钢筋混凝土结构系版柱与梁抗震补强工法

摘要

本发明系针对已建造完成使用中之钢筋混凝土构造建筑物之构材，如梁、柱等，因遭受地震力之破坏，造成梁、柱等构材凝结组成之混凝土龟裂或破碎、钢筋抗拉应力减少或抗压应力增加，而使该等构材无法恢复至原设计强度状态继续使用者，经查对原设计图，或勘查现场监定后，依其破坏情形为根据，重新做结构计算分析，选用合宜之角钢、扁钢、钢钣条等做为肢材(Element)，以焊接组合成系版梁或系版柱等部分构材元件，依被破坏梁、柱等构材需要增加抗拉力或抗压力大小，在原梁、柱之破坏位置，就地加以个别补强，使该梁或柱等个别恢复至原设计抵御抗震强度或提高至应有抵御抗震强度，做确实有效之补强，使受破坏钢筋混凝土构造建筑物可以达到原设计强度继续使用。本发明工法除适用于上述已遭受破坏构材之抗震补强外，倘因建筑法令修改提高抗震强度时，未受破坏之建筑物方可藉由本发明工法之系版梁与系版柱做抗震补强，达到符合建筑法令新规定要求。本发明之英文名称为「Method for Strengtheing Reinforced Structures」，简称「抗震补强SRCS工法」。

