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台湾地区的历史建筑物中,砖木造结构所占比例相当高目前常见的砖木造历史建筑物包括有政府办公建筑、各地市役所、经济金融建筑、学校教学或集会建筑、宗教建筑、交通运输建筑…等。这些砖造历史建筑无论从美学或历史发展的角度来看,都属于相当珍贵的文化资产,不只反映着过去的生活文化,也是传统建筑工艺技术之忠实纪录,因此必须妥善加以维护与保存。
这些砖木造历史建筑物都是属于迭砌式构造,为承重墙结构系统,主要结构为承重砖墙,其墙基及墙身等结构构材系以砂浆或白灰等粘结材料将一块块的砖块迭砌而成,由于墙体内部并无植筋为无筋之承重砖墙,耐震能力不足,何况台湾属于多震及强震地区故历史建筑物问题外所有垂直载重都经由承重砖墙传递至砖砌基础然后再由基础以维护整栋建筑物的耐震安全更是重要,因此如何针对受损砖造历史建筑物,提出妥善修复补强而又不破坏其构造、材料舆历史等方面价值的方法,便成为目前十分迫切与重要的工作。
过往对于砖造历史建筑物的修复与补强的工作,并不十分重视专业人员缺乏砖造历史建筑物修复补强素养、及缺乏砖造历史建筑修复及补强经验与工法,以至于灾损状况发生时,如何采取正确的方法来进行修复及补强维护历史古迹。
鉴于台湾地区对历史建筑修复补强方法仍处于发展中之阶段,因此在历史建筑之补强与修复的方法上,往往产生了对历史建物之构造、立面及空间使用上的破坏。因此本研究将针对砖造历史建筑物之补强与修复方法进行探讨,拟先从基本历史建筑物的砖墙材料性质、砖墙承重力学着手,了解不同高宽比的砖墙结构,承载不同垂直载重时所具有的侧向承载能力,然后透过各种补强、修复方法的分析与试验,并藉由相关专家学者与实际案例的回馈探讨,对于现行砖造历史建筑补强与修复方法于施作前、施作中及施作后所产生的问题,加以寻求改善之方法与技术之改良,以提供国内砖造历史建筑物修复补强之参考,期能达到历史文化资产永绩保存之目标。
以台湾国立台湾博物馆为案例,先行搜集各种资料了解建筑及结构基本型式,进行鉴定工作包括水平及垂直度之测量,地质钻探裂缝之调查,及构材强度之试验分析,获取基本资料,进行耐震初评及进一步探讨评估构造之耐震能力,研拟修复补强之初步可行性方案。
历史建筑物因建造时期之构筑技术与营造方式不同,其耐震能力各有不同,为得历史,必须对其现况先行鉴定与评估其耐震能力,尔后探讨拟定适当之修复补强方案。
台湾地区现行之耐震能力方法系以钢筋混凝土之构造为原则,不适宜直接采用历史建筑物之耐震能力评估。
历史建筑物之耐震能力评估方法建议以初步评估法,详细评估法、耐震指针法与有限元素模型评估法,加以整合研判以评估耐震能力。
历史建筑物之修复补强可利用构材强度或材料强度之提升、结构系统之调整与改善、及减少输入地震力等三种方式来达到耐震补强效果,但由于古迹、历史建筑修复补强之限制远较一般建筑物来得严格,除了须满足相关建筑法规之限制外,尚要符合文化资产保存法之要求,亦即补强之方式应以原材料、原工法为之,必要时可添加新的补强构件,惟补强材料须具可逆性,并尽量减少对古迹、历史建筑之破坏。
古迹、历史建筑的耐震补强有异于一般建筑物之补强,不能单以经济效益或工程效益作为取舍补强方法之依据,而应全盘考虑古迹、历史建筑之重要程度、价值所在、耐震弱点、构造特性、工程费用、及再利用内容等各项因素后,方能做出最佳的判断。
尤其历史建筑物多为砖造、砖墙材料性质常因材料取得来源、制作方式、与施工人员不同而相当大的差异,这种情形不但常发生在同一栋建筑物不同部位墙体或不同时间施作之墙体上,而不同建筑物间砖墙材料性质的差异更是显著;砖墙修复补强方法虽有很多种,每一种补强方式也各有其特色,但在以妥善保存历史建筑物之前提下,则补强方法并非皆能适用于历史建筑物之修复补强上,尚须进一步就修复意向、补强工程经费、补强施作方式、补强成效、以及对原建筑物之破坏程度加以评估,其中补强成效部份系属较客观之评估因素,其评估重点在于补强后墙体刚度之变化情形、韧性之提升程度、以及承载能力与吸收能量的改变情形,在具有相同修复意向、补强工程经费、补强施作方式、补强成效、以及对原建筑物之破坏程度条件时,当然要采用补强后能够提升能量吸收、承载能力、变形能力之修复补强方法。