發布單位:國家地震工程研究中心/私有建築物耐震弱層補強資訊網
文件:超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法
文件性質:RC牆場鑄包覆補強工法說明;內文保留第X章/X.3範本占位符;設計參考,非現行法規或通案標準詳圖
版本:圖框修訂日114.07.01;官方ZIP路徑2025/09
官方來源:參考圖說下載頁 | 官方ZIP
原檔SHA-256:
文件:超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法
文件性質:RC牆場鑄包覆補強工法說明;內文保留第X章/X.3範本占位符;設計參考,非現行法規或通案標準詳圖
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4145dd55b1f5470aa28174da7f8352b25d9f145595cbc3069de4a90dc8bb2dbc適用提醒:本圖說僅供設計參考使用;設計者應依個案特性及學理規範進行適用性研判;引用本參考圖並不能免除設計者之設計責任。
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¶ 超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法|原PDF第1–7頁
本文件閱讀與適用提醒
- 本文件是參考工法說明,不是法規或通案核准之標準設計。
- 第4與第10頁載抗彎強度大於120 kgf/cm²;配套RC牆圖說目視為100 kgf/cm²,本站保留差異,使用前須向發布單位確認。
- 章節標題仍為第X章/X.3占位符,本站不自行清稿或推定正式章號。
- 第7至9頁施工照片保留『中興顧問社提供』署名。
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第X 章 補強工法參考圖說
X.3 超高性能混凝土(UHPC)應用於RC 牆之場鑄包覆補強工法
X.3.1 補強工法與簡介
1. 工法特性:
RC 構架之RC 牆可有效提升整體構架之側向強度與勁度,避免RC 構架於
強震下發生倒塌。本工法的特色是使用簡易之UHPC 補強工法,提升RC 牆或其
它牆式結構之耐震與抗倒塌之能力。包覆施工方式可分為灌漿、手鏝、噴漿、以
及預鑄版接合。前三種屬於濕式施工,後者屬於半濕式施工。其中,手鏝為採用
鏝刀,直接鏝切UHPC 鏝料於補強面上,而噴漿則為將拌合完成的UHPC 漿體
送入泵送設備,透過噴漿系統將漿體均勻噴塗在施作面上。本文後續內容主要針
對手鏝與噴漿施作工法。
2. 適用時機:
(1) 補強目標:提昇牆體結構面內之剪力強度以及面內外之變形韌性,以有
效提升牆體結構之抗震與抗倒塌能力。
(2) 補強方向:牆之側向強度。
(3) 材料特性:為增加新舊介面間之接合強度,必須配合牆體厚度與實際狀
況使用適合的螺栓元件。針對表面狀況不佳的RC牆(例如裂損較多等),
則應調整螺栓安裝位置或方式。
3. 使用特性:
(1) 手鏝、噴漿以及預鑄版接合之施作方法毋須組立模板,可有效減少假設
工程。
(2) 手鏝與噴漿補強之施工效率佳。
(3) 節省施工時間。
(4) 與一般混凝土包覆補強工法比較下,採UHPC 可有效減小補強厚度。
X.3.2 設計流程
1. 設計流程:
(1) 補強層強度
本工法建議採用Kyriakides 與Billington(2014)所提出的經驗公式對補強¶ 超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法|原PDF第2頁
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層強度貢獻進行預測。該文獻將補強層貢獻的強度分為兩部分,分別為漿體貢獻
與鋼線網貢獻,其計算方法如式(1)所示。
Vf = 0.6[ft′Ac+fy(ρlAgh + ρtAgv)] (1)
其中
ft′:漿體抗拉強度(MPa)
Ac:補強層對角截面積(mm2)
fy:鋼線網降伏強度(MPa)
𝜌𝑙:縱向鋼筋比為縱向鋼筋斷面積與垂直於該鋼筋之補強層混凝土總斷
面積之比,意指牆之垂直鋼筋比。
𝜌𝑡:橫向鋼筋比為橫向鋼筋斷面積與垂直於該鋼筋之補強層混凝土總斷
面積之比,本章指牆水平鋼筋比。
𝐴𝑔ℎ:與縱向鋼筋垂直之補強層截面積(mm2)
𝐴𝑔𝑣:與橫向鋼筋垂直之補強層截面積(mm2)
(2) 剪力連結筋設計
為提升新舊介面間剪力強度,應在補強層與上下梁以及補強層與原牆之介
面施作連接元件。補強層與上下梁之連接可採植筋的方法,埋入剪力連結筋。
剪力連結筋的摩擦剪力強度以ACI 318-19 中的式17.7.1.2b 進行評估,如
式(2)所示。
Vsa = 0.6Ase,v𝑓uta (2)
其中
Vsa:剪力連結筋標稱剪力強度(N)
Ase,v:鋼筋斷面積(mm2)
