关于建筑RC构架之补强的探讨

摘要：当前建筑工程中的R.C.构造已经广泛使用，然而使用中会受到天然、人为因素或时空关系的影响，导致耐震性能不足。在无法重建且可达到新制耐震标准30%的情形下，补强是必然的选择。本文作者从实际工作出发对建筑RC构架之补强进行了分析阐述。

关键词：建筑 RC 构架 补强

一、R-PFH试体以R.C增设梁柱托肩、扩大柱头补强

1. 裂缝分布之评估比较：补强前PFH试体试验产生的裂缝集中于柱底呈水平走向、于梁柱接头致使混凝土压碎，两处均为塑铰区，属柱底弯矩破坏与梁柱结点破坏；而补强后R-PFH试体试验产生的裂缝，并未发现于柱底与梁柱接头，几乎均布于左右柱中段，随之转化塑铰于两柱中段下端交界面，试体破坏情况较严重，破坏模式变为单一柱弯矩破坏。

2.消散能量之评估比较：补强后R-PFH试体之迟滞回圈相较于补强前PFH试体为饱满，其消散能量提升为1.87倍，显现消能能力较佳。

3.强度与变形能力之评估比较：补强后R-PFH试体，于柱底与梁柱接头能够提供有效的抗弯强度，提升强度耐震性能约为1.68倍，且其强度在尖峰值之后，衰减速度较之补强前PFH试体为慢，韧性比提升为2.01倍，而变形能力反降为0.78倍，属于强度抵抗型补强。

二、 R-PFL试体以钢钣增设托肩、围封柱头补强

1.裂缝分布之评估比较：补强前PFL试体试验产生的裂缝、破坏模式均与PFH试体类同；而补强后R-PFL试体试验产生的裂缝，主要沿着左右柱中段上下端与钢钣交界处围绕，两柱中段同时布满斜向裂缝。破坏行为由左右柱头围封钢钣底座EPOXY接着剂受弯先行拉裂，固定锚栓继而被拔引起滑移。破坏模式变为单一柱头基座弯矩破坏。

2.消散能量之评估比较：补强后R-PFL试体之迟滞回圈相较于补强前PFL试体饱满，其消散能量提升为3.43倍，显现消能能力较佳。

3.强度与变形能力之评估比较：补强后PFL试体，于柱底与梁柱接头，同样能提供有效的抗弯强度，强度耐震性能提升为2.7倍。当水平变位Δ98.54mm时，柱头围封钢钣底座固定锚栓明显滑移，因此渐失抗弯效用，强度缓慢持平即停止加载，后续可能会因固定锚栓整支被拔起强度急剧下降。就变形能力而言提升为1.18倍，韧性比提升为2.05倍，属强度与韧性抵抗型补强。

以R.C.或钢钣增设托肩、围封柱头补强效果之差异纯梁柱构架以钢钣增设托肩、围封柱头补强措施，在耐震强度提升为2.7倍，比较以R.C.补强措施之1.68倍，约计高出1.6倍数。其他耐震韧性比、变形及消能能力均高出R.C.补强的倍数，验证以钢钣材料补强方案较佳且确实可行，值得继续加以研究推广。

三、养老院内含整片窗台矮墙之构架

3.1 R-LFWL试体以R.C.增设翼墙并切割隔离缝补强

1.裂缝分布之评估比较：补强前LFWL试体试验产生的裂缝主要集中于柱与窗台顶交接处，呈交叉X型分布，属短柱剪力破坏；而补强后R-LFWL试体试验产生的裂缝，由于切割隔离缝的关系，并未发现于窗台墙，几乎沿翼墙垂向植筋锚于既有窗台墙顶处成35 斜向分布，并布满左右柱整支构材成水平向或单一略斜走向。破坏行为由翼墙垂向植筋于窗台墙顶混凝土先行爆裂，再沿此处弯坏左右两柱。破坏模式为翼墙弯剪破坏，若能避免于植筋锚锭处先行破坏，使翼墙充分发挥应有强度，应属较具韧性的弯矩破坏。

2.消散能量之评估比较：补强后R-LFWL试体之迟滞回圈相较于补强前LFWL试体饱满，其消散能量提升为2.66倍，显现消能能力较佳。

3.强度与变形能力之评估比较：补强后R-LFWL试体之翼墙与梁、柱连结一体，并于翼墙与窗台界面切割隔离缝，使之长柱化，不但耐震强度性能提升为2.07倍，韧性比与变形能力亦分别提升为1.43倍、1.17倍，属强度与韧性抵抗型补强。

