結構補強

房子的結構問題〈梁、柱、牆〉平時較少注意,但往往在天災〈如地震〉來臨時,才是考驗房屋結構的時候,如果住家有需要敲除或裝修建築物,請務必請建築相關的專業技師簽證及諮詢。

當建築物由於設計、施工或使用管理的不當,而造成結構受損,如設計不當產生短樑、短柱行為,保護層不足,造 成混凝土剝落及鋼筋銹蝕,基礎設計不當產生不均勻沉陷,造成樑、柱、牆的龜裂,混凝土品管不佳造成混凝土強 度不足等等,都會造成對結構構件的傷害。

在民國六十三年以前建築技術規則無所謂耐震設計的規定,因此所建造之房屋結構其耐震能力較差。而在六十三年 以後所興建者雖然有了耐震設計的基本要求,但與目前規範比較起來仍然有相當差距,加上以往施工品質管理的鬆 散,再再皆影響了建築物本身的韌性及耐震能力。因此對既有建築物經過耐震能力評估後,如果判定為耐震能力不 足之結構,基於人民生命安全的考量,則必須儘快進行修復或補強。

基本上修復是以維持結構物原有強度,防止繼續劣化,如混凝土的剝落、鋼筋的銹蝕以及樑柱的龜裂等等。而補強 則是以提高構件之韌性、強度及結構耐震能力為目標。

修復工作基本上是以復原構件之原有功能,常用之工法如下:

  1. 打除剝落及鬆動之混凝土,以樹脂砂漿修補,如鋼筋已銹蝕,則需清除鐵銹,做防銹處理後再修補樹脂砂漿。
  2. 裂縫灌注環氧樹脂。
  3. 局部構件打除重作。
  4. 陰極防銹,如果鋼筋之銹蝕仍在繼續惡化中,則需進行陰極防銹處理。

補強工法根據應用方式之不同,基本上可分成下列三類:

  1. 構材之補強:根據構材不足部份進行補強,如樑及柱之剪力強度不足、撓曲強度不足或圍束不足,則可以鋼板、碳纖維或玻璃纖維, 進行貼片或包覆方式以補足其應有之強度或韌性。甚至亦可直接增打鋼筋混凝土方式補強。
  2. 結構系統之改善:當原有結構系統存有一些不合理配置或是根本上強度不足,此時就須對結構系統進行改善。
  3. 降低地震作用力之改善措施:本工法主要係以減輕結構物承載之重量或利用先進的科技技術加設一些特殊設 備以降低在地震加速度作用下結構物所受的側向力。

在上述修復補強工法中必須用到一些修補材料,目前工程界常用的修補材料大略可分成下列三類:

  1. 填補用材料:目前工程界針對裂縫部分常用之修補材料為低黏滯性之環氧 樹脂材料(Epoxy),而針對大塊 混凝土或保護層剝落部分之修補材料為樹脂砂漿材料,樹脂砂漿一般可分環氧樹脂系砂漿(Epoxy-Based Mortar)及壓克力樹脂系砂漿(Acrylic-Based Mortar)。
  2. 黏結用材料:在鋼筋混凝土構件補強中,常用到包覆鋼鈑或碳纖等工法,因此需用到黏結性材料來結合原有構件與補強物使成一體。
  3. 補強元件:當原有結構或構件強度不足時,則必須以補強元件搭配黏結材料進行補強工程。一般新建工程中所用的材料都可採用,如鋼鈑、H型鋼、角鋼、槽鋼、鋼筋混凝土構件以及纖維複合材料等。

參考來源:李錫霖,〈房屋結構之耐震評估與補強〉。