TWI683948B - 建築物鋼筋結構體之設計施工工法、鋼筋模組之組裝方法、及建築物鋼筋結構體 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種強化建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其包括 以下步驟：該施工工法包含下列步驟：施工前處理步驟A、鋼筋模組組裝步驟B、結構單元接合步驟C、以及建築物鋼筋結構體組裝步驟D。藉由此設計施工工法能夠將建築物的鋼筋結構體進行全面性的完整規劃，使得各柱結構單元、牆結構單元、及梁結構單元分別具有一致性的組裝構件，並且經由片狀圍束鋼筋及補強圍束鋼筋的特殊一體成型構成，能強化對於柱、牆、及梁的圍束力，使建築物整體的耐震韌性提昇。

Description

建築物鋼筋結構體之設計施工工法、鋼筋模組之組 裝方法、及建築物鋼筋結構體

本發明係關於一種建築物設計施工工法，特別是指一種能夠強化建築物鋼筋結構體之設計施工工法。

台灣位處於環太平洋地震帶上，數百年來經歷了大大小小的無數地震，近百年來最讓人印象深刻的莫過於1999年在南投集集所發生921大地震，不但造成了多數人員死傷，更有數以萬計的房屋倒塌或受損而使許多民眾無家可歸。

經統計分析，在地震倒塌或受損的房屋，有很大部分是因為鋼筋結構並未按照規定的設計圖說施工與綁紮，像是鋼筋定位不確實、或繫筋綁紮方式不確實等，皆是傳統營造工地最常發生的品質缺失之一，因而導致鋼筋無法與混凝土產生足夠的握裏力，使得建築物無法達到設計所需的抗震力；另外，傳統鋼筋綁紮程序十分繁複，不但耗費工時與人力，而且還可能發生不同工班施工而導致的人為誤差，完工後監工單位還必須對照鋼筋標準施工圖一一確認每個結構體的鋼筋數量、折點、及搭接位置及長度，藉以確認鋼筋施工的品質及正確性。

因此，為了改善上述問題，各界莫不及待能開發出一種建築物鋼筋結構體之設計施工工法，能夠從最前端的鋼筋結構設計、鋼筋材料加工、至最後端的鋼筋結構施工進行全盤的規劃考量，不論是設計端、施 工端、及監工端都能夠確保工地現場施工的品質，並有效提昇建築物鋼筋結構體的按圖施作品質，使消費者對於建築物的耐震性能更為放心。

有鑒於此，本發明人乃對於上述習用技術中傳統營造工法中以人力加工施工品質不一、工法繁複施工不易並容易發生錯誤等問題點潛心檢討各種可能的解決方案，並審慎評估各種能夠提昇使用者體驗之改善方案，進而完成本發明。

換言之，本發明可以提供一種強化建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其包括以下步驟：施工前處理步驟A：按照預定建築物鋼筋結構體各樓層之結構配置檢討規劃以構成柱結構單元、牆結構單元、梁結構單元、及/或版結構單元的鋼筋模組，其中該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元之鋼筋模組至少包含片狀圍束鋼筋、及固設於該片狀圍束鋼筋之中的定位支撐鋼筋；接著根據該些鋼筋模組設計並製作出相應之該片狀圍束鋼筋，相應該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元之該片狀圍束鋼筋係分別由一個或複數個構型元件所組成；各該構型元件係由一支鋼筋彎折形成為具有複數個彎折部及至少一個閉合部的封閉結構，且其輪廓形狀為矩形、T型、L型、規則多邊形、不規則多邊形中之任一種；鋼筋模組組裝步驟B：分別組裝與該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元相應的鋼筋模組；結構單元接合步驟C：將構成該建築物鋼筋結構體所需一樓層之該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元的所有鋼筋模組與構成牆面的牆主筋、構成版面的版主筋進行接合，以形成該建築物鋼筋結構之至少一樓層；其中該牆主筋包含互為正交之牆水平主筋及牆垂直主筋，該版主筋包含互為正交之第一版水平主筋及第二版水平主筋；建築物鋼筋結構體組裝步驟D：重複上述結構單元接合步驟 C，由下至上依序組裝該建築物鋼筋結構體之各樓層，進而獲得該建築物鋼筋結構。

根據本發明之一實施例，該鋼筋模組裝步驟B進一步包含柱結構單元組裝步驟B1、牆結構單元組裝步驟B2、及/或梁結構單元組裝步驟B3。該柱結構單元組裝步驟B1包括將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個該片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該柱結構單元。該牆結構單元組裝步驟B2包括將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個該片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該牆結構單元；該梁結構單元組裝步驟B3包括將複數支定位支撐鋼筋與片狀圍束鋼筋相互連結組立形成該梁結構單元。

根據本發明之一實施例，該鋼筋模組進一步包含補強圍束鋼筋，該補強圍束鋼筋係由一支鋼筋加工設計為複數個彎折部及至少一閉合部之封閉結構，用於設置於各該結構單元之鋼筋模組之內。

根據本發明之一實施例，該施工前處理步驟A係進一步包括將數位格式之工程案件資訊匯入一結構單元設計系統，該結構單元設計系統運行於一電子運算裝置之中，且該結構單元設計系統包含：一接收模組，用於接收該工程案件資訊，該工程案件資訊至少包括建築圖、結構平面圖、配筋圖、及水電管道圖；一柱結構單元運算模組，用於依照該工程案件資訊將該建築物鋼筋結構體各樓層之該柱結構單元進行耐震韌性優化自動化設計，並產生相應該柱結構單元之鋼筋模組的片狀圍束鋼筋構型圖；一牆結構單元運算模組，用於依照該工程案件資訊運算擷取該建築物鋼筋結構體各樓層之該牆結構單元的牆交接部、牆轉角部、及牆端部，並產生相應該些牆結構單元之鋼筋模組的片狀圍束鋼筋構型圖；一加工構型匯入模 組，用以接收來自該柱結構單元運算模組、牆結構單元運算模組、及使用者針對施工性檢討修正後另行匯入的該柱結構單元、該牆結構單元、該梁結構單元之片狀圍束鋼筋構型圖、及補強圍束鋼筋圖的數位格式檔；以及至少一加工製令生成模組，用以根據該柱結構單元、該牆結構單元、梁結構單元之片狀圍束鋼筋構型圖、及補強圍束鋼筋圖生成相應的成品加工製令；該成品加工製令至少包含該些構型元件及補強圍束鋼筋之鋼筋規格、彎折長度及工序、及一次裁切之程序指令。

