建築結構受震破壞與修補
一、 建築物受震破壞修補的重要性
人類有史以來,就與居住處所息息相關。自有巢氏築木為巢,穴居者鑿洞穴以避風雨以來,續於地上起造茅屋、木屋、磚屋、石屋,直到今日鋼筋混凝土造大樓林立,鋼骨造摩天大樓聳立市中心,無一不是接著於土地上,甚至深入地內,而盤固於其基礎者。然土地又是傳遞地震波的主要媒介,能夠將地震波傳播得很遠。所以每每於地震時,常將附著於地上的建物震得搖晃不已,震後有的絲毫未損,有的略有破損,有的則牆裂柱斷,有的更造成崩塌而剩下一堆瓦礫。可知人類對地震的畏懼,其由來有自,其久可能不短於人類生存史。
房屋的構造型態可能按人類文明的演進而依次出現的是:木造(包括竹造)、石造、土磚造、紅磚造(包括空心磚造)、鋼筋混凝土造及鋼骨造等。到現在這幾類房屋仍出現在地球上各個國家,所不同者僅為各型態與比例因地而異而已。就建物結構而言,則可將建物之單元分為結構單元及非結構單元。所謂結構單元就是扮演負擔荷重的角色,而地震力則是荷重的一種,所以結構單元須負承受地震力之任務,例如梁、柱、承重牆或剪力牆及基礎,無論如何均須承擔垂直與水平載重;而非結構單元是建物中作為裝修或其他功能的單元,例如天花板、內外飾板、屋面瓦、門窗等。非結構單元於地震時可能被震毀或受損,然對建物主體構造而言,並非致命傷。應擔心的是結構單元的受損或破壞,因結構單元之對於建物有如骨架之對於人體。當結構單元受震而破壞,嚴重者可能使房屋不穩定.最終可引致崩塌;使房屋造成不穩定的常見情況是柱於上下端暴裂或折斷,及承重牆倒塌等引致者。
鋼筋混凝土結構物及磚造結構物多年來在國內一直都是建材的主流。早期由於資金的窘迫,加上技術之不足,因此不論在施工材料或是設計規範方面都無法滿足現今標準。而當時所構築之建築物,目前仍存在國內各城市之中,有的較幸運的已在都市更新的過程中得以拆除重建,但有更多或因資金的問題,或因法令的限制而無法處理。這些建物有的已因歷經滄桑出現了損壞現象,而也有的表面情況尚佳,卻因耐震力不足而可能在下次地震或其他災害中損傷。
事實上台灣己進入十分可能發生大地震的時程。在目前的狀況下若發生強烈地震,可預期將會有極多數的建物受到不同程度的震害,其中有些將明顯無法修復再供使用,有些則可以適當方式加以修復。我們應思考如何使這些受損建築物,能以最安全且最適當的工程方式儘早恢復機能,以減少損失及對社會的衝擊。
二、 建築震害之型態與修補
(一)建築震害之類別與型態
地震害造成建築破壞之類別大致可分為二大類:建築結構之破壞、建築基礎之破壞。
每一類別之破壞又可能因不同的原因而造成不同型態之破壞,詳細分別如下表所示。
| 震害之類別 |
破壞之型態 |
| 建築結構之破壞 |
1.柱端的脆性破壞
2.短柱效應之剪力破壞
3.剪穿破壞
4.整層樓之破壞
5.頂層靜物之固定支撐不良
6.不當之結構系統配置
7.鄰屋互撞破壞
8.先前地震遺留之損害
9.柱軸力與側移互制效應
10.附屬物及非結構體之破壞
11.結構元件事先受到人為破壞
12.結構材料強度不足或材料老化
13.結構型式抗震性不良
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| 建築基礎之破壞 |
1.山坡地之破壞
2.基礎沉陷及土壤液化之破壞
3.斷層錯動之破壞
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(二)建築物震害之修復與補強
以下分別就建築受震害所造成破壞型態之可能原因,並個別就其可行之修復與補強方案,配合簡圖或照片來說明,下列所述破壞因素及補強例係以一般常見之情形為例,實際個案之破壞與補強皆需經工程人員分析後執行。開啟新頁閱讀
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