TWI573919B - 補強結構 - Google Patents

Description

補強結構

本發明係關於一種補強結構，尤其是一種應用於混凝土結構體之補強結構。

利用鋼筋與混凝土所組合而成的混凝土結構體具有極佳的材料特性，包括抗壓、抗拉、抗彎矩以及抗扭力等特性，經常被用來做為建築物的主體建材。

建築物中常見的混凝土結構體包括梁構件、柱構件、樓版以及牆構件，建築物在設計時，主要是透過上述構件的組合來承受各種外力和載重，以確保結構安全。

然而，混凝土結構體的強度經常會因為施工過程、使用年限、外部環境的影響而減弱，尤其是含有高氯離子的海砂屋，經常會造成混凝土結構體中的混凝土劣化、鋼筋的腐蝕，使得混凝土結構體的強度不符合原先的設計需求。在這樣的情況之下，必須對混凝土結構體進行補強，使其強度能夠回復到合乎設計要求，才能夠維持建築物的使用機能，並讓建築物內部生命和財產獲得保障。

由於含有高氯離子的混凝土結構體，其內部的鋼筋很容易生銹膨脹，並對鋼筋周遭的混凝土形成拉力破 壞，因此，習知技術的補強重點往往著重在防水處理，以避免水氣滲入造成混凝土結構體內部鋼筋的生銹膨脹，對於結構補強的處理，則是利用較厚的鋼板固定於結構體，以克服鋼筋周圍的混凝土所受到的拉力，但由於厚的鋼板其重量也較重，當其固定於結構體時，其重量對於結構體而言也是一個負擔，因此，習知技術通常只用於對柱構件進行補強，若是對其他的構件(例如梁構件、樓版)進行補強，鋼板的重量反而會加速這些構件的破壞。

本發明之主要目的在於提供一種補強結構，該結構可以針對已劣化的混凝土結構體進行補強，使其強度能夠合乎設計要求。

為了達到上述目的，本發明揭露一種補強結構，適用於一混凝土結構體之補強，該混凝土結構體具有至少一補強側面以及至少一固定側面，該補強結構包括：一固定網、複數個鋼構件以及複數個螺栓，該固定網的表面設有複數個網孔，並透過一粘著性材料固定在該混凝土結構體之補強側面，該複數個鋼構件係設置在該固定網之外側，該複數個螺栓係依序貫穿該鋼構件、該固定網、該混凝土結構體，並固定在該固定側面。

其中，若該混凝土結構體為一樓版時，該補強側面為樓版的下側面，該固定側面則為樓版的上側面，當樓版內部的鋼筋發生裸露時，該補強結構更包括複數個勾筋，且其二端係分別勾住該樓版內部之鋼筋以及該固定網之 網孔。

又，若該混凝土結構體為一梁構件與一樓版的組合，且該樓版係結合於該梁構件的二側上方時，該補強側面則為該梁構件的二側面和下側面，該固定側面為該樓版的上側面，當梁構件和樓版內部的鋼筋發生裸露時，該補強結構更包括複數個勾筋，且其二端係分別勾住該梁構件和樓版內部之鋼筋以及該固定網之網孔。

又，若該混凝土結構體為一柱構件和一牆構件，且該牆構件係結合於該柱構件的至少一側面，該補強側面則為該柱構件的各側面，該固定側面為該牆構件的一側面。

本發明藉由上述補強結構的應用，一方面對強度已劣化的補強側面進行補強，以避免混凝土結構體的強度繼續劣化，另一方面透過螺栓將補強結構固定在固定側面上，以確保補強結構和混凝土結構體合而為一，增加強度。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