根據本發明之一實施例，該柱結構單元之片狀圍束鋼筋為一四邊型結構，且該四邊形結構內部具有複數個成多宮格狀排列的矩形區域。

根據本發明之一實施例，其中該柱結構單元之片狀圍束鋼筋的任一側邊進一步形成向外延伸之一管道圍束區、或加打造型區。

根據本發明之一實施例，其中該柱結構單元之片狀圍束鋼筋的至少一側邊進一步向外延伸出一牆端圍束區，該牆端圍束區係分別對應與該柱結構單元鄰接之牆端的位置。

根據本發明之一實施例，該梁結構單元之片狀圍束鋼筋為一四邊形結構、或內部具有一個或複數個矩形區域的四邊形結構，且該複數個矩形區域為平行排列。

根據本發明之一實施例，其中該梁結構單元之片狀圍束鋼筋任一側邊進一步包含一向外延伸之一管道圍束區、或加打造型區。

根據本發明之一實施例，其中該梁結構單元之片狀圍束鋼筋的至少一側邊進一步向外延伸形成一版端圍束區，該版端圍束區係對應與該梁結構單元鄰接之版端的位置。

根據本發明之一實施例，其中該柱結構單元之補強圍束鋼筋的外觀輪廓形狀為呈幾何對稱圖形、及螺旋狀結構中之任一種。

根據本發明之一實施例，其中該梁結構單元、牆結構單元及版結構單元之補強圍束鋼筋的外觀輪廓形狀＊字型、十字型、及X字型中之任一種。

根據本發明之一實施例，其中該片狀圍束鋼筋之構型元件及該補強圍束鋼筋的閉合部數量至多為2個。

根據本發明之一實施例，其中該片狀圍束鋼筋之構型元件、該補強圍束鋼筋之閉合部係將一支鋼筋之兩端相互焊接、相互平行搭接、或是將該鋼筋的兩端彎折以彎鉤的形式構成封閉結構。

又，本發明還可以提供一種鋼筋模組之組裝方法，其係用於強化建築物鋼筋結構體的柱結構單元，該組裝方法包括將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；以及該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該柱結構單元；其中各該片狀圍束鋼筋為一四邊形結構，且該四邊形結構內部具有複數個呈多宮格狀排列的矩形區域。

另外，本發明還可以提供一種鋼筋模組之組裝方法，其係用於強化建築物鋼筋結構體的牆結構單元，該組裝方法包括：將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；以及該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該牆結構單元；其中各該片狀圍束鋼筋的輪廓形狀為矩形、T型、L型、ㄇ字型中之任一種。

再者，本發明還可以提供一種鋼筋模組之組裝方法，其係用於強化建築物鋼筋結構體的梁結構單元，該組裝方法包括：將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；以及該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該梁結構單元；其中各該片狀圍束鋼筋為一四邊形 結構、或內部具有一個或複數個矩形區域的四邊形結構，且該複數個矩形區域為平行排列。

更且，本發明還可以提供一種建築物之鋼筋結構體，其係能夠提昇該建築物整體的耐震韌性，該鋼筋結構體係至少由柱結構單元、牆結構單元、梁結構單元、及版結構單元相互結合所構成的結構體；其中該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元至少包含片狀圍束鋼筋、及固設於該片狀圍束鋼筋之中的定位支撐鋼筋；該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元之該片狀圍束鋼筋係分別由一個或複數個構型元件所組成；各該構型元件係由一支鋼筋彎折形成為具有複數個彎折部及至少一個閉合部的封閉結構，且其輪廓形狀為矩形、T型、L型、規則多邊形、不規則多邊形中之任一種；該柱結構單元、該牆結構單元的定位支撐鋼筋係垂直地面設置，而該梁結構單元的定位支撐鋼筋係平行地面設置；以及該版結構單元為構成版面的版主筋，該版主筋為平行地面設置，且至少包含互為正交之第一版水平主筋及第二版水平主筋。

