2018年2月6日，花蓮市區附近發生規模6.0的大地震，最大震度在花蓮7級。就連我住的地方、距離震央大約100公里以上的桃園，也有強至3級的震度。
我想大家應該每天都被媒體轟炸，瘋狂被塞花蓮的災情有多慘重。這裡就不再討論那些建築是怎麼壞的，那些有經驗的技師會提供更精確而詳實的原因與分析。就使用者的觀點來說，只要足夠安全、平時不要發生災害；就算不幸發生災害還逃得出來就夠了。也就是土木界奉為圭臬的建築/結構設計核心價值：「小震不壞、中震可修、大震不倒」。
地震的強度是如何分級的？
我們人類對於力的感受度主要是受到加速度的大小的影響。地震發生的時候，中央氣象局的地震測站就可以測得該處的地震的瞬時加速度，再配合該加速度下，可以觀察到比較具體的現象去做地震分級。我們的中央氣象局對於地震的強度分為8個級別(氣象局,2000)：
而在建築物耐震設計規範中，所謂「小震」、「中震」、「大震」是以地震的回歸周期來定義：
- 小震是指回歸周期為「30年」的地震，即平均30年一遇的中小型地震，以使用年限為50年的建築而言，這類的地震在生命周期當中八成都會遇到，於是在這種等級的地震之下必須可以達到不受傷的水準。
- 中震是指回歸周期為「475年」的中大型地震，一般的建築遇到這種等級的機率已經不高，一旦不幸遇到這種等級的地震，還要保持能夠修復的狀態。
- 大震則是指回歸周期為「2500年」的超大型地震，可說是百年難得一見，這種情況不幸撐不住壞了，至少也不是整個直接垮掉，還能提供內部人員足夠的逃生時間。
在建築結構設計上，最需要考量的因素便是安全性與經濟性，但這兩者往往是互相牴觸的。想要安全就必須要多花一點錢、錢花得太少又可能會不安全。而安全係數就是衡量安全性的指標之一。
什麼是安全係數？
在結構物設計上有一個重要的觀念叫做「安全係數(Factor of Safety)」，定義為：
意思就是，設計後獲得的抵抗力是可能造成危險的趨動力的倍數。安全係數的數值越高就會越安全。但是相對的，就必須付出更高的代價去提升抵抗力。而且付出的代價還不是單純的線性函數，往往是呈現高次函數或指數的型態，如下圖所示：
有鑑於此，由於我們金錢資源有限，只能選一個我們在經濟上有辦法負擔的強度去做設計。依結構物重要性、使用年限不同，給定不同的安全係數。但基本上一定大於1啦，如果小於1就表示驅動力比抵抗力還大，結構物馬上就GG了。如果口袋夠深的話，只要高於規範要求，要多強就可以有多強；但現實是，我們經濟能力有限，只能做一個最合算的決定、設計一個最划算的強度來抵抗未來可能發生的災害。
※備註：現在的建築結構設計主流是「塑性設計法」而不是安全係數法，意即將塑性變形納入強度考量中的方法；而大地工程等材料與基地變異性較高的工程還是使用安全係數法。在這裡說明只是提供一個比較直觀的概念。
沒有永久屹立不搖的房子，是風險和機率的問題
沒有永久屹立不搖的房子。臺灣是個災害頻仍的國家，除了三天兩頭在地震以外，每年夏天報到的颱風平均也不下兩個，更何況在北部還有大屯山、基隆山兩個火山群。而從上文可以了解，要增加安全性得付出的成本也會大幅成長，所以在台灣建造永久屹立不搖的房子是不經濟、不實際的。於是，我們需要科學的方式來做強度分析與設計。
在921集集地震之後修正的建築技術規則中，依據中央氣象局的歷史地震資料統計，將臺灣依據地震的強度和頻率進行分區，分為地震甲區(對應加速度0.33g)及地震乙區(對應加速度0.23g)，提供給設計者比較明確的設計準則。
(擷取自中央氣象局網站，建築技術規則耐震設計中的地震分區)
基於「小震不壞、中震可修、大震不倒」的觀念，最重要的是在危害發生的時候，盡量減少我們的生命財產損失。我們容許建築物「破壞」，只要破壞的時候不會造成生命安全的危害就好。建築物的強度在我們設計好建造完成得當下就已經固定，而地震的發生是風險，未來的什麼時間點會發生是機率，而破壞的程度是我們可以控制的。「破壞」指的並不是整個倒塌才叫做破壞，而是建築物本身的強度因突發的外在因素發生弱化，無法100%提供原本設計的強度就稱作破壞。破壞的程度以及過程是如何，就會直接影響我們逃生的時間。
就算壞了還能保障我們安全的就是好的結構
現今的土木工程科技對於破壞的程度與過程都有深入的研究了。像是一般住家所使用的鋼筋混凝土梁，破壞的過程中能讓我們使用者輕易發覺，而且會像海綿的樣子慢慢撕裂(韌性破壞)、而不是像岩石破碎一樣的突發性破壞(脆性破壞)，就可以提供足夠的時間讓我們逃離室內的空間，來到室外的空間避難。
例如最近幾天網路瘋傳的七星潭大橋，墩柱破壞的照片。
雖然以結果論來說，這座橋墩它是破壞了。在斷層線上遭遇最嚴重的7級地震中發生破壞，但是它並沒有因此直接倒下。墩柱的箍筋(圍束垂直向主要鋼筋的鋼筋)在此時發揮的功用，避免主要的鋼筋因軸向力作用發生彎曲(挫曲)而直接倒下。橋上的人車還有時間可以駛離大橋，沒有直接下墜，即是完美體現大震不倒的核心價值。雖然這座橋通車至今還不到5年就壞了，雖然可惜，但是身為橋，在破壞的當下沒有造成人命的傷亡，此橋生以無憾。
相同的，如果我們的建築物，在發生災害而破壞的時候，沒有應聲坍塌，而提供我們足夠的時間可以離開，保障生命安全，我們的建築物就算是達到它應有的效果了。雖然可能再也不敷使用，我們的投資可以換回我們一條寶貴的性命，就已經很值得了。
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