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複合柱補強

在文檔中 國家地震工程研究中心 (頁 119-122)

第五章 耐震補強工法

5.5 複合柱補強

複合柱補強乃於校舍隔間磚牆之兩側配置主筋及橫向鋼筋,並澆注混 凝土,使新構築之複合柱於兩側夾住隔間磚牆,藉由新增設之複合柱得以 提升校舍之耐震能力。

5.5.1 複合柱介紹

5.5.1.1 複合柱斷面尺寸及配筋

複合柱分成兩部份,乃於隔間磚牆之兩側施作,並夾住隔間磚牆,平 面及立面如圖 5.13 所示[5.1]。為不影響教室之室內空間,複合柱之斷面尺 寸可採單側斷面寬度 40 cm,深度 20 cm,設計工程師亦可依實際需求加寬 或加深尺寸。由於傳統校舍隔間磚牆常見堆砌厚度為 1B(約 25 cm),故複 合柱之總斷面深度為 65 cm、寬度為 40 cm,前後夾住隔間磚牆,此斷面尺 寸可作為一標準化之模組斷面,可有效簡化其設計與分析。

模組化之複合柱斷面乃設計於隔間牆之兩側各配置 4 根#6 主筋,再以 二個#3 ㄇ型鋼筋對接、間距 15 cm 作為複合柱之橫向圍束,ㄇ型鋼筋之兩 伸出肢長度均為 50 cm。其中,因隔間磚牆之關係,傳統柱箍筋無法使用,

故複合柱之橫向圍束改採用二個ㄇ型#3 鋼筋於隔間牆前後對接,對接部份 再以 2 個 3/8 吋 U 型鋼索夾(如圖 5.16 所示)交互鎖固,U 型鋼索夾之每一 螺帽再以扭力扳手施加 45 N-m 之扭矩,以形成一良好的圍束機制。複合 柱之端部設計向上穿透頂樓樓版 40 cm,向下進入基腳或地梁錨定。複合 柱上端設計主筋於屋頂外 40 cm 範圍內以 90 度標準彎鈎進行錨定,彎鈎尾 部(含彎轉及直線段)長 36 cm;複合柱下端設計於地梁下方 20 cm 處以 90 度標準彎鈎進行錨定,且90 度彎鈎之伸出肢以朝向地梁方向包覆此地梁,

原有地梁之梁腹仍用#3 ㄇ型筋進行圍束,間距同複合柱柱身之設計。

若原始校舍無地梁基礎,則於隔間牆下方施作一獨立基腳,複合柱主 筋則延伸至此基腳內以 90 度標準彎鈎進行錨定,箍筋號數及間距同複合柱 柱身之設計。複合柱基腳埋入深度Df 應不得小於校舍原有其他柱基腳之埋 入深度。針對二層樓至三層樓校舍進行補強之複合柱基腳,本手冊建議其

尺寸分別以不小於長 100 cm、寬 100 cm、厚 75 cm 之原則進行檢討,且各

初步設計步驟:

由 5.1.3 所建議之初步設計流程,依式(5.1)、式(5.2)、式(5.3)可決定複 合柱補強桿件數量,其中式(5.3)中之單一補強桿件所提供之側力強度增量

複合柱補強工法之施工步驟如下:

(1) 基礎開挖

考量機具開挖施工空間、鋼筋籠綁紮及置放工作空間,基礎實際開挖 大小可予以放大,惟澆置混凝土時,仍須將開挖區域確實填充完整。

(2) 箍筋位置鑽孔

複合柱ㄇ型筋須以鑽孔機之 1吋鑽頭進行鑽孔,鑽孔後應以高壓空氣 清潔孔內殘渣及雜質,避免殘渣及雜質影響ㄇ型鋼筋伸出肢之搭接與握裏 效果。當箍筋位置恰為原始校舍之梁位置時,則應避開梁主筋及箍筋,且 至少須有一根ㄇ型箍筋通過梁腹中央,在此ㄇ型筋不足者則於靠近梁頂與 梁底之磚牆上予以補足。

(3) 樓版混凝土打除

複合柱設計穿透樓版,故以機具打除複合柱範圍之樓版混凝土,但不 破壞原始樓版之鋼筋,以利複合柱與原始校舍結合良好。(如圖 5.20所示) (4) 複合柱邊線內之隔間磚牆表面粉刷層清除

為使新澆注之混凝土能與原始校舍結合更加良好,須將複合柱位置之 隔間磚牆表面粉刷層打除,磚牆表面可適度打毛至 6mm 粗糙度,並以高 壓空氣清理及灑水以消除表面粉塵、細碎石。

(5) 複合柱鋼筋綁紮。

(6) 模版組立。

(7) 混凝土澆置,最大粒徑不可超過13mm,混凝土澆置前潤濕原結構體表 面,澆置時需以模外振動器配合施工。

(8) 補強範圍1:3水泥粉刷並恢復原有外觀。

(9) 若有移除或改道之管線或設施,需復原並恢復原有功能。

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