10‧‧‧片狀圍束鋼筋

101‧‧‧構型元件

1011‧‧‧第一構型元件

1012‧‧‧第二構型元件

1013‧‧‧第三構型元件

1014‧‧‧第四構型元件

1015‧‧‧第五構型元件

1016‧‧‧第六構型元件

1017‧‧‧第七構型元件

1018‧‧‧第八構型元件

101A‧‧‧彎折部

101B‧‧‧閉合部

101C‧‧‧矩形區域

102‧‧‧管道圍束區

103‧‧‧牆端圍束區

104‧‧‧版端圍束區

20‧‧‧補強圍束鋼筋

30‧‧‧定位支撐鋼筋

40‧‧‧管線

60‧‧‧補強斜筋

P1‧‧‧柱結構單元

P2‧‧‧牆結構單元

P21‧‧‧牆開口部

P3‧‧‧梁結構單元

P4‧‧‧版結構單元

S‧‧‧電子裝置

90‧‧‧結構單元設計系統

901‧‧‧接收模組

902‧‧‧柱結構單元運算模組

903‧‧‧牆結構單元運算模組

904‧‧‧加工構型匯入模組

905‧‧‧加工製令生成模組

圖1為顯示本發明之強化建築物鋼筋結構體之設計施工工法的標準流程圖。

圖2A至圖2D為分別顯示本發明中用於不同柱結構單元的片狀圍束鋼筋之結構示意圖。

圖3為顯示圖2A之片狀圍束鋼筋具有管道圍束區的結構示意圖。

圖4為顯示圖2A之片狀圍束鋼筋具有管道圍束區、及牆端圍束區的結構示意圖。

圖5A至圖5D係分別顯示本發明中用於不同牆結構單元的片狀圍束鋼筋之結構示意圖。

圖6A至圖6C係分別顯示本發明之用於不同梁結構單元的片狀圍束鋼筋結構示意圖。

圖7A為顯示圖6A之片狀圍束鋼筋具有管道圍束區的結構示意圖。

圖7B為顯示圖6B之片狀圍束鋼筋具有管道圍束區的結構示意圖。

圖8A至圖8F為分別顯示用於不同梁結構單元的片狀圍束具有版端圍束區及/或牆端圍束區的結構示意圖。

圖9A至9D為分別顯示圖2A至圖2D中之片狀圍束鋼筋增設補強圍束鋼筋的結構示意圖。

圖10A至圖10C為分別顯示當該補強圍束鋼筋用於柱結構單元的外觀輪廓示意圖。

圖11A至圖11C為分別顯示當該補強圍束鋼筋用於梁結構單元、牆結構單元或版結構單元的外觀輪廓示意圖。

圖12為顯示本發明中之結構單元設計系統的結構示意圖。

圖13為顯示本發明之一實施例中柱結構單元中的片狀圍束鋼筋、定位支撐鋼筋、及補強圍束鋼筋的組裝示意圖。

圖14為顯示本發明之一實施例中牆結構單元的片狀圍束鋼筋、及定位支撐鋼筋的組裝示意圖。

圖15A為分別顯示補強圍束鋼筋設置於牆結構單元、或版結構單元的結構示意圖。

圖15B為顯示補強圍束鋼筋設置於梁結構單元的結構示意圖。

圖16為顯示本發明之一實施例中建築物鋼筋結構體的局部結構示意圖。

以下，針對本發明的實施態樣列舉不同的具體實施例而更加詳盡地敘述與說明，以便使本發明的精神與內容更為完備而易於瞭解；然而，本項技藝中具有通常知識者應當明瞭本發明當然不受限於此等實例而已，亦可利用其他相同或均等的功能與步驟順序來達成本發明。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施態樣的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是用於參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用於說明而非用於限制本發明，本發明當可以其他任何方式來實現。

首先，以下配合圖1所示之流程圖，說明本發明之強化建築物鋼筋結構體之設計施工工法，該施工工法包含下列步驟：施工前處理步驟A、鋼筋模組組裝步驟B、結構單元組裝步驟C、以及建築物鋼筋結構體組裝步驟D。其中，鋼筋模組組裝步驟B可以依照相應的結構單元進一步區分為柱結構單元組裝步驟B1、牆結構單元組裝步驟B2、梁結構單元組裝步驟B3，而該柱結構單元組裝步驟B1、牆結構單元組裝步驟B2、梁結構單元組裝步驟B3的操作順序並未特別限定，並且可以根據預定建築物鋼筋結構體各樓層之結構分別實施多次。

在施工前處理步驟A中，按照預定建築物鋼筋結構體各樓層之結構配置檢討規劃以構成柱結構單元、牆結構單元、梁結構單元、及/或版結構單元的鋼筋模組，其中該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元之鋼筋模組至少包含片狀圍束鋼筋、及固設於該片狀圍束鋼筋之中的定位支撐鋼筋；接著根據該些鋼筋模組設計並製作出相應之該片狀圍束鋼筋，該片狀圍束鋼筋係由一個或複數個構型元件所組成。而該版結構 單元及為構成版面的版主筋，該版主筋至少包含複數支互為正交之第一版水平主筋及第二版水平主筋。

根據本發明之技術思想，該片狀圍束鋼筋係由一個或複數個構型元件所組成，各該構型元件係由一支鋼筋彎折形成為具有複數個彎折部及至少一個閉合部的封閉結構，且其輪廓形狀為矩形、T型、L型、規則多邊形、不規則多邊形中之任一種，依照該片狀圍束鋼筋所相應的結構單元而定。

舉例來說，當該片狀圍束鋼筋係用於柱結構單元時，其係如圖2A至圖2D所示之結構。其中，如圖2A所示，該片狀圍束鋼筋10是由一個構型元件101所構成，該構型元件101是以一支鋼筋以至少10個依序相連接且不小於90度之彎折部101A、以及2個閉合部101B所構成的四邊形結構，且該四邊形結構內部具有複數個成多宮格狀排列的矩形區域。該閉合部101B是以彎鉤的形式向構型元件101的結構中心形成錨定之方式形成，但並不以此為限，閉合部也可以是將鋼筋之兩端以焊接、搭接的方式形成(未圖示)，因此閉合部的數量至少為1個，至多為2個。

另外，如圖2B至圖2D所示，各該片狀圍束鋼筋10是由兩個以上的構型元件101所組成，各該構型元件是分別用一支鋼筋彎折形成，且各該構性元件的形狀及尺寸大小可以是相同或是不相同，更進一步地，該構型元件的內部可以再以鋼筋彎折出至少一個迴圈，藉以提升柱結構單元的強度。例如，圖2B、圖2C、及圖2D中之片狀圍束鋼筋10的差異在於，圖2B所示的片狀圍束鋼筋10中之一第一構型元件1011、複數個第二構型元件1012、及複數個第三構型元件1013分別為各自獨立的矩形結構，其中該第一構型元件1011所構成的面積大於該第二構型元件1012、及第三構型元件1013所構成的面積，且該第二構型元件1012、及第三構型元件1013皆設置在該第一構型元件1011的內部。

