簡單搞懂耐震．制震．隔震：詳盡解說現代建築物最為重視的地震對策

 筆者代表序－高山夫

日本的耐震結構的肇始，若從 1891 年的濃尾地震起算，耐震研究已經有120 年的歷史。這段期間，耐震技術歷經各式各樣的震災而發展的愈益進步。隔震結構從 1983 年使用積層橡膠的建築物完成起算已經過了大約 30 年。隔震結構急速的發展，也經歷了幾次震災確認其隔震效果。制震結構也大約在同一年代開始進入實用階段。隔震、制震結構可以說是在大地震時能將建築物的損壞程度降至最低，並確保室內安全，保護資產的結構型式。

2011 年 3 月 11 日發生了造成從日本東北地方到關東地方的劇烈搖晃與海嘯災害的東北地方太平洋近海地震（東日本大震災）。這個地震造成高達 2 萬人以上的死亡、失蹤人數以及 10 萬棟以上的建築物嚴重毀壞。這次地震的地震規模高達 M9.0，受災地區非常廣，如何面對海嘯的災害與今後的重建工作成了重要的課題。和以前的地震災害一樣，老舊建築物的損壞情況比較嚴重，今後老舊建築物應提升其耐震性。另一方面，有許多報告顯示隔震結構在地震時充分發揮了性能。但是，日本的東海、東南海、南海地震若發生，最糟糕的情況據預測可能會比這次的震災更為嚴重。對於一般市民而言，正確的認識耐震、制震、隔震就益加重要了。

建築物的地震時性能，雖然說最低限度是必須保護人命的安全，但例如辦公大樓建築今後應提供企業的持續營運或迅速的重新營業，再如醫院等防災據點則應維持其醫療與救護的功能。當然，也有為了保護資產的價值，希望將建築物的損壞控制到最低程度的需求。因為有這些社會背景與要求的變化，隔震、制震結構被採用的愈來愈多。但是，就日本的現狀而言，相對於新建的建築物總數量，採用隔震、制震結構的建築物依然算是少數。

本書儘量以淺顯易懂的方式解說耐震、制震、隔震結構。除了各種結構的特徵、地震發生的原因及其特性、地震引起的建築物搖晃之外，對結構設計也有篇幅介紹。本書的構成是企圖達到可以全盤學習從日本（廣義的）耐震設計的精神到設計實務的知識。期待本書可以對耐震建築的正確理解與發展有所貢獻。

■ 譯者序

在翻譯這本著作的期間，2015 年 3 月 14 日日本的主要媒體包括電視與新聞報導了一則有關隔震結構的新聞：製造供應隔震墊的日本廠商之一的東洋橡膠工業被內部揭發隔震墊的技術資料做假，高達 55 棟總計 2052 座東洋橡膠工業製造的高阻尼積層橡膠墊的性能不足，日本國土交通省已指示東洋橡膠工業必須全數更換。離譜的是，2014 年 2 月東洋橡膠工業內部揭發隔震墊的性能不足之後，竟然繼續出貨給 12 棟建築物進行安裝。

據日本媒體的報導，東洋橡膠工業的品管是由當時的課長級承辦員同一人持續擔任了 10 年以上，該公司連品管承辦員的上司對產品也不甚清楚，才讓承辦員有了一人恣意妄為的機會，最後是因為品管承辦員換人才驚覺「代誌大條了」。

譯者從 2000 年開始從事隔震、制震產品的銷售業務，代理的是日本知名牌新日鐵的產品。日本的隔制震品牌一向是品質的保證，即使有更便宜的其他國家產品，許多台灣的客戶還是喜歡指定購買日本品牌的隔制震產品。今後台灣的隔制震市場是否會因為這個日本黑心隔震墊事件讓市場大洗盤？還有待國內外各廠商對品質的持續努力與時間的驗證。

