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鋼骨結構的房屋，抗震性如何？

一般結構的結構行為（structural behavior），混凝土結構（reinforced concrete structure）或鋼骨結構（steel structure），以建築物本身來分析類別，則分成樑、柱、牆、版、斜橕、吊桿等元件（element）。樑（beam）元件，其主要受力的來源以彎矩為主，剪力次之。柱（column）元件，其主要受力的來源以軸向的壓力為主，局部偏心彎矩次之。牆（wall），如果當作結構承載牆的話，受力的來源以剪力為主，彎矩次之。版（plate），如果考慮平版（flat plate, floor, slab）承載之結構行為的話，受力的來源以彎矩為主，剪力次之。版，如果考慮曲面版承載之結構行為的話，又稱之為殼（shell），受力的來源以殼橫斷面之軸向力為主，剪力次之。鋼骨結構中，經常出現斜橕（bracing）元件，尤其斜橕的造型多種，諸如X、K型斜橕等，其受力的來源則以橫斷面之軸向力為主。然而，鋼骨材質本身的容許軸向力，張力承載力遠超過壓力承載力，結構設計時應盡量發揮鋼骨材質之張力承載力。同樣的，鋼筋混凝土材質本身的容許軸向力，壓力承載力遠超過張力承載力，結構設計時應盡量發揮鋼筋混凝土材質之壓力承載力。即達到所謂「物盡其用」的效果。吊桿（tie rod）元件，只用在鋼骨結構中，其受力的來源完全以橫斷面之軸向張力為主。除了樑、柱、牆、版、斜橕、吊桿等結構元件之外，鋼索（cable）、鋼纜（strand／wire）、預力鋼絞線（prestressing tendon）、預力鋼棒（prestressing bar）等，在土木及特殊建築當中，也是尋常可見的結構元件。其中，鋼索及鋼纜除了其受力的元件則以橫斷面之軸向張力為主之外，還具備幾何非線性（geometric nonlinearity）的結構行為，比一般的結構行為僅止於線性、彈性（linear, elastic）的結構行為不同，而更充滿了挑戰性。

鋼骨結構壓力承載力遠低於張力承載力，主要原因是先天受挫於鋼骨細長比（aspect ratio）效應下的局部撓屈（local buckling）強度薄弱的緣故。同樣的，鋼筋混凝土結構，最大的課題是如何避免龜裂（cracking）的產生。不過，混凝土本身的乾縮（shrinkage）和潛變（creep），也是設計及施工中必須考慮的關鍵因素。鋼筋混凝土結構壓力承載力遠超過張力承載力，應用於承受垂直方向的自重力（gravity load, self weight），鋼筋混凝土結構是非常恰當的。當然，鋼筋混凝土結構中非結構性的龜裂現象，譬如溫度鋼筋量不夠、保護層混凝土過厚或過薄，僅侷限於結構外觀上的不良狀況而已，並沒有影響到結構本身的強度及安全。

薄膜建築（membrane structure）是綜合鋼骨結構、鋼索及鋼纜、薄膜、鋼筋混凝土結構的結構體，將張力的作用發揮到極點。薄膜結構性佳，除了比傳統的鋼骨、鋼筋混凝土屋頂輕巧之外，挑空範圍的跨距加大，以及百分之十至十五的透光率，突顯出薄膜建築的力與美。大型建築諸如巨蛋（dome, stadium），採用薄膜建築，結構行為以鋼索及鋼纜懸吊為主。中小型建築諸如活動中心（gymnasium），採用薄膜建築，結構行為以鋼骨為主，配合鋼索及鋼纜為輔，薄膜建築的受力傳達至鋼筋混凝土的樑、柱。

薄膜建築在台灣發展多年，最大的挑戰，也是最大的致命傷，是颱風與空氣污染兩項。颱風在台灣是不可避免的自然力，薄膜建築的結構設計必須在細部接合上仔細考慮，薄膜與薄膜間的接合，薄膜與鋼骨的接合，薄膜與鋼索及鋼纜的接合，薄膜與鋼筋混凝土的接合，不同於傳統建築的結構設計。至於空氣污染，除了薄膜造型上排洩雨水坡度不宜遲緩、平坦之外，薄膜的品質尤其重要。薄膜的表面塗層，是抵抗空氣污染、膜材老化、霉斑的唯一因素，因此在選用薄膜材質時不可不慎。薄膜的品質發展至今，以聚四氟乙烯表層之玻璃纖維布與聚氯乙烯表層之聚脂布最受歡迎，抵抗空氣污染的效果也最好。

最近幾年薄膜建築在台灣形成了兩種主流，一種是延續國際的曲調－運動建築物的頂棚，另一種是順應台灣本土化的趨勢－戶外景觀建築的遮陽／雨棚。台灣運動建築物的頂棚，譬如桃園巨蛋的鋼索懸吊型，譬如高雄縣立棒球場的鋼骨支撐型，都是大跨距、聚四氟乙烯表層之玻璃纖維布的薄膜建築。台灣戶外景觀建築的遮陽／雨棚，譬如台北縣大崁國小風雨教室的鋼骨支撐型，譬如國立嘉義大學舞台的鋼索斜拉型譬如金門國家公園舞台的空間桁架型，都是開放空間、聚氯乙烯表層之聚脂布的薄膜建築。

薄膜建築突破傳統建築的生硬造型，將自然的採光引入，增添了整座建築的活潑性。戶外，薄膜建築阻絕了烈日下的紫外線，減輕對人們的殺傷力，也保護人們避開了風雨下的淋溼。多年來，台灣隨著國內薄膜建築技術的提昇，從規劃、設計、加工（打樣patterning, 熔接seaming）、安裝（installation）非常成熟，譬如正在興建中之苗栗體育館的超大型巨蛋，薄膜建築技術水準已經與國際同步。同時，台灣薄膜建築的發展，正逐漸配合景觀、園藝等領域，提供了另類的無限發展空間，在台灣持續地成長、擴大。