專利名稱：補(bǔ)強(qiáng)錨栓及混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種補(bǔ)強(qiáng)錨栓及混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)頻頻發(fā)出重大的地震，1995年日本發(fā)生阪神大地震，1999年臺(tái)灣發(fā)生921集集大地震，2004年南亞大海嘯，2008年大陸四川汶川地震，2010年海地大 地震，2011年的日本宮城大地震，地震規(guī)模都在7以上，死傷人數(shù)都數(shù)以萬(wàn)計(jì)，地震的天然災(zāi)害已是21世紀(jì)人類(lèi)最大的災(zāi)難。人類(lèi)早期的居住建筑主要是能遮風(fēng)蔽雨，對(duì)于防震的要求甚少，隨著科技的演進(jìn)及保護(hù)人身安全的要求，對(duì)建筑物的施工已逐步有防震耐震的要求，以期許地震發(fā)生時(shí)，能降低對(duì)人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)的損害及損失。日本于阪神大地震之后，大幅提高建筑物的耐震要求，臺(tái)灣于921集集大地震后，也開(kāi)始對(duì)耐震力不足的建筑物施予耐震補(bǔ)強(qiáng)的要求，現(xiàn)今臺(tái)灣每年公共工程的耐震補(bǔ)強(qiáng)標(biāo)案已超過(guò)數(shù)千件。因此不論公共工程或私人建筑物的耐震力提升，已是政府重要的施政政策。建筑物早期以石塊、磚塊及木材等材料搭建，工業(yè)化后建筑結(jié)構(gòu)大部份是以鋼筋混泥土(Reinforced Concrete, RC)為主，早期建筑規(guī)范并未考慮到耐震設(shè)計(jì),加上施工質(zhì)量欠佳和經(jīng)年累月的風(fēng)吹雨打，而材料老化、劣化或加蓋改變結(jié)構(gòu)體等，導(dǎo)致超出原先設(shè)計(jì)，老舊建筑結(jié)構(gòu)于地震發(fā)生時(shí)常常因耐震力不足而發(fā)生倒塌、崩損、毀壞等災(zāi)害，因此不論建筑物是否老舊、龜裂或設(shè)計(jì)不良等因素，當(dāng)其耐震力不足時(shí)都應(yīng)拆除或予以補(bǔ)強(qiáng)。拆除重建關(guān)系到經(jīng)費(fèi)或因古跡保存的價(jià)值，非必要都不會(huì)以拆除重建作手段，提升耐震力的補(bǔ)強(qiáng)措就變成必要的方法。臺(tái)灣建筑耐震設(shè)計(jì)規(guī)范里，對(duì)于建筑物的耐震補(bǔ)強(qiáng)明白陳述。“既有建筑物經(jīng)評(píng)估后，認(rèn)為有必要提升其耐震能力時(shí)，應(yīng)運(yùn)用耐震補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，采取適當(dāng)改善措施，以提升建筑物的安全性”。耐震補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)依其補(bǔ)強(qiáng)目標(biāo)，采用改善結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，增加結(jié)構(gòu)體韌性與強(qiáng)度等方式進(jìn)行”。建筑物耐震力是否不足，各國(guó)法規(guī)都有一定的評(píng)定基準(zhǔn)，就鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)的耐震評(píng)估，常以其外顯露的結(jié)構(gòu)體缺陷來(lái)評(píng)估，包括鋼筋混凝土構(gòu)材是否有裂縫，裂縫代表混凝土質(zhì)量不良或強(qiáng)度不足，裂縫產(chǎn)生后里面鋼筋會(huì)產(chǎn)生銹蝕并降低結(jié)構(gòu)材的強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)材若有滲水現(xiàn)象，則鋼筋的銹蝕與混凝土的老化必會(huì)加速進(jìn)行。有關(guān)建筑物結(jié)構(gòu)組件的補(bǔ)強(qiáng)，一般指對(duì)建筑物的梁柱、墻及樓板(橋面板)等構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)，這些構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)主要針對(duì)當(dāng)建筑物產(chǎn)生負(fù)荷過(guò)載，外力或地震等足以使構(gòu)件發(fā)生剪力，彎矩及韌性等破壞模式的補(bǔ)強(qiáng)。