第五章 構造細節與連結設計
5.1 錨錠設計程序
5.1.1 通則 (1) 範圍
本節僅適用於增設鋼筋混凝土剪力牆(包含翼牆)、增設鋼構架時與鋼 筋混凝土構架連結處之錨錠設計。
(2) 錨錠之種類與施工法
本節所含括之錨錠為膨脹螺栓錨錠與化學螺栓錨錠(或植筋)。
(3) 錨錠材料、形狀與大小
錨錠材之材料、形狀與大小於安裝前應仔細檢查。
(4) 其他
其他本節未包含之項目應根據其他相關規範與準則施作。
5.1.2 錨錠之材料強度
後施工錨定工法之施工原理,類似地錨、岩錨之施工原理,植入之錨 錠材為一般結構鋼材,一般可視為混凝土結構物之等值配筋,惟其植入 之底床為既有混凝土材料,其強度及品質難以正確評估,故錨定效果仍 應以試驗確認之。
5.1.3 設計強度 (1) 剪力強度
剪力強度Qa定義為單根螺栓(植筋)於混凝土介面所能承受之剪力強 度,剪力強度應取Qa1及Qa2之較小者,此二強度應根據鋼材強度與混 凝土承載強度計算。
(a) 膨脹螺栓錨錠 當4da ≤le <7da時
) , min( a1 a2
a Q Q
Q =
se y
a A
Q1 =0.7σ
se B c
a E A
Q 2 =0.3 σ
低層含磚牆建築物耐震補強手冊研究
第五章 施工細節與連結設計
低層含磚牆建築物耐震補強手冊研究
施工前仍應先行試植,並以試拉試驗確認其錨定效果,並據以修正植入 深度之計畫。
7. 植入鋼材直徑之決定除須滿足設計條件外,應同時考量其施工性。一 般錨錠材之直徑以介於13mm~22mm 間為宜。
8. 植入錨錠鋼材之鑽孔孔徑不得大於鋼材直徑 3mm 以上。每一排中各 錨錠孔之間距不小於7.5da,及不大於30cm。雙排錨錠孔之排距,不小 於5.5da,交錯型式之雙排錨錠孔,其排距不小於 4.0da;錨錠孔至既有 結構之距離不小於5.0da,錨錠孔至新增構材邊緣不小於2.5da (如圖 5.1 中所示)。
9.植入鋼材使用之黏著劑或充填材,應視植入孔孔壁混凝土表面狀態、
乾溼程度、設計強度及施工性決定其種類。
10. 除植入位置及深度須滿足規定外,其外露部分之長度亦應符合鋼筋 混凝土設計、施工規範之搭接長度的規定預留之。對於採用膨脹螺栓錨 錠者,其外露部分之長度一般不小於30da,但對於外露部分尾端具彎 鉤或螺帽(nut)者,其長度不小於 20da。
11. 既有混凝土與新澆置混凝土之接合面及接合方式應使新舊混凝土接 縫能發揮所需之強度,錨錠需適當連接週圍之構材,並有預防劈裂之補 強材(如圖 5.2 中所示)。
排距(≧4.0d) 錨釘位置居間距(≧7.5d)
至牆邊緣位置 (≧2.5d)
至牆邊緣位置 (≧2.5d)
(b)交錯雙排之錨釘型式
排距(≧5.5d)
(a)並排之錨釘型式
錨釘位置居間距(≧7.5d) 至既有牆之距離(≧5d)
圖 5.1 錨錠位置間距示意圖
第五章 施工細節與連結設計
保護層
不正確之 錨錠位置 正確位置
(a) 錨釘之位置
既存梁
錨釘材
新增牆體 連接材 防劈裂鋼筋 (螺筋)
(b) 採用螺筋抗劈裂破壞
圖 5.2 錨錠連接示意圖