該些第二構型元件1012係沿著同一軸向平行排列於該第一構型元件1011，在此實施例中，該些第二構型元件1012的數量為三個，但並不以此為限，第二構型元件1012的數量可以是一個或是複數個；而當第二構型元件1012的數量為複數個時，各該第二構型元件1012所形成的矩形面積可以是相同或是不相同。

又，該些第三構型元件1013係沿著與該第二構型元件1012垂直的同一軸向平行排列於該第一構型元件1011的內部，因此該些第三構型元件1013是與該些第二構型元件1012相互垂直疊合固接，使片狀圍束鋼筋10內部為多宮格狀排列。在此實施例中，該些第三構型元件1013的數量為兩個，但並不以此為限，第三構型元件1013的數量可以是一個或是複數個；而當第三構型元件1013的數量為複數個時，各該第三構型元件1013所形成的矩形面積可以是相同或是不相同。

另外，圖2C所示的片狀圍束鋼筋10是由一第四構型元件1014、一第五構型元件1015、一第六構型元件1016所構成，該第四構型元件1014、該第五構型元件1015、該第六構型元件1016係分別由一支鋼筋經彎折後而形成之封閉結構，該第五構型元件1015、及第六構型元件1016係互為垂直交疊固接在該第四構型元件1014的內部。該第五構型元件1015和第六構型元件1016的內部分別具有至少一個迴圈，使片狀圍束鋼筋10內部為多宮格狀排列。

接著，圖2D所示的片狀圍束鋼筋10則是由一第七構型元件1017、及一第八構型元件1018相互交疊所組成。該第七構型元件1017、及該第八構型元件1018係分別由一支鋼筋經彎折後而形成之封閉結構，且該第七構型元件1017、及該第八構型元件1018的內部皆具有至少一個迴圈，使片狀圍束鋼筋10內部為多宮格狀排列。

以上僅為舉例說明，並不以此為限，使用者可以依照建築物結構的實際需求將第一構型元件1011至第八構型元件1018任意搭配使用，進而構成片狀圍束鋼筋10。

又，根據本發明之創作思想，用於柱結構單元之片狀圍束鋼筋的輪廓形狀還可以根據柱結構單元的設置位置進行變化；例如，如圖3所示，當管線設計必須沿著建築物的柱體設置時，用於柱單元結構之片狀圍束鋼筋10的側邊可以進一步形成有向外延伸之管道圍束區102，該管道圍束區102係用以供管線穿設；再者，如圖4所示，為了使柱牆結構連接更為穩固，在該柱結構單元之片狀圍束鋼筋的至少一側邊進一步可以向外延伸出一牆端圍束區103，該牆端圍束區103係分別對應與該柱結構單元鄰接之牆端的位置。

接著，當該片狀圍束鋼筋係用於牆結構單元時，其係如圖5A至圖5D所示之結構，各該片狀圍束鋼筋10係分別由一個構型元件101所構成，且各該構型元件的輪廓形狀依序分別為一字形、T字形、L字形、及ㄇ字形；更進一步地，該構型元件101的內部可以再以鋼筋彎折出至少一個迴圈(如圖5A所示)，藉以提升牆結構單元的強度。

該牆結構單元係設置於建築物牆交接部、牆轉角部、或牆端部，並且可經由至少一個或一個以上的牆結構單元和構成牆面的牆主筋組合形成一個完整建築物牆結構，該牆主筋包含互為正交之牆水平主筋及牆垂直主筋。因此構成該片狀圍束鋼筋的構型元件之輪廓形狀可以根據該牆結構單元的設置位置而有所不同；舉例來說，當該牆結構單元係設置於牆交接部或牆轉角部時，構成該片狀圍束鋼筋的構型元件之輪廓形狀可以根據牆交接或轉彎的位置設計成T字形、L字形、及ㄇ字形之形狀，此作法係用以牆轉角部及牆交接部，避免當地震來襲時，牆轉角部或牆交接部受到不同方向的應力作用而產生扭轉，造成該處的破壞；而當該牆結構單元係 設置於牆端部時，構成該片狀圍束鋼筋的構型元件之輪廓形狀可以設計成一字形之形狀，而且可以進一步在該構型元件的兩端內部以鋼筋彎折出迴圈，進而加強牆端的強度，避免牆端發生開裂時，裂縫隨著牆端延伸至整個牆體。

另外，當該片狀圍束鋼筋係用於梁結構單元時，其係如圖6A至6C所示之結構，各該片狀圍束鋼筋10係分別由一個輪廓形狀為矩形的構型元件101所構成；另外，如圖6B所示，該構型元件101的內部還可以設有經由鋼筋進一步彎折而成的一個矩形區域101C，而如圖6C所示該構型元件101的內部設有經由鋼筋進一步彎折而成的兩個平行排列的矩形區域101C。但並不以此為限，使用者可以根據實際需求設計矩形區域101C的數量，且各該矩形區域互為平行排列。

又，根據本發明之創作思想，用於梁結構單元之片狀圍束鋼筋的輪廓形狀還可以根據梁結構單元的設置位置進行變化；例如，當管線設計必須沿著建築物的梁體設置時，用於梁單元結構之片狀圍束鋼筋10的側邊可以進一步形成有向外延伸之管道圍束區102，該管道圍束區102係用以供管線穿設，如圖7A及圖7B所示，其中圖7A為顯示圖6A之片狀圍束鋼筋具有管道圍束區的結構示意圖，而圖7B為顯示圖6B之片狀圍束鋼筋具有管道圍束區的結構示意圖。再者，為了使梁版結構或梁牆結構連接更為穩固，在該梁結構單元之片狀圍束鋼筋10的至少一側邊進一步可以向外延伸出一版端圍束區104及/或牆端圍束區103，該版端圍束區104係對應與該梁結構單元鄰接之版端的位置，而該牆端圍束區103則是對應牆結構單元鄰接之牆端的位置，如圖8A至圖8C所示，其為分別顯示圖6A所示之片狀圍束鋼筋分別或同時具有版端圍束區104、及牆端圍束區103結構示意圖；另外，圖8D至圖8F則是分別顯示圖6B所示之片狀圍束鋼筋分別或同時具有版端圍束區104、及牆端圍束區103結構示意圖。

