因自己有興趣,且號稱是家中最閒的人,因此這兩三年來,自然成為本宅自地自建的主要規劃者。疼老婆的外子也大肚量的大都依循了我的構想,支持我喜歡的格局、建材和家用設備。
第一項讓他很有意見的是,聽到我說要採用變頻多聯冷氣,需要預留穿樑套管時。
專業力學的他,第一瞬間回應我的是:「樑在房子的結構上是很重要的,豈可隨便穿樑。」
我了解外子對安全的重視是已到達龜毛等級的,常常對我覺得「安啦!」的事,反問我「什麼叫意外?什麼叫萬一?」 如果某事讓他覺得安全堪慮而持反對意見時,大都很難指望他能妥協。所以,既然他認為穿樑不安全,那就不要穿樑吧! 心裡盤算可能得採取管線走樑下,犧牲一些房子的高度來處理吧?
想不到隔天他遞給我一張他的計算紙 ↓
說他計算過了,可以找樑上最沒有應力集中的地方來留套管就可行。
哈哈! 我根本看不懂那些算式,不過也不需要懂,我只需知道我可以做穿樑套管就行了。
後來發現,其實穿樑套管的運用已有它的規範(大致與外子之計算相符),無非是必需避開那些應力集中的位置,並在穿孔處做些鋼筋及保護層的加強。
穿樑套管結構技師公會標準規範
1.靠近柱位為佳,惟不得在柱面兩倍樑深範圍內
2.中性軸約在樑中位置,水平配置
其他規定
1.預留套管孔徑不得大於1/3樑深
2.穿孔不得於同一斷面垂直排列
3.穿樑水平排列間距為3倍孔徑並不小於30cm
4.穿孔外緣與鋼筋距離須滿足保護層厚度要求
5.須加補強筋,且須自鋼筋交叉點起有足夠延伸
直到結構技師給出結構計算書時,外子才開始為自建投入較多的時間,因為他重視房子的結構安全性,所以花時間把結構計算書看完,並做了數項結構之補強。
1.考慮地耐力攸關筏基安全,將筏基深度統一為2.9m。
本戶基地做了兩處地質鑽探,在基地前方處,深度1.5/3/4.5/6m測得之地耐力分別為6.3 /8.8 /12.5 / 18.8 T/m^2 ,深度1.5m處之地耐力稍遜於一般筏基地耐力要求之~7.5T/m^2。而基地後方測得各深度地耐力分別為10 /15 /21.3 / 25 T/m^2 ,則非常足夠本建物的承載。
以本戶的建物重量加上筏基回填較泥土約重0.3-0.4 T/m^3之CLSM(Controlled-Low-Strength-Materials),地耐力保守推估(含建築物)約需8.0 T/m^2。
結構技師原規劃房子的筏基,雖大部份為2.9m深,但在房子前方迴廊及側方停車空間因載重較輕,則只規劃深度1.9m。
其實1.9m深度的部分因載重較輕,地耐力應該也夠,但外子覺得將筏基全部統一為2.9m深,基地前方的地耐力將更足夠,施工上也較方便,且較能彰顯筏基的功能。
2. 原筏基範圍四周各擴增50公分。
若依建築師的規畫,四周 邊柱的柱腳鋼筋會有一邊或兩邊無法張開,恐影響邊柱的穩固性。若筏基開挖範圍外擴50公分,則每支邊柱柱腳鋼筋就能360度張開站穩。
3. 大底鋼筋#4加大為#5,厚度由40公分增為45公分。各樓層地板鋼筋#3加大為#4。
結構技師計算的當時並未估算到我們要回填的是比泥土重的CLSM,所以決定把大底鋼筋加大一號,大底厚度由40公分增為45公分,而各樓地板鋼筋也加大一號,以提高結構的安全係數。