10‧‧‧樓版

12‧‧‧梁構件

14‧‧‧鋼筋

16‧‧‧混凝土

17‧‧‧補強側面

18‧‧‧固定側面

20‧‧‧梁構件

22‧‧‧樓版

24‧‧‧鋼筋

26‧‧‧混凝土

27‧‧‧補強側面

28‧‧‧固定側面

30‧‧‧柱構件

32‧‧‧牆構件

34‧‧‧鋼筋

36‧‧‧混凝土

37‧‧‧補強側面

38‧‧‧固定側面

40‧‧‧柱構件

42‧‧‧鋼筋

44‧‧‧混凝土

5‧‧‧補強結構

51‧‧‧固定網

52‧‧‧鋼構件

53‧‧‧螺栓

54‧‧‧網孔

55‧‧‧粘著性材料

520‧‧‧固定孔

521‧‧‧端部

522‧‧‧固定孔

圖一係為本發明之補強結構第一實施例圖，圖二係為本發明之補強結構第二實施例圖，圖三係為本發明之補強結構第三實施例圖，圖四係為本發明之補強結構第四實施例圖。

一般而言，建築物的混凝土結構體主要包括梁構件、柱構件、樓版構件以及牆構件，這些構件彼此之間互 相組合並形成一個完整的結構體，以維持一幢建築物必要的使用機能。

因此，一個樓版構件的四周可能分別與四個水平梁構件相結合，同樣地，一個水平梁構件的一側或二側可能與至少一樓版構件相結合，而一個垂直柱構件的上下二端可能分別與一水平梁構件相結合，其二端中間可能與至少一牆構件相結合，也可能不與其他構件相結合。本發明的補強結構主要是針對於上述各種型式的混凝土結構體進行結構補強，其具體實施方式說明如下。

請參閱圖一所示，其係為本發明之補強結構第一實施例圖，本實施例用以補強的混凝土結構體為一樓版10，樓版10的四周分別與四個水平梁構件12相結合，但由於圖一為側視圖，因此，圖中僅顯示樓版10二端分別與二梁構件12相結合之示意圖。樓版10內部設置鋼筋14，外部包裹混凝土16，若樓版10在含有高氯離子的情況下，其下方的混凝土16將會因為受到外力作用而加速劣化，其上方的混凝土16則沒有明顯的劣化，因此，本實施例是以樓版的10下側面為補強側面17，其上側面為固定側面18。

本發明之補強結構5包括：一固定網51、複數個鋼構件52以及複數個螺栓53，固定網51表面設有複數個網孔54，且其強度具有方向性，在圖一之中，固定網51的強度方向在第一方向，該固定網51係透過一粘著性材料55固定在該樓版10下方的補強側面17，必要時固定 網51也可以延伸至樓版10二端之梁構件12，其中該粘著性材料55可以是洋菜混凝土、環氧樹脂混凝土或是環氧樹脂等，施工前，可先將補強側面17已劣化的混凝土16敲掉，敲掉後若樓版10內部鋼筋14有裸露現象時，則可以利用複數勾筋(圖中未示)分別勾住該鋼筋14和固定網51的網孔54，之後再由固定網51的外側塗抹粘著性材料55，使粘著性材料55由網孔54進入樓版10的補強側面17和固定網51之間，並固定之。

複數個鋼構件52係設置在該固定網51之外側，其排列的方式係與固定網51之強度方向(第一方向)互相交錯，並以互相垂直交錯的排列方式為最佳。每一個鋼構件52預設有複數個固定孔520，複數個螺栓53係依序貫穿該鋼構件52之固定孔520、該固定網51、該樓版10，並鎖固在該樓版10上方的固定側面18，而在螺栓53與樓版10之間的間隙以及樓版10內部的混凝土16裂縫，可以利用注射方式將環氧樹脂注入補強其結構強度，其中該鋼構件52可以是H形鋼、C形鋼或鋼板等重量較輕薄的鋼構件，透過螺栓53固定於固定側面18(另一側面)，由於鋼構件52的重量較輕，其重量不會造成結構體的破壞，另一方面，透過螺栓53改變結構體的固定位置，不僅可以抵抗混凝土所受的拉力，更可以達到全面的結構補強和防水處理。

