補強規劃

一、一般通則

進行耐震補強規劃時，補強之基本策略，是基於強度增加方式或(及)韌性增加方 式來達到耐震性能需求應先初步確認，設計者應選用能達到耐震性能需求之最經濟 及影響性最小的補強方式，本報告對於老舊之低矮建築物或用途係數高之建物，建 議以強度補強為補強設計之基本策略；對於高層建築或規範規定之第四類建築則建 議以強度搭配部份構材韌性補強為策略，另消能補強建議使用於高層建築或建物既 有韌性佳之結構而較不宜用於耐震能力極低、剛性大或韌性甚差之結構。於補強設 計規劃階段，補強後建物之使用功能性及補強工程之施工性應與結構耐震性能提昇 一併加以完整考量。

二、補強設計策略

耐震補強應採用補強效果經結構試驗或其他研究確認之可信技術，基於性能需 求與施工條件之最佳方案如強度提升、韌性提升、減少偏心量、勁度分佈改善或缺 陷改善等應優先採用，為使能選用到最佳補強方案，對既有建築物之耐震性能應經 由耐震評估充分加以了解。補強構材之配置應以建築物使用功能上之需求為考量詳 加規畫，盡量不要過度影響到建築物之使用功能性，且補強構材之配置位置應能有 效提昇整體建築物之耐震性能。

耐震補強的結構配置和其連接構造應盡量符合下列要求:

(1) 補強的整體配置佈局，應優先採用增強結構整體耐震性能的方案，及消除不利 於耐震的因素，改善構件的受力狀況；並宜盡量减少地盤或基礎的補強工程量，並 多家考慮採用提高上部結構抵抗不均勻沉陷能力的措施，另對工址地盤效應的影響 亦需一併多加考量。

(2) 補強構材或新設置構材的配置，應使補強後結構平立面的質量和剛度分佈盡量 均勻與對稱，並應避免局部補強所導致之結構剛度或強度的不連續性或不均勻性。

(3) 對於結構耐震能力較不足、或易損壞之構造，或構造為和不同類型結構的連接

鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術與示範例之研擬

部位，其要求之承載力或變形能力應較一般部位為高。

(4) 增設的構材與原有構材之間應有可靠連接材相連接，新增設的剪力牆、構架、

柱等豎向構件應檢核其基礎與地盤是否具有足夠之承載能力。

(5) 對於女兒牆、帷幕牆、屋頂及其他懸掛物等易倒塌、掉落傷人的非結構構件，

當不符合耐震要求時，宜加以拆除，當需要保留時，應進行必要之補強。

由歷年震害及試驗、理論分析都顯示，建築的結構型式、地盤情況以及構件受 力狀況，對建築結構的耐震性能都有明顯影響。耐震補強設計時，應根據結構實際 情況，正確處理好以下所列項目是改善結構整體耐震能力，為使補強設計達到合理 有效的重要途徑。

(1) 減小扭轉效應: 新增構件的設置或原有構件的勁度強度補強，都應考慮對整個 建築物扭轉效應的影響，宜盡可能使補強後結構的重量和剛度分布比較均勻對稱，

因為研究分析發現，扭轉效應會明顯的降低建築物之耐震能力。雖然既有建築的結 構型式是難以改變的，但結合建築物的整體維修改造，或許可將不利於耐震的建築 平面形狀分割成規則的單元。

(2) 減小工址地盤反應: 補強方案宜考慮建築地盤情況和現有建築的類型，盡可能 選擇能減小地震反應的補強策略，避免補強後結構的振動周期與地盤顯著周期過於 接近。

(3) 改善受力狀況:雖然對於低矮建築物，強度補強為經濟有效之方式，但耐震補強 設計時，應注意防止結構的極脆性破壞，及避免結構的局部加強造使結構強度和剛 度發生突然變化之情況;結構經補強後宜盡量消除極短柱等不利於耐震的受力狀態。

(4) 加強薄弱部位的耐震構造措施:歷年震害顯示，不同類型結構相接處，由於兩種 不同結構地震反應的不同步及交互作用，其損壞情況可能較嚴重；建築物的局部凸 出部分易產生額外之地震損壞;對於這些耐震的脆弱部位，在補強設計時，應要適當 的加強結構。

耐震補強時，新、舊構材間的可靠連接是保證補強後結構能整體共同抗震的關 鍵，對於一些主要構件的連接，本報告提出了具體之建議要求，對於某些部位的連 接，本報告僅提出一般要求，未具體呈現設計施工方法，設計者可根據實際情況參 照相關規定自行設計(日本建築防災協會，2001)。新增的剪力牆、構架、柱等豎向

