本 期 末 報 告 已 提 出 鋼 筋 混 凝 土 建 築 物 耐 震 能 力 評 估 法 的 理 論、程式構造、實例分析,並於附錄中提供程式輸入資料與電子計 算機程式。希望各界加以應用,並能將意見回饋給著者,以便加以 改進,使理論與程式更臻完美。
參考文獻
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附錄 (一)
民雄國中耐震能力詳細評估程式
輸入資料
附錄 (二)
鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估
電子計算機程式
附錄 (三)
研究計畫期初、期中及期末簡報會議記錄及答覆
一、期初簡報
1. 本案研究計畫名稱建議更改為「鋼筋混凝土建築結構耐震評估 詳細分析法及其推廣」。
答:已更改為「鋼筋混凝土建築物耐震能力評估法及推廣」。
2. 建議本計畫之案例,可採用七月十七日嘉義地震附近之建築物 為分析樣本,以驗證所提評估方法之可靠度。
答:本案主要工作為評估法理論建立及軟體撰寫,實例之選擇 主要在相關結構設計資料是否完整,如震區損壞建築物沒 有詳細結構設計資料,也不能選用。
3. 建議將施工品質之良窳與否列入考慮,並藉由現場之長期調查 結果,進行評估分析;對於純以結構設計圖所作之評估結果,
予以適當之折減。
答:混凝土抗壓強度,將以鑽心試體之試驗值為準來進行評估 分析。耐震能力評估雖以結構設計圖為依據,但最後耐震 能力要以「結構體現有缺陷評估」係數來修正。結構體現 有缺陷主要有變形程度與裂縫、鏽蝕、滲水等程度,係數 值有 1.0、0.95 及 0.90 可加以圈選,係以上述現象的普遍 性與嚴重性來評估。
二、期中簡報
1. 以建築物剩餘使用壽命作為耐震能力評估的標準頗為合理,惟
應訂一下限值。
答:下限值訂為至少使用 20 年。
2. 85 年內政部出版的「既有鋼筋混凝土建築物耐震能力評估手
冊」的適用性請說明。
答:本次發展的評估法較上次者精準,且可以處理填充磚牆的 情況,因此希望以本次評估法取代上次評估法。
3. 推廣施行前可否經業界或相關單位測試驗證後再實施。
答:可以。
4. 以崩塌地表加速度作為耐震能力評估的標準,是否應訂一百分 比範圍始認定耐震能力不足。
答:耐震能力之標準,營建署另訂有「要點」規定,本文所用 的標準與其一致。
5. 在嘉義瑞里地震勘災時,發現極少梁破壞者,是否梁與樓板合 成作用下,產生弱柱強梁的效果,此種狀況如何評估。
答:樓板與梁確實有合成作用,即所謂的 T梁效應。評估時可 視為 T型梁,並增加上層有效鋼筋量。
6. 磚牆是否只考慮填充型,若牆只有台度本評估法是否適用。
答:只有台度時,本評估法仍可適用,惟建築物分析時的層數 變多。
7. 是否可以本評估法作為建築物安全鑑定的依據。
答:本評估法很適用為建築物安全鑑定之用。
8. 是否有考慮構材斷面彎矩曲率關係,以求得該斷面所能承受的 塑性鉸轉角。
答:本評估法不是進行非彈性地震分析,因此不必計算彎矩曲 率關係及極限塑鉸轉角。本評估法係判斷破壞模式及考慮
圍束箍筋對韌性容量的修正來決定各節點柱對應的韌性容 量。
9. 屋頂加建程度是否可細分為磚構造、RC 構造及鋼構造,而予 以不同的權重。
答:屋頂加建係指原設計不包含的一些加建物,其對主結構體 的影響係其增加的重量引致地震力的增加,似乎與構造種 類無太大關係,因此不必有不同的權重。
10. 請提供推廣辦法及手冊。
答:推廣辦法已由營建署研訂。手冊將由營建署召集的專案小 組審議通過後提供。
11. 建議於前言闡明,本評估法係供結構有安全疑慮時,提供專業 工程師研判修復補強之參考,以免誤導他人濫用與誤用。
答:第一章已有相關的說明。
12. 建議將磚牆以分離元素處理。
答:本文磚牆係以等值斜撐模擬。
13. 評估人員資格及受訓規定應加以說明。
答:營建署研擬的實施要點有規定。
14. 一 般 耐 震 能 力 有 疑 慮 者 多 為 平 面 或 立 面 配 置 不 規 則 的 建 築 物,上述建築物採用 ETABS 程式分析仍有爭議,本案結合
ETABS 程式作建築物耐震能力評估,是否應訂一適用範圍。
答:最新版的 ETABS 已能理想反映大部份建築物的結構行為。
此外,本案亦可接受其他程式所做的彈性地震分析。
15. 建築物耐震能力初步評估表請考慮配合地盤種類增加樓層數 目之影響,液化潛能高的地區對評估之影響應作特別說明。
答:初步評估表之設計均針對各個單一項目,同時考慮兩個項
目有困難,暫不考慮。液化潛能已在評估項目中,如屬高 液化潛能,評估者可加以提醒其影響。
16. 耐震能力不足之標準應訂一下限值,例如五十年屋齡之建築物 已不必補強。
答:下限值訂為假設建築物尚要使用 20 年。
17. 請考慮規劃初步評估、詳細評估及實際行為之差異性研究。
答:詳細評估應與實際行為接近,而初步評估中的簡單計算初 步評估法應與詳細評估有高的相關性。
18. 磚牆以等值受壓斜撐模擬,宜注意θ角下限值為 45 度。
答:所引用文獻的迴歸公式係根據試驗結果迴歸,適用範圍可 至 22.3 度,至於磚牆長而矮,致使θ角小於 22.3 度時,再 假設等值斜撐沿 45 度方向。
