大梁可以穿孔嗎?結構技師告訴你所有梁穿孔要注意的細節!

房子裡的管線在配置時常常會有穿梁需求,這些開孔對於安全性有影響嗎?怎樣的開孔才是安全的?如果梁開孔要怎麼補強?魔鬼藏在細節裡,本文從專業技師的角度與你分享,關於梁穿孔所有你需要知道的大小事!

結構技師

1.梁穿孔會不會影響結構?

梁穿孔對於結構絕對有不良影響,原本梁的結構完整,力量傳遞時不會受到阻礙,如果開了孔,力量傳遞時就要從開孔周圍"繞過去",而且整支梁相當於變小了,強度也多少會受影響。

2.梁到底可不可以穿孔?

既然開孔是不好的,那為什麼我們還是時常看到梁穿孔呢?

其實這件事情可以分成兩種情形來討論:
1.房子蓋好前就規畫的預留開孔 
2.完工後才在梁上洗孔

好,我們先來說在房子蓋好前就規劃的預留開孔是怎麼回事。

在實際的結構物中,梁的受力並不是均勻的,通常一支梁在兩端的受力最大地震來臨時梁端也會面臨最嚴苛的變形條件。

梁穿孔

上圖是一個在實驗室裡大型試驗的照片,主要用來模擬梁柱受到地震力作用時,會產生什麼行為,其中黃色垂直的部分是柱子,橫向的綠色及紅色部分是梁

從結果中我們可以看到,在大地震來臨時,梁端靠近柱的紅色部分,會發生很明顯的破壞以及混凝土剝落,這個部分結構技師在設計的時候,都有特別加強箍筋的數量,以確保梁發揮優良的韌性而不會斷裂,相較之下,在綠色區域梁就幾乎沒有發生什麼裂縫跟破壞。

為了配合必要的空間安排,結構技師會在設計階段時與建築師討論,同意在梁受力較小的綠色區域預留開孔,這樣可以同時滿足空間的需求也不至於對安全產生太大影響(我們也可以思考看看,如果在地震來的時候,紅色部分正好被開了一個孔的話會發生什麼事…)。
至於需要避開的紅色區域有多大呢?根據經驗,稱為塑鉸區的紅色區域是兩倍梁深的範圍。

另外,對於預留開孔的尺寸位置,結構圖說上都有嚴格的規定,穿孔後也需要進行特別的補強措施,以免影響結構安全。確切的規定依照每個技師的習慣略有不同但差異不大,整體來說可以整理成以下幾句話:
1.洞不能太大
2.洞跟洞之間不能太近
3.梁離柱子太近的區域不能穿孔
4.開孔需要做補強

細節我們可以參考中華民國結構工程技師公會全國聯合會的範例:

穿孔補強

說完了預留的開孔,那如果我是在買了房子之後,師傅才說裝冷氣需要在梁上穿孔,這樣應該怎麼處理?

先說答案,一律不要在梁已經做好之後才穿孔,請師傅規劃管線從其他地方通過,寧願空間被影響一些,也不要在地震來的時候才後悔!

原因是,對於常見的鋼筋混凝土結構來說,在梁已經做好後才開孔沒辦法施作補強鋼筋,而且在鑽孔的時候,也有很大的機會會把裡面原有的鋼筋切斷,對結構造成永久傷害,即使是施作在應力比較小的綠色區域也應該要避免。

結論

結構開孔需求,應該在規劃階段就納入考慮,只有預先做好且符合圖說規定的穿孔才安全。
買房前,尤其是二手屋更要好好檢查是否有違規穿梁的情形,違規穿梁看似事小但對結構安全的影響卻不容忽視!
希望這篇內容有幫助大家了解關於梁穿孔的相關問題!


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