作法。灌漿後無須拆模也能節省預算,邏輯上就是為了把混凝土體積排除。這是一種合理的工法,因此,是不是偷工減料、算不算豆腐渣工程建議應該要先核對結構圖說確認再議,不該未審先判。

三、關於端部135度箍筋、135+90度繫筋、還是原設計的結構計算書?
(感謝建築師陳啟中老師親自撥電指導、感謝網友蕭哲翔提供圖說指正。)
135+135兩端箍筋彎鈎的做法目的,主要是為了地震發生時,箍筋可以更有效圍束主筋以及主筋所包圍的混凝土,避免地震搖晃造成主筋開裂混凝土結構破壞。而135+90度繫筋則是連繫約束繫筋兩端的主筋,因應施工可行性,做法是箍筋的一端135度彎鉤,另一端90度彎鉤,在彎鉤的綁紮上,由下而上,兩端彼此對換,也就是檢驗工地箍筋時由下而上是,90度、135度、90度、135度、90度等交叉綁紮。這樣的做法能更有效減少地震發生時反覆拉扯鬆脫的風險。但是,不同時期有不同時期的規定與要求。921地震之後有較嚴謹的【建築物耐震設計規範及解說】。對於鋼筋綁紮才有更詳實的規定。
不過,彎鉤的作法其實不完全算是重點(90度彎鉤是常態作法,135度是耐震彎鉤作法),而是從結構計算書以及當時的結構設計法令要求來確認有無依照圖說施工。在不同時期的有不同的法令規定,有關建築構造的耐震設計方法與要求規定在「建築技術規則構造施工篇」,這裡面規定了載重要求、抵抗風力、抵抗地震力的規定,抵抗地震力這部分的規定,從最早期甚至日治時代較簡略的規定,到很長一段時間地震力的設計是依據V=ZKCIW的設計時期,一直到94開始至今的【建築物耐震設計規範與解說】有更細緻的要求與規定。大約從63年左右至94年(建築物耐震設計規範發布之前)關於彎鉤的角度做法規定,主要依據組構係數K值的設定。當時的組構係數K值分別為0.67、0.8、1.0、1.33這四種,這四種組構係數是由組構方式來認定:
1.具有韌性立體剛構架系統抵禦全部地震橫力者K=0.67
2.韌性立體剛構架與剪力牆(或斜撐剛架)共同存在者K=0.8,
3.不具完整豎向承重之立體剛構架(箱式構造物)及由剪力牆(或斜撐剛架)抵禦全部橫力者K=1.33
4.前列以外之構造物K=1.00
其中,當時法令規定上只有採用K值取0.67的韌性設計才有箍筋彎鉤135度的要求,其餘只要求90度。因此,若結構計算書上的組構係數不是韌性設計的0.67,那麼90度彎鉤尚屬合理合法合於規定的施工法,當時,保守估計80%建築物的組構係數均採用1.0,換言之,90度彎鉤箍筋的做法不算違法。
於是,從箍筋彎鉤判斷營建商人或施工單位有無責任,應往前先查詢結構計算書,當年是那一個年代的設計地震力法令要求,以及組構係數K值的設計設定才能判斷是否應以135度耐震彎鉤作法。當然,921地震後的目前已經全數規定採用135度耐震彎鉤的施工法。

四、混凝土柱的鋼筋接續作法,關於齊頭式搭接與錯層搭接?
混凝土柱中的鋼筋主筋搭接方式應以錯層搭接的方式而不該用齊頭搭接,無論是否有使用鋼筋續接器。原因是只要不是一體成形的鋼筋,續接處或搭接處的抗拉強度就不是整體一致,無論抗拉性能更強或更弱,齊頭式的接續都會使應力集中中同一個斷面,錯層搭接才能使柱的強度較均勻。常見做法在小規模建築物會錯開高度,大規模建築物,還會在設計上錯開樓層搭接。於是,這也是算目前工地搭接鋼筋的標準動作。

五、不規則形狀的結構不一定是負面因素,因為通常不規則形狀的建築物,設計單位專業上,必定會透過剪力牆或斜撐構架來增加抵抗剪力與抵抗彎矩的結構性能,在「建築物耐震設計規範及解說」上也有對於規則性與不規則性結構相關規定。當然,最規則最保守的量體設計可以有最好的抗震效果。但建築設計同時還需要考慮建築法規規定、各種不同的基地形狀與使用者需求。不完全規則的量體設計搭配嚴謹的結構設計,一般來講才是合理的建築設計規劃方式。

