鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)

修復(fù)與補(bǔ)強(qiáng)材料

結(jié)構(gòu)元件修復(fù)工法

結(jié)構(gòu)元件補(bǔ)強(qiáng)工法

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)改善補(bǔ)強(qiáng)工法鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第1頁。

修復(fù)與補(bǔ)強(qiáng)材料鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常用的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)材料依用途可分為：

填補(bǔ)用材料、黏結(jié)用材料與受力用材料三種類型，其功用與種類如下：☆填補(bǔ)用材料：

◎目的：填補(bǔ)用材料主要是用於填充既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體之裂縫或修補(bǔ)缺損斷面。

◎材料種類：填補(bǔ)用之修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)材料主要有裂縫灌注用之環(huán)氧樹脂，以及混凝土斷面缺損時之修補(bǔ)材料，包括防銹材料、表面處理材料，及混凝土(含水泥砂漿)或樹脂砂漿等填補(bǔ)材料?！铕そY(jié)用材料：

◎目的：黏結(jié)用材料主要是用於固定與黏結(jié)外加補(bǔ)強(qiáng)受力材料於既有結(jié)構(gòu)體上，以使結(jié)構(gòu)體之受力能有效傳遞，達(dá)到修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)功能。

◎材料種類：黏結(jié)用之修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)材料主要有黏結(jié)補(bǔ)強(qiáng)貼片用的環(huán)氧樹脂接著劑，以及用於續(xù)接補(bǔ)強(qiáng)鋼材之錨栓和其結(jié)合材料。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第2頁?！钍芰τ貌牧希骸蚰康模菏芰τ貌牧鲜侵感峦饧又Y(jié)構(gòu)材料，用於承受或分擔(dān)原鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所需承擔(dān)或因補(bǔ)強(qiáng)所增加之力量，以達(dá)到結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)目的。

◎材料種類：受力用之修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)材料包括一般鋼筋混凝土新建工程所常用的材料，例如鋼筋、鋼料、預(yù)力鋼腱及混凝土等，另外尚有纖維複合材料(FRP)、隔減震設(shè)備等結(jié)構(gòu)材料。

結(jié)構(gòu)元件修復(fù)工法鋼筋混凝土建築物之結(jié)構(gòu)元件受損，概分為

☆混凝土裂縫寬度小於0.3mm?！罨炷辆植苛芽p寬度大於0.3mm之結(jié)構(gòu)性裂縫?！罨炷辆植矿爠??！罨炷羾?yán)重開裂剝落。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)元件若產(chǎn)生前述之受損現(xiàn)象，只要鋼筋與混凝土尚具有整體性（黏結(jié)握裹尚稱完好），則均可以合宜之工法材料，將其「修復(fù)」，亦即可藉由「修復(fù)」工法維持結(jié)構(gòu)元件之既有強(qiáng)度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第3頁?！盍芽p寬度小於0.3mm

☉以水泥膏或環(huán)氧樹脂膏或彈性披土填補(bǔ)，亦可先開V形槽，再以水泥砂漿填補(bǔ)。

◎適用範(fàn)圍：鋼筋混凝土梁、柱、版、牆等結(jié)構(gòu)元件，發(fā)生寬度在

0.3mm以下之微裂縫。

◎特性說明：一般而言，寬度0.3mm以下非結(jié)構(gòu)性裂縫，填補(bǔ)後可有效防止水氣侵入。

◎施工步驟：詳圖2-1。

圖2－1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第4頁?！盍芽p寬度大於0.3mm

☉以環(huán)氧樹脂灌注裂縫工法◎適用範(fàn)圍：鋼筋混凝土梁、柱、版、牆等結(jié)構(gòu)元件，發(fā)生寬度在

0.3mm以上之結(jié)構(gòu)性裂縫?！蛱匦哉f明：一般而言，環(huán)氧樹脂之力學(xué)強(qiáng)度遠(yuǎn)高於混凝土，且環(huán)氧樹脂可與混凝土充分黏結(jié)，故以壓力注入環(huán)氧樹脂後之裂縫可完全密合，而達(dá)修復(fù)及防止水氣滲入的目的。若再有外力造成混凝土開裂，則因環(huán)氧樹脂黏結(jié)強(qiáng)度高於鄰近混凝土，如再開裂其位置應(yīng)不會在已灌注環(huán)氧樹脂之裂縫位置?！蚴┕げ襟E：詳圖2-2?！罹植矿爠踊炷列迯?fù)工法

