計 畫 名 稱:低矮鋼筋混凝土沿街店鋪住宅典型開口外牆耐震性能提昇之實驗研究
主管單位:內政部建築研究所
執行單位:內政部建築研究所
執行期間:103年02月~103年12月
年度:103年
核定經費:2,595仟元
計畫主持人:歐昱辰
中文摘要:摘要

  低矮鋼筋混凝土沿街建築(店鋪或住宅),為台灣相當普遍之建築形式,此種建築沿街方向牆體由於通風、採光、通道等之需求,常存在相當面積之開口,削弱牆體耐震能力,921 大地震顯示,此種建築之耐震性能在沿街方向往往令人擔憂。目前工程界欠缺簡單、有效之方法評估與設計前述牆體之耐震性能。建研所民國102 年委託案「低矮鋼筋混凝土街屋具典型開口外牆之耐震行為研究」已針對屋後外牆開口形式、大小、位置對於牆體耐震行為之影響進行探討,並提出分析與設計建議;該研究同時指出一樓屋後外牆由於對外開門之需求,總開口面積顯著大於其他樓層,導致產生類似921 大地震後常見一樓之軟弱層破壞,因此有必要針對一樓外牆進行耐震性能提昇之研究。

  本研究針對低矮鋼筋混凝土沿街建築屋後外牆,在兼顧施工性之要求下,研擬耐震性能提升方法,包括開口旁邊界構材、牆體圍束鋼筋、密集配置牆體水平向鋼筋,以及對角向鋼筋之改良式韌性配筋,已於實尺寸牆試體製作過程中證實為可行,且考量試體4~6 鋼筋較為密集,採用細粒料配比之混凝土,試體模擬實務工法,採直立澆置,模板使用一般建築工地用料,混凝土澆置結果顯示僅少部分區域如牆底層及部分鋼筋密集區域有少許粒料分離現象。於反覆載重實驗結果顯示性能提升後之開口牆體具有相當優良之韌性與消能行為,僅配置邊界構材之試體4 相較於採傳統配筋(僅配置溫度與乾縮鋼筋)之試體3,其正向強度提升25%,負向強度提升17%,平均極限位移比提升20%,消能能力提升約50%。配置對角向鋼筋、邊界構材、牆體圍束鋼筋及密集配置水平向鋼筋之試體6 相較於採傳統配筋(僅配置溫度與乾縮鋼筋)之試體3,極限位移比提升150%,消能能力提升317%,強度最大值提昇50%。

  除針對沿街店鋪住宅屋後開口外牆探討性能提升方法外,本研究基於國家地震工程研究中心側推耐震評估方法,提出能考慮牆體開口效應,並適用低矮鋼筋混凝土沿街店鋪式住宅之側推耐震評估方法;分析結果顯示一樓軟弱層破壞模式,其因緣於柱尺寸影響此類建築住宅使用空間需求而變小,導致強梁弱柱,以及一樓沿街方向牆壁因開門、開窗或流通性而大幅度開口,導致強度弱於其上樓層。

關鍵字:鋼筋混凝土、沿街店鋪式住宅、屋後外牆、開口、耐震
重要工作項目:1. 文獻、規章條文以及實際工程圖說等資料收集與整理。

2. 試體設計。

3. 舉辦專家座談會

4. 沿街店鋪式住宅屋後開口外牆反覆載重試驗。

5. 鋼筋及混凝土基本材料性質試驗。

6. 規範條文適用性評估。

 
預期具體成果及效益:
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