隔震構造施工含隔震元件檢查 - cabc.org.t · 3.提送「施工結構計算書」 ......

鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估

隔震構造施工

(含隔震元件檢查)

許資生

土木技師、結構技師、大地技師E-mail:[email protected]

Tel： (02)2946-9728 (0933-043-732)中華民國九十三年九月一日

內容：

一、隔震元件之構造與主要材料

二、隔震設計圖說實例說明

三、施工流程、裝設方式與要點

四、隔震元件之品質管理五、隔震系統之維護管理

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一、隔震元件之構造與主要材料

1.橡膠式隔震元件：(1)「低阻尼」橡膠隔震元件

(2)「鉛心」橡膠隔震元件

(3)「高阻尼」天然橡膠隔震元件

2.滑動式隔震元件：(1)「鐵弗龍滑動」隔震元件

(2)「滾軸支承」隔震元件

(一)隔震元件之構造

(1)「低阻尼」橡膠隔震元件

a.上連接鈑

b.下連接鈑

c.內橡膠層

d.鋼片

e.被覆橡膠




(2)「鉛心」橡膠隔震元件

a.類似低阻尼橡膠隔震元

件

b.核心加鉛心藉以消能

c.加勁鋼片圍束鉛心

(3)「高阻尼」天然橡膠隔震元件




a.1982英國研發成功b.橡膠添加碳、油或樹脂及其他添加物，以增「加阻尼」

c.維護簡單，成本較低d.在小地震時具有相當的「勁度」e.在設計地震力下保持「線性」f.在大地震時可「限制位移」g.可降低微振動，及垂直振動

(4)「滑動式隔震元件」




滑動式隔震元件的優點︰

(1)支承淨高不大

(2)高垂直勁度，承重能力大

(3)隔震效果不受溫度影響

(4)防蝕性、耐久性佳

(5)水平勁度及摩擦力均與載重

成正比，因此剪心與質心重

合，結構之扭轉效應可以減

少。

(二)主要材料

橡膠：內橡膠層採用天然橡膠及配合劑，保護層則採用氯丁膠

鋼材：上連接鈑、下連接鈑、鋼片螺栓：須符合規定或同等品。鉛：須符合規定或同等品。防銹：外露部位須研磨除銹、塗裝

上漆，連接鋼鈑採用電鍍或熱浸鍍鋅。




二、隔震設計圖說實例說明

本隔震結構設計施工及設備材料應符合以下規定: 1.均應依建築技術規則有關地震力條文之規定及建築物隔震消能系統設計規範(內政部建築研究所 MOIS 86008)等進行設計及施工。

(一)一般說明：

2.採用隔震元件裝置前應使用與施工採用之同型，同尺寸之隔震元件進行原型試驗及性能保證測試後，其結果送結構設計技師審查後始得進行製造。

3.本工程採用之設備元件應有國內外之建築實蹟。




(二)隔震元件施工圖1.位移縫施工詳圖(一)

2.位移縫施工詳圖(二)




3.停車場入口施工詳圖

4.鉛心橡膠隔震元件(LRB)規格詳圖




5.大門入口地坪施工詳圖

6.隔震元件施工詳圖




(三)隔震元件重要性能表

1.設計要求(以VPJ400-L為例)：(1)設計承載力 1800 kN(2)垂直剛度 1100 kN/mm(3)設計位移(Y=100%) 220 mm(4)水平剛度(Y=50%) 2.1 kN/mm(5)阻尼比 (Y=50%) 30(6)水平剛度(Y=100%) 1.3 kN/mm(7)阻尼比 (Y=100%) 28

2.品質規格(以VPJG6-1000-220為例)：本案計劃採用之隔震元件為硬度50(G6)之材質，鉛心採99.9%純度以上之純鉛，品質規格如表2.1。




0.95以上Qd (40℃)/ Qd (20℃)

1.05以下Qd (0℃)/ Qd (20℃)

0.95以上Kd (40℃)/ Kd (20℃)

1.05以下Kd (0℃)/ Kd (20℃)溫度依存性

0.95以上Qd (60y)/ Qd (0y)

1.10以下Kd (60y)/ Kd (0y)經年變化

2189(1861~2517)降伏後勁度Kd±15% (KN/m)

316.7(269~364)特微強度Qd±15% (KN)水平性能

100面拉強度(kgf/cm2)

5.49(4.67~6.59)勁度±20%(106 KN/m)