3.2 R-LFWH试体以R.C.增设翼墙补强

1.裂缝分布之评估比较：补强前LFWH试体试验产生的裂缝、破坏模式均与LFWH试体类同；而补强后R-LFWH试体试验产生的裂缝，较R-LFWL试体集中于墙角，致窗台墙两端交角混凝土严重爆裂剥落。破坏行为由墙角35 斜向贯穿左右柱体，形成塑铰，属于翼墙剪力破坏。

2.消散能量之评估比较：补强后R-LFWH试体之迟滞回圈相较于补强前LFWH试体饱满，其消散能量提升为1.95倍，显现消能能力较佳。

3.强度与变形能力之评估比较：补强后R-LFWH试体之翼墙与梁、柱连结一体，能够提供有效的抗剪强度，耐震强度性能提升为1.96倍，在其强度达尖峰值之后，衰减速度较之补强前LFWH试体为慢。韧性比提升为1.53倍，而变形能力反降为0.83倍，属于强度抵抗型补强。

以R.C.增设翼墙有无切割隔离缝补强效果之差异含整片窗台矮墙构架以R.C.增设翼墙有无切割隔离缝补强措施，在耐震强度、变形能力及消能能力等耐震性能，有切割隔离缝补强措施较佳，值得继续深入研究推广。

四、养老院厕所含墙开整片高窗之构架

4.1 R-HFWL试体以钢钣围封极短柱补强

1.裂缝分布之评估比较：补强前HFWL试体试验产生的裂缝主要集中于柱与墙顶交接处，呈交叉X型分布，属极短柱剪力破坏；而补强后R-HFWL试体试验产生的裂缝，布满墙体与左右两柱，墙体从中央逐次生长正反向42 斜向裂缝各计5道、左右两柱中段均布水平走向裂缝各计4道。破坏行为由该锚锭墙端混凝土挤碎、水平筋剪断，进而由墙顶中央处向下沿左右两端42 斜向裂缝贯穿左右柱体，形成塑铰，其破坏模式已补强至不致有脆性之柱剪力破坏。

2.消散能量之评估比较：补强后R-HFWL试体之迟滞回圈相较于补强前HFWL试体饱满，其消散能量大大提升为13.77倍，显现消能能力较佳。

3.强度与变形能力之评估比较：补强后R-HFWL试体，由于极短柱围封钢钣，如同将开口左右缩小，形同开孔剪力墙，因此提供极强的抗剪力，不但耐震强度性能提升为2.74倍，韧性比与变形能力亦分别提升为1.22倍、4.64倍，属强度与韧性抵抗型补强。

4.2 R-HFWH试体以R.C.增设翼墙补强

1.裂缝分布之评估比较：补强前HFWH试体试验产生的裂缝、破坏模式均与HFWL试体类同；而补强后R-HFWH试体试验产生的裂缝部份集中于墙角，为沿墙开口左右下端交角45 走向；部份密集于翼墙，为交叉X型；部份分布于左右柱中段，为略斜走向。破坏行为由左右墙角向下45 斜向裂缝贯穿柱体，形成塑铰，其破坏模式已补强至弯剪破坏。

2.消散能量之评估比较：补强后R-HFWH试体之迟滞回圈相较于补强前HFWH试体饱满，其消散能量提升为2.83倍，显现消能能力较佳。

3.强度与变形能力之评估比较：补强后R-HFWH试体之翼墙与梁、柱连结一体，能够提供有效抗剪强度，耐震强度性能提升为1.87倍，其强度达尖峰值之后，衰减速度较补强前HFWH试体为慢。韧性比提升为1.38倍，变形能力反降为0.66倍，属强度抵抗型补强。

以R.C.增设翼墙或以钢钣围封极短柱补强效果之差异含墙开整片高窗构架以钢钣围封极短柱补强措施，在耐震强度提升为2.74倍，比较以R.C.增设翼墙之0.87倍，约计高出1.5倍数。在变形能力提升为4.64倍，而以R.C.增设翼墙补强措施反降为0.66倍。因此在震后补强作业上采以钢钣围封极短柱较佳，而在规划设计新建上则以设置翼墙为宜。