☉環(huán)氧樹脂砂漿修復(fù)工法

◎適用範(fàn)圍：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)元件中局部混凝土嚴(yán)重開裂或鬆動。

◎特性說明：環(huán)氧樹脂砂漿一般為乾式施工，當(dāng)嚴(yán)重開裂或鬆動部分敲除至堅實面並清理乾淨(jìng)後，用環(huán)氧樹脂砂漿應(yīng)可有效修復(fù)結(jié)構(gòu)元件之現(xiàn)有強(qiáng)度。

◎施工步驟：詳圖2-3。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第5頁。

圖2－2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第6頁。

圖2－3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第7頁。☉水泥砂漿修復(fù)工法◎適用範(fàn)圍：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)元件中局部混凝嚴(yán)重開裂或鬆動?！蛱匦哉f明：將嚴(yán)重開裂或鬆動部分敲除至堅實面並清理乾淨(jìng)後，用高於原結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度之無收縮或高黏著性水泥砂漿填補(bǔ)修復(fù)結(jié)構(gòu)元件?！蚴┕げ襟E：詳圖2-4。

圖2－4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第8頁?！罨炷羾?yán)重開裂剝落☉局部構(gòu)件敲除重作工法

◎適用範(fàn)圍：鋼筋混凝土元件嚴(yán)重開裂或鬆動部分所佔比例過大，無法以填補(bǔ)材料填補(bǔ)時。

◎特性說明：當(dāng)鬆動或嚴(yán)重開裂混凝土之體積過大時，使用環(huán)氧樹脂砂漿不經(jīng)濟(jì)，故可將舊有混凝土鬆動或嚴(yán)重?fù)p害部位完全敲除後，表面清洗乾淨(jìng)並組模後，依新舊混凝土接合面之施工方式修復(fù)嚴(yán)重受損之結(jié)構(gòu)元件。

◎施工步驟：詳圖2-5。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第9頁。

圖2-5

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第10頁。

結(jié)構(gòu)元件補(bǔ)強(qiáng)工法☆梁元件補(bǔ)強(qiáng)工法

☉梁加設(shè)外箍筋補(bǔ)強(qiáng)工法（剪力補(bǔ)強(qiáng)）◎適用狀況：鋼筋混凝土梁剪力強(qiáng)度不足的原因，最常見的為混凝土強(qiáng)度不足，剪力箍筋量不足及載重增加而造成梁剪力強(qiáng)度不足?！蚴┕しǎ篟C梁之加設(shè)箍筋補(bǔ)強(qiáng)方式，可先敲除保護(hù)層或不敲除保護(hù)層僅作粗糙處理，再外加箍筋（須敲除粉刷層）等兩種方式施作。施工時先鑽孔穿透梁邊樓版，再將箍筋由鑽孔穿過樓版錨定。(詳圖3-1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第11頁。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第12頁。☉梁側(cè)加鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法（剪力或正彎矩補(bǔ)強(qiáng)）◎適用狀況：鋼筋混凝土梁剪力強(qiáng)度或正彎矩不足時，可以U型鋼板包覆於鋼筋混凝土梁上，以提升鋼筋混凝土梁之剪力及彎矩強(qiáng)度。一般使用加設(shè)箍筋方式須灌置新混凝土，因而會增加重量及減少樓層淨(jìng)高。U型鋼板則不需灌置新混凝土，對樓層高度較為不足的建築物，U型鋼板較加設(shè)箍筋方式更具合宜性?！蛱匦哉f明：以U型鋼板包覆鋼筋混凝土梁之補(bǔ)強(qiáng)方式，基本上係利用環(huán)氧樹脂將鋼板與鋼筋混凝土梁黏結(jié)成一體，以期U型鋼板能發(fā)揮如箍筋之抗剪及抗正彎矩效果?！蚴┕しǎ合葘⒃摻罨炷亮褐鬯忧贸瑴Q(jìng)後，以環(huán)氧樹脂砂漿補(bǔ)平，裝設(shè)完成後之U型鋼板以化學(xué)螺栓固定，再將U型鋼板與鋼筋混凝土梁間之空隙以環(huán)氧樹脂灌滿，最後在U型鋼板表面作防銹處理。(詳圖3-2)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第13頁。☉梁中央底部鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法（正彎矩補(bǔ)強(qiáng)）