800面壓強度(kgf/cm2)

鉛直性能

4.92次形狀係數

41.71次形狀係數

204橡膠總厚度(mm)

3.1中間鋼板厚度(mm)

34橡膠層數

6橡膠單層厚度(mm)

220鉛心外徑(mm)

1000橡膠外徑(mm)

形狀尺寸

G6-1000-220項目

水平彈性係數Keq=Q(Xmax)/Xmax

等價水平彈性係數Keq=Q/Xmax等價衰減係數Heq=(1/π)＊

(ΔW/ΔABC)

等價水平彈性係數Keq=Q(Xmax)/Xmax等價衰減係數Heq=(1/π)＊

(ΔW/ΔABC)降伏荷重特性值Qd

鉛心橡膠隔震元件高阻尼橡膠隔震元件天然橡膠隔震元件

各種隔震元件之等值水平勁度及阻尼係數




垂直彈性係數與設計關係

隔震元件主要之施工流程包括：

1.提送「施工計劃」 (施工業者)

2.提送「隔震元件製作和檢查報告書」 (專業廠商)

3.提送「施工結構計算書」 (施工業者)

4.二個原型隔震元件備料 (專業廠商)

5.提送原型隔震元件試驗及其報告(專業廠商)

三、施工流程、裝設方式與要點

(一)施工流程




6.全部隔震元件備料 (專業廠商)

7.提送性能保證測試及其報告(專業廠商)

8.隔震元件進場 (專業廠商)

9.隔震元件安裝施工 (施工業者)

10.提送品質管制及施工中自主檢查表及記錄 (施工業者)

11.安裝完成後之清潔維護 (施工業者)

12.提送隔震元件竣工檢查表 (施工業者)

(二)隔震元件安裝流程

照片3.1 隔震層下部結構體




照片3.2 隔震層下部結構體灌漿

照片3.3 隔震元件下連接與基座組立




照片3.4 隔震元件下連接板與基座組

照片3.5隔震層上部結構體澆製筋




照片3.6隔震工程完工

(三)隔震元件安裝要點

1.技術準備：包括A.收集相關圖說資料B.操作人員訓練C.相關記錄及變形觀測系統之準備




2.施工設備及工具之準備：包括A.經緯儀B.測距桿C.水準儀D.三角板E.量尺F.螺絲鉗G.電焊機…

設備及工具使用前須經檢查及校正。

3.隔震元件安裝順序及要點：

A.錨碇鋼板(下連接板)之安裝及固定

B.隔震元件之安裝及保護C.品質控制D.其他應注意事項




隔震元件裝設流程

裝設準備

複檢橡膠支承墊

裝設錨碇鋼鈑組裝橡膠支承墊

抬起橡膠支承墊

橡膠支承墊裝設定位

橡膠支承墊適當保護

在橡膠支承墊頂部施作上部結構

隔震元件

隔震元件

隔震元件

隔震元件

隔震元件

隔震元件

13.施工中隔震元件之設備安全保護措施確實

12.施工中隔震元件之清潔保護措施確實

11.結合螺栓是否符合扭緊

10.上連接板之傾度≦8/1000

9.上部接合鈑之剪力釘熔接確實

8.吊裝隔震墊之吊點不可綁在橡膠本體

7.下連接板灌漿後應確實清潔完成

6.基座壓力灌注混凝土應至滿漿

5.下連接板上錨定螺栓固定應採滿焊

4.基座上層鋼筋應高於下連接板剪力釘

3.下連接板之傾度≦5/1000

2.高程之放樣位置精度Z≦5㎜

1.中心線之放樣位置精度X,Y≦5㎜

備註不合格合格項目

表3.1 隔震元件安裝自主檢查表

品管主任: 檢查人:




四、隔震元件之品質管理(一)概要：為做好隔震元件之品質管理工作，設計者、製造者、施工者及維護管理者應依下列流程做好各項工作。

設計者專業廠商施工業者維護管理者

設計圖說工廠製造工地施工

▲橡膠支承規格設定 ▲製造要領書▲素材檢查▲製品性能檢查

▲製品驗收檢查▲安裝施工檢查▲竣工檢查

▲需經設計者認可

隔震設施之品管要點流程圖

隔震元件規格設定

「建築物耐震規範及解說」對隔震建築物品質管理規定如下：

1.「檢測」：(9.4.2.8節)(1)隔震建築需有能滿足設計需求之檢測及維護計畫。

(2)隔震建築需留設供檢查及更換所有隔震構材及元件之通道與空間。




(3)監造者及結構設計者需於隔震建築核發使用執照前，完成隔震系統及界面區域所有構件之最終檢查。

(4)隔震系統構件之修復及更換需在有隔震建築設計或施工經驗之建築師或專業技師監督下進行。

2.「品質管制」：(9.4.2.9節)結構設計者應依第9.5節之規定提供隔震元件之品質測試計畫。

(二)品管項目：應包含1.隔震元件設計階段：建築師完全設計圖說，結構設計技師設定隔震元件規格。

2.隔震元件製造階段：(1)隔震元件專業製造商在製造前須先編製「隔震元件製作和檢查報告書」，內容包括製作方法、材料檢查及製品性能檢查，報告書要送請設計者核定認可。




(2) 設計者為確保隔震元件性能能滿足原設計要求，製造商應提供之製「隔震元件製作和檢查報告書」內容應包括：A.工程概要 B.製作概要C.材料規格 D.製作方法E.檢查 F.標誌G.出廠 E.證明文件等內容

製造管理項目、管理方法

外部鋼版橡膠配合劑內部鋼鈑材料驗收：材料證明書、檢查成績書、出廠報告表

配合計量

精練

壓延

檢查

預備成型

機械加工

檢查

表面處理

接著劑塗佈

裝於模具

加硫成型

翼鈑組立

檢查

塗裝

檢查

包裝、出貨

機械加工

檢查

品牌、重量

作業條件、混練時間、溫度等

作業條件、厚度等

物性試驗、加硫特性試驗

橡膠帶厚度、重量等

尺寸、抽檢、墊鈑等

表面粗度等

塗佈厚度等

溫度、壓力、時間等

尺寸檢查、外觀檢查、性能檢查等

塗料材料確認等

塗裝膜厚

數量、附屬品確認

隔震元件製造品管作業流程




3.隔震元件施工階段：包括A.製品驗收檢查：項目包含

品號個數形狀尺寸外部有無損傷

B.上下連接板之檢查：項目包含錨碇螺栓之位置、高程，連接板之位置、高程、傾斜，灌漿材料之強度

C.施工檢查：項目包含位置高度傾斜錨碇鏍栓之固定度鋼材防蝕。此外，於裝設連接板應與結構

模板之施工一併監造，使隔震元件與結構體成為一體，以發揮隔震元件應有之功能。




4.建築物完工階段：主要檢測為隔震元件與其外部狀況。

5.維護管理階段：包括A.一般檢查B.定期檢查C.臨時檢查

檢查內容須經設計者同意

以捲尺量測隔震元件之損傷

損傷

隔震元件

損傷長度捲尺




損傷處

深度量測器

以深度量測器量測隔震元件之損傷

螺栓、螺帽鬆弛量測

墊圈

翼鈑

標識處(安裝時塗漆)

安裝螺栓




角度計

積層橡膠部高差

角度θ

直角定規

金尺

水平變形量

隔震元件水平變位量測

隔震元件高差隔震元件

赤鏽浮鏽

鋼材之腐蝕

隔震元件




Inside-Micrometer

橡膠支承墊

附轉彎器之測高尺

數值捲尺

積層橡膠垂直變位量測

隔震元件隔震元件

隔震層外牆

量測處

金尺

隔震層外牆

標識

隔震層外牆及伸縮縫之淨空量測

隔震層外牆

隔震層外牆

量測處




建物

O點標識懸吊振動設施

懸吊振動設施

O點標識

用量尺量測

建物量測位置

五、隔震系統之維護管理(一)檢查種類：

1.竣工檢查：2.一般檢查：每年2次。周邊有工程時。

3.定期檢查：由專業技師進行檢查建築物竣工後1、3、5、10年。

4.臨時檢查：建築物遭受大地震、火災、浸水等災害後




(二)檢查項目：1.隔震元件檢查：2.隔震層、建築物外周部：3.配管設施及配線可撓部之檢查：4.其他：由專業技師或隔震功能維護管理者協議決定。

(四) 維護管理業務及執行者1.一般檢查：

建築物所有權者建築物管理者

2.定期檢查：建築師、技師

3.臨時檢查：建築師、技師




(五)維護管理體制1.建築物所有權者：收到設計者有關建議後，委任維護管理單位辦理，

2.建築物管理者：提報一般檢查結果。

3.隔震機能維護管理者：辦理及提報定期檢查及臨時檢查工作。必要時可提出改善建議。

建築物所有權者

一般檢查建築物管理者

隔震功能維護管理者

含設計者等組織(備註一)