19. 老舊建築物補強後的使用年限宜適當增長,並宜訂補強後最低 再使用年限。
答:最低再使用年限已訂為 20 年。
20. 建議規劃歷史建築物 (無結構圖) 的耐震能力評估研究。
答:本詳細評估法須使用結構圖資料,無結構圖之評估可使用 初步評估表,對歷史建築物而言,若不合格可逕予以補強。
21. 建議以案例說明初步評估表的使用,以便推廣,並可彰顯其敏 感度。
答:會有實例評估。
22. 宜考慮建築物施工與設計時之差異對評估結果之影響。
答:評估中已使用混凝土實際抗壓強度與結構體現有缺陷評估 係數。
23. 建議增加流程圖說明以促進了解。
答:已有許多流程圖輔助說明。
24. 研究成果可否製成光碟或上網以推廣試用。
答:照建築研究所及營建署規劃的推廣計畫辦理。
25. 建議規劃對國內常用之評估法作比較驗證。
答:國家地震工程研究中心已有規劃相關計畫。
三、期末簡報
1. 建議後續研究為與國內外振動台 RC 試體試驗結果作比對,及 與較大規模地震中實際建築物損害程度作比對,看看是否相 符。
答:建議很好,後續研究會加以考慮。
2. 宜建立案例庫,供有興趣者練習、測試。
答:列入後續研究中辦理。
3. 建築物每層之 f ′c經常差異甚大,有時不同層不同處也不一定一 樣,程式應照實輸入,而非用單一 f ′c值輸入。
答:程式目前是梁、柱、剪力牆可分別輸入其 f ′c值,若受評估 建築物進行鑽心試驗,可取其平均值代入。如要各構材輸 入不同的 f ′c值,則程式須予修改,且輸入檔亦較麻煩。
4. 是否有考慮震後剪力裂縫、撓曲裂縫對強度之折減?
答:由 3.11 節可知,計算所得的耐震能力 Ac 係根據設計圖來 計算,尚難反映結構體現有缺陷,因此還要乘上一個反映 結構體現有變形程度與裂縫、鏽蝕、滲水等程度的係數 F8。 5. 建議只要公佈評估準則,程式由民間自行發展讓業界去評論。
答:耐震能力評估的方法並非一成不變,因此由民間自行發展 應是可行的。根據營建署「建築物實施耐震能力評估及補 強方案 (草案)」,便只提出評估準則,沒有規定用什麼方 法去評估。
6. 初步評估表中,液化潛能應獨立出來。
答:本案所稱之耐震能力評估,主要係根據強度、韌性來評估 耐震能力,因此液化潛能項目可考慮獨立出來。
誌 謝
本研究承專家與學者們在期初、期中及期末簡報提供寶貴意 見,特此申謝。
研究期間承楊金龍先生與許資生博士提供許多協助,特此誌 謝。
表 2.1 建築物耐震能力初步評估表
建築物名稱: 建築物編號: 評估者: 評估日期:
項次 項 目 配 分 評 估 內 容 權 數 危險度 評 分
□63 年 2 月以前 (1.0) □63 年 2 月 ~ 71 年 6 月 (0.75) □71 年 6 月 ~ 78 年 5 月 (0.5)
1 設計年度 4
□78 年 5 月 ~ 86 年 5 月 (0.25) □86 年 5 月以後 (0)
2 地盤種類 5 □台北盆地 (1.0) □第三類 (0.8) □第二類 (0.4) □第一類 (0)
3 工址震區加速度係數 5 (Z – 0.18) / 0.15;其中 Z:震區加速度係數
4 地下室面積比,ra 5 0 ≤ (1.5 – ra) / 1.5 ≤ 1.0;ra:地下室面積與建築面積之比 5 基礎型式 5 □基腳 (無繫梁) (1.0) □基腳 (有繫梁) (0.5) □樁基或筏基 (0)
6 基地土壤承載力 4 □極差 (1.0) □不良 (0.67) □尚可 (0.33) □良好 (0)
7 梁之跨深比,b 6 0 ≤ (10 – b) / 8 ≤ 1.0
8 柱之高深比,a 6 0 ≤ (6 – a) / 4 ≤ 1.0
9 牆量指標 8 □極差 (1.0) □不良 (0.67) □尚可 (0.33) □良好 (0) 10 窗台、氣窗造成短柱嚴重性 8 □高 (1.0) □中 (0.67) □低 (0.33) □無 (0) 11 磚牆造成短梁嚴重性 6 □高 (1.0) □中 (0.67) □低 (0.33) □無 (0) 12 軟弱層顯著性 8 □高 (1.0) □中 (0.67) □低 (0.33) □無 (0) 13 平面對稱性 6 □差 (1.0) □尚可 (0.5) □良 (0)
14 立面對稱性 4 □差 (1.0) □尚可 (0.5) □良 (0)
15 變形程度 4 □大 (1.0) □中 (0.67) □小 (0.33) □無 (0) 16 裂縫銹蝕滲水等程度 8 □高 (1.0) □中 (0.67) □低 (0.33) □無 (0)
17 屋齡,yr (年) 3 yr / 50 ≤ 1.0
18 屋頂加建程度 5 □高 (1.0) □中 (0.67) □低 (0.33) □無 (0)
分數總計 100 D:危險度評分總計
評 估 結 果 □確有疑慮 (D > 60) □有疑慮 (30 < D ≤ 60) □尚無疑慮 (D ≤ 30)
評 估 結 果 □確有疑慮 (D > 60) □有疑慮 (30 < D ≤ 60) □尚無疑慮 (D ≤ 30)