4.2 老化建築結構物耐震補強之研究成果
4.2.1 鋼筋混凝土結構物
4.2.1.2 國外研究現況
聯邦緊急事務管理總署（Federal Emergency Management Agency，
FEMA）係卡特總統成立於 1979 年 4 月 1 日，是美國聯邦政府中對國防及 軍事以外緊事務處理的專責機構。負責聯邦政府對大型災害的應變、救濟、
演習、復建，以及整體減災的規劃等；同時也和地方政府保持密切的聯繫。
FEMA 對地方政府提供整體的救災計劃，包括高科技的資料、指導、
訓練以及經濟上的援助；其處理的災難範圍很廣，包括天然的例颱風、地 震、海嘯、水旱災、森林大火等，和非天然的如核能電廠、化學物爆炸、
暴亂及恐怖份子活動等；FEMA 是一個統一管理災難的機構，是為了保護 國民的生命及減輕財產損失而設置的。
另則，位於美國加州一非營利性的財團法人，係成立於 1971 年的應用 科技委員會(Applied Technology Council，簡稱為 ATC)，其成立的宗旨為幫 助結構工程業界，有效利用各種科學研究成果，也因此出版了不少與防災
有關的參考書目；在耐震補強方面也有相關資料；表 4.2.1.2-1 分別介紹美 國耐震補強方面之相關資料及研究。
表 4.2.1.2-1 美國耐震補強方面之相關資料及研究
相關資料 內 容 備 註
FEMA-156
現有建築結構物不同位置之修 復計劃，耐震維修之典型費用。
出品年份：1994
http://www.fema.gov/home/
MIT/exbuild.htm 總頁數：70 頁
FEMA-157
現有建築結構物不同位置之修 復計劃，耐震維修之典型費用。
出品年份：1995
http://www.fema.gov/home/
MIT/exbuild.htm 總頁數：102 頁
FEMA-172
現有建築物耐震補強手冊, 手冊
MIT/exbuild.htm 總頁數：197 頁
NEHRP 出版，此手冊可配 合 FEMA-178 評估手冊並 用。
FEMA-173
建築物耐震維修之程序，並提出 一般適用之指導方針。
出品年份：1989
http://www.fema.gov/home/
MIT/exbuild.htm 總頁數：190 頁
FEMA-174
建築物耐震維修之程序，並提出 一般適用之指導方針。
出品年份：1989
http://www.fema.gov/home/
MIT/exbuild.htm 總頁數：120 頁 FEMA-198
FEMA-199
地震損壞之建築物耐震維修之 財務獎勵。
出品年份：1990 共 3 冊
FEMA-216
耐震補強修復的研討會。 出品年份：1990
http://www.fema.gov/home/
MIT/exbuild.htm 總頁數：102 頁 FEMA-225
聯邦政府建築物耐震維修之成 本效益分析－電腦程式及手冊。
出品年份：1994 總頁數：249 頁 ATC 出版(ATC-28) FEMA-227
FEMA-228
地震危害建築物耐震維修之成 本效益電腦程式分析。
出品年份：1992 總頁數：130 頁
FEMA-237
建築物耐震補強指導方針的發
MIT/exbuild.htm 總頁數：150 頁
相關資料 內 容 備 註
FEMA-267
鋼骨力矩構架之耐震評估、維修
[email protected] 總頁數：248 頁
由 SAC 聯合委員會出版
FEMA-273 BSSC-1997
建築結構物之功能基準設計， 8news/femaguidelines.htm 總頁數：400 頁
SBCC 出版
FEMA-274
建築結構物耐震維修綱要。 出品年份：1997
http://www.fema.gov/home/
MIT/exbuild.htm 總頁數：400 頁 ATC 出版
FEMA-275
耐震修復計劃 出品年份：1998
http://nceer.eng.buffalo.edu/
bibs/exbuild.html 總頁數：102 頁 BSSC 出版
FEMA-315
建築物之耐震修復，取代原有的
bibs/exbuild.html EERI 出版
