震知道《魔鬼藏在細節裡-工法揭密(上)》

上一期的震知道我們帶大家了解了三大建築結構的特色與區別,相信大家對基本的建築結構都有了一些了解,這期的震知道要帶大家更深入的探討不同的建築工法!

 

首先來看看所有建築最一開始是如何開挖的!

 

 基礎開挖工法

順打工法 (Bottom Up)

傳統依序施作的地下開挖工法,依序為「土方開挖—基礎層—最底地下層逐次昇起至地面之樓層—回填—地面樓層」,簡單來說就是先往下挖到建物最深處,在開始從下往上蓋。

 

逆打工法(Top-Down)

先行施作擋土壁及預埋基礎柱,施作地面層結構體後,同時上下施作樓層的方式。因為由上而下施作地下樓層的方式故稱之逆打,也就是先在建物基地周圍先往下插入擋土牆,然後從地面往下蓋地下樓層,同時往上蓋地面樓層。

 

雙順打(半逆打)工法(Top-Top)

為基礎往上至地面(結構體施作方向) 同時地面往上,又稱半逆打是因為上下同時施作,但是地下沒有逆打。簡單來說就是先往下挖到建物最深處,做好基地層後,地下往上蓋的同時地面也往上蓋。

 

順打逆打比較表

 

順打逆打示意圖

 

三大結構之工法

鋼筋混凝土構造(Reinforced Concrete Structures,簡稱RC)

鋼筋混凝土建築的施工方式,是於基礎完成後,組立柱子的鋼筋,並在鋼筋外圍架設模板,再澆注混凝土;待柱子的混凝土凝固達到一定強度後,再組立梁和樓板的鋼筋,並架設模板灌注混凝土,之後逐層往上興建。

Source:和舍建築

鋼骨構造 (Steel Structure,簡稱SS)

梁、柱等主結構完成後,再以鋼浪板澆置混凝土鋪設樓板,並以輕質材料裝設隔間牆,但需施作防火披覆工程。與鋼筋混凝土建築相比較,鋼骨建築興建所需的工期短、勞動人數少,但是技術性較高,焊接施工人員必須持有相關証照才能勝任。

 

鋼骨鋼筋混凝土建築(Steel Reinforced Concrete,簡稱SRC)

鋼骨鋼筋混凝土建築的興建方式,是將型鋼組合成梁柱構架,再於鋼骨外部組立鋼筋,之後架設模板再灌注混凝土,所以鋼骨與鋼筋同樣包覆在混凝土內,結構組件不需再施作防火披覆工程。

 

施工細節

 

主筋搭接

鋼鐵廠生產建築用的鋼筋,會裁切成12~15公尺長,以方便拖板車運送。鋼筋運送到工地之後,須相互搭接,才能讓主筋從基地延續到頂樓。搭接處是鋼筋的不連貫點,也是柱子相對脆弱的地方,容易拉拔斷裂,因此在鋼筋混凝土構造的施工規範中,訂定了詳細的搭接規定,以免柱子耐震能力不足。

正確搭接方式                                                                                                                      

錯誤搭接方式

箍筋與繫筋

許多人以為綑綁主筋的箍筋,只是為了施工過程中的需要,暫時穩固主筋而已。事實上,箍筋的功能不只協助主筋直立,箍筋的間距、彎鉤角度、彎鉤長度、箍筋粗細等,更是攸關建築物的耐震能力。為何箍筋施工細節這麼重要性呢?我們可用以下的橡木桶實驗作說明。

橡木桶內皆放滿砂石,以同樣的榔頭、同樣的力道敲打,先猜猜看哪一個橡木桶比較容易迸裂呢?