目前被廣泛使用且證明有效的結(jié)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)工法中，鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法是最普遍的工法。圖I及圖2為現(xiàn)有的鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法。柱體的鋼板補(bǔ)強(qiáng)指的是柱鋼板(帶狀)圍束補(bǔ)強(qiáng)工法，鋼板具有很高的勁度，拉力強(qiáng)度以及延展韌性，對(duì)柱體的剪力補(bǔ)強(qiáng)及韌性補(bǔ)強(qiáng)具有良好的效果，目前常用而廣被采用的補(bǔ)強(qiáng)工法施工程序如下鋼板補(bǔ)強(qiáng)柱體的施工方法
清理RC混凝土柱11的表面包括油漆、污染及雜物的去除；柱體修復(fù)柱體有裂縫或殘缺處使用環(huán)氧樹(shù)脂13補(bǔ)平修復(fù)，若有鋼筋外露，須將銹蝕部份作表面清理后，方以環(huán)氧樹(shù)脂灌入填補(bǔ)覆蓋；依柱外形尺寸量測(cè)后，據(jù)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的厚度訂購(gòu)鋼板并成型成鋼板夾套15，通常為兩片式夾套；將兩片夾套以螺栓方式接合于柱體外圍，再以焊接手段將兩片鋼板夾套在焊接部17焊合固定；養(yǎng)護(hù)工程；表面防護(hù)與裝修工程，可依需求上漆或裝潢。 現(xiàn)有的鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法的缺點(diǎn)必須對(duì)不同尺寸的RC混凝土柱11，訂購(gòu)鋼板并成型不同尺寸的鋼板夾套，增加成本及施工時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種補(bǔ)強(qiáng)錨栓及混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，減少成本及施工時(shí)間。本發(fā)明提供一種補(bǔ)強(qiáng)錨栓，包括一桿體，包括纖維復(fù)合材料；以及一流蘇部，設(shè)置于該本體的側(cè)邊，該流蘇部包括纖維復(fù)合材料。本發(fā)明提供一種混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其使用至少一補(bǔ)強(qiáng)夾套包覆該混凝土柱，其中該補(bǔ)強(qiáng)夾套包括含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料；形成多個(gè)鉆孔，其貫穿該補(bǔ)強(qiáng)夾套的一搭接部并深入該混凝土柱；于該鉆孔中設(shè)置一補(bǔ)強(qiáng)錨栓，其中該補(bǔ)強(qiáng)錨栓包括一桿體及一流蘇部，該桿體設(shè)置于該鉆孔中且包括含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料，該流蘇部設(shè)置于該桿體的側(cè)邊且包括未含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料；以及使用樹(shù)脂將該流蘇部的纖維復(fù)合材料帖覆于該補(bǔ)強(qiáng)夾套的搭接部。上文已相當(dāng)廣泛地概述本發(fā)明的技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)，以使下文的本發(fā)明詳細(xì)描述得以獲得較佳了解。構(gòu)成本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍標(biāo)的的其它技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)將描述于下文。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中包括通常知識(shí)者應(yīng)了解，可相當(dāng)容易地利用下文揭示的概念與特定實(shí)施例可作為修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)或制程而實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明相同的目的。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中包括通常知識(shí)者亦應(yīng)了解，這類(lèi)等效建構(gòu)無(wú)法脫離后附的申請(qǐng)專利范圍所界定的本發(fā)明的精神和范圍。通過(guò)參照前述說(shuō)明及下列圖式，本發(fā)明的技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)得以獲得完全了解。