由上述說明可知，本實施例係先以固定網51和粘著性材料55固定於樓版10下方的補強側面17，再利用複數個鋼構件52和螺栓53的鎖固壓力施加於樓版 10下方的補強側面17，使混凝土16的劣化獲得改善，並補強樓版10的結構強度。

請參閱圖二所示，其係為本發明之補強結構第二實施例圖，本實施例用以補強的混凝土結構體為一梁構件20與二樓版22之組合，該二樓版22係分別結合於該梁構件20的二側上方，梁構件20和樓版22內部設有複數個鋼筋24外部包裹混凝土26，若梁構件20在含有高氯離子的情況下，其二側面和下側面的混凝土26將會因為外力作用而加速劣化，因此，本實施例以梁構件20的二側面和下側面為補強側面27，而樓版22的上側面為固定側面28。

本發明之補強結構5包括：一固定網51、複數個鋼構件52以及複數個螺栓53，固定網51表面設有複數個網孔54，且其強度具有方向性，在圖二之中，固定網51的強度方向在第二方向(與梁構件20同方向)，該固定網51係透過一粘著性材料55固定在該梁構件20之二側面和下側面的補強側面27，其中該粘著性材料55可以是洋菜混凝土、環氧樹脂混凝土或是環氧樹脂等，施工前，可先將補強側面27已劣化的混凝土26敲掉，敲掉後若梁構件20內部鋼筋24有裸露現象時，則可以利用複數勾筋(圖中未示)分別勾住該鋼筋24和固定網51的網孔54，之後再由固定網51的外側塗抹粘著性材料55，使粘著性材料55由網孔54進入梁構件20的補強側面27和固定網51之間，並固定之。

複數個鋼構件52係設置在該固定網51之外側，其形狀 為U形結構，其排列的方式係與固定網51之強度方向(第二方向)互相交錯，並以互相垂直交錯的排列方式為最佳。每一個鋼構件52預設有複數個固定孔520，複數個螺栓53係依序貫穿該鋼構件52之固定孔520、該固定網51、該樓版22，並鎖固在該樓版22上方的固定側面28，而在螺栓53與樓版22之間的間隙以及樓版22內部的混凝土26裂縫，可以利用注射方式將環氧樹脂注入補強其結構強度，其中該鋼構件52可以是H形鋼、C形鋼或鋼板等重量較輕薄的鋼構件，透過螺栓53固定於固定側面28(另一側面)，由於鋼構件52的重量較輕，其重量不會造成結構體的破壞，另一方面，透過螺栓53改變結構體的固定位置，不僅可以抵抗混凝土所受的拉力，更可以達到全面的結構補強和防水處理。

由上述說明可知，本實施例係先以固定網51和粘著性材料55固定於梁構件20二側面以及下側面的補強側面27，再利用複數個鋼構件52和螺栓53的鎖固壓力施加於梁構件20的補強側面27，使混凝土26的劣化獲得改善，並補強梁構件20的結構強度。

請參閱圖三所示，其係為本發明之補強結構第三實施例圖，本實施例用以補強的混凝土結構體為一柱構件30與一牆構件32之組合，該牆構件32係結合於該柱構30件的一側面，柱構件30和牆構件32內部設有複數個鋼筋34外部包裹混凝土36，若柱構件30在含有高氯離子的情況下，其各側面將會因為外力作用而加速劣化，因此，柱構件30的的各側面為補強側面37，而牆 構件32的一側面為固定側面38。

本發明之補強結構5包括：一固定網51、複數個鋼構件52以及複數個螺栓53，固定網51表面設有複數個網孔54，且其強度具有方向性，在圖三之中，固定網51的強度方向在第三方向(與柱構件同方向)，該固定網51係透過一粘著性材料55固定在該柱構件30之各側面的補強側面37，其中該粘著性材料55可以是洋菜混凝土、環氧樹脂混凝土或是環氧樹脂等，施工前，可先將補強側面37已劣化的混凝土36敲掉，敲掉後若柱構件30內部鋼筋34有裸露現象時，則可以由固定網51的外側塗抹粘著性材料55，使粘著性材料55由網孔54進入柱構件30的補強側面37和固定網51之間，並固定之。

