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大家好我是Tim 歡迎來到新高度工程的頻道

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昨天緬甸發生規模7.7的強震

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然而遠在1000公里外的曼谷卻有一棟33層樓的大樓倒塌

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驚動了全世界

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這支影片我會以結構工程的角度來深入的探討

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究竟這棟大樓的倒塌是天災還是人禍

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那我們就開始吧

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這是本次的影片大綱

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這支影片首先我會介紹這棟曼谷33層樓大樓的結構系統

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以及這棟結構系統有什麼特別

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另外我也會順便向各位介紹目前全世界

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對於超高大樓常採用的結構系統

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那有了這些先備知識之後

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我們就可以進一步的來推敲究竟這棟大樓為什麼會倒塌

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那我們是一個新的頻道

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我們未來預計還會推出許多新的影片

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包括解說建築工程系列

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以及建築工程開箱系列

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歡迎大家訂閱

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首先我們來看這棟大樓的結構系統

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這棟大樓採用板牆系統

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板牆系統在美國以及一些地震比較少的地方非常的流行

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而台灣因為地震比較多

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比較不適合採用板牆系統

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所以我們台灣一般多採用梁柱系統

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也就是所謂的抗彎矩構架

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而在這邊我要先強調板牆系統它其實有很多好處

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一來是它可以增加樓高

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二來是它可以增加建築物的美觀跟室內的空間

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所以在地震比較不常見的國家

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板牆系統是一個非常好的系統

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而板牆系統主要由三個部分組成

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第一個是Core Wall核心牆

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核心牆扮演整棟大樓最關鍵的角色

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它承擔了所有側向力

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包括地震力跟風力

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所以在板牆系統中所有的地震力都是由核心牆來承受

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那再來板牆系統也有柱子

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但是它的柱子相對於台灣的這種梁柱系統的柱子而言

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它的尺寸會比較小

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因為這個柱子不承擔地震力

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它只負責承擔樓上的垂直載重

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採用這種重力柱可以增加室內的空間以及美觀性

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在地震比較少的國家也是非常的流行

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那再來板牆系統常常搭配無梁板的設計

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所謂無梁板顧名思義就是沒有梁的樓板

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而無梁板的好處是可以增加樓層間的淨高

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讓我們的空間更舒適與美觀

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但是缺點就是它在一些設計下

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它的耐震能力可能會比較不好

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這也是我們後面會再詳細說明的部分

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下圖是板牆結構系統的平面圖

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板牆結構系統一般多用在高樓或是地震比較不多的地區

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像在美國的高樓也多是採用板牆系統

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板牆系統最大的特點就是它沒有梁

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沒有梁的好處是柱子的位置可以隨意的擺置

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而不用受限於梁的走向

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在板牆系統中它的柱子也比較小

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因為它的柱子是所謂的重力柱

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它只要承擔垂直的載重它並不需要抵抗地震力

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因為所有的地震力跟風力都是由核心牆來抵抗

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大家不要覺得板牆系統好像不太好

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實際上板牆系統在美國甚至很多地區

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它是高樓的主流系統

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Joeman之前在美國中央公園開箱的120層樓豪宅

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它所採用的結構系統也是所謂的板牆系統

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你可以看到左面這張圖

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因為採用板牆系統所以它的柱子非常的小

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在一個120層樓的建築物中

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它的柱子甚至只比人大一點

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反觀在台灣一個20層樓大樓的柱子

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可能都比這個柱子還大很多

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這就是採用板牆系統的好處

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因為板牆系統它的柱子是重力柱

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所以它的柱子可以做得非常小

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而且幾乎可以擺在任何的位置

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所以可以大幅的增加美觀性以及空間的實用性

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所以這其實也是一個很好的系統

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而下圖是本頻道獨家取得

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這棟曼谷大樓的結構平面圖

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可以清楚的看到這棟大樓

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也是由重力柱跟Core Wall核心牆所組成

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所以它是一個標準的板牆系統

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實際上結構系統的種類非常多

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根據樓高的不同

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其實我們有相對應推薦的結構系統

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以20到30層樓的建築來說

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我們常使用的叫做構架系統

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也就是所謂的梁柱系統

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台灣一般2、30層樓的高樓

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多半是採用這個系統

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那如果樓高再更高一點

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其實我們就會採用板牆系統

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因為板牆系統它有核心牆

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它可以比較有效率的抵抗風力跟地震力

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所以以這棟曼谷33層樓的高樓來說

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它採用板牆系統其實並沒有錯

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符合工程的常理

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那如果樓高再更高

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我們可能就會使用跟板牆系統很像的管狀結構

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管狀結構跟板牆系統的差別在於

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它的外圍的柱子更加的密集