圖I及圖2為現(xiàn)有的鋼板補(bǔ)強(qiáng)工法；圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)流程圖；圖4至圖7為本發(fā)明一實(shí)例的補(bǔ)強(qiáng)夾套的制備方法；圖8至圖12為本發(fā)明一實(shí)例的補(bǔ)強(qiáng)錨栓的制備方法；圖13至圖16為本發(fā)明一實(shí)施例的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法；以及圖17為本發(fā)明另一實(shí)施例的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下
11混凝土柱13 樹(shù)脂15鋼板夾套17焊接部20補(bǔ)強(qiáng)夾套21單向纖維織物23 樹(shù)脂25 模具 27搭接部30補(bǔ)強(qiáng)錨栓31纖維預(yù)編織物33 桿體35流蘇部37 插銷(xiāo)70混凝土柱80混凝土柱
具體實(shí)施例方式圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的混凝土柱70的補(bǔ)強(qiáng)流程圖。圖4至圖7為本發(fā)明一實(shí)例的補(bǔ)強(qiáng)夾套20的制備方法。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，補(bǔ)強(qiáng)夾套20的制備包括下列步驟將單向纖維織物21，依所要的尺寸及積層的層數(shù)剪裁；調(diào)配環(huán)氧樹(shù)脂23 (A、B劑按比例混合)，并充分?jǐn)嚢杈鶆颍粚蜗蚶w維織物21，以樹(shù)脂充分含浸均勻；預(yù)先備妥以鋼板制成的模具21，將含浸樹(shù)脂的單向纖維織物2123，依所需要層數(shù)帖覆于模具25 ；以具收縮且可施壓的束帶纏繞固定，以使單向纖維織物21與樹(shù)脂23充分接合均勻，并將多余的樹(shù)脂及空氣排出；放置室溫12 24小時(shí)，或放入烤箱以130°C烘烤90分鐘，以硬化反應(yīng)樹(shù)脂；樹(shù)脂硬化反應(yīng)完成后，拆去束帶及模具，即可成一可用于耐震補(bǔ)強(qiáng)的纖維復(fù)合材料夾套20。如待補(bǔ)強(qiáng)物為圓形柱體，補(bǔ)強(qiáng)夾套可做成兩個(gè)半圓的子夾套(兩件式夾套)或一件式夾套；如待補(bǔ)強(qiáng)物為矩形柱體，則須做成兩個(gè)倒U形的夾套。制備補(bǔ)強(qiáng)夾套預(yù)留搭接部的長(zhǎng)度，搭接部的長(zhǎng)度約為圓形柱體的圓周的10% 30% ;矩形柱體為搭接邊的長(zhǎng)度的各10% 30%。圖8及至圖12為本發(fā)明一實(shí)例的補(bǔ)強(qiáng)錨栓30的制備方法。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，補(bǔ)強(qiáng)錨栓30的制備包括將纖維預(yù)編織物(碳纖維、玻璃纖維、Kevlar纖維或Twaron纖維)31裁剪成約16-50cm (柱體外徑2m)，并做成桿體33 (約8_30cm)及流蘇部35 (8_20cm)，其中流蘇部35可為呈180度展開(kāi)的二片式(圖10)、120度展開(kāi)的三片式(圖11)或90度展開(kāi)的四片式(圖12)。
圖13至圖16為本發(fā)明一實(shí)施例的混凝土柱70的補(bǔ)強(qiáng)方法。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，混凝土柱(圓柱)70的補(bǔ)強(qiáng)方法首先進(jìn)行施工準(zhǔn)備(工地現(xiàn)場(chǎng)的勘察、夾套尺寸的量測(cè)與訂制及物料的準(zhǔn)備)及修復(fù)工程(將RC混凝土柱表面清潔、除塵、裂縫填補(bǔ)、去漆等損壞修復(fù)工程使表面平整)。之后，在柱體表面涂布環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂的厚度約O. Imm至O. 4mm，其中環(huán)氧樹(shù)脂玻璃轉(zhuǎn)位溫度(Tg)為50°C至IOO0C，黏度為50，000至150，OOOcps (厘泊centipoises)。