主权项

1.一种钢筋混凝土结构系版柱与梁抗震补强工法,该工法足以修复补强或补强二类钢筋混凝土构造物,第一类为遭受地震力或外力破坏,尚可以修复补强方法使其恢复至原设计抗震强度或外力破坏前强度之钢筋混凝土构造物;第二类为因建筑法令之修改而提高抗震强度,以补强方法提高原钢筋混凝土构造物抗震强度,以符合建筑法令新规定,而不必拆除重建之钢筋混凝土构造物;该第一类钢筋混凝土构造物经现场勘查、监定,原设计钢筋混凝土结构构造物之梁或柱构材实际施工断面尺寸,使用钢筋绑紮数量与布置与使用混凝土强度等,做为分析计算原构造物梁或柱构材在遭受破坏前之实际抵御外力强度;依据勘查、监定构造物之梁或柱构材个别遭受破坏裂缝深度或爆裂或破碎等实际情况,计算出梁或柱构材个别残存有效断面积,分析计算该梁或柱构材之残存实际抵御外力强度;然后以遭受破坏前之实际抵御外力强度减去遭受破坏后之残存实际抵御外力强度,计算遭受破坏之减损强度,做为分析计算钢筋增加之拉应力及减少之压应力与混凝土增加之压应力,决定修复补强或补强第一类构造物之系版柱与梁之主要肢材与次要肢材之需要断面积,选择抗弯曲拉力、抗弯曲压力、抗扭曲力或抗剪力等个别主要肢材元件与次要肢材元件,制造成修复补强系版梁或系版柱;该第二类钢筋混凝土构造物即可依建筑法令提高抗震强度,分析计算出构造物个别梁或柱构材需要强度,然后减去现有钢筋混凝土构造物个别梁或柱构材之实际强度后之增加抗震强度,分析计算出需要增加补强个别梁或柱构材之主要肢材与次要肢材个别补强需要断面积,选择抗弯曲拉力、抗弯曲压力、抗扭曲力或抗剪力等个别主要肢材元件与次要肢材元件,以决定制造成第二类构造物之补强系版梁或系版柱;当系版梁或系版柱在原钢筋混凝土梁或柱构材敲除混凝土保护层后,紧邻梁与柱原有箍筋或系筋组立、焊接安装,及清除破裂或破碎混凝土后,再组立模板并浇铸混凝土,待一天后拆除模板;对梁在系版梁组立焊接安装后,即可以环氧树脂砂浆分次填实镘平,而不必使用模板与混凝土;依此工法修复补强或提高抗震补强,其特点在于:该第一类钢筋混凝土构造物遭受外力破坏后,可依梁或柱构材个别遭受破坏程度修复补强,恢复至原设计抗震强度或外力破坏前之强度,而使梁与柱接合联结刚节点维持交接各梁与柱构材之劲度原状,而不发生力之分配改变,而保持原设计结构系统受作用力之传递;该第二类钢筋混凝土构造物各梁与柱构材,同时依建筑法令规定提高抗震强度补强,而维持梁与柱构材接合联结刚节点同时提高交接各梁与柱之相对劲度,而不致发生力之重新分配,而保持原设计结构系统受作用力之传递;无论第一类或第二类之修复补强或补强,其使用钢料或混凝土肢材材料均经详细结构分析计算,而不致发生过多浪费或不足情况,而影响结构安全,并达到有效修复补强或补强真实效益。2.一种钢筋混凝土结构系版柱与梁抗震补强工法,该工法对专利申请范围第1项所述第一类或第二类钢筋混凝土构造物柱构材之修复补强或补强之方法,该方法系以系版柱为钢筋混凝土柱构材之肢材,并依专利申请范围第1项分析计算需要断面积,选择四支角钢与钢版条做为主要肢材元件,以扁钢或钢版条做为次要肢材元件,依勘查监定实测需要长度与敲除原钢筋混凝土柱构材混凝土保护层后之断面尺寸,在工厂剪裁、组立焊接成二支角钢与需要钢版条等主要肢材元件与扁钢或钢版之次要肢材元件三面之系版条,及二支角钢与需要钢版条等主要肢材元件与扁钢或钢版之次要肢材元件一面系版条等二部份后,运至工地套入已敲除混凝土保护层之原钢筋混凝土柱外正确位置,再将系版柱肢材元件之二部份之系版条加以组立焊接,构成完整之系版柱后,方以千斤顶或齿轮千斤顶之力,将系版柱肢材确实支撑至柱四周梁底,做为修复补强或补强之临时支撑;其特点在于:该系版柱肢材临时支撑之位置在原钢筋混凝土柱构材位置内,而不致改变上层四周梁之各种受力情况及上层柱之轴心力向下传递之改变,而产生对上层四周梁造成贯穿剪力破坏;在钢筋混凝土柱遭受破裂或爆裂或破碎之混凝土已失去抗震与抗压效益,而可藉系版柱肢材之支撑坚固加以彻底清除;并在系版柱肢材外重新组模,浇铸混凝土,使系版柱肢材成为浇铸混凝土后柱之永久性肢材;原钢筋混凝土柱构材之钢筋虽已遭受折损,但可留做上层柱与下层柱连接锚锭之用,而保持上下柱之接合联结;以系版柱为肢材之混凝土柱,其断面仅增加钢版之厚度,故对柱之劲度影响极为有限,不致造成梁与柱连接节点劲度之改变,而造成整体结构系统受作用力之传递改变。3.一种钢筋混凝土结构系版柱与梁抗震补强之工法,该工法对专利申请范围第1项所述第一类获第二类钢筋混凝土构造物梁构材两端之修复补强或补强,以角钢系件环绕钢筋混凝土柱柱脚焊接固定,再焊接连结系版梁修复补强或补强主要肢材元件,以替代修复补强或补强主要肢材无法贯穿或弯入密实钢筋混凝土柱体内需要之握裹埋入锚锭长度之方法;其特点在于:以角钢系件环绕在敲除局部混凝土柱柱脚保护层后,将角钢系件焊接坚固,并将补强梁端抗弯曲拉力需要之主要肢材元件焊接于角钢系件上,而将抗弯曲拉力转移至角钢系件上,以替代抗弯曲拉力不可缺少之锚锭握裹长度,藉以达到有效补强效果。图式简单说明:图一为柱抗震补系版柱立面图及截面指示与肢材符号图一A为补强系版柱图一截面A-A与肢材符号图一B为补强系版柱与基础连结图一截面B-B与肢材符号图二为梁抗震补强方法(一)之立面图与肢材符号图二A为梁抗震补强方法(一)立面图截面1-1与肢材符号图二B为梁抗震补强方法(一)立面图截面2-2与肢材符号图三为梁抗震补强方法(二)之立面图与肢材符号图三A为梁抗震补强方法(二)之立面图截面3-3与肢材符号