塑鉸搭接高軸力RC柱耐震評估與補強研究

921集集大地震（1999）對臺灣造成極為嚴重的災害。其中，造成死傷人數最多的是中低層RC房屋倒塌。從災後的結構物倒塌鑑定，可看出其損壞之主要原因除施工品質普遍不佳外，大致為結構系統不佳，以及牆量不足或牆之配置不當等。這些建築通常未經嚴謹之結構設計，且未提供韌性鋼筋配置，更通常於柱頭處搭接。其中，柱頭處主筋搭接是重要缺陷之一，會嚴重影響到柱構件的韌性表現。在國家地震中心已證驗低軸力載重之下，主筋搭接的橋柱其韌性表現非常差，即使，施於碳纖或鋼板的補強，其韌性仍然不佳。此外，高軸力會降低柱的韌性表現。考慮建築物的柱構件，尤其是底層柱，須承受高軸力，再加以上述的塑鉸區主筋搭接，兩項因素的加成效果，將使建築物的柱表現出非常差的韌性行為。故若未能加以適當之耐震補強，在未來之地震威脅下，中低樓鋼筋混凝土建築物仍是一群岌岌可危的結構。本研究擬針對國內既有中低樓鋼筋混凝土建築物塑鉸區主筋搭接之建築物進行為期三年之理論分析及實驗，以建立本土性之補強方法，並並配合其他子計晝，以研擬中低層RC建築耐震補強之可行方案，以期將未來可能發生之震害減至最低程度。進行加勁板複材補強施工法之研究，應用碳纖和鋼板補強的優點組合而成，作法為先處理柱表面，尤其是蜂窩，再覆貼適當厚度的鋼板。最後，施以碳纖圍束補強。此工法乃為改善碳纖或鋼板對大尺寸矩形橋柱圍束補強效果不彰所提出之補強方法，其優點為不影響建築物之使用空間。對於低軸力主筋搭接的矩形柱構件，其補強效果已於國家地震中心之試驗獲得初步之證驗。本計畫擬進一步探討受高軸力以及主筋彎曲等因素影響下，加勁板複材補強施工法對主筋搭接的鋼筋混凝土建築物的補強效果。