接著，將補(bǔ)強(qiáng)夾套20包覆混凝土柱70，以束帶由中央往兩側(cè)分別固定補(bǔ)強(qiáng)夾套20。在養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后，拆除束帶，即可完成包覆夾套的工程。完成包覆夾套的工程之后，形成多個(gè)鉆孔71，其貫穿補(bǔ)強(qiáng)夾套20的一搭接部27并深入混凝土柱70，如圖13所示。參考圖14及圖15，將補(bǔ)強(qiáng)錨栓30的桿體33含浸環(huán)氧樹(shù)脂或壓克力樹(shù)脂并置放于鉆孔71之中，再以插銷(xiāo)37插入桿體30以使桿體30的纖維與環(huán)氧樹(shù)脂緊密接合，并使環(huán)氧樹(shù)脂與混凝土柱70之間有良好的接著界面。因插銷(xiāo)37插入時(shí)的力量，將迫使鉆孔71內(nèi)的 環(huán)氧樹(shù)脂排出，可以用來(lái)浸潤(rùn)流蘇部35的纖維，不足時(shí)再補(bǔ)足環(huán)氧樹(shù)脂，使流蘇部35展開(kāi)充分浸潤(rùn)樹(shù)脂，并帖覆于補(bǔ)強(qiáng)夾套20的搭接部27。之后，靜置12-24小時(shí)后，即可完成補(bǔ)強(qiáng)夾套20及補(bǔ)強(qiáng)錨栓20的耐震補(bǔ)強(qiáng)工程，如圖16所示。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，補(bǔ)強(qiáng)錨栓30的桿體33呈中空?qǐng)A柱狀，插銷(xiāo)37為一中空平滑圓柱，中空設(shè)計(jì)有利于鉆孔71空氣的排出。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，插銷(xiāo)37為金屬管，例如鋁管、鐵管或鋼管。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該插銷(xiāo)37包含纖維復(fù)合材料，例如碳纖維、玻璃纖維、Kevlar或Twaron。圖17為本發(fā)明另一實(shí)施例的混凝土柱80的補(bǔ)強(qiáng)方法。圖13至圖16為混凝土圓柱70的補(bǔ)強(qiáng)方式，圖17則為混凝土矩形柱80的耐震補(bǔ)強(qiáng)，其在可混凝土矩形柱80的四個(gè)側(cè)邊分別設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)錨栓30，將補(bǔ)強(qiáng)夾套20緊密固定于混凝土矩形柱80上。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中包括通常知識(shí)者應(yīng)了解，在不背離所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明的教示及揭示可作種種的替換及修飾。例如，上文揭示的許多制程可以不同的方法實(shí)施或以其它制程予以取代，或者采用上述二種方式的組合。此外，本案的權(quán)利范圍并不局限于上文揭示的特定實(shí)施例的制程、機(jī)臺(tái)、制造、物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中包括通常知識(shí)者應(yīng)了解，基于本發(fā)明教示及揭示制程、機(jī)臺(tái)、制造、物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟，無(wú)論現(xiàn)在已存在或日后開(kāi)發(fā)者，其與本案實(shí)施例揭示者以實(shí)質(zhì)相同的方式執(zhí)行實(shí)質(zhì)相同的功能，而達(dá)到實(shí)質(zhì)相同的結(jié)果，亦可使用于本發(fā)明。因此，以下的申請(qǐng)專利范圍用以涵蓋用以此類(lèi)制程、機(jī)臺(tái)、制造、物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟。
權(quán)利要求
1.一種補(bǔ)強(qiáng)錨栓，包括 一桿體，包括纖維復(fù)合材料；以及 一流蘇部，設(shè)置于該本體的側(cè)邊，該流蘇部包括纖維復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求I所述的補(bǔ)強(qiáng)錨栓，其中該桿體呈中空?qǐng)A柱狀。
3.如權(quán)利要求I所述的補(bǔ)強(qiáng)錨栓，其中該補(bǔ)強(qiáng)錨栓還包含一插銷(xiāo)，該插銷(xiāo)設(shè)置于該桿體中。
