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中力工程顧問有限公司‧戴雲發結構技師事務所
 
 
發佈日期: 2008-07-26
 
購屋結構安全-『房屋結構耐震提升 鋼骨、鋼筋大樓都行』

 


房屋結構耐震提升  鋼骨、鋼筋大樓都行

   消費者應要有個基本的認知觀念,只要房屋結構設計及施工品質都良好,無論RC(鋼筋混凝土)或SRC(鋼骨鋼筋混凝土),都可以符合基本法規設計要求之耐震力,因此要提升建築物耐震力,RC或SRC也都可以提升,只是鋼筋及鋼骨大樓之材料特性不同,必須以不同的結構系統規劃或利用制震設備來強化提升其耐震等級,所以鋼筋大樓亦可以設計成為更耐震的安全好宅。
   大致說,建築物常見的耐震能力提升方式有兩大方法:一為結構系統加強設計、另一為採用制震系統;而隔震設計則是進一步科技材料研發的成果,目的是希望於大地震時能達到免震的效果,是另一種不同的抗震方式。

POINT1結構系統加強

加強樑柱
   房屋結構之耐震設計是由主結構之樑柱系統,來承受全部的地震力作力學分析,若為提升耐震力,則樑柱結構須承受更大的力量,以吸收更大的地震能量,所以在良好的結構系統規劃設計下,增加樑柱內鋼筋量並配合將樑柱尺寸加大、或是增加樑柱之數量等,都可以有效的提升整體房屋結構的耐震力。
但是於高樓層建築中,若原先樑柱尺寸已經很大,為了提升耐震力而將樑柱尺寸再加大,將造成使用空間變小之問題,除了將樑柱結構直接加強設計,還須搭配剪力牆或斜撐系統,以雙重系統之設計。
增設剪力牆
   房屋結構系統之適當位置,規劃從地下室基礎層延伸至適當樓層的剪力牆,作為承受地震水平力,當地震所產生之水平力部份是由剪力牆承擔後,樑柱結構就減輕許多負擔,所以相同的建築物,在原樑柱尺寸不變之情況下,有剪力牆的設計可以提升房屋結構整體之耐震力。
由此可知,好的剪力牆設計,在房屋結構之耐震設計佔很重要的角色,此時剪力牆之地位已跟樑柱之地位相同,都是屬於主結構,這也是一般法規規定住家不可任意拆牆之原因,若錯拆了剪力牆,就如同將樑柱拆除一樣,嚴重影響房屋結構安全。

POINT2採用制震設備

   房屋結構安裝制震設備,是藉著制震設備內之黏彈性體阻尼材料,吸收地震外力進入房屋結構中的能量,使有效達到消能減震的效果,讓樓層位移量變小,亦可增強抗震能力,提升房屋結構之耐震力。
在設計與實務應用上,以施作房屋總樓層數之六成至七成的樓層數量為佳,但使用上亦可針對建築物最大變位之樓層之變位減小或分擔大樓底部之公共空間樓層之地震力,以強化房屋結構安全性,皆可因安裝樓層數及數量之多寡,或多或少的提升耐震力,並提高居住之舒適性與安全性。
   SS(純鋼骨)建築物,受地震力時之房屋樓層之位移量比較大,使用制震設備可充份發揮之降低樓層位移量及減震效果,大大提升居住之舒適性,故SS建築物是最適合使用制震設備,且在設計上是銜接鋼鈑做為基座固定於結構體上,所以遭受地震破壞時,能像保險絲一樣拆解換新,不像一般建築物外部強受地震損毀時修複困難。而RC建築物勁度較大,受地震力時之房屋樓層位移量原本就較SS(純鋼構)小,當RC建築使用制震設備時,雖可發揮建築結構之減震效果,但地震來時,房屋樓層位移量可減少之效益會較低。
   然而目前大多住宅大樓屬外部鋼骨混凝土、內部純鋼骨之SC+SS建築物,其大樓之相對勁度是在RC建築物與SS建築物之間,但制震設備安裝在此建築物,一樣能發揮該有之制震效益。

POINT3隔震設計

   房屋結構安裝隔震設備,是藉由隔震器的多層橡膠鋼鈑及中心的鉛棒,當受地震力產生水平位移時,能吸收大量能量並能自行恢復原位之功能,使為於隔震器上方之房屋結構體受地震之搖擺變小及搖擺速度變慢,進而達到免於大地震來臨時的震動速度,故在日本將安裝隔震器之建築物稱為「免震建築」。
   隔震器都是安裝於主體結構之柱位上,其上方承受數千噸的重量,可知其伴演的角色就有如建築物的柱子一樣重要,而且隔震器至少須達百年以上仍不會變質或損壞,如此才可與建築物一樣,有百年之使用年限,所以隔震器的選用非常重要,最好選用研發多年並已有產品經過大地震考驗的製造公司,以確保隔震器品質能符合房屋結構抗震之需求。
   隔震器最好能經過產品抽驗檢查,作實體的垂直載重試驗及水平剪力試驗等,以確認隔震器能承受個案之最大載重、設計之最大水平位移量及恢復至原位之狀況,因為隔震器之基礎座若稍有偏心,對隔震器將產生額外的應力,且隔震器的每個安裝步驟都務必精確,以達隔震器整體在同一高程及確保水平狀況。
   隔震建築必須由專業的人員,每半年執行一次隔震建物及隔震器之外觀是否有異狀之一般檢查、建築物完成後之1年、3年、5年、10年及每隔10年須由專業技師作隔震功能及耐久性之定期檢查、還有火災、地震、水災及風速超過40m/s之颱風發生後,須對隔震器的機能做臨時檢查,所以購買隔震建築必須瞭解,後續的隔震器使用檢查機構及檢查頻率,才能讓整個住宅大樓的隔震器更耐久更有保障。
 結構技師 戴雲發
970726自由時報專訪:
老房子也能提升耐震力

 

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