結構耐震補強：校舍擴柱之初步設計

賴昱志¹、鍾立來^1,2、林聖學¹、楊耀昇³、黃國倫⁴、曾建創²、蕭輔沛²、邱聰智²

¹臺大土研所、²國震中心、³土木技師

初步評估方法為校舍結構耐震能力篩選之重要環節，可快速評估校舍之耐震能力，若耐震能力不足，才進入詳細評估 (側推分析) 之階段；若耐震能力足夠，逕行解除列管，免去詳細評估。除了既有結構耐震能力之初步評估外，補強後之初步評估亦陸續發表 [1]。擴柱補強乃校舍耐震能力提升最為常見的方法之一，可同時提升兩方向 (長向及短向) 之耐震能力，兼具強度及韌性補強之功效。既有鋼筋混凝土包覆其中，縱使既有材料強度偏低或已經劣化，擴柱補強依然適用。

本文延伸校舍經擴柱補強後之耐震能力初步評估法，提出擴柱補強之初步設計的程序。根據校舍之設計譜加速度、用途係數、重量、補強前之極限基底剪力強度、補強前之結構系統地震力折減係數、擴柱之混凝土包覆部分的單位斷面積之側向強度、混凝土包覆部分之結構系統地震力折減係數，即可求得所需之鋼筋混凝土包覆的斷面積。考量施工性 (鋼筋綁紮、混凝土澆置)，既有柱子之四周須向外擴充15 cm以上，以作為鋼筋混凝土包覆之區域。由單一擴柱之鋼筋混凝土包覆的斷面積，及所需之鋼筋混凝土包覆的總斷面積，即可求得擴柱之根數，並無條件增至偶數，以對稱佈設，減緩扭轉效應。

參考文獻

[1] 鍾立來、林聖學、楊耀昇、黃世建、蕭輔沛、邱聰智、吳賴雲、賴昱志（2016）。「擴柱補強校舍耐震能力之初步評估」，結構工程，第31卷，第2期，第54-70頁。

[2] 鍾立來、吳賴雲、孫啟祥、連冠華、楊耀昇、張明禮、邱聰智、葉勇凱、簡文郁、周德光(2010)。「校舍結構耐震行為之檢核與驗證」，結構工程，第25卷，第3期，第3-23頁。

[3] 鍾立來、林琨偉、蘇耕立、黃世建、吳賴雲（2012）。「國民中小學校舍結構耐震能力之初步評估及其統計分析」。中華民國結構工程學會，結構工程，第27卷，第1期，第61-80頁。

[4] 鍾立來、吳賴雲、林琨偉、楊耀昇、連冠華、蘇耕立、黃世建（2011）。「國中小校舍耐震能力初步評估之統計分析及現地驗證」。國家地震工程研究中心，研究報告NCREE-11-033，台北。

圖1 典型校舍柱、梁及擴柱斷面與配筋圖		圖2  典型校舍柱線示意圖
圖3  典型校舍擴柱補強後之柱線自由體圖		圖4  擴柱初步設計流程圖

圖5  瑞埔國小平面、立面圖[4]