第三章 鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估表之擬定
第二節 鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估表
本研究擬定之鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估表,係針對影響耐震能力 最重要的因素研擬而成。如附錄八所示,共分五大表單:「壹、建築物基本資料」,
「貳、建築物平立面圖」,「參、建築物耐震能力初步評估表」,「肆、定量評估」,
「伍、現況照片」等。
一、建築物基本資料表
此表項係紀錄建物名稱、建物編號、評估者、評估日期、建物地址、設計年 度、建物高度、用途係數、系統韌性容量 R、地上樓層以及地下樓層等,如附錄 八所示。此表紀錄之資訊可供後續表單-「參、建築物耐震能力初步評估表」與「肆、
定量評估」所使用。
二、建築物平立面圖表
受評估之建築物應檢附該建築物之平立面圖,如無平立面圖說,評估者應根 據專業判別繪製並附於表中。藉此可了解實際建築物之梁柱及牆配置,並可供
「參、建築物耐震能力初步評估表」與「肆、定量評估」所使用。
三、建築物耐震能力初步評估表
本表共有 19 個項目,根據工址環境、結構系統、結構細部、結構現況與定 量分析分為五個區塊,以及額外評估項目。其中,與工址環境有關者計有 4 項,
與結構系統有關者計有 7 項,與結構細部有關者計有 4 項,與結構現況有關者計 有 3 項以及定量分析單獨 1 項。各項目並依其重要性給予不同的配分,配分之總 和為 100 分。各項目根據評估內容,就可以決定權重,將權重與配分相乘,可得 該項目之評分,19 個項目的評分相加得分數總計,最後經由專業建築師或技師根 據現場狀況給予額外增減分。
分數若大於 50 分,則表示該建築物的耐震能力確有疑慮,若介於 25 分至 50 分之間,則表示該建築物的耐震能力有疑慮,若低於 25 分,則表示該建築物的
耐震能力尚無疑慮。
為更清楚瞭解各項評估之意義,並令評估者評估該項目時有較統一的標準,
茲將表中各項目詳加說明如下:
1. 工址環境
〔項次 B101〕是否為第一類活動斷層近域
民國九十四年七月一日開始實施之建築物耐震設計規範及解說,凡於第一類 活動斷層近域的鄉、鎮、市、區,其設計地震力之計算,因需考慮斷層調整因子 N 與A N ,因此設計地震力會比非活動斷層近域者為高,第一類活動斷層近域的V 鄉、鎮、市、區可由規範中查到。
〔項次 B102〕地盤類別
從各類地盤的正規化加速度反應譜來看,地盤越軟弱,引致之地震力越大,
因此軟弱地盤上之建物破壞的可能性增高。
〔項次 B103〕震區短週期設計水平譜加速度係數S SD
震區短週期設計水平譜加速度係數S 係根據建築物耐震設計規範及解說來SD 決定,並且震區係以鄉、鎮、市等行政區為劃分單位,根據 50 年使用期限內 10%
超越機率之均布危害度分析訂定,地震回歸期為 475 年。SSD越大,表示地震危 害度越高。
〔項次 B104〕液化潛能
地震時若基地土壤發生液化,對建築物之耐震能力確實有影響。就詳細評估 的層面而言,可採用折減後的土壤參數進行分析,自然會影響分析所得之耐震能 力。可依據當地縣市政府所提供之液化潛能區相關資料來做評估,如圖 3.1 所示。
圖 3.1 台北市平原地區液化潛能圖
【資料來源:參考書目 48】
2. 結構系統
