地震具有不可預知及瞬間發生之特性,在龐大的校舍數量下,欲在短期內完成校舍之耐震評估及補強作業,必須以有效率之評估方式,先行篩選出有耐震疑慮之校舍,縮小耐震補強作業規模,方能節省時間及經費,並同時改善老舊校舍的耐震能力,保障師生安全。
然而補強工法沒有最好的方案,應透過設計單位與使用單位的積極溝通,方能設計出最合適的工法,使補強工程可以更加經濟且有效地應用。
圖1 臺灣校舍耐震能力提升策略老舊校舍耐震補強執行程序
首先透過「現地普查」初步掌握校舍的總數及建物概況,再將其中為西元2000年前興建之教學用校舍,進行第一階段「初步評估」,由專業人員(結構技師、土木技師或建築師)調查校舍現況並進行簡易的計算分析,而得初步評估耐震能力Is值。Is值<80分者表示有耐震安全疑慮,須進入第二階段「詳細評估」,由專業人員針對校舍進行材料試驗及建模分析,而得詳細評估耐震能力CDR值。CDR值<1者視為耐震能力確有不足,此時須決策應進行耐震補強或是拆除重建,倘若補強較符合經濟效益時,則進入第三階段「補強設計」。專業人員會考量使用單位之需求,設計出可改善校舍耐震能力之補強方案,待完成後即進行最後階段「補強工程」,竣工後即可改善老舊校舍之耐震能力。
補強工法介紹
建築物耐震能力不足之主因為垂直構件(柱、牆)數量不足。其補強原則為考量使用性、經濟性與施工性,增加補強構件或降低建築物重量,以提升建築物之耐震能力。以下簡單介紹校舍補強工程常用之工法:
1.擴柱:擴大既有柱之斷面,同時增加建築物之強度與韌性。其優點可提升雙向耐震能力且對通風、採光影響較小。
圖2 擴柱示意圖與竣工後校舍案例(照片來源:屏東縣北葉國小提供)2.增設RC翼牆:於既有獨立柱兩旁加設單片或雙片牆體。其優點較不影響教室使用空間與走廊通行空間,且新增牆面可有效再利用。
圖3 翼牆(雙片)示意圖與竣工後校舍案例(照片來源:高雄市海埔國小提供)3.增設剪力牆:於既有梁、柱構架內加設整片RC牆體。其優點為較少的補強量,即可達到足夠的耐震需求,且新增的牆面可有效再利用。
圖4 剪力牆示意圖與竣工後校舍案例(照片來源:臺南市公誠國小提供)