◎適用時機(jī)：鋼筋混凝土梁柱構(gòu)架之梁中央主要承受垂載重所產(chǎn)生的正彎矩（底部受拉），當(dāng)原鋼筋混凝土梁正彎矩強(qiáng)度不足抵抗外力所造成之梁中央正彎矩時，則在梁底部加鋼板，並以環(huán)氧樹脂黏貼於鋼筋混凝土梁上，以增加原鋼筋混凝土梁之正彎矩強(qiáng)度。

◎施工法：首先將鋼筋混凝土梁底粉刷層敲除乾淨(jìng)後以環(huán)氧樹脂砂漿補(bǔ)平，再將鋼板假安裝於梁底欲補(bǔ)強(qiáng)位置（必要時可以錨栓做固定），塗抹封塞劑以防灌注環(huán)氧樹脂時滲漏。待封塞劑硬化後再以壓力將環(huán)氧樹脂灌入埴滿空隙，最後再於鋼板之外側(cè)作防銹處理即可。(同前圖)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第14頁。☉梁兩端頂部鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法（負(fù)彎矩補(bǔ)強(qiáng)）◎適用時機(jī)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在外力之作用下造成鋼筋混凝土梁兩端之負(fù)彎矩強(qiáng)度（頂部受拉不足）時，可在梁兩端頂部以鋼板黏貼之補(bǔ)強(qiáng)方式提高鋼筋混凝土梁兩端之負(fù)彎矩強(qiáng)度，以符合安全需求。

◎特性說明：一般而言，鋼筋混凝土建築物之梁柱構(gòu)架系統(tǒng)，其梁端因有柱的存在，補(bǔ)強(qiáng)鋼板無法延伸至柱內(nèi)部，無法作有效的錨定。依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)力量傳遞觀念，利用逐漸擴(kuò)展鋼板的方式，將補(bǔ)強(qiáng)鋼板在梁柱接合區(qū)前一段距離擴(kuò)大其寬度然後延伸至柱兩側(cè)大梁加以錨定，應(yīng)可達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)負(fù)彎矩的效果。

◎施工法：先將欲補(bǔ)強(qiáng)位置之鋼筋混凝土梁頂面及樓版面的粉刷層敲除，再以環(huán)氧樹脂砂漿粉平，然後將預(yù)先裁切好之鋼板假安裝於鋼筋混凝土梁上（必要時可以錨栓先行固定），並確實注意鋼板與混凝土間之空隙須小於3mm，若在不連續(xù)端作負(fù)彎矩補(bǔ)強(qiáng)則應(yīng)先行鑽孔以埋設(shè)錨定螺栓。鋼板假固定完成後，先在鋼板四周塗抹封塞劑，待封塞劑硬化後即可在鋼板與混凝土間空隙灌注環(huán)氧樹脂至確實填滿為止。最後再對鋼板外表做適當(dāng)防銹處理即可。(詳圖3-3)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第15頁。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第16頁。☉梁中央底部碳纖維補(bǔ)強(qiáng)工法（剪力與正彎矩補(bǔ)強(qiáng)）

◎適用時機(jī)：與梁中央底部鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法相同，惟以碳纖維替代鋼板。

