地震後磚造寺廟的損壞常見山牆下方出現一條水平裂縫，主要為何種作用力所造成？

本題考點

磚造（無筋砌體）牆體在地震水平力作用下的受力與破壞型態，由山牆下方水平裂縫的走向判斷所對應的內力。考選部公告本題答Ａ或Ｂ或AB者均給分。

正解理由

磚砌體由磚塊與灰縫砂漿組成，抗壓尚可、抗拉與灰縫黏結力很弱，裂縫多沿灰縫發展。山牆是位於屋頂端部的三角形牆體，下緣坐落在牆身頂部，上緣多僅以桁條或屋面構件與屋架聯繫，側向束制不足。地震時山牆承受垂直牆面方向（面外）的慣性力，牆體像下端固定、上端近乎自由的懸臂版擺動，牆底附近承受面外彎矩，受拉側的水平灰縫被拉開，形成水平裂縫，這是選項 (A) 彎矩的依據。另一方面，水平地震力沿牆面方向（面內）傳遞時，在山牆與下方牆身交界的水平灰縫上形成水平剪力，剪力超過灰縫黏結與摩擦所能提供的抵抗時，牆體沿水平灰縫錯動滑移，同樣留下一條水平裂縫，這是選項 (B) 剪力的依據。考選部公告本題答Ａ或Ｂ或AB者均給分，故選 A 或 B。

逐項排除

1. (A)

   彎矩：符合題目所問，屬考選部公告給分的選項。山牆面外受力時屬懸臂受彎，彎矩在牆底一帶最大，斷面一側受拉、一側受壓；裂縫走向與彎曲拉應力方向垂直，拉應力沿牆高方向作用，裂縫因此沿水平灰縫展開。只看面內受力而忽略山牆的面外擺動，就會漏掉這個機制。

2. (B)

   剪力：符合題目所問，屬考選部公告給分的選項。面內水平地震力在水平灰縫上形成水平剪力，灰縫的抗剪能力由砂漿黏結加上垂直壓力引起的摩擦組成；山牆位於牆體頂部，上方只有屋頂重量，垂直壓力小，摩擦抵抗有限，容易沿水平灰縫滑動錯開，裂縫呈水平直線。要分清楚：剪力造成的破壞不只一種，沿水平灰縫滑移是水平裂縫，對角拉力則是斜向裂縫。

3. (C)

   扭矩：不符合題目所問。扭矩是使構材繞其縱軸轉動的作用，在整棟建築的層級上是質心與剛心不一致所引起的平面扭轉；單片牆體受扭時剪應力沿斷面周邊環繞，裂縫傾向呈斜向或螺旋走向，不會表現為牆底一條單一的水平裂縫。要對應水平裂縫，作用力應改為彎曲拉應力或沿灰縫的水平剪力。

4. (D)

   軸力：不符合題目所問。山牆承受的軸力主要是自重與屋頂傳來的垂直壓力，壓力使灰縫壓緊，反而提高灰縫的摩擦抵抗；軸壓過大造成的破壞是磚塊壓碎或與壓力方向平行的垂直劈裂裂縫，與水平裂縫走向不符。要把水平灰縫拉開，需要的是彎曲引起的拉應力，而不是整體的壓縮軸力。

記憶點