| 摘要 |
台灣地區地震頻繁，建築結構因地震而毀損崩塌時由所聞，因此現今
國內建築規範要求新建建築之RC 柱結構內部需配置高量橫向圍束鋼筋使
結構具備足夠耐震性；老舊RC 建築則須經由耐震補強以確保建築結構於震
災發生時能發揮足量韌性與消能能力；面外包覆鋼板或複合材料(FRP)具備
施工簡易、快速，且不影響原結構動線規劃與外貌等優點，為目前廣泛應
用之結構補強方法；過去研究顯示，面外包覆結構補強工法對矩形柱結構
之結構補強效果低於圓形柱結構，原因在於面外包覆無法提供矩形柱之柱
面有效圍束，且角隅區易發生應力集中現象而造成補強材料損傷，同時，
過去研究顯示矩形柱補強時搭配錨定機制可改善上述缺失。
本文探討碳纖維材料面外包覆補強矩形柱，藉由所研發之纖維錨栓
(FRP Anchor)改善碳纖維面外包覆補強矩形柱效果，由實尺寸RC 柱單向度
軸壓試驗量化FRP Anchor 對RC 柱圍束補強之功效；對鋼板材料面外包覆
補強，則嘗試以化學錨栓(Adhesive Anchor)、八角形包覆等方法進行補強。
試驗規劃不同圍束量與錨栓用量之補強柱試體，結果顯示，FRP Anchor 可
提供RC 柱有效圍束效果，改善碳纖維矩形包覆之缺失、延緩碳纖維破壞時
間；對柱軸向壓力強度而言，圍束補強可有效提升其強度，但設計更高量
之圍束補強，對強度提升之效果也隨之減少；對軸向壓縮應變而言，則可
有效予極限應變量提升。鋼板補強試體在RC 柱定義強度衰減至70%為破
壞後，仍能持續維持一定量之抗壓強度，發展較大之塑性變形，由破壞模
式觀察，3mm 矩形鋼板補強破壞模式為柱邊面外鼓出造成焊道開裂，6mm
矩形鋼板補強則為角隅開裂控制其破壞行為，而3mm 八角形鋼板包覆表現
出最佳之強度與變形能力。本文數值分析藉由量化錨栓之圍束強度，參考
Mander 圍束混凝土理論之有效圍束效果，利用數值模擬RC 柱受軸向壓力
之行為與反應，得到良好之分析結果。 |
中心技術報告