4.如權(quán)利要求3所述的補(bǔ)強(qiáng)錨栓，其中該插銷(xiāo)呈中空?qǐng)A柱狀。
5.如權(quán)利要求5所述的補(bǔ)強(qiáng)錨栓，其中該插銷(xiāo)鋁管、鐵管或鋼管。
6.如權(quán)利要求I所述的補(bǔ)強(qiáng)錨栓，其中該插銷(xiāo)包含纖維復(fù)合材料。
7.一種混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，包括下列步驟 使用至少一補(bǔ)強(qiáng)夾套包覆該混凝土柱，其中該補(bǔ)強(qiáng)夾套包括含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料； 形成多個(gè)鉆孔，其貫穿該補(bǔ)強(qiáng)夾套的一搭接部并深入該混凝土柱； 于該鉆孔中設(shè)置一補(bǔ)強(qiáng)錨栓，其中該補(bǔ)強(qiáng)錨栓包括一桿體及一流蘇部，該桿體設(shè)置于該鉆孔中且包括含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料，該流蘇部設(shè)置于該桿體的側(cè)邊且包括未含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料；以及 使用樹(shù)脂將該流蘇部帖覆于該補(bǔ)強(qiáng)夾套的搭接部。
8.如權(quán)利要求7所述的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其中該補(bǔ)強(qiáng)方法還包括在該混凝土柱的表面涂布樹(shù)脂的步驟。
9.如權(quán)利要求7所述的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其中該樹(shù)脂包括環(huán)氧樹(shù)脂或壓克力樹(shù)月旨，黏度介于50，000至150，OOOcps之間，玻璃轉(zhuǎn)移溫度介于50至100°C之間。
10.如權(quán)利要求7所述的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其中該桿體呈中空?qǐng)A柱狀。
11.如權(quán)利要求7所述的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其中該補(bǔ)強(qiáng)方法還包含使用一插銷(xiāo)插入該鉆孔中的桿體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其中該插銷(xiāo)呈中空?qǐng)A柱狀。
13.如權(quán)利要求11所述的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其中該插銷(xiāo)為鋁管、鐵管或鋼管。
14.如權(quán)利要求11所述的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其中該插銷(xiāo)包含纖維復(fù)合材料。
15.如權(quán)利要求14所述的混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，其中該纖維復(fù)合材料包含碳纖維、玻璃纖維、Kevlar纖維或Twaron纖維。
全文摘要
本發(fā)明提供一種補(bǔ)強(qiáng)錨栓及混凝土柱的補(bǔ)強(qiáng)方法，補(bǔ)強(qiáng)方法包括下列步驟使用至少一補(bǔ)強(qiáng)夾套包覆該混凝土柱，其中該補(bǔ)強(qiáng)夾套包括含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料形成多個(gè)鉆孔，其貫穿該補(bǔ)強(qiáng)夾套的一搭接部并深入該混凝土柱；設(shè)置于一補(bǔ)強(qiáng)錨栓于該鉆孔中，其中該補(bǔ)強(qiáng)錨栓包括一桿體及一流蘇部，該桿體設(shè)置于該鉆孔中且包括含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料，該流蘇部設(shè)置于該桿體的側(cè)邊且包括未含浸樹(shù)脂的纖維復(fù)合材料以及使用樹(shù)脂將該流蘇部的纖維復(fù)合材料帖覆于該補(bǔ)強(qiáng)夾套的搭接部。
文檔編號(hào)E04G23/02GK102808524SQ20121016469
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者蔡天玄, 蘇穩(wěn)生, 連金星, 陳文山 申請(qǐng)人:福懋興業(yè)股份有限公司, 東盟營(yíng)造有限公司