Jin，Li 及 Sadadatmanesh，H 提 出以玻璃纖維複合材料對現有
出品年份：1994
87
相關資料 內 容 備 註
RC 柱之補強工法。此工法可增 加柱之延展性及剪力抵抗。
陰極防蝕法
依據美國公路管理局(FHWA)建 議以陰極防蝕方法來抑制因鹽 份所產生鋼筋混凝土腐蝕的問 題。
註：FMEA 及 ATC 等出版品取得聯絡方式 FEMA Distribution Center
P.O. Box 2012 Jessup, MD 20794
Telephone: 1-800-480-2520 ; Fax: (301) 497-6378 Applied Technology Council
555Twin Dolphin Drive，Suite 550 Redwood City，Ca. 94065
USA
Telphone:(650)595-1542 ; Fax:(650)593-2320 E-mail:[email protected]
日本
日本的建築基本法是在 1971 年所修定，但有很多既有的建築物是在 1971 年之前所興建而成的，所以這些建築物若以目前法規來檢討時，則會 發現有多數存在之建物韌性不足及強度不足之情形；為了提高這些建築物 之耐震能力，日本對於建築物皆進行著補強的工作，其補強之三大基本方 針為達到(1)強度的抵抗，(2)韌性的抵抗，(3)強度及韌性的抵抗，以期補強 後抵抗能力的提高(圖 4.2.1.2-1)；日本補強的工事將概略分述如下；而在進 行補強之前，應對建築物的損壞加以評估，判定補強的方法，研擬補強步 驟；日本在這一方面己有一套完整的補強計劃程序，如圖 4.2.1.2-2 所示。
圖 4.2.1.2-1 補強前後抵抗能力與變形的關係[11]
判定是否 需要補強
建物健全 不需補強
YES
NO
圖 4.2.1.2-2 日本建築物補強計劃順序
日本對於鋼筋混凝土建築結構物的補強方法及補強位置，概略可分為
柱補強、梁補強、耐震壁的增設、翼牆的增設、斜撐的增設、骨組增設及 增設建築物外壁等，如圖 4.2.1.2-3 所示，以下分別以各補強位置及方式加 以說明。
圖 4.2.1.2-3 日本補強工法概要[11]
(1) 柱的補強：其目的為防止原有柱的剪斷破壞並提高柱的韌性；柱的 補強包含了➀加設箍筋補強，➁包覆工法補強，➂FRP 補強。
A. 加設箍筋補強：由圖 4.2.1.2-3 可見，受災柱內之箍筋間距大，
箍筋量少，增設箍筋加以補強，可使其提高圍束力，增加抵抗 地震的能力。
(a) 受災柱之箍筋間距 (b) 增設箍筋補強 圖 4.2.1.2-4 加設箍筋補強[11]
B. 包覆工法補強（以包覆鋼板為例）：受災後之鋼筋混凝土柱，包
覆鋼板增加圍束力以達補強效果。
(a)未補強之柱 (b)補強後之柱 圖 4.2.1.2-5 包覆鋼板補強[11]
(2) 梁的補強：包含增設箍筋補強及鋼板補強。
A. 增設箍筋補強：增加其圍束力，提高強度，如圖所示。
圖 4.2.1.2-6 增設箍筋補強[12]
B. 鋼板補強：依各種補強位置的不同，效果亦隨之不同，但經過 鋼板補強之梁，皆較無補強梁之抵抗荷重的能力高，圖 4.2.1.2-7 為不同補強位置及其試驗結果，圖 4.2.1.2-8 為梁側貼鋼板補強。
(a) 鋼板補強法 (b) 梁補強之實驗結果 圖 4.2.1.2-7 鋼板補強之試驗比較[11]
圖 4.2.1.2-8 梁側貼鋼板補強[11]
(3) 增設耐震壁補強：補強的方式有➀增設無開口耐震壁，➁加設翼牆，
➂增設支柱斜撐，➃建築物加設外壁補強等工法。增設耐震壁可防 止柱為獨立柱，可傳遞地震時所產生之地震力，提高耐震強度，且 增設耐震壁可能達到提高耐剪強度、提高變形能力、改善剛性分布 及防止過大的變形等目標，以下分別以圖示表示此四種增設耐震壁 之方法。
(a) 無開口耐震壁之增設
(b) 加設翼牆
(c) 增設支柱斜撐
(d) 建築物加設外壁 圖 4.2.1.2-9 增設耐震壁補強[11]
圖 4.2.1.2-10 增設耐震壁補強[10]
(4) 骨組的增設：於建築結構物外側增設鋼骨構架，下圖所示。
圖 4.2.1.2-11 建築結構物外側增設鋼骨構架[11]
4.2.2 鋼骨結構物