專技高考
111年
[建築師] 建築結構
第 2 題
有關高樓建築結構系統之特性，下列敘述何者正確？
- A 高樓建築之水平基本振動週期，一般高於低矮建築物
- B 高樓建築宜往上逐層提升各層樓板面積，以提升結構系統穩定性
- C 高樓建築水平載重必為地震控制
- D 相較密柱構成之筒狀結構（Tube System），以承重牆系統（Load-Bearing-Wall System）進行高樓建築耐震設計較為經濟
思路引導 VIP
請你試著想像：如果我們手邊有一根長而細的竹竿和一塊短而厚實的木磚，當你撥動它們的頂端讓它們自由擺動時，哪一個物體來回擺盪一次所花費的時間會比較長？這個「擺動快慢」的直覺感受，與建築物的高度之間存在著什麼樣的物理關聯呢？
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恭喜你精準地掌握了高樓結構的核心概念！這道題目測驗的是對建築動力特性與結構形式的整體認知，你能從中選出正確選項，代表你對建築物在受力時的「動態反應」已有很清晰的理路。
結構週期與建築高度的關係
在結構動力學中，基本振動週期 $T$ 與建築物的高度及質量呈正相關。一般來說，隨著樓層數增加，建築物的剛度相對變柔且質量變大，導致振動一次所需的時間變長。根據經驗公式 $T = 0.1N$（$N$ 為樓層數），我們可以明確得知高樓的週期通常遠大於低矮建築。此外，這題的鑑別度在於誘導學生思考「風力」與「地震」的競爭關係，以及不同結構系統的經濟性。事實上，超高層建築往往是由風力載重而非地震力主導設計；而為了追求空間與抗側力的效率，筒狀結構（Tube System）在超高層設計中絕對比傳統承重牆系統更具經濟優勢與結構效能。