及第三機構(備註二)

一般檢查定期檢查臨時檢查

委任委任

報告並提改散建議

報告

辦理辦理

備註一：由設計者、施工者及廠商等組織備註二：各建築師及技師工會或學術單位

維護管理體制




(六)檢查結果之保管由建築物所有權者或建築物管理者妥善保管。

§ 目視調查§ 有無漏水調查

§ 形狀有無損傷█ 地震時水平變位之能力

█ 設備配線█ 配線可撓部

§ 間隙空間的量測§ 目視檢查有無障礙物

§ 間隙空間有無障礙物

█ 建築物水平移動無障礙

█ 隔震層█ 建築外周部

§ 外觀檢查§ 另外設置試驗體以作為試驗用

§ 勁度§ 變形能力§ 減衰能力

█ 隔震元件性能

§ 外觀檢查§ 垂直變位測定§ 水平變位測定

§ 有無損傷§ 龜裂§ 變位

█ 建築物能安全支撐

█ 隔震元件

檢查方法檢查項目必要性能檢查部位

表5.1 隔震系統檢查表




-位於所定位置

-確認紀錄目視初期值確認另設位置及個數確認

另設置試體

具有能對應建物水平變形之餘長

目視餘長可撓部位電氣配線

無異狀目視損傷龜裂查明後修補無異狀隔震層全部目視安裝狀況可撓接合處配管設備設備

配線配管可繞處

查明處理排水狀況良好目視排水狀況整修拆除無可燃物目視可燃物

整修拆除移動範圍內無障礙物

隔震層全部目視淨高、淨寬周圍狀況隔震設備構材配管配線

--隔震層標識建物位置

整修拆除確保有規定尺寸外圍隔震層伸縮接頭

量測淨高、淨寬周圍環境建築物隔震層及建物外圍

查明處理無異常變位量測水平變位查明處理無異常變位隔震層所有隔

震元件量測垂直變位隔震元件變位

重栓、重新標識螺栓與螺帽之標識線未移動

目視接合處修補塗裝無浮銹或紅銹目視生銹鋼材狀況

管理值以內：修補管理值以上：調查

深度d＜被覆橡膠厚目視量測

受傷

查明處理無異狀，無異物隔震層所有隔震元件

目視變色被覆橡膠外觀(分為「一體型」及「後卷型」)

隔震元件隔震設施

改善措施管理值檢測數檢查方法檢查項目位置

表5-2 竣工檢查表

隔震元件維復管理記錄簿（一般檢查）記錄、由建築物管理者加以保管記録

█整修拆除█向設計、監理者、施工者報告█向設計、監理者、施工者報告

█有█間隙、脱落█間隙、生鏽

隔震層間距█障礙物、可燃物█防火區劃處理材料█隔震元件設置區域之入口

█向設計、監理者、施工者報告█ ″█ ″█ ″█ ″█ ″

█異常█異常█異常█異常█異常█有、無

隔震層設備、配管類█配管本體的腐蝕等█柔性接頭█吊裝螺絲及固定方法█配管接頭處漏水█樓板牆壁貫通部的腐蝕█配管變更等異常

█向設計、監理者、施工者報告█ ″█ ″█整修拆除，並向設計、監理者、施工者

報告

█異常█發生█鬆動、異常█有

隔震元件 █安裝█鏽█螺絲、螺帽█周邊的障礙物

█向設計、監理者、施工者報告█ ″█ ″█整修拆除

█異常█發生█發生█付着

隔震元件 █外觀變色█突出形█龜裂、損傷█異物附着

處置判斷基準檢查位置及檢查項目點

檢

内

容

目視檢查、接觸檢查方法

竣工後每半年檢查一次期間

外觀、周邊調查異常早期發現目的

建築物所有權者委任建築物管理者辦理為原則，當無建築物管理者時，由建築物所有權者自行辦理實施者

表5.3 一般檢查表(一)




表5.3 一般檢查表(二)