◎特性說明：纖維補(bǔ)強(qiáng)可以鋼筋混凝土梁撓曲理論，視碳纖維為外加鋼筋加以計算。另碳纖維複合材料質(zhì)輕且強(qiáng)度高的特性，在正彎矩補(bǔ)強(qiáng)工法中其效果較鋼板為佳。

◎施工法：碳纖維的補(bǔ)強(qiáng)施工，基本上可分為事前整修及複合材料黏貼等兩部分。一、事前整修部份：

1.敲除混凝土表面粉刷層及鬆脫部分。

2.以樹脂砂漿將混凝土表面補(bǔ)平。

3.以砂輪機(jī)將表面磨平。

4.若補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件有折角須作圓滑去角處理。二、黏貼碳纖維：

1.以丙酮清洗已處理過之混凝土表面。

2.塗刷底膠（底劑）。

3.依設(shè)計方向鋪設(shè)纖維布。

4.重復(fù)2.至3.步驟至符合設(shè)計層數(shù)及方向。(詳圖3-4)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第17頁。☉梁擴(kuò)大斷面補(bǔ)強(qiáng)工法（剪力與彎矩補(bǔ)強(qiáng)）◎適用時機(jī)：鋼筋混凝土梁撓曲或剪力強(qiáng)度不足，若無梁加深及加寬的使用空間限制，可在鋼筋混凝土梁外加主筋與箍筋，再以混凝土或砂漿將原梁斷面放大。

◎特性說明：一般而言，在原鋼筋混凝土梁、柱之外側(cè)加設(shè)鋼筋再以混凝土或砂漿包覆，可使原鋼筋混凝土梁有效提升其斷面面積及強(qiáng)度，惟須注意新舊混凝土接合面之施工處理及外加的鋼筋應(yīng)設(shè)置有效的錨定措施，以便發(fā)揮鋼筋應(yīng)力，提升梁之強(qiáng)度。

◎施工法：原鋼筋混凝土梁擴(kuò)大斷面的施工流程，除必要之鑽孔及敲除粉刷層外，與新做鋼筋混凝土工程相同。其步驟為：

1.敲除粉刷層及鬆動部分保護(hù)層，並須有6mm以上之粗糙度。

2.依需要位置鑽孔並配置鋼筋。

3.以水泥漿濕潤表面。

4.封模。

5.灌注砂漿或混凝土。

6.養(yǎng)護(hù)。(詳圖3-5)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第18頁。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第19頁?！钪a(bǔ)強(qiáng)工法

☉柱加設(shè)箍筋補(bǔ)強(qiáng)工法（剪力與圍束補(bǔ)強(qiáng)）

◎適用時機(jī)：當(dāng)鋼筋混凝土柱剪力強(qiáng)度不足或圍束不足時，可以可採柱加設(shè)箍筋方式補(bǔ)強(qiáng)。

◎特性說明：鋼筋混凝土柱加設(shè)箍筋方式可有效提升柱之韌性，進(jìn)而提升整體結(jié)構(gòu)物之耐震能力。通常加設(shè)箍筋時無法配合加設(shè)貫穿上下樓之主筋，故柱頂及柱底之撓曲強(qiáng)度不會提升加設(shè)箍筋，只會增加柱之韌性及剪力強(qiáng)度而不會增加柱之撓曲強(qiáng)度。對總體結(jié)構(gòu)物有極佳的耐震補(bǔ)強(qiáng)效果。

◎施工法：

1.敲除原鋼筋混凝土柱表面之粉刷層及鬆動混凝土。

2.綁紮箍筋及固定用之縱向筋。

3.封模（預(yù)留適當(dāng)喇叭形灌漿口）。

4.澆置混凝土。

5.修飾柱混凝土表面。(詳圖3-6)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第20頁。☉柱帶狀鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法（剪力與圍束補(bǔ)強(qiáng)）