複數個鋼構件52係設置在該固定網51之外側，其形狀為配合柱構件30形狀的環形結構，其排列的方式係與固定網51之強度方向(第三方向)互相交錯，並以互相垂直交錯的排列方式為最佳。每一個鋼構件52預設有複數個固定孔520，複數個螺栓53係依序貫穿該鋼構件52之固定孔520、該固定網51、該牆構件32，並鎖固在該牆構件32的固定側面38，而在螺栓53與牆構件32之間的間隙的混凝土36裂縫，可以利用注射方式將環氧樹脂注入補強其結構強度，其中該鋼構件52可以是H形鋼、C形鋼或鋼板等重量較輕薄的鋼構件，透過螺栓53固定於固定側面38(另一側面)，由於鋼構件52的重量較輕，其重量不會造成結構體的破壞，另一方面，透過螺栓53改變結構體的固定位置，不僅可以抵抗混凝土所受的拉 力，更可以達到全面的結構補強和防水處理。

由上述說明可知，本實施例係先以固定網51和粘著性材料55固定於柱構件30各側面的補強側面37，再利用複數個鋼構件52和螺栓53的鎖固壓力施加於牆構件32的補強側面38，使混凝土36的劣化獲得改善，並補強柱構件30的結構強度。

請參閱圖四所示，其係為本發明之補強結構第四實施例圖，本實施例用以補強的混凝土結構體為一柱構件40，該柱構件40內部設有複數個鋼筋42外部包裹混凝土44，若柱構件40在含有高氯離子的情況下，其各側面將會因為外力作用而加速劣化，因此，本實施例以柱構件40的各側面為補強側面46。

本發明之補強結構5包括：一固定網51、複數個鋼構件52以及複數個螺栓53，固定網51表面設有複數個網孔54，且其強度具有方向性，在圖四之中，固定網51的強度方向在第三方向(與柱構件同方向)，該固定網51係透過一粘著性材料55固定在該柱構件40之各側面，其中該粘著性材料55可以是洋菜混凝土、環氧樹脂混凝土或是環氧樹脂等，施工前，可先將補強側面46已劣化的混凝土44敲掉，敲掉後若柱構件40內部鋼筋43有裸露現象時，則可以由固定網51的外側塗抹粘著性材料55，使粘著性材料55由網孔54進入柱構件40的補強側面46和固定網51之間，並固定之。

複數個鋼構件52係設置在該固定網51之外側，其形狀為配合柱構件40形狀的環形結構且其二端部521係互相 疊合，其排列的方式係與固定網51之強度方向(第三方向)互相交錯，並以互相垂直交錯的排列方式為最佳。每一個鋼構件52在二端部521的疊合處預設有複數個固定孔，522複數個螺栓53係依序貫穿該鋼構件52之二端部521並鎖固於其上，其中該鋼構件52可以是H形鋼、C形鋼或鋼板等重量較輕薄的鋼構件。

由上述說明可知，本實施例係先以固定網51和粘著性材料55固定於柱構件40各側面的補強側面46，再利用複數個鋼構件52和螺栓53的鎖固壓力施加於柱構件40的補強側面46，使混凝土44的劣化獲得改善，並補強柱構件40的結構強度。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。舉凡所屬技術領域中具有通常知識者當可依據本發明之上述實施例說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本發明實施例所作的種種改良及變化，當仍屬於本發明之創作精神及界定之專利範圍內。

10‧‧‧樓版

12‧‧‧梁構件

14‧‧‧鋼筋

16‧‧‧混凝土

17‧‧‧補強側面

18‧‧‧固定側面

5‧‧‧補強結構

51‧‧‧固定網

52‧‧‧鋼構件

53‧‧‧螺栓

54‧‧‧網孔

55‧‧‧粘著性材料

520‧‧‧固定孔

Claims (17)