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讓外圍的柱子形成一個管狀的結構

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來增加結構的強度

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那如果樓高再更高一點

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例如超過100層樓

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我們可能就會使用外伸桁架的結構系統

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它在每10到15層樓之間

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就做一個非常強壯的外伸桁架層

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讓整體的結構可以非常有效率的抵抗

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風力跟地震力

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其實台灣也有一些筒狀結構的實例

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例如這是遠雄在高雄的The One

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它的樓高約60層樓

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它就是採用密柱深梁的筒狀結構

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如果樓高再更高

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我們就會採用外伸桁架

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外伸桁架最典型的案例就是台北101

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台北101實際上它設置有11層外伸桁架

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所謂的外伸桁架就是在某一個樓層

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它有許多X型斜撐

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這個斜撐可以讓那一層樓的強度非常強壯

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可以有效率的把地震力跟風力

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透過外伸桁架傳遞到基礎

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有了前面眾多的高樓結構系統的知識之後

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我們就可以進入今天的主題

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我們要來探討

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究竟為什麼這棟曼谷的大樓

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會在這次地震中倒塌

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眾多的倒塌原因

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我認為最重要的就是因為

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曼谷並不常發生地震

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所以它的耐震設計的相關規定

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並沒有像台灣或日本來的嚴格

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也因為如此

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在曼谷中

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他們的建築物耐震能力相對是不好的

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因為他們在設計的時候

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就沒有考慮比較大的地震

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第二個可能倒塌的原因

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就是因為本大樓採用了無梁板設計

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這是之前桃園平鎮停車場的工安事件照片

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這個停車場和本大樓一樣

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都採用了無梁板設計

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無梁板雖然是工程界常見的設計方法

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但是無梁板常常面臨一個問題

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叫做剪力穿孔破壞

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所謂剪力穿孔破壞

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就是樓板像串燒一樣被柱子插上去

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而一旦發生剪力穿孔破壞

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樓板就會瞬間塌陷

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然後柱子就會像串燒一樣穿出樓板

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而造成結構的全面破壞

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下圖是本結構破壞後的照片

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可以發現在這張照片中

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樓板幾乎全部粉碎

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而柱子仍完好無缺

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這個就是典型剪力穿孔破壞後的現象

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因為柱子就像牙籤一樣刺穿樓板

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而從目擊者拍攝的影片中

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我們也可以清楚的發現

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在這棟建築物倒塌的時候

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是從頂樓由上往下

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樓板逐層的塌陷

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這就是標準的剪力穿孔的現象

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下圖是本頻道獨家取得

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這棟大樓的結構平面圖

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可以看到在這個無梁板設計中

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雖然它有配置了隱藏的暗梁

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也有配置一些鋼筋

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但是它卻沒有配置橫向箍筋

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橫向箍筋就是為了無梁板的耐震所使用

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沒有配置橫向箍筋

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就會讓這個無梁板沒有耐震能力

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一旦地震來

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這個無梁板就會像串燒一樣

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由上往下直接被穿破

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而這就是本次大樓倒塌的主要原因

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另外一個讓本棟大樓倒塌的原因

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可能是因為曼谷發生了盆地效應

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盆地效應我之前曾經在0403地震影片中提過

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這邊我再以這張圖說明

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這是一個發生在墨西哥的故事

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之前墨西哥曾經在距離市中心400公里的地方

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發生了一個地震

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而這個地震的最大地表加速度是150cm/s2

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而在墨西哥市跟震央中間的地區

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因為地震波的能量已經消散了

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所以它的最大地表加速度大概只有18

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幾乎是感受不到地震

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然而墨西哥因為它屬於盆地

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所以地震波來到這個盆地的時候

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在裡面產生了共振

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導致地震波被放大

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使得墨西哥市它受到的地震的加速度

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竟然高達了170cm/s2

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甚至比震央的150cm/s2還大

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這就是所謂的盆地效應

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而曼谷本身是一個盆地

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它很有可能就是因為盆地效應

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導致遠在1000公里以外的地震被放大

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另外一個讓本棟大樓倒塌的可能原因

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就是因為本棟大樓結構與地震波產生了共振

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在結構工程中

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每個建築物都有它自己的震盪週期

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所謂震盪週期就是指這個建築物

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來回擺盪一次所需要的時間

