專技高考-建築師建築結構107 年第 36 題單選題
有關高層結構系統規劃之敘述,下列何者錯誤?
A純剛構架之中高層建築物,地震時柱之軸力變動,一般而言,角隅柱比中間柱大
B結構形式及材料相同時,較高的建築物其基本振動週期較長
C高層建築物之耐震設計中,地下層面積大於地上層時,必須檢討地面層樓板的剪力傳遞
D由長週期主控之地震,對超高層建築物反應的影響會小於低樓層建築物正確答案
D正確答案
長週期地震波對超高層(長週期結構)影響更大,產生共振反而放大反應。
為什麼答案是 D
錯誤。超高層建築物本身基本週期長(數秒),遇到長週期主控之地震(如盆地效應、遠震)會發生共振,反應被放大;反之低樓層建築週期短,受長週期地震影響較小。敘述剛好顛倒。
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完整詳解
Pro · 無限重點 長週期地震波對超高層(長週期結構)影響更大,產生共振反而放大反應。
共振原理:地震主控週期 ≈ 結構基本週期 → 反應放大。超高層本身就是長週期。
逐選項分析
A✕
正確。地震時水平力產生傾覆力矩,角隅柱同時受兩向地震力作用,軸力變動(拉壓交替)比中間柱大,設計時須特別留意角柱的軸力反轉。
B✕
正確。基本振動週期 T 與結構高度正相關(經驗公式 T≈0.07H^0.75 或 T≈0.1N),同材料同形式下越高則勁度相對越柔,週期越長。
C✕
正確。地下層面積大於地上層時(如含裙樓或地下室外擴),地震力須透過地面層樓板傳遞至擴大的地下結構,此樓板成為重要剪力傳遞構件,必須檢討其面內剪力。
D✓ 正確
錯誤。超高層建築物本身基本週期長(數秒),遇到長週期主控之地震(如盆地效應、遠震)會發生共振,反應被放大;反之低樓層建築週期短,受長週期地震影響較小。敘述剛好顛倒。
地震週期特性 vs 建築物反應
| 地震類型 | 主控週期 | 影響大的建築 | 原因 |
|---|
| 近震/短週期 | 0.1~0.5秒 | 低層剛構造 | 共振於短週期結構 |
| 遠震/長週期 | 1~5秒以上 | 超高層、盆地軟弱地盤 | 共振於長週期結構 |
| 盆地效應 | 長週期放大 | 超高層 | 台北盆地典型案例 |
D 選項把「長週期地震影響超高層」與「影響低樓層」顛倒。直覺上會以為超高層很強所以影響小,但實際上共振原理下,週期匹配才是關鍵——超高層週期長,長週期地震正中紅心。1985 墨西哥城地震即為經典案例。