◎適用時機(jī)：同上節(jié)柱加設(shè)箍筋補(bǔ)強(qiáng)工法。

◎特性說明：鋼筋混凝土柱以帶狀鋼板圍束補(bǔ)強(qiáng)，可有效提升柱之剪力及韌性，且不會增加太多之柱斷面積，在空間利用上較為經(jīng)濟(jì)。

◎施工法：

1.敲除鋼筋混凝土柱表面粉刷層，並以樹脂砂漿整平表面。

2.安裝組立帶狀鋼板於原混凝土柱面。

3.封塞鋼板空隙並灌注環(huán)氧樹脂無收縮水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿。

4.鋼板表面防銹塗裝處理。(詳圖3-7)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第21頁。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第22頁。☉柱圍封鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法(剪力與圍束補(bǔ)強(qiáng))◎適用時機(jī)：同上節(jié)鋼筋混凝土柱加設(shè)箍筋補(bǔ)強(qiáng)工法。

◎特性說明：鋼筋混凝土柱圍封鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法除可提升柱之剪力強(qiáng)度外，亦能有效增加柱之圍束效果應(yīng)，提升柱的韌性，進(jìn)而增加整體結(jié)構(gòu)物的耐震強(qiáng)度。

◎施工法：

1.敲除鋼筋混凝土柱粉刷層及鬆動混凝土。

2.安裝組立圍封鋼板。

3.施作封邊劑。

4.鋼板與混凝土介面灌注環(huán)氧樹脂無收縮水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿。

5.鋼板表面防銹處理。(詳圖3-8)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第23頁。☉柱圍封碳纖維補(bǔ)強(qiáng)工法（剪力與圍束補(bǔ)強(qiáng)）

◎適用時機(jī)：同上節(jié)鋼筋混凝土柱加設(shè)箍筋補(bǔ)強(qiáng)工法。

◎特性說明：柱圍封碳纖維補(bǔ)強(qiáng)工法，其所增加的柱尺寸最少，最不影響使用空間。碳纖維的圍束效果甚受肯定，屬較佳的柱圍束補(bǔ)強(qiáng)工法。

◎施工法：同前節(jié)碳纖維施工法。(詳圖3-9)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第24頁。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第25頁。☉柱擴(kuò)大斷面主筋貫穿直通樓版補(bǔ)強(qiáng)工法（軸力、彎矩與剪力補(bǔ)強(qiáng)工法）

◎適用時機(jī)：當(dāng)鋼筋混凝土柱斷面之強(qiáng)度不足，而欲提升其軸力及彎矩強(qiáng)度時，將補(bǔ)強(qiáng)之柱主筋貫穿上下樓層，可使柱之軸力、彎矩及剪力強(qiáng)度全面提高。

◎特性說明：一般而言，鋼筋混凝土柱之尺度通常大於尺度，故欲擴(kuò)大柱斷面將主筋貫穿直通上下樓層，只需將樓版打洞讓主筋穿過透即可達(dá)成主筋連續(xù)的條件。擴(kuò)大鋼筋混凝土柱斷面時，均須加設(shè)柱箍筋，故柱剪力及圍束強(qiáng)度亦可同時提升。

◎施工法：

1.敲除鋼筋混凝土柱粉刷層及鬆動混凝土。

2.鋼筋混凝土柱上層及柱下層局部樓板樓版鑽孔或打除，以供垂直主筋貫穿上下樓層。

3.綁紮補(bǔ)強(qiáng)主筋及箍筋。

4.封模澆灌混凝土。

5.拆模養(yǎng)護(hù)。(詳圖3-10)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)全文共38頁，當(dāng)前為第26頁?！頡C牆補(bǔ)強(qiáng)工法

☉現(xiàn)有RC牆加厚補(bǔ)強(qiáng)工法（剪力、彎矩與軸力補(bǔ)強(qiáng)）

◎適用時機(jī)：增加牆厚度可提升牆之勁度及強(qiáng)度，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)物之耐震能力。

◎特性說明：加牆為最經(jīng)濟(jì)有效的耐震補(bǔ)強(qiáng)方式。若原結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中