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木屋的抗震性

木結構建築的一個已被證實的特點是其在地震中極佳的生命安全性能。與其他的房屋建築相比,平台框架式木結構房屋是地震時最安全的地方之一。在過去的50年中,我們已改進了對於地震造成的風險及地震後存活力的認識。
但與此同時,人口的急遽增加和城市人扣密度的成長,也加重人們的地震危險。地震是地質板塊移動時能量的突然釋放。世界上有些地方是地震高風險區域,如北美西海岸。該處的建築物必須能夠抵抗很強的地震力。這些地震力由地震強度、震源遠近、引發地震的地質活動種類、以及指定建築物周圍的地質狀況等所決定。每個結構物都有其獨特的特徵,例如剛性和強度,因此對地震應力的反應也不同。地震使一棟建築物水平與垂直地晃動。水平力又稱為橫向力或剪力,它是抗震設計的真正挑戰。

加拿大國家林產工業技術研究院 Forintek 研究了過去40餘年世界主要地震中大約50萬棟木造建築物的表現,並在近期公佈了可靠的統計數據。研究結果顯示,北美式木框架建築不論新舊,在地震時表現良好。
再受調查的7次地震中,只有34人因為平台框架建築損毀而喪生。相比之下,1999年土耳其地震摧毀了廣泛使用磚石和混能凝土建築的區域,造成40,000人死亡。這並不表示磚石和混凝土不適用地震帶,而是這些建築系統需要特別注意遵守設計和建築標準,以達到良好的抗震能力,而經驗已經顯示木製系統的要求較為寬鬆。Forintek的調查報告顯示在地震中非常少量的北美式木造建築物倒塌。少數觀察到的倒塌例子,一般是由於多層建築物的一樓脆弱所致。

許多現代房屋再其一樓外牆上有很大的開口(用於大窗戶、露台門及車庫門),無論是什麼種類的建築,開口都會減弱這些牆壁的強度。在設計和建造時從工程角度做出正確研判,並且仔細遵循最新的房屋法規與標準,將可消除一樓脆弱的問題。作為一種結構材料,木材在抗震性能表現上明顯地優於其他材料。木材質硬體輕,因此地面加速度在木造建築物內產生的能量小於其他建築物。木框架系統的另一個額外的優勢是其擾性優於其他材料,可以吸收發散能量。木材在加拿大用於建築時,通常只用於稱為平台式或西部式框架的輕型框架式房屋。在這種建築類別中,木構件細薄,尺寸標準化,並且間隔緊密。樓板一次只建一層,因此每層樓板就成了件在其上方新樓層的建築平台。

大多數的框架由三個部件組成:構成牆壁骨架的垂直牆骨,構成樓 板的水平托樑,及支撐屋頂的椽架或桁架。當牆由斜撐木板條或輕質木製複合板而形成牆體覆面,它便具有橫向抵抗力,並進而形成一個剪力牆系統,質輕、強壯且具結構效率。所有這些部件共同作用使建築物可以對抗重力、風力和地震。輕框架木結構在北美發明於1800年初期。長期以來,無論在建築物性能表現上還是在組合的行業技術上,其成績已得到認可。加拿大各地許多本紀初建造的木結構建築物便是這種系統可靠性的有力證明。這種加拿大木框架房屋在世界其他地區也同樣證明有良好表現。1995年日本神戶大地震是近代毀壞性最大的地震之一,其規模為芮氏6.8級,造成6,000人喪生,財產損失超1,000億美元。這次地震使所有建築承受嚴重橫向力與垂直力的重大考驗。在這場地震中,以傳統日本樑柱型式建造的舊屋都被摧毀,以加拿大抗震標準建造的新房屋則幾乎未受影響。

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