結構耐震-階段性補強:服務年限之折減

鍾立來1,2,3、簡文郁1、邱聰智1,4、王佳憲1、賴昱志1、

涂耀賢5、楊元森6

1國震中心、2臺大土木系、3成大土木系、4臺科大營建系、

5宏國德霖科大土木系、6北科大土木系

2009年起,教育部全面展開高中職以下『校舍耐震能力之提升』,教育與工程專業結合,經多年的努力,大致解決此一問題,並通過2016年美濃地震及2018年花蓮地震的考驗[1]。公有建築物,產權單一,補強工程期間之安置相對容易,相關程序已成熟,只要方向堅定,必能全數解決耐震能力不足的問題;但是,私有建築物,結構耐震補強之挑戰有三:經費、安置及共識,推動困難,可能無法完整補強。退而求其次,先作階段性補強,改善不良的破壞模式(弱層崩塌),提升耐震能力,降低地震時崩塌之風險。

內政部營建署,補助階段性補強經費[2],減輕住戶之負擔;國家地震工程研究中心,則提出階段性補強之技術手冊[3],建議補強工程,儘量施作於建築物之公共空間,避免安置之問題;只要區分所有權人達成共識,內政部營建署及國震中心即予以協助。由於建物於階段性補強後,結構之耐震能力仍未達現行規範之標準,容量需求比小於一,服務年限必須有所折減。

有鑑於此,本文提出服務年限折減之計算方式,供工程界參考。

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中小度地震之超越機率高,回歸期短,震(振)動程度輕微而經常發生,為避免頻繁修復而徒增困擾,在此地震等級下,結構仍處於彈性,地震後恢復原位,沒有損害,不須修復;最大考量地震之超越機率低,回歸期長,乃罕遇地震,但震(振)動程度劇烈,結構已進入非線性,可發揮全部韌性容量,從而折減設計地震力,結構可嚴重損害,但不致於崩塌,建築物內之人員有足夠的逃生空間;設計基準地震介於兩者之間,結構降伏,僅能發揮部分韌性容量(容許韌性容量),可折減設計地震力,結構中度損害,且可修復。中小度地震之震(振)動程度約為設計基準地震的1/4倍;而最大考量地震之震(振)動程度則約為設計基準地震的3/2倍。兼顧三級地震,達到「小震不壞,中震可修,大震不倒」的規範精神。

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參考文獻

1. 蔣佳憓、林筱菁、林佳蓁、陳孟妘、鍾立來、黃世建(2018),「臺灣校舍耐震補強暨 0206 花蓮地震之校舍表現」,中華民國第 14 屆結構工程及第 4 屆地震工程研討會,文章編號:24003。

2. 內政部營建署(2020),「建築物結構快篩及階段性補強經費補助執行作業要點」,內政部109.7.3台內營字第1090810593號令修正部分規定及第3點附件一,自即日生效。

3. 鍾立來、邱聰智、陳幸均、何郁姍、涂耀賢、林煜衡、翁樸文、沈文成、李翼安、蕭輔沛、楊智斌、楊耀昇、許庭偉、江文卿、黃世建(2019),「單棟大樓階段性補強技術手冊及示範案例規劃設計監造(評估與設計技術篇)」,內政部營建署委託研究計劃期中報告,臺北。

4. 內政部營建署(2011),「建築物耐震設計規範及解說」,內政部100.1.19台內營字第0990810250號令修正部分規定,自中華民國一百年七月一日生效。

表1 地震等級之超越機率及回歸期

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表2 耐震容量需求比與回歸期及服務年限

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圖1 典型之地震危害度曲線

 

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圖2 服務年限與容量需求比之關係

 

【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】

 


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