𝑓uta:鋼筋極限強度(MPa)
另外ACI318-19 中的17.7.1.2.1 對於使用注漿施工法安裝之錨栓,規定式(2)
內的標稱摩擦剪力強度須再折減20%。後續則可利用補強層之貢獻強度,計算上
梁與下梁分別所需之剪力連結筋數量,如式(3):
Vf
Nd, required ≥ (3)
Vsa
剪力連結筋安裝時,如梁底植筋不易,則可採梁側植筋,但需注意植筋彎折
需至補強層內,埋置深度可參考廠商建議進行設計與安裝。
牆體與補強層間亦須進行錨定。可以使用市面販售之螺絲錨栓或穿牆螺桿或
植筋,依據廠商提供之施工規範,進行施作。另外,依據廠商所提供之螺栓強度,
可沿用上述剪力連結筋數量之計算方法,決定牆體與補強層間之螺栓數量與間距。
(3) 剪力連結筋搭接
剪力連結筋應採用#5 號或#5號以下竹節鋼筋,鋼筋強度需小於4900kgf/cm2,¶ 超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法|原PDF第3頁
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搭接長度𝑙𝑠參考AASHTO 建議,5 號(或以下)鋼筋之搭接長度建議為:
i. 當淨保護層≥2 倍鋼筋直徑時:
𝑙𝑠≥10𝑑𝑏
ii. 其他:
𝑓𝑦
𝑙𝑠= 0.29𝑑𝑏 (𝜆𝑐𝑓× 𝜆𝑟𝑐× 𝜆𝑒𝑟)
√𝑓𝑐′
其中:
𝑑𝑏:鋼筋直徑(cm)
𝑓𝑦:鋼筋降伏強度(𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2)
𝑓𝑐′:UHPC 抗壓強度,代入值不得超過1050𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2
𝜆𝑐𝑓:鋼筋塗布修正因數
(a) 當保護層小於3𝑑𝑏或淨間距小於6𝑑𝑏者,取1.5
(b) 其他取1.2
𝜆𝑟𝑐:鋼筋圍束修正因數
𝑑𝑏
0.4 ≤ ≤1.0
𝑐𝑏+ 𝑘𝑡𝑟
𝑘𝑡𝑟= 40𝐴𝑡𝑟/(𝑠𝑛)
𝑐𝑏為鋼筋中心至最近混凝土表面之距離與鋼筋中心間距之半,
兩者取最小者(cm)
𝑠為在搭接長度內最大橫向鋼筋中心間距(cm)
𝐴𝑡𝑟為在s 間距內垂直於待伸展或續接鋼筋之握裹劈裂面的橫向
鋼筋總斷面積(𝑐𝑚2)
𝑛為握裹劈裂面上的鋼筋根數
𝜆𝑒𝑟:超額鋼筋修正因數
需要量
𝜆𝑒𝑟=
使用量
其中,搭接可採非接觸式搭接,但間距須取以下條件最小值
甲、 五分之一的搭接長度
乙、 15 公分
(4) 保護層與鋼筋淨間距
參考AASHTO 之UHPC 相關規定(2024),鋼筋淨間距須滿足下式:
max[1.5𝐿𝑓, 20𝑚𝑚]
其中:
𝐿𝑓:纖維最大長度(mm)
2. 設計注意事項:
(1) 包覆工法是在牆體表面新增補強層,因此有關新舊介面間的接合方式應
審慎進行評估與施作,以利力量傳遞。施作前應該對原結構包含鋼筋設¶ 超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法|原PDF第4頁
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計與牆體材料品質情況,進行調查以作為補強設計與施作之參考依據。
(2) 包覆施作前應對牆體表面進行打毛與清潔,以確保新舊介面接合品質。
另外,幾種不同包覆工法中,噴塗工法需要配合較多的機具,因此對於
場地大小、供水與供電需求,在施工前必須進行詳細評估。
(3) 鋼筋網搭接可參考營建署建築工程施工規範第03220 章採用重疊搭接
方式,若考量保護層可將鋼筋網置於同平面並額外增加等效強度之鋼筋
(𝐴𝑠𝑓𝑦)進行焊接搭接,搭接長度建議為10 倍鋼筋直徑以上。
(4) 相關材料試驗項目與要求
⚫ 根據CNS1010 試驗方法,UHPC 28 天抗壓強度需大於1000kgf/cm2
⚫ 根據CNS1233 或ASTM C1856 與ASTM C1609 試驗方法,UHPC 28 天
抗彎強度需大於120 kgf/cm2
⚫ 根據CNS 14703 硬固水泥砂漿及混凝土中水溶性氯離子含量試驗法,
UHPC 之水溶性氯離子含量須小於或等於0.15 kg/m3
3. 設計範例:
RC 牆高度與寬度分別為2950 mm 與4000 mm。UHPC 拉力強度設定為6MPa,
包覆厚度則為兩側各40mm。鋼筋網降伏強度設定為550MPa,直徑為6 mm 網
目間距為100 mm。
剪力連結筋使用D16 鋼筋,鋼材極限強度為550MPa。螺絲錨栓則可使用例
如六角頭螺栓直徑10mm,要求埋置深度為75mm,每支螺絲能夠提供的剪力強
度為18.7kN。
1. 第一步:利用(1)計算補強層貢獻。
Vf = ∅Vc+∅Vs=0.6ft′Ac+0.6fyAs
= [0.6 × 6 × √29502 + 40002 × 80 + 0.6 × 550 × 2 × (2950 + 4000 ) × 𝜋 × 62]
100 100 4