〔項次 B205〕基礎型式
基礎若為基腳,且基腳間無繫梁,基腳較易發生土壤承載力不足之破壞或基 腳結構體之破壞。基腳間若有繫梁,或採用筏基或樁基時,則因連成一體,基礎 傳遞之力量可透過繫梁或地梁加以分配,安全性較高,如圖 3.2 所示。
(a) 基腳(無繫梁) (b) 基腳(有繫梁)
外牆 柱 基礎蓋版
中空或填土 基礎底版
G.L
土壤反力
載重 G.L
載重
樁底之承 基樁
樁身摩擦力
載重
(c) 筏基 (d) 樁基
圖 3.2 基礎型式
【資料來源:本研究製作】
〔項次B206〕地下室面積比,r
建築物的地下室面積如果較大,地震時承受之土壤壓力較小,結構體也比較 不會發生差異沉陷之破壞。建築面積係地面以上建築物的投影面積。
a
〔項次 B207〕平面對稱性
結構物抵抗地震力之構材如左右、前後對稱,則勁度中心與質量中心通常不 致有太大的偏心。如有些構材配置不對稱,勁度中心與質量中心可能有很大的偏 心量,地震時易產生較大的扭矩反應,增加構材的內力與損壞的可能性。
評估時可依據規範平面不規則的種類與定義判斷,給予適當的權重。
〔項次 B208〕立面對稱性
結構物抵抗地震力的構材如果在立面上連續,勁度沒有太大的變化,則其地 震時的動態反應較易掌握。結構物若有顯著的退縮,或例如剪力牆到一半高度中 止,均易造成結構立面上勁度過大的變化,地震時將產生不易掌握動態反應,影 響結構物的耐震安全。
評估時可參照規範對立面不規則性的種類與定義,給予適當的權重。
〔項次 B209〕梁之跨深比 b
梁之跨深比為梁之淨跨度與有效梁深的比值,其值越大,發生彎矩降伏的機 會越大,結構體韌性越佳。比值 b 越小,發生剪力破壞的可能性增加,結構物因 此較不具韌性,耐震能力較差。根據鋼筋混凝土耐震設計之特別規定,具韌性梁 之淨跨度不得小於四倍有效梁深。
依評估內容所提供的權重公式來計算,當 b 值大於等於 8.0 時,其權 重為 0,
當 b 值小於或等於 3.0 時,其權重為 1.0,其間則以內差計算。
〔項次 B210〕柱之跨深比 c
柱之高深比為柱之淨高與沿地震剪力方向之柱深的比值,此值越大,發生彎 矩降伏的機會越大,結構體越具韌性。比值 c 越小,發生剪力破壞的可能性增加,
結構因此較不具韌性,耐震能力也較差。
依評估內容提供的計算權重公式來計算,當 c 值大於等於 6.0 時,其權重為 0,當 c 值小於或等於 2.0 時,其權重為 1.0。
〔項次 B211〕軟弱層顯著性
建築物的一樓常因開放空間或作為商業用途使用,二樓以上的非結構 RC 牆 或磚牆,沒有下到一樓,致使一樓之極限層剪力強度較低。地震來襲時,一樓會 先產生塑鉸,其韌性用盡後,建築物就會發生弱層破壞,其對應的耐震能力通常 很低,如圖 3.3 所示。
弱層也不一定發生在一樓,因此若有某層之極限層剪力強度明顯低於其相鄰 樓層之極限層剪力強度,就要估計其低多少的嚴重性來進行評估。評估時非結構 RC 牆與磚牆之分布亦需加以考慮。
(a) 軟弱層無顯著 (b) 軟弱層顯著 圖 3.3 軟弱層破壞
【資料來源:本研究製作】
3. 結構細部
〔項次 B312〕塑鉸區箍筋細部(由設計年度評估)
結構物是靠強度與韌性來抵抗地震,韌性對耐震能力尤為重要。因此混凝土 工程設計規範與解說之耐震設計特別規定嚴格規定塑鉸區之圍束箍筋配置,希望 增加塑鉸區之曲率韌性、極限塑鉸轉角來達到增加結構物韌性容量的目的。
梁端、柱端、剪力牆的邊界構材以及梁柱接頭等處,都是規範注意的重點,