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一般而言 樓層越高的建築物

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它的週期越長

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而本大樓因為是超高大樓

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所以它的週期是比較長的

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屬於長週期的結構物

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而恰巧,對於震央較遠的地震而言

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短週期的地震波因為能量消散的速度比較快

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所以沒有辦法傳得太遠

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而長週期的地震波剛好它的能量消散比較慢

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所以它可以傳到1000公里以外的曼谷

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而這個時候 這個長週期的地震波

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剛好接近大樓的週期

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於是就產生了共振

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一旦產生了共振

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就會讓大樓的搖晃特別的劇烈

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受力也特別的明顯

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這個時候大樓就很容易破壞而倒塌

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而本大樓很有可能

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也是剛好不幸的遭遇了這個共振的現象

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第五個可能的倒塌原因

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就是因為這棟結構的設計強度不足

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雖然我前面提到

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曼谷並不是一個高頻率地震的地區

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所以它的耐震設計規範

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並沒有像我國那麼嚴格

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但是並不代表房子不需要做耐震設計

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即使非地震的區域

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房子都還是要有一個基本的耐震能力

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而這棟大樓

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很有可能是它的設計強度不足

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或是它的重力柱強度不足

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導致它的垂直承載力不好

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才會在這次的地震中倒塌

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那第六個倒塌的原因

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很有可能就是施工品質不良導致

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在我們工程界中

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一個施工品質不良的建築

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往往它的耐震能力就會不好

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而像它的鋼筋綁紮

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如果不確實或是沒有注意

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它很有可能就沒有辦法達到

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預期的耐震能力

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進而導致在這次的地震中倒塌

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不過這個東西只是我的推測

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並不代表它真的有發生施工品質不良

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實際施工品質有沒有不良

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還是要回歸它有沒有按圖施工

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以及當時的結構設計有沒有瑕疵

10:58 - 11:01

那以上就是本次影片的全部內容

11:01 - 11:03

我們是一個新的頻道

11:03 - 11:04

歡迎訂閱本頻道

11:04 - 11:05

讓本頻道能製作

11:05 - 11:08

更多與工程有關的科普影片

11:08 - 11:09

謝謝大家

Unpacking the Collapse: Analyzing the Structural System of the Bangkok Building

In the aftermath of a devastating 7.7 magnitude earthquake in Myanmar, the collapse of a 33-story building in Bangkok situated 1000 kilometers away has sent shockwaves across the globe. In this video, we delve deep into the realm of structural engineering to unravel whether this collapse was a result of natural calamity or human error.

Introducing the Structural Systems

The Bangkok building employed a "Shear Wall System" which is popular in seismic quiet zones like the United States. In seismic regions such as Taiwan, a "Frame Structure" is favored for its earthquake resistance. The Shear Wall System comprises of a Core Wall, slender columns, and often eschews traditional beams for a more spacious design. Although aesthetically pleasing, the system's earthquake resilience might be compromised in some designs, leading to potential vulnerabilities.

Understanding High-Rise Structural Systems

High-rise buildings globally often opt for structural systems like the Shear Wall System. The absence of beams in this system allows for more design flexibility, creating visually appealing and space-efficient structures with smaller columns.

Delving into Collapse Causes

  1. Inadequate Seismic Design: With Bangkok not being in a seismic hotspot, the building's seismic design might have been lacking stringent regulations compared to earthquake-prone regions like Taiwan, compromising its overall structural robustness.

  2. Deficient Beamless Slab Design: The use of a beamless slab design, as witnessed in the collapse of the Bangkok building, can lead to a phenomenon known as 'Shear Punching Failure.' This structural issue arises due to the absence of transverse reinforcement, rendering the building vulnerable to seismic forces.

  3. Resonance and Soil Effects: The building's structural resonance with the seismic waves and the potential amplification caused by the basin effect in Bangkok could have exacerbated the collapse, showcasing the critical importance of considering regional geotechnical factors in building design.

  4. Underestimated Design Strength: A lack of adequate design strength, particularly vertical load-bearing capacity, may have contributed to the structural failure during the earthquake, underscoring the significance of precision in structural planning to ensure a building's resilience.

  5. Construction Quality: Poor construction practices, such as improper or inadequate reinforcement binding, can severely impact a structure's seismic performance, potentially leading to catastrophic failures during natural disasters like earthquakes.

In the realm of structural engineering, every design decision plays a pivotal role in a building's stability and resilience. Through a comprehensive investigation of the Bangkok building collapse, we shed light on the intricate interplay between structural systems, design philosophies, and environmental dynamics, emphasizing the importance of meticulous planning and execution in ensuring the safety and longevity of architectural marvels. Stay tuned for more enlightening explorations into the world of engineering on our channel. Join us in unraveling the mysteries that lie beneath the surfaces of our built environment.


With a detailed breakdown of the structural intricacies and potential causes of the Bangkok building collapse, this article guides readers through the complexities of structural engineering and its implications on building integrity. Through a blend of technical insights and real-world examples, the narrative unravels the layers of architectural design and its critical role in the safety and resilience of high-rise structures.