中小学校舍之震害

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1、一、中小學校舍之震害在集集地震中，中小學校舍的損害情況極為慘重，根據教育部的資料，全國中小學校遭到損壞者共656所，其中43所國中小學校舍全毀，若將損壞的省立高中、高職、大專院校以及私立學校一起計算，全國受損學校總數高達786所。然而學校校舍建築的設計除了必須保障未來主人翁的安全之外，亦期望在地震後能作為災民暫時避難的地方，故其設計能承受之地震力較一般樓房為高，卻反而在地震中無法發揮此項功能。觀察中小學校舍之破壞原因，除了一般建築物常見的現象之外，其獨特之結構系統及施工品質亦為主因，本文將探討造成中小學校舍耐震能力不足之原因，以期提昇學校

2、建築之耐震能力，並發揮其應有之功能。1.1中小學校舍之震害型態中小學教室多採一排教室相連的方式，在預算逐年編列的情況下，未能作整體規劃，一排教室往往分期建造，而且樓層數目不一，高低樓層於相接處容易引起碰撞及拉扯等破壞情形。學校教室並未設有獨立的管線間，所有排水及給水管線均埋置於柱子內，降低了柱子之有效斷面積，同時，柱子之箍筋間距過大，均導致柱子之耐震能力不足。在垂直走廊方向，教室與教室之間設有隔間牆，而且牆壁完整；但是，在沿走廊方向，設有大量玻璃窗作採光之用，並無完整的牆壁，此外，柱子下方為窗台所束制，形成短柱效應，使柱子趨向剪力破壞，因

3、此，教室之破壞均發生在沿走廊方向。以下分項敘述中小學校舍建築震害之影響因素：1.2校園欠缺整體規劃國民中小學校園的整體規劃不完整，常常以拼湊的方式，擴充學校規模，遂帶來耐震不足的後遺症。因為學區人口的成長及教學科目的多元化，造成原有教室不敷使用的窘況，校方遂逐年爭取經費，若預算通過，即在校舍之水平方向或垂直方向分期增建，以比鄰相接或頂樓加蓋的方式，來解決教室不足的問題，此舉嚴重破壞了原來的結構系統，使其耐震能力大幅減弱。水平方向擴建之新校舍往往與舊校舍比鄰相接，以求師生教學活動空間之暢通。分期興建的兩座新舊校舍往往或因高度不同、或因勁度不

4、同、或因重量不同，而使兩座校舍的基本振動周期亦隨之不盡相同。因此，在地震侵襲下，兩座校舍並非同步振動，極可能兩者之間作反向運動，再加上相鄰之地震隔離縫的寬度不足，即可造成相鄰校舍擠壓或碰撞之現象，此種由擠壓或碰撞所產生的力量之大，甚至足以導致相接樓層之柱子全面破壞，進而崩塌，這將使得活動其中之師生沒有足夠的時間逃生。17至於垂直方向擴建之新校舍則採取頂樓加蓋的方式，校舍承受之地震力就是樓層之慣性力，樓層地震力分別與其重量及加速度成正比，頂樓加蓋使校舍重量提高，而樓層愈高，加速度愈大，促使校舍地震力之豎向分布略呈倒三角形。舉例說明，在其他條

5、件相同的情況下，二層樓校舍頂樓加蓋一層，雖然重量提高0.5倍，但是，地震力則不只增加0.5倍，而是增加1.0倍。因此，頂樓貿然加蓋，將嚴重危害校舍結構原有的耐震能力。校園欠缺完整的規劃，常常視經費及需求情況而任意增建，導致結構系統拖泥帶水，無法掌握其力學行為，遂難逃脆性破壞而崩塌的命運。當教室不敷使用時，應覓地新建校舍，或將舊校舍拆除重建，甚至應重新規劃一所新學校，以小校小班提昇教學品質。校舍在興建之初即應作完整的規劃，力求結構系統簡單規則，在強烈地震下，使之導向韌性破壞之模式，以確保大震不倒的最高原則。1.3縱沿於走廊方向崩塌國民中小學

6、校舍大多依據民國五十五年發布的標準圖來作設計，教室呈一長排相連，教室外設置走廊，且許多走廊外側不設柱子。在橫切於走廊的方向，教室與教室之間以牆壁分隔，故牆壁面完整；但是，在縱沿於走廊的方向，則以大量門窗作為通道及採光之用，然而窗台並非完整的牆壁，且窗台這種牆壁係在重力方向不連續。在走廊上不設柱子，雖對學童之活動空間有利，但亦導致校舍贅餘度不足。土木結構的贅餘度愈低，則應力愈無法有效重新分配，韌性亦隨之難以發揮。因此，結構安全餘裕度不夠，校舍傾向於縱沿走廊方向破壞或崩塌，而未聞於橫切走廊方向崩塌之案例。省教育廳於民國五十五年發布的國民中小學

7、「教室設計標準圖」，乃是為了趕在民國五十七年開辦九年國民義務教育，急需大量教室而發布的，當時尚無耐震設計的觀念。事實上，若能採用較為優良之結構系統，將能有效減少校舍建築之震災。例如，若教室能採用雙面走廊，且在走廊上設有柱子，則在橫切於走廊的方向，共有四支柱子，柱子數目倍增，則可提高校舍結構之贅餘度，使其發揮韌性能力，並可避免毀滅性之崩塌破壞。此外，若能在縱沿於走廊方向增加適當的牆壁量，且牆壁在重力方向保持連續，亦可有效降低崩塌破壞之可能性。1.4老舊校舍隨著科技的進步，人類對地震工程及耐震設計愈來愈了解，樓房耐震設計規範亦隨之不斷更新，與

8、科技同步發展。老舊校舍係按照建造當時之規範進行設計與施工，由於早期樓房結構耐震之專業知識與技術不足，相關設計與施工規範之要求遠不及目前的水準。營建署頒佈的建築技術規則，為國內建築物結構設計的依