第二章 補強規劃與結構設計

構材，不僅要傳遞垂直荷重，且也是直接抵抗水平地震力作用的主要構件，因此，

此類構件應盡量由上至下連續並座落於穩固之基礎上，不應該直接支承在樓層之梁 或板上。

建築物耐震補強方法可由下述方法為之，以提供適當的耐震能力達到設定的耐 震需求目標，補強設計者對於所採用之策略須加以明確說明。

 部份構材補強

 移除或減少既有的不規則性與不連續性

 整體結構物強度提昇

 隔震或消能元件

補強必須增加結構容量及抵抗外力與變形桿件之容量，或減少結構受力與變 形需求，而藉由充分掌握結構物施工細節並進行結構物對地表震動反應之分析，提 升耐震能力，下面提供一些參考建議來修改結構物以增加結構物容量或降低需求。

部份構材補強的目的在使部分耐震能力不足構材及接頭處具有足夠能力來承 受預期的轉角變形或強度需求。補強後的構材及構架應避免形成短柱、短梁。構材 補強是增加容量使能承受非彈性變形需求的方法，補強方法基本上無法降低結構物 在地震力作用下產生的需求，因此當結構物因勁度、強度等不規則導致的額外需求 並無法僅由構材補強來有效降低需求，對許多結構物而言，利用其他方式來分擔既 有構材之地震力可能是必須的，因此構材補強常常需配合其他補強策略。

對於低矮建築物，全面性之整體構材補強可能較不經濟，短柱短梁之剪力破壞 可能為 RC 結構物最脆弱之處，所以構材補強應以此些部份為優先，提昇其韌性容 量，再配合其他強度補強方式來達到最佳之效果。

許多現存之建築物具有結構上之不規則性，有些不規則性會造成結構行為不 佳，如軟層、弱層、扭轉不規則及結構系統不連續等，一般而言，這些不良的結構 行為起因於力量與非彈性變形需求集中於不規則處，而在不規則處結構元件往往無 法承受局部之地震需求的增加，所以可消除或減少不規則性的結構補強，具有減少 需求集中的效果，而使得結構物的變形需求與能量消散更為均勻。在不規則處，通 常可藉由採用新增較大強度補強元件、或加勁既有構件調整平立面勁度、強度之均 勻性來達到消除或減低不規則性，但需對整體結構進行重新評估以確保結構物具有 適當的耐震能力，且不會有新的不規則處或易損壞的部位發生。

鋼筋混凝土建築結構耐震補強技術與示範例之研擬

結構與非結構構材(如非結構牆)的破壞與建築物對地震反應所產生的變形有 密切關係，整體結構加勁，旨在採用增設構材或提高原構材強度直接減少側向變形 量，但須注意既有梁、柱應具適當強度得以應付變化後的外力，一般而言最有效的 加勁方式便是在其抗側向力系統中加入斜撐構架或剪力牆。雖然整體結構強度勁度 提昇可有效降低結構物對地震反應的變形量，但一般而言亦會對結構物及其非結構 構材的外力造成提升現象，在對補強結構物進行評估時，須對所有構件評估，因為 在補強前由評估指出適當的桿件，可能因外力的提升而變得不合適。

若評估出結構因抗側力之能力不足而具有不良之耐震表現時，則結構加勁方式 亦可達到增加強度的作用，此外，對整體結構之強化，亦可將抗側力系統的桿件包 覆鋼板或碳纖維貼布以提供額外的強度，當整體強化時，結構與非結構元件可能需 承受較大的力量，因此當評估補強結構時，需考慮所有桿件，包含未補強前可能適 用的桿件。對於鋼斜撐與剪力牆等增加構架勁度與強度之元件，第四章提供數值模 擬的準則，使用這種方式補強須根據適當的準則或規範設計補強之元件。

由於低矮建築物之週期較低，所以隔震是改善既有 RC 結構物耐震行為之有效 方式，但其補強費用可能較昂貴，另其施工難度也可能較高。隔震系統藉由兩項基 本因素改善結構物耐震行為，一為延長結構物的週期，及明顯的阻尼作用，兩者合 併的效果可大大降低建築物之慣性力，隔震系統常被設計為具有較大之柔度，因此 地震力引致之變形與能量消散便在隔震系統發生，而不會傳遞至結構物，其結果便 是隔震系統需承受很大的變形與消能需求，使其上的主結構承受較低的側向力與變 形需求來降低破壞程度。

消能元件其目的在減少結構物對地表震動的位移反應，因此與結構加勁十分類 似，但此補強方式著重在消能而非加勁，以一些消能裝置作為補強的工具，可增加

消能元件其目的在減少結構物對地表震動的位移反應，因此與結構加勁十分類 似，但此補強方式著重在消能而非加勁，以一些消能裝置作為補強的工具，可增加