探討磚牆考慮與否對建築物耐震評估與補強結果之影響

一、前言

我國工程師進行結構分析設計時，將磚牆忽略，然而國內外含磚牆構架實驗研究結果顯示，磚牆對於構架耐震行為會產生影響。本文以一棟位於台北市地上四層之鋼筋混凝土既有公寓建築案為例，案例中含有大量磚牆，當作隔間牆、外牆或隔戶牆，其中建築物四周外圍磚牆，為採光通風需求而設置開口。茲分別針對僅考慮梁柱構架不含牆體之純構架，暨考慮梁、柱及牆體之含牆構架等，兩種情形進行模擬分析，探討牆體考量與否，對耐震能力及破壞行為差異。

二、案例說明

圖1為案例之3D建築模型，為臺灣都會區常見雙併公寓建築，一樓左右兩戶具有獨立之門戶，而二樓以上住戶則以中間之公用樓梯作為主要通道。依據建築平面圖(圖2)，左戶室內空間為三房二廳雙浴廁之配置，右戶室內空間為四房二廳雙浴廁之配置。室內各使用空間均以12cm磚牆作為隔間牆，外牆與兩戶間之隔戶牆為24cm磚牆，樓梯間之梯間牆亦為24cm磚牆，其中各臥室及浴廁之外牆因採光通風需求，均有開孔安裝窗戶，建築物外觀詳建築立面圖(圖3 ~圖6)。圖2之建築平面圖顯示，平行街道方向尺寸為23.15公尺，垂直街道方向尺寸為14.05公尺。平行街道方向有A至G共七個構架，垂直街道方向則有1至9共九個構架。在A、B及G構架上均有三面圍束磚牆，而D構架上則有四面圍束磚牆，在1、3、5、7及9構架上均有三面圍束磚牆，在4構架上為隔戶四面圍束磚牆，而6構架上則有四面圍束磚牆。由圖3至圖6之立面圖顯示，各樓層高度均為3.0公尺。

三、耐震能力詳細評估

1.純構架分析模擬

2.含牆構架分析模擬

3.不同模擬方法之比較分析

圖1　案例之3D 建築模型圖	圖2　案例之建築平面圖
圖3　案例之正立面圖	圖4　案例之背立面圖
圖5　案例之左側立面圖	圖6　案例之右側立面圖
圖7　案例純構架結構模擬3D 模型	圖8　案例純構架+X 向側推曲線及容量震譜
圖9　案例純構架-X 向側推曲線及容量震譜	圖10　案例純構架+Y 向側推曲線及容量震譜
圖11　案例純構架-Y 向側推曲線及容量震譜	圖12　案例純構架+X 向非線性鉸發展圖
圖13　案例純構架-X 向非線性鉸發展圖	圖14　案例純構架+Y 向非線性鉸發展圖
圖15　案例純構架-Y 向非線性鉸發展圖	圖16　近施力側磚翼牆對角壓桿傳力機制[3]
圖17　案例含牆構架+X 向結構模擬3D 模型	圖18　案例含牆構架+X 向側推曲線及容量震譜
圖19　案例含牆構架-X 向側推曲線及容量震譜	圖20　案例含牆構架+Y 向側推曲線及容量震譜
圖21　案例含牆構架-Y 向側推曲線及容量震譜	圖22　案例含牆構架+X 向非線性鉸發展圖
圖23　案例含牆構架-X 向非線性鉸發展圖	圖24　案例含牆構架+Y 向非線性鉸發展圖
圖25　案例含牆構架-Y 向非線性鉸發展圖

四、結論

本文以實際四層樓公寓為案例，分別針對僅考慮梁柱構架不含牆體之純構架，以及考慮梁、柱及牆體之含牆構架等兩種情形進行模擬分析，其結果顯示考慮牆體之分析行為與震後勘災結果較吻合。私有住宅數量龐大，應有效運用關鍵構件的耐震評估技術，例如開口RC牆、磚翼牆等，才能經濟有效的反映結構實際受震行為。

參考文獻

[1] 邱聰智，翁樸文，沈文成，葉勇凱，鍾立來，黃世建（2014）。"台灣典型街屋建築結構資料庫"。國家地震工程研究中心，NCREE-14-006，臺北。

[2] 蕭輔沛，鍾立來，葉勇凱，簡文郁，沈文成，邱聰智，周德光，趙宜峰，翁樸文，楊耀昇，涂耀賢，柴駿甫，黃世建（2013）。"校舍結構耐震評估與補強技術手冊第三版"。國家地震工程研究中心，NCREE-13-023，台北。

[3] 邱聰智（2015）。"低矮型鋼筋混凝土住宅結構耐震快速評估法之開發與驗證"。臺灣大學土木工程學研究所，博士論文，臺北。

[4] 黃世建，蔡仁傑，林永健，曾建創，涂耀賢，蕭輔沛（2015）。"鋼筋混凝土開孔牆受剪破壞之側力位移曲線預測"。低矮鋼筋混凝土建築耐震設計、評估與補強技術及政策推動研討會，臺北。

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