[說明] 既有混凝土結構物維修及補強時,常因混凝土劣化鋼筋腐蝕、震害受損鋼筋 彎曲折損、配筋斷面積不足、配筋位置錯誤、預留配筋不足等原因,需配合後施工 錨定工法直接植入錨錠材(螺栓或鋼筋)於既有混凝土中,以達成補強之目標。一般 採用黏著劑或充填材為媒介,將所需求之錨錠材錨定於既有混凝土中,其目的在使 植入之鋼材發揮錨定效果,類似預留搭接鋼筋能夠適當地進行後繽補強混凝土與既 有混凝土之應力傳遞。本手冊所示之方法乃為滿足前述要件,惟因植入鋼材之既有 混凝土材料強度甚難予以正確評估(類似地錨、岩錨植入複雜的地盤、岩盤),施工 前、後仍應經由適當試驗加以確認其錨定效果。
植入工法植入鋼材之底床為既有混凝土結構物,並非純混凝土,其中之既有配 筋若因補強而受損,將減損既有結構強度,失去補強之意義,如梁柱接頭中之梁彎 折錨定配筋、梁上下主筋、梁肋筋、柱主筋、柱箍筋等均不得破壞,故選定錨錠位 置時應避開之。既有混凝土結構物之實際配筋位置無法以肉眼察知,雖可採用鋼筋 探知儀器探查鋼筋位置,惟仍存在施工不便之盲點,一般採用在錨錠預定位置將既
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有混凝土結構保護層敲除成溝槽狀,使主筋表面露出,即可用肉眼察知,在其縫隙 中施鑽錨錠孔即可有效避免損傷既有配筋,切勿盲目施鑽致損傷既有配筋或產生許 多無效孔。鑽孔可分為濕式鑽孔工法與乾式鑽孔工法,盡可能採用乾式工法(採用鎢 鋼螺旋鑽頭)施鑽植入孔,以避免因鑽孔鑽斷既有配筋,不得已必須採用濕式工法(採 用鑽石管狀鑽頭)鑽孔時,施鑽中如遇既有配筋之阻礙,應即停止並更換鑽孔位置,
否則極易鑽斷既有配筋,且濕式鑽孔之孔洞表面因較光滑,植入鋼筋之黏著不易,
錨定效果較差。既有混凝土如有蜂巢、龜裂、空洞等瑕疵或中性化劣化之位置,如 未先行補修,難以預期其錨定效果,故不宜採用此工法作為補強。
黏著型(化學螺栓)植入鋼材使用之黏著劑或充填材,各有其材料特性,如採用聚 酯系、環氧丙烯系、環氧系之有機系黏著材,雖有強力按著及快速產生強度之效果,
對於地震損壞補強具有極佳之效果,惟其施工時怕水,施工後怕火之弱點,故錨錠 植入孔之潮濕及施工後之暴露為其致命傷,不適用於新鑄混凝土與濕式鑽孔之施工 環境下施作。又如無機系充填材之無收縮水泥砂漿,因黏著力較差與需要相當長時 間才能達到目標強度之弱點,故植入孔壁表面光滑與需要快速補強之環境條件為其 致命傷,不適用於濕式鑽孔與地震損壞之緊急補強,但可用於新鑄混凝土之錨錠植 入。黏著劑可分為膠囊型與注入型,採用膠囊型黏著劑成品錨錠,其植入鋼材需先 切削成斜角或 V 形、W 形,其目的在於能夠提昇膠囊內的樹脂主劑與硬化劑之均 勻混合率,並須以旋鑽方式插入鋼材,若採用注入型黏著劑植筋,只要將樹脂主劑 與硬化劑依正確比例在現場調合後直接注入錨錠植筋孔內,再將鋼筋插入即可,不 必特別加工或旋鑽插入。植入之鋼筋或螺栓,其目的在於傳遞新舊混凝土之應力,
故既有混凝土與新澆置混凝土之接合面及接合方式應使新舊混凝土接縫能發揮所 需之強度,如需將原有粉刷層、劣化混凝土敲除或打毛處理等。