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行政公告
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106-03-27 09:00
建築研究所
鋼管混凝土柱接頭專利研發 有效提高高層建物施工可行性

臺灣地狹人稠,建物愈蓋愈高,且位於環太平洋地震帶,旺盛的地震活動考驗著建築物的安全性能,為確保建物基礎穩固,內政部建築研究所積極研發創新的耐震技術與工法,成功研發以梁翼板貫入梁柱接頭的簡單且方便接合型式,並已取得「填充型鋼管混凝土梁柱的接頭結構」發明專利,有效提高高層建物施工可行性。

近年來隨著都市建築高層化趨勢,超高層建築基底樓層之柱必須承受較高的軸壓力及彎矩,使用鋼管混凝土柱比其他類型構件更能符合此需求。由於鋼管可提供混凝土極佳的圍束力以提升其強度及韌性,並且更可有效抑制局部挫屈及側向扭轉挫屈之產生,進而增加室內可用空間,在這寸土寸金的時代裡具有一定的優勢。

鋼管混凝土柱可分為組合箱型、矩形及圓形鋼管斷面,組合箱型柱及矩形鋼管推廣應用已行之有年,圓形鋼管混凝土柱則因其與H型鋼梁在梁柱接頭交會區施工不易,應用上受到限制。

內政部建築研究所成功研發出以梁翼板貫入梁柱接頭之簡單且方便的接合型式,除可解決施工不便、銲接及灌漿經常發生瑕疵之狀況,並可確保其具足夠耐震性能,研發成果已取得「填充型鋼管混凝土梁柱的接頭結構」發明專利(發明第I 493092號),專利主要是針對圓形鋼管混凝土柱與H型鋼之接合,包含預先以鋼板貫入圓型鋼管與梁接合處並完成銲接,再運至現地與H型鋼接合及灌入混凝土。本專利具有以下特點:

1.傳統鋼管混凝土柱在梁柱接頭區大多採取外加勁之方式製作,此設計使用大量的加勁板,施作困難且成本、品質難以控制,而新式接頭則更安全、經濟且便利可行。

2.實驗結果顯示新式接頭內灌混凝土、內銲加勁板與增加梁翼板寬度,皆可顯著提升接頭之剪力強度。

3.實驗結果發現,以國內現行鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說之規定,計算新式接頭之剪力強度,結果保守且安全。

4.新式接頭亦有提出梁翼板寬度上下限之建議,以確保接頭灌漿施工性,並針對外柱提出設計建議。

使用本專利鋼管混凝土柱接頭試體最終破壞之情形

使用本專利鋼管混凝土柱接頭試體最終破壞之情形

創新鋼管混凝土柱雙向梁柱接頭示意圖

創新鋼管混凝土柱雙向梁柱接頭示意圖