1. 一種補強結構，適用於一混凝土結構體之補強，該混凝土結構體具有至少一補強側面以及至少一固定側面，該補強結構包括：一固定網，其表面設有複數個網孔，該固定網係透過一粘著性材料固定在該混凝土結構體之補強側面；複數個鋼構件，係設置在該固定網之外側；以及複數個螺栓，係依續貫穿該鋼構件、該固定網、該混凝土結構體，並固定在該固定側面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之補強結構，其中該混凝土結構體為一樓版，該補強側面為下側面，該固定側面為上側面，該黏著性材料係選自洋菜混凝土、環氧樹脂混凝土和環氧樹脂之一。
3. 如申請專利範圍第2項所述之補強結構，其更包括複數個勾筋，該樓版內部設有複設個鋼筋，上述勾筋的二端分別勾住該樓版內部之鋼筋以及該固定網之網孔。
4. 如申請專利範圍第2項所述之補強結構，其中該固定網的強度具有方向性，該複數個鋼構件設置的方向係與該固定網的強度方向互相垂直。
5. 如申請專利範圍第2項所述之補強結構，其中該複數個螺栓與該樓版之間係利用一環氧樹脂固定。
6. 如申請專利範圍第1項所述之補強結構，其中該混凝土結構體為一梁構件與二樓版的組合，該二樓版係分別結合於該梁構件的二側上方，該補強側面為該梁構件的二側面和下側面，該固定側面為該樓版的上側面，該黏著性材料係選自洋菜混凝土、環氧樹脂混凝土和環氧樹脂之一。
7. 如申請專利範圍第6項所述之補強結構，其更包括複數個勾筋，該梁構件和該樓版內部設有複數個鋼筋，上述勾筋的二端分別勾住該梁構件和樓版內部之鋼筋以及該固定網之網孔。
8. 如申請專利範圍第6項所述之補強結構，其中該固定網的強度具有方向性，該複數個鋼構件設置的方向係與該固定網的強度方向互相垂直。
9. 如申請專利範圍第6項所述之補強結構，其中該複數個螺栓與該樓版之間係利用一環氧樹脂固定。
10. 如申請專利範圍第1項所述之補強結構，其中該混凝土結構體為一柱構件和一牆構件，該牆構件係結合於該柱構件的一側面，該補強側面為該柱構件的各側面，該固定側面為該牆構件的一側面，該黏著性材料係選自洋菜混凝土、環氧樹脂混凝土和環氧樹脂之一。
11. 如申請專利範圍第10項所述之補強結構，其中該固定網的強度具有方向性，該複數個鋼構件設置的方向係與該固定網的強度方向互相垂直。
12. 如申請專利範圍第10項所述之補強結構，其中該複數個螺栓與該牆構件之間係利用一環氧樹脂固定。
13. 如申請專利範圍第1項所述之補強結構，其中該複數個鋼構件係選自H形鋼、C形鋼和鋼板之一。
14. 一種補強結構，適用於一柱構件之補強，該補強結構包括：一固定網，其表面設有複數個網孔，該固定網係透過一粘著性材料環繞固定在該柱構件之側面；複數個鋼構件，係環繞設置在該固定網之外側且其二端部係互相疊合；以及 複數個螺栓，係貫穿該鋼構件之二端部並固定於其上。
15. 如申請專利範圍第14項所述之補強結構，其中該黏著性材料係選自洋菜混凝土、環氧樹脂混凝土和環氧樹脂之一。
16. 如申請專利範圍第14項所述之補強結構，其中該固定網的強度具有方向性，該複數個鋼構件設置的方向係與該固定網的強度方向互相垂直。
17. 如申請專利範圍第14項所述之補強結構，其中該複數個鋼構件係選自H形鋼、C形鋼和鋼板之一。