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!
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。
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及位置,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:
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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