時間回到 2014 年底，譯者因為到日本出差的關係，順道買了幾本結構專業書籍，其中以這本高山夫教授等三位筆者編著的「耐震‧制震‧免震一番」最為讓譯者驚豔，當時就馬上有想要翻譯成中文版的衝動。1997年譯者曾經翻譯一本結構專業書「- -創自由空間（中譯本：空間桁架 無限自由的空間創作）」，當時譯者是在香港的新日鐵海外鐵構部上班，翻譯的工作都是利用下班之後的晚上時間，每天花 2~3 小時連續 6 個月才完成了中文翻譯稿。承蒙詹氏書局的幫忙，以最短的時間完成排版及校稿，順利在 1997 年 8 月出版。當時的辛苦還歷歷在目，現在自己的年紀已經 50 歲了，還要這麼辛苦嗎？但是，若是自己不做這本書，那麼台灣還有誰可以做？誰都不做的話，那不就白白可惜了這麼好的一本書！思前想後 2 個月，最後還是決定「撩落去」！因此，才會有讀者手上這本中文版的誕生。

坊間不缺隔制震結構的專業書籍，但是大多艱澀難解，若沒有土木系研究所的水平，一般很難通盤理解這些專業書籍。而讀者手上的這本書以淺顯的口吻解說耐震、制震、隔震，並且網羅了日本最新的隔制震裝置及日本隔制震研究的第一手情報。不但可以提供土木系學生作為學習隔制震結構入門的新選擇，建築系學生或是業界的建設公司規劃人員、房屋仲介人員、銀行或不動產估價人員都可以輕鬆上手。讀完這本書，相信讀者一定會對耐震、制震、隔震有一番新的理解。

序
譯者序

第1章　地震與地震動

1 地震是如何發生的？
2 日本周邊所發生地震的類型
3 地震規模與震度等級
4 地震波的性質與種類
5 地震動的強度
6 距離衰減與長週期地震動
7 地震災害潛勢地圖
8 地形與地震動
9 表層地層的地震動放大效應

第2章　地震與建築

1 地震與建築物的耐震
2 建築的三個地震對策
3 建築物的結構設計與耐震
4 耐震性能目標的想法
5 耐震設計所使用之地震力
6 設計用地震力的設定法
7 從耐震設計看結構計劃
8 架構的強度與變形能力
9 建築物的搖晃模式
10 地震時建築物的搖晃模式
11 反應譜
12 能量頻譜
13 室內的安全性
14 建築物的成本的想法
15 地層的性質與基礎結構
16 建築物與地層的相互作用

第3章　耐震結構

1 耐震結構
2 耐震結構的型式
3 結構種類與特徵
4 木質結構
5 鋼筋混凝土結構
6 鋼結構
7 耐震能力評估與耐震補強
8 超高層建築物的結構

第4章　制震結構

1 制震結構
2 制震依驅動能量之分類
3 制震依控制力作用點之分類
4 質量阻尼器的原理
5 質量阻尼器的效果
6 主動質量阻尼器的實例
7 被動制震的原理
8 被動制震的實例
9 半主動制震的原理
10 半主動制震的實例
11 制震裝置的安裝方法與維護管理
12 制震建築物的振動解析
13 東北地方太平洋近海地震時被動制震的效果

第5章　隔震結構

1 隔震結構
2 積層橡膠的開發
3 多樣化的積層橡膠的開發與應用
4 積層橡膠比鋼鐵更強
5 隔震墊的作用與種類
6 阻尼器的作用與種類
7 隔震建築物的地震時結構行為
8 基礎隔震與中間層隔震
9 隔震建築物的設計1上部結構
10 隔震建築物的設計2反應預測
11 實際建築物的地震觀測
12 獨戶住宅的隔震
13 超高層隔震
14 3次元隔震
15 隔震補強
16 極限安全性
17 施工與維護管理
18 海嘯與隔震

■ 專欄／目錄

地震預測與緊急地震通報
實尺寸三次元震動破壞實驗設施 (E-Defense)
關於五重塔
柔剛議論