建築震害與補強實務(二版)

鋼板補強設計監造經驗

第一章　地震常識
101　破裂的蛋－地球的構造
102　南美洲與非洲原本是相連在一起－飄流的地殼板塊
103　地殼的七大板塊
104　地震也會傳染？－環太平洋地震帶
105　斷層錯動的種類
106　因板塊推擠作用所形成的喜瑪拉雅山
107　六百萬年前由海底浮出的台灣島
108　中央山脈與海岸山脈分屬不同板塊
109　如何瞭解斷層錯動－斷層槽溝開挖
110　台灣島上的斷層
111　地震的來源－震源與震央
112　地震規模M與原子彈數目的關係
113　縱波先到，橫波重創－縱波與橫波
114　如何判別震源的遠近－縱波與橫波到達的時間差
115　地震速報真的可以救你一命－地震速報的原理
116　台灣的地震震度分級
117　世界各國的地震震度分級
118　九二一大地震的地震震度分佈圖
119　近百年來的災害型大地震

第二章　建築物的地震反應
201　物體的振動行為
202　物體的振動周期
203　建築物的共振現象
204　台北盆地的震波放大效應
205　柱樑構架系統
206　水平構件的傳力行為
207　有效率的I型與箱型剖面
208　鉛直構件的傳力行為
209　一字型或H型剪力牆
210　耐震的剪力核
211　建築物的倒塌方向
212　建築物間的碰撞問題
213　柱子配置不當的偏心扭轉振動行為
214　牆壁配置不當的偏心扭轉振動行為
215　牆多位置比較安全？

第三章　RC樑與RC柱的結構裂縫
301　韌性與耐震
302　混凝土與鋼筋的力學性質
303　作用於RC構件上的外力
304　RC樑與RC柱的軸拉力裂縫發展過程
305　RC樑與RC柱的軸壓力裂縫發展過程
306　RC樑的彎矩裂縫
307　RC柱的軸壓力破壞
308　RC柱的彎矩裂縫
309　RC樑的剪力裂縫
310　RC柱的剪力裂縫
311　RC柱的剪壓破壞
312　連棟柱的單向與雙向剪力裂縫
313　連棟柱的單向與雙向彎矩裂縫
314　RC剪力牆的單向與雙向剪力裂縫
315　認識磚牆與磚牆裂縫
316　RC構件的容許裂縫寬度04公厘
317　環氧樹脂注射修復裂縫

第四章　耐震補強工法
401　結構安全檢查與耐震能力詳細評估
402　常用的耐震補強工法
403　RC翼牆補強工法
404　RC剪力牆補強工法
405　RC擴大柱補強工法
406　RC校舍在RC擴大柱補強前後的現地推垮試驗
407　鋼板補強工法
408　RC柱樑構架在鋼板補強前後的推垮試驗
409　化學錨栓的破壞模式與試驗研究
410　RC校舍在鋼板補強前後的現地推垮試驗
411　鋼骨斜撐補強工法
412　阻尼器減震工法
413　碳纖維補強工法

第五章　RC柱與RC柱腳的鋼板補強
501　RC內柱的鋼板補強
502　鋼板補強的施工步驟
503　化學錨栓的施工注意事項
505　RC樓版敲除後的復原方法
506　RC圓柱的鋼板補強
507　RC方柱的鋼板補強－L型與U型鋼板補強
508　RC方柱的鋼板補強－槽型鋼板補強
509　貫穿螺栓取代敲除RC樓版
510　RC柱腳的鋼板補強

第六章　RC樑與RC樓版的鋼板補強
601　RC樑的鋼板補強
602　RC樑的正彎矩補強
603　RC柱寬等於RC樑寬的樑端處理
604　RC柱寬略大於RC樑寬的樑端處理
605　RC柱寬大於RC樑寬的樑端處理
606　RC樑與RC樑接頭的處理
607　室外RC樑柱鋼板補強
608　RC懸臂樑的鋼板補強
609　RC格子樑的鋼板補強
610　RC樓版的鋼板補強
611　鋼骨柱的結構補強
612　鋼承樓版的結構補強

第七章　鋼板補強的理論分析
701　RC樑與RC柱的應力分析
702　等值主筋與等值箍筋的計算範例
703　等效混凝土剖面慣性矩的計算範例
704　耐震能力詳細評估工具－側推分析法
705　塑鉸的發展過程與實際意義
706　鋼板補強理論分析與試驗結果之比較－側推分析法
707　鋼板補強理論分析與試驗結果之比較－有限元素法
708　補強效果評估法－載重試驗法
709　補強效果評估法－微動測量法

第八章　建築震害與補強策略
801　斷層錯動與橋斷地裂
802　土壤液化真的危險嗎？
803　液化建築物的扶正
804　透地雷達的運用
805　東倒西歪的建築物
806　軟弱底層的危險與補強策略
807　軟弱樓層的破壞與補強策略
808　連棟店面怕骨牌倒塌
809　偏心扭轉振動的危險與補強策略
810　頭重腳輕的破壞與補強策略
811　短柱的破壞
812　短柱的補強策略
813　懸臂走廊教室的破壞模式
814　教室有走廊外柱的破壞模式
815　校舍的鋼板補強實例
816　外柱鋼板補強的優點
817　大樓底層最危險
818　紐西蘭基督城CTV大樓的倒塌原因－土壤液化與偏心扭轉振動
819　補強前後的地震力概估
820　金字塔型的補強策略
821　鋼板補強費用概算
822　需要結構補強的建築物
823　各階段地震力條文的比較
824　耐震九級？耐震 033G ？
825　日蝕、滿月真的會引發地震？
826　動物真有預測地震的本能？