以上登貴基於善意分享所學,雖然這僅是專業中的常識,但經常被外界誤解,對於認真用心的建築專業工作者而言不甚公平,因此稍作補充說明,也希望能減少非建築工程專業的朋友過度緊張恐慌,有較正確的工程常識,也不至於被粗心大意的媒體說法所誤導。登貴分享若有錯誤,敬請各位師長與先進不吝指正。

農曆年前發生這樣的地震災害,希望我們都有足夠的勇氣面對。誠心祝福受災的朋友盡快度過。天祐臺灣!登貴
(以上文字,歡迎分享給需要知道朋友。希望災害發生時,專注在眼前的問題上,別耗心神在不必要的擔憂與恐懼。祝福。)

以下補充分享:
一、免費供應災民住宿的訊息。
http://udn.com/news/story/9/1491912
二、有關中時電子報報導「維冠在921已列危樓 民眾:市府為何沒處理」。台南市政府台南市政府工務局針對中時電子報報導「維冠在921已列危樓 民眾:市府為何沒處理」提出澄清,說明在地震倒塌的永康區維冠金龍大樓非921判定之危樓。市府工務局查詢工務局資料,並無該建築物於921震災時判定危樓的相關資料,非921判定之危樓。市府目前列管412棟公有建築物,317棟已完成耐震詳細評估,87棟已完成耐震補強作業。也幫台南市政府工務局澄清一下。
http://www.cnabc.com/news/aall/201602060346.aspx
三、感謝臉書朋友留言幫登貴補充,提供很多精彩的工地照片、圖說、與解說。讓我們一起把更正確的觀念做分享。留言資料十分精彩。謝謝你們。
四、謝謝建築師陳啟中老師親自致電指導以及蕭哲翔友的指正。並提供蕭哲翔網友提供的圖片連結。登貴的認知疏漏已經更正。另外,哲翔提醒,登貴手繪圖的繫筋位置要再更上面一點,因為繫筋的135度彎鉤要朝向柱心方向。一併說明與感謝。
https://www.facebook.com/photo.php?fbid=1229163023766848&set=p.1229163023766848&type=3&theater
五、建築物耐震設計規範及解說,資料來源內政部營建署。
http://www.cpami.gov.tw/chinese/index.php?option=com_content&view=article&id=10471&Itemid=57
六、206台南大地震 Q&A
https://www.facebook.com/notes/ruby-chen/206台南大地震-qa/10153274944902213

七、建築專業的相關討論與說明:
Apple Union 艾波學院
https://www.facebook.com/x.appleunion/?fref=nf
謝伯昌建築師。繫筋應該鉤誰?
https://www.facebook.com/photo.php?fbid=964311813648749&set=a.131733923573213.35413.100002098197214&type=3&theater
謝偉士建築師,續接器位置,釣魚竿與膠帶?
https://www.facebook.com/photo.php?fbid=926665604113450&set=a.443507399095942.1073741826.100003100580496&type=3&theater
維冠副本圖一層平面圖,資料來源劉木賢建築師網頁

https://www.facebook.com/photo.php?fbid=1123884517644638&set=pcb.1123900787643011&type=3&theater — at 曹登貴建築師事務所.

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維冠大樓副本圖!

平面柱位配置,只有兩排柱子,一排出問題就會倒塌,所以921之後專家學者們,都建議至少三排柱子,避免建築物倒塌!簡單說,這棟大樓其實本身就是結構系統高風險的大樓。

沒錯!但是聽說還有一個原因是”齊頭搭接”(我不確定)

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引述曹登貴建築師說明

混凝土柱的鋼筋接續作法,關於齊頭式搭接與錯層搭接
混凝土柱中的鋼筋主筋搭接方式應以錯層搭接的方式而不該用齊頭搭接,無論是否有使用鋼筋續接器。原因是只要不是一體成形的鋼筋,續接處或搭接處的抗拉強度就不是整體一致,無論抗拉性能更強或更弱,齊頭式的接續都會使應力集中中同一個斷面,錯層搭接才能使柱的強度較均勻。這也是目前工地的標準動作。

簡單來說,你去拿一之20公分的竹筷子,想辦法搭到200公分,就要續接器續接器如果都在同一個斷面,是不是很容易就倒了?

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  1. 匿名
    2016年2月8日14:58 | #1

    维冠金龙的豆腐渣,说到底是腐败国民党留给台湾人的一份“遗产”,这样的不定时炸弹礼物说不准什么时候还会爆炸
    国民党钱市长施治明应该对此负全责

  2. 匿名
    2016年2月8日20:10 | #2

    这下子,“台南”和“维冠”名满天下了
    Google了一下:
    Weiguan Jinlong building in Tainan

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    估计今后搜索结果还会继续增多

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