又，根據本發明之技術思想，上述之設置於柱結構單元或梁結構單元的管道圍束區102也可以做為加打造型區，該加打造型區是設計師為了建築物結構的外觀造型需求，而在柱結構單元或梁結構單元之片狀圍束鋼筋的側邊可以進一步形成有向外延伸之封閉區域，此時該加打造型區並非供管線穿設，而是因應建築物的外觀設計需求而成。

接著，根據本發明之技術思想，為了提升鋼筋結構體的強度，在其他實施例中還可以進一步增設補強圍束鋼筋，該補強圍束鋼筋係由一支鋼筋經彎折而成，或是由多支鋼筋彎折後組合而成，用於設置於各該結構單元之鋼筋模組之內。

例如，請參閱圖9A至9D，其為分別顯示圖2A至圖2D增設補強圍束鋼筋的結構示意圖。如圖9A至圖9D所示，該補強圍束鋼筋20係設置該片狀圍束鋼筋10之幾何形心的位置，並且配合不同結構，與該片狀圍束鋼筋10互為組合。

根據本發明之技術思想，該補強圍束鋼筋20的輪廓形狀並未特別加以限制，可以是如圖10A所示之圓形、也可以是橢圓形、矩形、三角形、或多邊形等任意幾何圖形；另外，該內柱框80也可以是由一支鋼筋彎折而形成開放式之螺旋狀結構，如圖10B及圖10C所示之立體螺旋狀結構及平面螺旋狀結構。

接著，請參閱圖11A至圖11C，其為顯示當該補強圍束鋼筋20用於梁結構單元、牆結構單元及版結構單元的外觀輪廓示意圖，依序分別為＊字型、十字型、及X字型，其中心位置為供管線穿設用，如圖11D所示，管線40穿設於如圖11B所示之補強圍束鋼筋20的中心位置。在此實施例中，該些補強圍束鋼筋20是由一支鋼筋彎折而成，但不以此為限，也可以利用多支鋼筋分別彎折形成封閉矩形的構型元件後，再組合成上述之＊字型、十字型、及X字型的結構。

根據本發明之技術思想，片狀圍束鋼筋的構型元件和補強圍束鋼筋分別使以一支鋼筋彎折所構成，鋼筋之兩端是以焊接、搭接、或是以彎鉤的形式向構型元件和補強圍束鋼筋的結構中心形成錨定之方式構成封閉結構。

根據本發明之技術思想，在該施工規劃步驟A中，與柱結構單元、牆結構單元、及/或梁結構單元相應之片狀圍束鋼筋除了可以經由人工設計以外，還可以進一步將數位格式之工程案件資訊匯入一結構單元設計系統設計而成。請參閱圖12，其為顯示結構單元設計系統的結構示意圖。在此實施例中，該結構單元設計系統90係運行於電子裝置S中，該電子裝置S可以是桌上型電腦、筆記型電腦、智慧型手機、或平版電腦等。該結構單元設計系統90包含接收模組901、柱結構單元運算模組902、牆結構單元運算模組903、加工構型匯入模組904、及加工製令生成模組905。

該接收模組901係用於接收工程案件資訊，並且將該工程案件資料傳送至該柱結構單元運算模組、牆結構單元運算模組；該工程案件資訊至少包括建築圖、結構平面圖、配筋圖、及水電管道圖。該柱結構單元運算模組902用於依照該工程案件資訊將該建築物鋼筋結構體各樓層之該柱結構單元進行耐震韌性優化自動化設計，並產生相應片狀圍束鋼筋構型圖；該牆結構單元運算模組903用於依照該工程案件資訊運算擷取該建築物鋼筋結構體各樓層之該牆結構單元的牆交接部、牆轉角部、及牆端部，並產生相應該些牆結構單元之鋼筋模組的片狀圍束鋼筋構型圖。

該加工構型匯入模組904用以接收來自該柱結構單元運算模組、牆結構單元運算模組、及使用者另行匯入的該柱結構單元、該牆結構單元、該梁結構單元之片狀圍束鋼筋構型圖、及補強圍束鋼筋圖的數位格式檔並傳送至該加工製令生成模組905；該加工製令生成模組905用以根據該柱結構單元、該牆結構單元、梁結構單元之片狀圍束鋼筋構型圖、及 補強圍束鋼筋圖生成相應的成品加工製令；該成品加工製令至少包含該些構型元件及補強圍束鋼筋之鋼筋規格、彎折長度及工序、及一次裁切之程序指令。經由上述之結構單元設計系統90獲得該成品加工製令後，可根據該成品加工製令的指示利用鋼筋彎折機完成所需的片狀圍束鋼筋或補強圍束鋼筋。

接著，在柱結構單元組裝步驟B1中係將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個該片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該柱結構單元。在牆結構單元組裝步驟B2係將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個該片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成牆結構單元。另外，在梁結構單元組裝步驟B3中係將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個該片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該梁結構單元。由於柱結構單元、牆結構單元、及梁結構單元係各自獨立的結構，施工工人可以依實際需求安排組裝的順序及數量；又，該梁結構單元也可以使用在樑模中綁紮的傳統方式組裝成形。