要根據箍筋用量、鋼筋細部等方面來評估其達到規範要求的程度。然因初評時箍 筋細部不易知曉,而規範之規定係隨時間漸趨完備,故以設計年度來評估此項目。
〔項次 B313〕窗台、氣窗造成短柱嚴重性
窗台若緊貼柱邊,會造成短柱,如圖 3.4 所示。除了吸收較大的地震力外,
其破壞模式也可能由彎矩破壞轉變為韌性較差的剪力破壞,使得耐震能力降低。
牆體兩側有柱,若上邊開氣窗會產生短柱,容易產生剪力破壞,也會降低耐 震安全。
評估時要看此種短柱現象是否很普遍,或僅有少數幾個地方,來決定其嚴重 性。
(a) 無短柱效應 (b) 短柱效應 圖 3.4 短柱效應
【資料來源:本研究製作】
〔項次 B314〕牆體造成短梁嚴重性
有時為了留走道,致使隔間非結構牆並未填滿構架的兩柱之間,而留有短梁 的現象,如圖 3.5 所示。短梁在地震時會引致較高的剪力,但彎矩不大,因此會 發生較不具韌性的剪力破壞,降低了建築物的耐震能力。
評估時要看此種短梁現象是否很普遍,或僅有少數幾個地方,來決定其嚴重 性。
(a) 無短梁效應 (b) 短梁效應 圖 3.5 短梁效應
【資料來源:本研究製作】
〔項次 B315〕加建程度
此處所指之加建物,係指原設計不包括的一些加建物。由於加建物具有重 量,如加建物位於最高的屋頂,地震時產生的地震力比設於其他樓層更大,對於 結構物的耐震安全具有相當的影響。評估時係以加建物的多少與位置來決定權 重。
4. 結構現況
〔項次 B416〕柱之損害程度
鋼筋混凝土柱因外在損壞會影響構材所能承受的強度,譬如混凝土保護層剝 落、混凝土粉刷層脫落,雖主筋未挫屈,箍筋未脫開或斷裂,但將影響結構安全,
如表 3.1 與圖 3.6 所示。
表 3.1 柱之損害程度 柱之損害度分類
柱之損害度 損害內容
無受損(無) 無任何裂縫損傷。
輕度破壞(低) 用肉眼即可看到其裂縫(裂縫寬度<0.2mm)。
中度破壞(中)
雖有較大之裂縫,但混凝土僅保護層脫落(裂縫寬 度 0.2mm 以上)。
嚴重破壞(高)
保護層脫落範圍度大,部分箍筋脫開或斷裂,主筋 可能挫屈。
【資料來源:參考書目 49】
(a) 輕度破壞 (b) 中度破壞 (c) 嚴重破壞 圖 3.6 柱之損害程度
【資料來源:參考書目 49、本研究製作】
〔項次 B417〕牆之損害程度
鋼筋混凝土牆因外在損壞會引起構材所能承受的強度,譬如混凝土保護層剝
落、混凝土粉刷層脫落,雖主筋未挫屈,箍筋未脫開或斷裂,但將影響結構安全,
如表 3.2 與圖 3.7 所示。
表 3.2 牆之損害程度 牆之損害度分類
牆之損害度 損害內容
無受損(無) 無任何裂縫損傷。
輕度破壞(低) 用肉眼即可看到其水平向裂縫(裂縫寬度<0.3mm)。
中度破壞(中)
水平向裂縫多且延伸至柱,有斜向裂縫,但未見牆 內主筋(裂縫寬度 0.3mm 以上)。
嚴重破壞(高)
有大量之斜向裂縫,可見牆內主筋但未拉斷,邊柱 之保護層脫落。
【資料來源:參考書目 49】
(a) 輕度破壞 (b) 中度破壞 (c) 嚴重破壞 圖 3.7 牆之損害程度
【資料來源:參考書目 49、本研究製作】
〔項次 B418〕裂縫鏽蝕滲水等程度
鋼筋混凝土構材如因劣化或強度不足,就會產生許多裂縫。裂縫產生後,水 氣易滲入,表面的鋼筋較易產生銹蝕,連帶也會降低構材的強度,並產生較大的
鋼筋混凝土構材如因劣化或強度不足,就會產生許多裂縫。裂縫產生後,水 氣易滲入,表面的鋼筋較易產生銹蝕,連帶也會降低構材的強度,並產生較大的