在進行高層建築物結構設計時，下列敘述何者錯誤？

本題考點

高層建築抗震結構配置的基本原理，包含連接梁的消能角色、平面對稱與扭轉、斜撐對側向勁度與強度的貢獻，以及結構勁度、質量與自振週期、地震力之間的關係。

正解理由

結構的自振週期取決於質量與側向勁度：週期與「質量除以勁度」的平方根成正比。大量增設厚實結構牆，側向勁度大幅提高，週期會變短而不是變長；同時厚牆本身增加建築物重量，地震力是慣性力，質量越大，同樣加速度下的地震力也越大。高層建築多落在週期較長、設計譜加速度隨週期增長而遞減的區段，週期縮短會使設計譜加速度上升，或回到譜的高原段，不會因此降低地震力。所以選項 (D) 的「提高自振週期」與「有助於減低地震力」兩處都與原理相反，是本題要選的錯誤敘述。故選 D。

逐項排除

1. (A)

   敘述正確。兩道連通到底的鋼筋混凝土剪力牆，以逐層的水平短梁相連，就成為「聯肢剪力牆」。地震時兩道牆一起側擺，短梁兩端被迫產生很大的相對垂直變位，承受高剪力與彎矩，因此會比牆身先進入非線性、先開裂受損。這種先讓短梁降伏、藉其反覆變形吸收能量，以保住承受垂直載重的牆身，正是把短梁設計成消能元件的用意，所以題目稱它為剪力連桿並說它具消能作用是成立的。

2. (B)

   敘述正確。地震力作用在樓層的質量中心，抵抗力的合力則作用在勁度中心（剛心）。平面對稱時兩者接近或重合，偏心小，樓層主要是平移而不是旋轉，扭轉變形就降低；不對稱時，偏心造成扭矩，離剛心遠的外側構件位移放大，載重集中到部分構件，形成應力集中。《木構造建築物設計及施工技術規範》第 2.3.1 節以木構造說明了同一機制：垂直構面偏在一側或剛性不同的建築物，地震時容易發生扭轉變形，使載重集中在部分垂直構面上。對稱配置正是從源頭減少這種偏心。

3. (C)

   敘述正確。斜撐把框架原本靠梁柱彎曲抵抗的側力，改由斜向構材以軸力傳遞，側向勁度與強度都明顯提高，層間變位也隨之減小。《建築技術規則建築構造編》第 42 條第 1 項把斜撐構架列為抵禦地震力的結構型式之一，承重牆系統、構架系統與二元系統都可以用斜撐構架抵禦地震力；《建築技術規則建築設計施工編》第 238 條也要求高層建築物檢討極限層剪力強度時，斜撐構架另有其剪力強度要求。可見斜撐是正規的抗震構材，在部分框架各層增設斜撐，有利於提高抗震能力。

4. (D)

   敘述錯誤，錯在兩處。其一是方向：增設厚實結構牆提高的是側向勁度，勁度越大自振週期越短，要寫成「降低自振週期」才符合力學關係。其二是效果：週期縮短加上牆體增加的重量，使地震力增加或至少不會減少，所以「有助於減低地震力」也不成立。要靠延長週期來降低地震力，對應的做法是隔震這類降低側向勁度、拉長週期的系統，而不是加牆加勁。

記憶點