另外，根據本發明的技術思想，該柱結構單元組裝步驟B1係進一步包括以下步驟：步驟B11：在組裝前先行設置該些定位支撐鋼筋；步驟B12：將該柱結構單元之複數個片狀圍束鋼筋及複數個補強圍束鋼筋依序套入該些定位支撐鋼筋，該定位支撐鋼筋形成第一軸向(垂直地面)，該柱結構單元之片狀圍束鋼筋及補強圍束鋼筋形成第二軸向(平行地面)； 步驟B13：將該柱結構單元之片狀圍束鋼筋及補強圍束鋼筋依照該柱結構單元組裝工序以預定間隔與該些定位支撐鋼筋搭交接合而形成柱結構單元之鋼筋模組。

請參閱圖13，其為顯示柱結構單元的組裝示意圖。在此實施例中，該柱結構單元P1包括複數支定位支撐鋼筋30、複數個如圖9A所示之片狀圍束鋼筋10、及補強圍束鋼筋20，該些定位支撐鋼筋30是作為支撐柱結構單元P1之軸向所用的鋼筋，與地面垂直且相互平行地間隔設置，而該複數個片狀圍束鋼筋10、及複數個補強圍束鋼筋20則是在依序交錯設置套設在柱結構單元P1之徑向上。其中各個複片狀圍束鋼筋10中的每個彎折部皆與一支定位支撐鋼筋30接合，而該補強圍束鋼筋20係與至少與四支該定位支撐鋼筋30相互對稱均布接合，接合方式在此不限定，可以是經由綁固或焊接等方式。其他不同結構型態之柱結構單元亦是以此方式組裝，在此不贅述。

又，根據本發明之技術思想，該牆結構單元組裝步驟B2係進一步包括以下步驟：步驟B21：在組裝前先行設置該些定位支撐鋼筋；步驟B22：將該牆結構單元之複數個片狀圍束鋼筋套入該些定位支撐鋼筋，該定位支撐鋼筋形成第一軸向(垂直地面)，該牆結構單元之片狀圍束鋼筋形成第二軸向(平行地面)；步驟B23：將該牆結構單元之片狀圍束鋼筋根據組裝工序指令以特定間隔與該些定位支撐鋼筋接合；步驟B24：將該牆結構單元之補強圍束鋼筋根據該組裝工序指令接合於該牆結構單元的特定位置。

再者，根據本發明的技術思想，該梁結構單元組裝步驟B3係進一步包括以下步驟： 步驟B31：在組裝前先行設置該些定位支撐鋼筋；步驟B32：將該梁結構單元之複數個片狀圍束鋼筋套入該些定位支撐鋼筋，該定位支撐鋼筋形成第一軸向(平行地面)，該梁結構單元之片狀圍束鋼筋形成第二軸向(垂直地面)；步驟B33：將該梁結構單元之片狀圍束鋼筋根據組裝工序指令以特定間隔與該些定位支撐鋼筋接合；步驟B34：將該梁結構單元之補強圍束鋼筋根據組裝工序指令嵌入於該梁結構單元的特定位置。

在本實施例中，該牆結構單元、與梁結構單元中之定位支撐鋼筋和片狀圍束鋼筋的組裝方式與柱結構單元相同，如圖14所示之牆結構單元P2是由複數個如圖5B所示之片狀圍束鋼筋10和複數支定位支撐鋼筋30組裝而成。另外，用於牆結構單元、與梁結構單元的補強圍束鋼筋是為了當有局部管線穿越梁結構或牆結構時，補強穿設管線所造成的抗剪強度減少及應力集中等問題，因此將補強圍束鋼筋接合管線的外周圍，因此用於牆結構單元、與梁結構單元的補強圍束鋼筋的設置位置會隨著局部管線牆或梁中的位置而定，圖15A為分別顯示補強圍束鋼筋設置於牆結構單元P2的結構示意圖、圖15B顯示補強圍束鋼筋設置於梁結構單元P3的結構示意圖。另外，在其他實施例中，該補強圍束鋼筋也可以配合管線位置設置在版結構單元之中；而當補強圍束鋼筋設置於版結構單元之中時，其設置方式與設置於牆結構單元相同，如圖15A所示。

在該結構單元接合步驟C中係將構成該建築物鋼筋結構體所需一樓層之該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元的所有鋼筋模組與構成牆面的牆主筋、構成版面的版主筋(即為版結構單元)進行接合，以形成該建築物鋼筋結構之至少一樓層；該柱結構單元、該牆結構單元的定位支撐鋼筋係垂直地面設置，而該梁結構單元的定位支撐鋼筋係平 行地面設置；其中該牆主筋為垂直地面設置，且包含互為正交之牆水平主筋及牆垂直主筋，該版主筋為平行地面設置，且該版主筋包含互為正交之第一版水平主筋及第二版水平主筋。接合方式並未特別加以限定，可以利用搭交綁紮、焊接、或是以錨定彎鉤嵌入結構單元固定等習知技藝，在此不贅述。如圖16所示之局部組裝示意圖，本發明之建築物之鋼筋結構體包含了柱結構單元P1、牆結構單元P2、及梁結構單元P3、版結構單元P4(即為版主筋)；另外，在牆結構單元P2中之牆開口部P21的彎角位置還可以進一步設置補強斜筋60，避免在地震時產生裂縫並引發漏水問題。

接著，在建築物鋼筋結構體組裝步驟D是重複上述結構單元接合步驟C，由下至上依序組裝該建築物鋼筋結構體之各樓層，進而獲得該建築物鋼筋結構體。

由上述實施例可知，本發明將建築物的鋼筋結構體利用全面性的完整規劃，使得各柱結構單元、牆結構單元、梁結構單元分別具有一致性的組裝構件，並且經由片狀圍束鋼筋及補強圍束鋼筋的特殊一體成型構成，能夠強化對於柱、牆、及梁的圍束力，使建築物整體的耐震強度提昇；另外，經由系統性的設計施工工法，不但能夠分別統一各柱結構單元、牆結構單元、梁結構單元所使用之片狀圍束鋼筋及補強圍束鋼筋的尺寸及形狀，還可以事先在加工場完成加工，能夠降低在施工中可能造成的人為誤差，進而能夠大幅提升施工品質及施工速度。