無追加變更或如監工報告追加變更、無障礙

確認追加變更變位吸收處

電氣配線

報告（附現況照片）

無追加變更或如監工報告追加變更、無障礙

隔震層確認追加變更可撓伸縮處

設備配管設備配線配管可繞處（3）

無異狀目視漏液體

排水狀況良好目視排水狀況

無可燃物目視可燃物

移動範圍內無障礙物隔震層目視障礙物周邊狀況

隔震設備構材配管配線

整修拆除報告（附現況照片）

移動範圍內無障礙物外圍隔震層接合處

目視淨空周邊環境

建物隔震層及建物外圍(3)

無受損現象目視受傷

無腐蝕現象目視腐蝕

無異物目視有異物滑動板

螺栓與螺帽間之標線未移動

目視接合處

無浮銹或紅銹目視生銹鋼材狀況

未受損目視受損

報告（附現況照片）

無異狀，無異物隔震層指定處（2）

目視變色被覆橡膠外觀(1)

隔震元件，彈性滑動支承

隔震構材

改善措施（4）管理值標的方法檢查項目位置

表5.4 定期檢查表

隔震元件維復管理記録簿（定期檢查）記錄、由維復管理受託者保管記録

█整修拆除█補修或更換█補修或更換█補修或更換

█有

█隙間•脫落等█異常█異常

隔震層維持間距█障礙物、可燃物█防火區面處理材料█隔震元件設置區域的入口█上下結構體間隙的測定

█正常的狀態下實施修補█ ″█ ″█ ″█ ″█ ″

█異常█異常█異常█異常█異常

█有、無

隔震層的設備、配管類█配管本體的腐食等█柔性接頭█吊裝縲絲及固定方法█配管接頭直徑、長度確認█樓板、牆壁貫穿部位的狀態█管線是否異常

█詳細調査█清除後補上新漆█固定、修正

█整修拆除█更換

█異常█生鏽█鬆動、異常█有█高度變化率δv/Σte>5 ％（Σte : 橡膠總厚）

隔震元件 █安裝部分█鏽█螺絲、螺帽█周邊的障礙物

隔震元件儀器測定█高度尺寸測定（壓縮變形量）

█詳細調査█更換█更換█補修

█整修拆除█支撐位置修正

█異常█δd＞10mm█深度 d＞10mm或者總長度ΣL＞1/4周長以上之龜裂█附着█相對於初期値的█變形量 δ＞25mm

隔震元件 █外觀、變色█突出變形█龜裂、損傷

（由於主應力的作用）

█異物的附着█殘留水平變形量

處置判定基準檢查位置和檢查項目

點

檢

内

容

目視和測定機器使用方法

竣工後1、3、5、10年檢查一次，以後每10年檢查一次期間

一般檢查無法發現的機能異常現象和耐久性的確認目的

由對隔震建築物及其維復管理具有專業知識之技師辦理為原則實施者




表5.5 定期及臨時檢查表

詳細查明後處理（5）

無異常特殊變動全數量測彈簧係數等值衰減係數

另設置試體

無異狀確認追加變更變位吸收部電氣配線

無異狀確認追加變更

無異狀目視受損龜裂

報告無異狀隔震層目視漏液體可撓伸縮處設備配管

設備配線配管可繞處(3)

查明處理排水狀況良好目視排水狀況

整修拆除無可燃物目視可燃物

整修拆除移動範圍內無障礙物隔震層目視障礙物周邊狀況隔震設備構材配管配線

--隔震層量測建物位置

整修拆除確保有規定尺寸移動範圍內無障礙物

外圍隔震層伸縮接頭

目視量測淨空周邊環境建物隔震層及建物外圍（3）

查明處理無異常變位量測水平變位

查明處理無異常變位量測垂直變位隔震元件之變位

重栓、重新標識螺栓與螺帽間之標線未移動

目視接合處

補漆無浮銹或紅銹目視生銹鋼材部狀況

管理值以內：修補管理值以上：調查

深度d＜被覆橡膠厚度目視量測

受損

查明處理無異狀，無異物隔震層指定處（2）

目視變色被覆橡膠外觀（1）

隔震元件墊，彈性滑動支承

隔震構材

改善措施（4）管理值檢測數檢查方法檢查項目位置

(七)隔震元件之替換規範規定如下：

1.隔震建築需留設供檢查及更換所有隔震構材及元件之通道與空間。

2.隔震系統構件之修復及更換需在有隔震建築設計或施工經驗之建築師或專業技師監督下進行。




圖5.1 隔震之的替換範例

1. 千斤頂的設置、螺絲接合解除 4. 隔震器的設置

2. 千斤頂升起 5. 千斤頂移除、完成

3. 隔震器的移除

間隙



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