 

 

答案揭曉了:左邊的橡木桶,外箍鐵絲間距短,鐵絲末端纏繞緊密,故能耐敲打;右邊的橡木桶,外箍鐵絲間距長,而且鐵絲末端纏繞鬆散,敲打後,鐵絲鬆脫,木桶迸裂,砂石外漏。

 

柱子耐不耐震與橡木桶耐不耐敲打的例子相似。橡木桶木片如同柱子的主筋,桶內的砂石如同核心混凝土,箍住木桶的鐵絲如同柱子的箍筋,而柱子承受地震力就如同橡木桶承受鎚打。如果箍筋太細、箍筋間距過長、箍筋末端沒有「耐震彎鉤」,地震時會造成箍筋鬆脫、主筋挫屈(彎曲後斷裂)、核心混凝土崩裂掉落,房子跟著倒塌。

 

繫筋與耐震彎鉤

除了箍筋之外,主筋之間必須綁紮足夠的繫筋,以加固核心混凝土的圍束效果。綁紮箍筋和繫筋時,箍筋的兩端都應折彎成135度,繫筋則只須將一端折彎成135度 (基於施工考量,繫筋另一端可為90度),形成耐震彎鉤。耐震彎鉤應伸入核心混凝土中,才不易鬆脫。

箍筋間距規定

依據工程規範,柱子在梁或樓板的附近,也就是樓層淨高1/6以內,箍筋間距為10公分~15公分,相當於一個拳頭寬度;遠離樓板的部分,間距可以放寬,但不得超過15公分。

在理論上箍筋的間距越小,核心混凝土的圍束效果越好,但在實務上,過度密集的箍筋會妨礙混凝土澆注時的流動性,反而不切實際。

 

 

 

 

 

 

箍筋與繫筋


在認識了各種基礎工法後,下一期的震知道要帶大家認識更厲害的進階工法,敬請期待!

 

資料與圖片來源:國家地震工程研究中心

 

 

優良建築工法制震宅

(點擊圖片看更多)

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BRB制震系統的特性:

(同類型制震系統上有UBB、BIB等型)

  1. BRB「挫屈束制消能支撐」具高強度與高韌性等有利於結構耐震的特性,因為不論斜撐承受軸壓力或軸拉力,均能產生飽滿之遲滯迴圈,使得系統呈現高消能容量之特性。
  2. BRB制震系統在中小地震時,能提供足夠勁度(=硬度,硬度越大越不易變形,在牆未裂之時就能消能)可控制結構物之側向位移即層間變位量。

本制震系統在大地震時能有效發揮消能機制,其吸收地震引入之能量,達到降低結構反應的目的。

構架與外力共震時,可經由挫屈束制消能支撐降伏改變架構勁度,適時避開共振頻率,降低地震引入之能量。

 

一般未加制震系統的建築(左圖)與制震建築(右圖)受地震力時的模擬反應。

制震建築的層間變位較小、建築物的受損機會相對也更小

   

無加BRB制震系統一般建築                            BRB制震系統建築

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採用KYD純日系制震技術 真材實料 代代相傳

一棟穩固的好房子,才能照顧家人一輩子是應該的。營建從業數十載,欣隆建設對結構安全更專注細節,近乎苛求。「敦南一品花園」斥資採用日本第一高樓Harukas阿倍野指定制震規格KYD阻尼器, 建築結構耐震係數超越法定標準達0.26g,保固期長達30年。本案採用RC結構工法,連續壁深入地底近10層樓29.5米厚度達80公分,柱體主筋搭配SA級續接器並隔層續接,水泥磅數超越一搬規格高達4000至5000PSI。 經嚴密地質鑽探,採添加「釩」的高拉力鋼筋,加強其高延展性、高韌性和絕佳耐震性。超越國家標準提昇耐震係數,量身打造堅若磐石、固若金湯的傳世家宅。

【結構制震】超越國家耐震標準  RC結構工法層層加碼

本案採RC結構工法,相較SRC、SC具低變位性、高穩定性、高隔熱耐 火性;打破消費迷思—「耐震係數」才是關鍵!

跨國引進日本KYD制震系統,耐震係數高達0.26g,超越國家法規標準!

Source:KYD

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