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撼動摩天樓 Skyscrapers in Aseismic Danger
Makoto Kanamori & Hiroto Ooishi / 90' / 2017
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2016年4月16日,日本熊本發生規模7.3的強震,造成多起大樓建築物倒塌的意外。當時,在西原村首次觀測到被稱為「長週期脈衝」的地震動記錄。即使日本是地震大國,擁有領先世界的地震研究,但這卻是日本國內觀測史上第一次捕捉到「長週期脈衝」的特殊晃動。而且,此一特殊地震動,存在著可能危及現代都市的風險。

 

筑波大學的阪井佑貴教授研究過去20年512次地震的資料,他的分析顯示包括長週期脈衝在內的危險長週期移動,發生在21個地方,是總數的4%。並指出如果這種震波襲擊超高層建築物,這些大樓結構有嚴重受損的風險。儘管高樓大廈都經過防震特別設計,然而,「長週期脈衝」卻恰恰好成為高樓的致命傷。

 

熊本地震時在西原村觀測到的滑衝效應的週期達3秒之長。與逐漸變長的長週期地震動不同,它會突然引發大幅的長週期衝擊。因此隔震裝置無法有效抑制晃動,會產生建築與隔震裝置防護牆相撞的風險。1999年台灣發生規模7.7的921大地震,也出現長週期脈衝。片中以模型重現出現「長週期脈衝」的機制,發現當地震在地面形成裂縫時,地面的位移很大,這種移動可能會產生長週期脈衝。專家認為,當發生規模七級的活斷層地震時,地面一定會出現裂縫。如果一個活斷層引發產生地表裂縫的地震,可能會引發延伸幾公里的長週期脈衝。

 

高樓層大樓一但受到長週期脈衝地震的襲擊,很可能支撐大樓的鋼筋混凝土柱子會受到損壞、幾百人得被迫同時疏散、上千居民擠在逃生梯,此外,損壞將集中在較低的樓層,甚至可能有無法從出口逃出的危險等等棘手難題。大阪政府預計在最壞的狀況下,地震後一小時內,全市各地會發生150多處火災、必須疏散的人數可能超過34萬,收容所也可能會有空間和食物不足的危險。

 

專家警告,都市要為長週期脈衝做準備,不能再拖延。日本開始舉辦高樓層居民的防災研究會議;有些公寓大樓開始引進獨特系統,舉行防災保安演習;亦有地方政府擬定政策,不在活斷層線正上方蓋任何建築物。日本政府的地震測試設施「E防衛」,研究以「漂浮城市」設計,將整個街區從地面騰空,以防止建築物在地震中受損的概念,另外,還有可以對抗「長週期脈衝」的最新基礎隔震器「切換式阻尼器」,也已被研發出來。

 

日本有113條據信能造成規模七級強震的活斷層,台灣已經公開的也有33條斷層帶。「長週期脈衝」產生條件與斷層帶緊密相關,那麼位於斷層帶上的建築物是否也需要重新評估並鞏固其防震機制呢?「長週期脈衝」存在著對於現代都市的真實威脅,拯救生命的挑戰才剛剛開始。

播放日期
2019/04/26
Makoto Kanamori & Hiroto Ooishi
來賓:台大工學院副院長/土木工程系教授 周中哲