綜上所述，在如上所列舉的實施例中已經舉例而具體地說明本發明的內容了，然而本發明並非僅限定於此等實施方式而已。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應當明白：在不脫離本發明的精神和範圍內，當可再進行各種的更動與修飾；例如，將前述實施例中所例示的各技術內容加以組合或變更而成為新的實施方式，此等實施方式也當然視為本發明所屬內容。因此，本案所欲保護的範圍也包括後述的申請專利範圍及其所 界定的範圍。

Claims (18)

1. 一種建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其包括以下步驟：施工前處理步驟A：按照預定建築物鋼筋結構體各樓層之結構配置檢討規劃以構成柱結構單元、牆結構單元、梁結構單元、及/或版結構單元的鋼筋模組，其中該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元之鋼筋模組至少包含片狀圍束鋼筋、及固設於該片狀圍束鋼筋之中的定位支撐鋼筋；接著根據該些鋼筋模組設計並製作出相應之該片狀圍束鋼筋，相應該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元之該片狀圍束鋼筋係分別由一個或複數個構型元件所組成；各該構型元件係由一支鋼筋彎折形成為具有複數個彎折部及至少一個閉合部的封閉結構，且其輪廓形狀為矩形、T型、L型、規則多邊形、不規則多邊形中所選出之任一種；鋼筋模組組裝步驟B：分別組裝與柱結構單元、牆結構單元、及/或梁結構單元相應的鋼筋模組；結構單元接合步驟C：將構成該建築物鋼筋結構體所需一樓層之該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元的所有鋼筋模組與構成牆面的牆主筋、構成版面的版主筋進行接合，以形成該建築物鋼筋結構之至少一樓層；其中該牆主筋包含互為正交之牆水平主筋及牆垂直主筋，該版主筋包含互為正交之第一版水平主筋及第二版水平主筋；以及建築物鋼筋結構體組裝步驟D：重複上述結構單元接合步驟C，由下至上依序組裝該建築物鋼筋結構體之各樓層，進而獲得該建築物鋼筋結構；其中該柱結構單元進一步包含有補強圍束鋼筋，該補強圍束鋼筋係由至少一支鋼筋加工設計為幾何對稱圖形、螺旋狀結構中所選出之任一種結構，且設置於該柱結構單元之鋼筋模組之內； 該鋼筋模組組裝步驟B至少包含有柱結構單元組裝步驟B1，該柱結構單元組裝步驟B1包括：步驟B11：在組裝前先行設置該些定位支撐鋼筋；步驟B12：將複數個該片狀圍束鋼筋及複數個該補強圍束鋼筋依序套入該些定位支撐鋼筋，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該柱結構單元之片狀圍束鋼筋及補強圍束鋼筋形成第二軸向；以及步驟B13：將該柱結構單元之片狀圍束鋼筋及補強圍束鋼筋依照該柱結構單元組裝工序以預定間隔與該些定位支撐鋼筋搭交接合而形成柱結構單元之鋼筋模組。
2. 如請求項1所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該鋼筋模組裝步驟B進一步包含牆結構單元組裝步驟B2、及/或梁結構單元組裝步驟B3；該牆結構單元組裝步驟B2包括將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個該片狀圍束鋼筋之中，且該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該牆結構單元；以及該梁結構單元組裝步驟B3包括將複數支定位支撐鋼筋與複數個該片狀圍束鋼筋相互連結組立形成該梁結構單元。
3. 如請求項2所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該牆結構單元、及/或梁結構單元相應的鋼筋模組進一步包含補強圍束鋼筋，該補強圍束鋼筋係由至少一支鋼筋加工設計為複數個彎折部及至少一閉合部之封閉結構，用於設置於各該結構單元之鋼筋模組之內。
4. 如請求項3所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該施工前處理步驟A係進一步包括將數位格式之工程案件資訊匯入一結構單元設計系統，該結構單元設計系統運行於一電子運算裝置之中，且該結構單元設計系統至少包含： 一接收模組，用於接收該工程案件資訊，該工程案件資訊至少包括建築圖、結構平面圖、配筋圖、及水電管道圖；一柱結構單元運算模組，用於依照該工程案件資訊將該建築物鋼筋結構體各樓層之該柱結構單元進行耐震韌性優化自動化設計，並產生相應該柱結構單元之鋼筋模組的片狀圍束鋼筋構型圖；一牆結構單元運算模組，用於依照該工程案件資訊運算擷取該建築物鋼筋結構體各樓層之該牆結構單元的牆交接部、牆轉角部、及牆端部，並產生相應該些牆結構單元之鋼筋模組的片狀圍束鋼筋構型圖；一加工構型匯入模組，用以接收來自該柱結構單元運算模組、牆結構單元運算模組、及使用者針對施工性檢討修正後另行匯入的該柱結構單元、該牆結構單元、該梁結構單元之片狀圍束鋼筋構型圖、及補強圍束鋼筋圖的數位格式檔；以及一加工製令生成模組，用以根據該柱結構單元、該牆結構單元、梁結構單元之片狀圍束鋼筋構型圖、及補強圍束鋼筋圖生成相應的成品加工製令；該成品加工製令至少包含該些構型元件及該補強圍束鋼筋之鋼筋規格、彎折長度及工序、及一次裁切之程序指令。
5. 如請求項3所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該牆結構單元組裝步驟B2係進一步包括以下步驟：步驟B21：在組裝前先行設置該些定位支撐鋼筋；步驟B22：將該牆結構單元之複數個片狀圍束鋼筋套入該些定位支撐鋼筋，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該牆結構單元之片狀圍束鋼筋形成第二軸向；步驟B23：將該牆結構單元之片狀圍束鋼筋根據組裝工序指令以特定間隔與該些定位支撐鋼筋接合； 步驟B24：將該牆結構單元之補強圍束鋼筋根據該組裝工序接合於該牆結構單元的特定位置。