4. 周邊地樑箍筋之標準彎鉤全向基地外側。(如下圖)
通常非周邊地樑箍筋之標準彎鉤採一內一外交錯之文武配排列方式 (如下圖),因為筏基承載房子的重量時,非周邊地樑兩側會有對等的回填土擠壓力量,所以箍筋之標準彎鉤採一內一外,較可均衡受力。
而筏基在承受建物由上而下的重量時,周邊樑內側的回填土會向外擠壓,而外側常沒有回填土(或沒有等量的回填土)與之制衡,因此需將箍筋之標準彎鉤全置於外側,以防周邊樑主筋外擴變形。尤其我們回填的是CLSM,外推的力量更大。
5. 柱主筋由傳統搭接改為續接器續接。
在阿政帶我們參訪過續接器工廠,評估了搭接與續接的利弊後,乃決定選用SA級磨擦壓接續接器來續接柱主筋。(我們係採用SD420W鋼筋,是可焊接的。)
↓ 續接就是把焊上公、母螺牙的鋼筋拴緊來延續長度
我們抽樣送至TAF實驗室測試的鋼筋及續接器抗拉強度、降伏強度報告:
由測試報告顯示,我們送驗之所有號數鋼筋(豐興),實驗數據均非常穩定。
續接器皆符合SA級標準:
1.SA級續接器抗拉強度與母材之抗拉強度相同。
2.SA級續接器抗拉強度為母材實際降伏強度之1.25倍以上。【取樣之兩支續接器測試值為1.44倍 (690/479)】
3.斷裂點在續接器兩端各2公分範圍外。(取樣之兩支續接器斷裂點分別為5.6與6.2公分)
↓ 續接器抗拉測試
採用續接器除了續接器強度沒問題之外,因續接之兩支鋼筋軸中心線最多只有直徑5%之差距,其抗挫屈能力較搭接的方式為佳。
且搭接方式由於軸中心偏差大,柱主筋經搭接後位置移動,柱圍發生變化,易導致箍筋無法緊緊箍住柱主筋。(除非柱主筋材料於搭接前先施作1:6斜率偏折加彎)
其他,續接如施工快、鋼筋省、也不會有綿密的鋼筋搭接,影響灌漿流暢性,都是其優點,而且兩者成本相當。(鋼筋用量少及施工快而省下的成本可cover續接器的費用)
雖然改為使用續接器,但我們仍要求每支柱子之柱主筋需分成兩組,隔層錯開續接,且每層相接的那一組,相鄰主筋續接位置也需錯開至少75公分。
為何續接器強過母材,續接器還需隔層續接並同層錯開呢?
主要為預防萬一發生人為的施工疏失 ,例如:公、母螺牙沒拴緊或沒焊接好---等等。
為確認續接位置是否符合規範,我依據鋼鐵廠列出的鋼筋剪裁作料表,畫出下圖。續接位置果都有落於安全續接區,遂同意按該作料表出貨。
下圖註釋:
1. "■"為續接點,皆落在適宜續接區。
2. 二分之一組柱主筋在一樓續接,另外二分之一組柱主筋隔層在二樓續接。
3. 同樓層相鄰柱主筋續接處錯開80公分。
因本戶只建三個樓層加上四樓露台及屋突,所以每支鋼筋只續接一次後就直通到頂,不再續接,讓續接處減到最少。
6. 柱繫筋不只圍束主筋也同時圍束箍筋。
柱主筋的箍筋及繫筋除了需有按標準規範施作的耐震彎鉤外(某些彎鉤135度,某些彎鉤90),也接受綁筋師傅及阿政的建議,繫筋除了圍束柱主筋也同時圍束箍筋,
如此主筋、箍筋及繫筋就更能確實緊密結合而不鬆脫。
↓ 繫筋135度彎鉤與90度彎鉤交替排列
以上補強均有知會建築師,建築師說,安全係數提升,當然是OK的,說我們的房子地震來時大概沒感覺,將超級堅固的啦! 而這不就是自地自建者所期望達到的嗎?