× 10-3=2728 kN
2. 第二步:利用式(2)與式(3)設計剪力連結筋數量。
單根剪力連結筋剪力強度為
𝜋
Vsa = 0.6Ase,v𝑓uta = [0.6 × × 15.92 × 550] × 10-3 = 65.52 kN
4
因為剪力連結筋採注漿工法需再折減20%強度,
Vsa = 0.8 × 65.52 = 52.42 kN
計算所需數量為
Vf 2728
Nd, required ≥ = =52 支
Vsa 52.42
間距設定為150mm,於上下梁各設置52 支,雙面單側各26 支。
第三步:設計螺絲錨栓數量。
Vf 2728
Nd, required ≥ = =146 支
Vsa 18.7¶ 超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法|原PDF第5頁
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設定間距為400mm,兩側共計為160 支。
X.3.3 參考圖說及解說
1. 參考圖說:
圖1 RC 牆補強立面詳圖及施工步驟
2. 詳圖解說:
UHPC 之RC 牆補強場鑄包覆工法設計圖組成應至少包含以下部分:
(1) 設計者應依現場實際條件繪製梁與牆相對關係斷面詳圖。
(2) UHPC 厚度應考慮設計需求及施工條件並與業主充分溝通後決
定,有使用鋼筋網加勁時,建議包覆厚度不小於4 公分,若無使
用鋼筋網,最小補強厚度應不小於2cm。
(3) 螺栓、鋼線網尺寸與配置可依照力量設計結果決定之,但需要有適
度保護層厚度,與梁相鄰處應預留剪力連結筋,剪力連結筋建議採
#5 號或#5 號以下之竹節鋼筋,且鋼筋強度需小於4900kgf/cm2,搭
接長度參照X.3.2 計算。
(4) UHPC 補強層應透過剪力連結筋與上下梁之接合,傳遞橫向力。
若UHPC 補強層無法與上下梁接合,則可改採與鄰柱間進行植筋
接合,惟傳力路徑將通過柱上下之塑鉸區,因此需要進一步對柱
進行補強,避免柱塑鉸過早產生破壞。¶ 超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法|原PDF第6頁
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(5) 剪力連結筋數量需由設計者計算,植筋前可參考既有梁之施工或
設計圖說,避免鋼筋衝突,此外,可進一步使用鋼筋掃描儀器,
確認梁鋼筋實際位置後進行植筋。
(6) 若補強牆面為翼牆,翼牆無柱側之無圍束面可不進行特別處理,然
而,若要進一步增加翼牆之補強成效,可於翼牆之無柱側新增立柱,
可強化翼牆之內力傳導;若與翼牆相鄰之既有柱的箍筋間距過大,
則應考量對既有柱進行擴柱剪力補強,增加其橫向鋼筋量,以避免
翼牆於UHPC 補強後,所受之橫向力造成既有柱的過早破壞。
(7) 補強面周邊與新舊結構體交界處,若有與雨水接觸者,應考量防
水設計。
X.3.4 施工步驟說明及施工照片
UHPC 之RC 牆補強場鑄包覆工法之施工步驟主要如下:
(1) 妨礙施工管線與設施先行遷移。
(2) 補強施工範圍內之原有結構體表面應先打毛至6mm 粗糙度。
(3) 裂縫處理:使用鋼刷清除裂縫中碎屑,並使用吸塵器或工業用吹氣機
清灰塵和顆粒;對於較嚴重的裂縫,需使用強度較高之修補材,對於
較深或較寬之裂縫,需以砂漿、環氧樹脂或UHPC 進行修補,表面鏝
平時須使用抹刀鏝平表面,確保修補處與周圍平齊。
(4) 牆體上鑽孔後,打入螺絲錨栓或對穿螺桿並清除髒汙。
(5) 探測上下梁既有鋼筋位置後,避開原結構鋼筋位置,並依設計結果,
植入剪力連結筋。
(6) 設定包覆厚度之後,將鋼筋網固定於螺絲錨栓或對穿螺桿上。
(7) 拌合UHPC,施作包覆。
(8) 表面鏝平或水泥粉刷。
(9) UHPC 養護:須遵循材料廠商對養護需求之指示,且須保持濕潤,對
於較大面積之修補,保持修補區域濕潤有助於UHPC 強度發展,可覆
蓋濕布或塑膠薄膜以保持濕度,施工中須遵守材料保存與管理措施。
(10) 若有移除或改道之管線或設施,需復原並恢復原有功能¶ 超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法|原PDF第7頁
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UHPC 進行RC 牆補強施工步驟之實際施工案例照片如下所示: 1.既有混凝土打毛6mm (中興顧問社提供) 2.牆面與上下梁植筋,鋪上鋼筋網 (中興顧問社提供) 3.事前與事後植筋拉拔測試
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來源:國家地震工程研究中心官方公開下載之超高性能混凝土(UHPC)應用於RC牆之場鑄補強工法。本站忠實呈現原頁版面與可擷取文字,不宣稱開放授權;查核日期:2026年8月30日。