6. 如請求項3所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該梁結構單元組裝步驟B3係進一步包括以下步驟：步驟B31：在組裝前先行設置該些定位支撐鋼筋；步驟B32：將該梁結構單元之複數個片狀圍束鋼筋套入該些定位支撐鋼筋，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該梁結構單元之片狀圍束鋼筋形成第二軸向；步驟B33：將該梁結構單元之片狀圍束鋼筋根據組裝工序指令以特定間隔與該些定位支撐鋼筋接合；步驟B34：將該梁結構單元之補強圍束鋼筋根據該組裝工序嵌入於該梁結構單元的特定位置。
7. 如請求項1所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，該柱結構單元之片狀圍束鋼筋為一四邊形結構，且該四邊形結構內部具有複數個呈多宮格狀排列的矩形區域。
8. 如請求項7所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該柱結構單元之片狀圍束鋼筋的任一側邊進一步形成向外延伸之一管道圍束區、或加打造型區。
9. 如請求項7所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該柱結構單元之片狀圍束鋼筋的至少一側邊進一步向外延伸出一牆端圍束區，該牆端圍束區係分別對應與該柱結構單元鄰接之牆端的位置。
10. 如請求項2所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，該梁結構單元之片狀圍束鋼筋為一四邊形結構、或內部具有一個或複數個矩形區域的四邊形結構，且該複數個矩形區域為平行排列。
11. 如請求項10所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該梁結構單元之片狀圍束鋼筋任一側邊進一步包含一向外延伸之一管道圍束區、或加打造型區。
12. 如請求項10所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該梁結構單元之片狀圍束鋼筋的至少一側邊進一步向外延伸形成一版端圍束區，該版端圍束區係對應與該梁結構單元鄰接之版端的位置。
13. 如請求項3所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該梁結構單元、牆結構單元及版結構單元之補強圍束鋼筋的外觀輪廓形狀為＊字型、十字型、X字型中所選出之任一種。
14. 如請求項3所述之建築物鋼筋結構體之設計施工工法，其中該片狀圍束鋼筋之構型元件、該補強圍束鋼筋之閉合部係以一支鋼筋之兩端相互焊接、相互平行搭接、或是將該鋼筋的兩端彎折以彎鉤的形式構成封閉結構。
15. 一種鋼筋模組之組裝方法，其係用於強化建築物鋼筋結構體的柱結構單元，該柱結構單元包含有片狀圍束鋼筋、定位支撐鋼筋、及補強圍束鋼筋，且該組裝方法包括：將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個交錯設置的片狀圍束鋼筋及補強圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋及該些補強圍束鋼筋形成第二軸向；以及該些片狀圍束鋼筋、該些補強圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該柱結構單元；其中各該片狀圍束鋼筋為一四邊形結構，且該四邊形結構內部具有複數個呈多宮格狀排列的矩形區域；各該補強圍束鋼筋係由至少一支鋼筋加工設計為幾何對稱圖形、螺旋狀結構中所選出之任一種結構。
16. 一種鋼筋模組之組裝方法，其係用於強化建築物鋼筋結構體的牆結構單元，該牆結構單元包含有片狀圍束鋼筋、定位支撐鋼筋、及補強圍束鋼筋，且該組裝方法包括：將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；以及該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該牆結構單元；以及將複數個該補強圍束鋼筋接合於該牆結構單元的特定位置；其中各該片狀圍束鋼筋的輪廓形狀為矩形、T型、L型、ㄇ字型中所選出之任一種；該補強圍束鋼筋的外觀輪廓形狀為＊字型、十字型、X字型中所選出之任一種。
17. 一種鋼筋模組之組裝方法，其係用於強化建築物鋼筋結構體的梁結構單元，該梁結構單元包含有片狀圍束鋼筋、定位支撐鋼筋、及補強圍束鋼筋，且該組裝方法包括：將複數支定位支撐鋼筋穿設於複數個片狀圍束鋼筋之中，該定位支撐鋼筋形成第一軸向，該些片狀圍束鋼筋形成第二軸向；該些片狀圍束鋼筋與該些定位支撐鋼筋相互組立形成該梁結構單元；以及將複數個該補強圍束鋼筋嵌入於該梁結構單元的特定位置；其中各該片狀圍束鋼筋為一四邊形結構、或內部具有一個或複數個矩形區域的四邊形結構，且該複數個矩形區域為平行排列； 該補強圍束鋼筋的外觀輪廓形狀為＊字型、十字型、X字型中所選出之任一種。
18. 一種建築物鋼筋結構體，其係由請求項1至14中任一項之設計施工工法所構成，且能夠提昇該建築物整體的耐震韌性，該鋼筋結構體係至少由柱結構單元、牆結構單元、梁結構單元、及版結構單元相互結合所構成的結構體；其中該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元至少包含片狀圍束鋼筋、及固設於該片狀圍束鋼筋之中的定位支撐鋼筋；該柱結構單元、該牆結構單元、及/或該梁結構單元之該片狀圍束鋼筋係分別由一個或複數個構型元件所組成；各該構型元件係由一支鋼筋彎折形成為具有複數個彎折部及至少一個閉合部的封閉結構，且其輪廓形狀為矩形、T型、L型、規則多邊形、不規則多邊形中所選出之任一種；該柱結構單元、該牆結構單元的定位支撐鋼筋係垂直地面設置，而該梁結構單元的定位支撐鋼筋係平行地面設置；以及該版結構單元為構成版面的版主筋，該版主筋為平行地面設置，且至少包含互為正交之第一版水平主筋及第二版水平主筋。

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