附錄A　混凝土結構補強用化學錨栓
附錄B　臺灣地區的活動斷層位置圖

B01　臺灣地區的活動斷層分布圖
B02　臺灣地區的活動斷層分布圖
B03　台北地區活斷層位置圖
B04　桃園地區活斷層位置圖
B05　新竹地區活斷層位置圖
B06　新竹苗栗地區活斷層位置圖
B07　苗栗台中地區活斷層位置圖
B08　台中地區活斷層位置圖
B09　台中彰化南投地區活斷層位置圖
B10　南投地區活斷層位置圖
B11　彰化南投地區活斷層位置圖
B12　雲林南投地區活斷層位置圖
B13　嘉義地區活斷層位置圖
B14　台南地區活斷層位置圖
B15　高雄地區活斷層位置圖
B16　屏東地區活斷層位置圖
B17　宜蘭地區活斷層位置圖
B18　花蓮地區活斷層位置圖
B19　台東地區活斷層位置圖

作者序
　　
　　非常感謝國立成功大學土木工程學系李德河教授，提供寶貴資料及意見，使得本書可以順利完成。結構補強是屬於相當專業的學問與技術，因此任何結構補強措施均應求助於有經驗的專業技師或施工廠商，並應謹慎處理。本書儘量以淺顯的文字及圖例說明這些知識，以作為民眾與專業技師或施工廠商間的溝通橋樑。
　　
　　從1999年台灣的921集集大地震，2008年中國的512四川大地震到2011年日本的311東北外海大地震，地震規模及震害似乎越來越大。如果日本東京不是距離311大地震的震央373公里，而是37公里，日本東京還能倖免於難嗎？日本新幹線子彈列車還來得及煞車嗎？對於位處地震帶的台灣，大地震已不再是個假設性的問題，而是何時會再次發生的大災難。如果建築物不耐震，或者位於可能發生大地震的震央附近，即使接到地震速報，真的來得及逃嗎？〝逃難〞是你應付大地震的最佳選擇嗎？
　　
　　大約在六百萬年前，菲律賓海板塊開始碰撞歐亞大陸板塊，逐漸形成台灣島。這種板塊推擠作用不但形成中央山脈與海岸山脈，也在台灣島上產生許多斷層。由中央山脈的玉山高度3952公尺可以推論，地震規模8以上的大地震一定曾經在台灣島上發生過，而且很可能再次發生，只不過下一次也許是明年、百年或千年以後。
　　
　　地震是台灣住民無可逃避的宿命，對於老舊或耐震能力不足的建築物，不能只寄望於地震速報可以救你一命，而不採取任何結構補強措施。鋼板補強工法是屬於相當複雜而且專業的學問，必須兼顧試驗研究、理論分析與施工實務。來自國立成功大學（NCKU）與國家地震工程研究中心（NCREE）的團隊，曾經對鋼板補強工法進行一系列的試驗研究及台南關廟國小實際校舍的現地推垮試驗，並將鋼板補強工法推廣至五十餘棟校舍、派出所、醫院等耐震補強工程。鋼板補強工法是技術也是藝術，不但補強後必須夠耐震，補強經費更要節省，並且儘量不要影響原有外觀及日常營運。
　　
　　與鋼板補強有關的主要參考文獻如下：
　　
　　（1）1999年11月，黃錦旗，「鋼筋混凝土結構補強實例」,集集大地震災害調查研討會論文集，A87─108，國科會工程處工程科技推展中心。
　　（2）2004年12月，葉祥海、劉玉文、黃錦旗，「鋼筋混凝土建築結構桿件補強準則之研擬」，內政部建築研究所。
　　（3）2008年1月，劉玉文、黃錦旗、邱耀正、施健泰、邱一哲、蕭輔沛、黃世建，「RC校舍構架式鋼板補強試驗」，校舍耐震補強現地試驗成果研討會論文集，pp39─58，國家地震工程研究中心（NCREE─08─001）。
　　（4）2011年4月，黃錦旗，「建築震害與鋼板補強策略」，全球暖化環境下大地防災科技之應用研究論文集，pp51─80，國立成功大學公共工程研究中心。
　　（5）2011年11月，施健泰、劉玉文、朱世禹、黃錦旗、陳柏翰、唐立勳，「校舍構架式鋼板補強現地試驗、分析與應用」，台灣混凝土學會2011年混凝土工程研討會論文集，PaperNoA─001，台灣混凝土學會。
　　（6）2012年4月，黃錦旗，「鋼板補強設計與施工實務」，全球暖化環境下大地防災科技之應用研究論文集，pp87─107，國立成功大學公共工程研究中心。
　　
　　最後，謹以本書紀念吾師國立成功大學建築工程學系許茂雄教授。