TWI782285B - 用於磚牆體之補強結構 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種用於一磚牆體之補強結構，該磚牆體包含一第一開口，該第一開口由一第一周緣部所界定，該第一周緣部具有一第一周緣段沿一垂直方向延伸，該補強結構包括一第一包覆件，該第一包覆件具有至少一拉力單元，該拉力單元具有一中央拉力板及相對的二側拉力板，該中央拉力板連接於該等側拉力板之間，該中央拉力板及該等側拉力板共同包覆該第一周緣段。

Description

用於磚牆體之補強結構

本發明係關於一種補強結構，係指一種用於磚牆體的補強結構。

習知磚牆於建造時會先形成多個開口，再於各開口中配置窗體結構或門體結構，然，習知磚牆常因地震而於開口的周緣處開始產生裂痕，且裂痕會延伸至磚牆其他部分。為避免裂縫產生滲水、白華現象，通常是將黏著劑填入該些裂痕之中以對磚牆進行修復。

現有對鋼筋混凝土牆的補強方法是於開口處的四個角落對應的牆面中分別設置角隅補強鋼筋，或者是將補強片設置於位於開口處四個角落所對應的牆體當中。然，前述補強方法均僅是針對四開口角落所對應的局部牆面進行防裂補強，而並非對整面牆體提升耐震強度，因此仍有機會因為受到地震搖晃後，從開口角落處以外的地方裂開。前述補強方法主要適用於鋼筋混凝土牆，無法適用於新砌磚牆的牆體中，也就是若於磚牆中埋設角隅補強鋼筋或補強片，將導致磚牆的磚塊結構受到破壞而容易碎裂。再者，目前仍有許多現有的建築物，其所包含的磚牆已經建造完成，若需使用前述方式進行補強，則需要破壞現有的磚牆結構，不僅耗時費力，最後得到的補強效果也有限。

本發明之一主要在於提供一種用於磚牆體的補強結構，該補強結構包括一包覆件，該包覆件係可依照磚牆體的結構強度，決定包覆磚牆體開口周緣部的範圍，再搭配上加強件貼附於開口周緣部以外的磚牆面，及角形件設置於開口角落處，本發明補強結構可在不破壞既有磚牆體的條件下，有效增加磚牆體的耐震程度。

本發明之另一目的在於提供一種用於磚牆體的補強結構，該補強結構的包覆件不僅可增加磚牆體耐震度的功效，更可以同時作為窗框或門框之用，而增加本發明補強結構於使用上的廣度。

為解決現有技術的缺失，本發明提供一種用於一磚牆體之補強結構，該磚牆體包含一第一開口，該第一開口由一第一周緣部所界定，該第一周緣部具有一第一周緣段沿一垂直方向延伸。該補強結構包括一第一包覆件，具有至少一拉力單元，該拉力單元具有一中央拉力板及相對的二側拉力板，該中央拉力板連接於該等側拉力板之間，該中央拉力板及該等側拉力板共同包覆該第一周緣段。

第一周緣部具有一第二周緣段、一第三周緣段及一第四周緣段，該第二周緣段沿一水平方向延伸，該第一周緣段與該第三周緣段彼此面對，該第二周緣段與該第四周緣段彼此面對，該第二周緣段及該第四周緣段分別連接於該第一周緣段及該第三周緣段之間，該第一周緣段具有一第一中間壁面及相對的二第一側壁面，該第一中間壁面連接於該等第一側壁面之間，該第二周緣段具有一第二中間壁面及相對的二第二側壁面，該第二中間壁面連接於該等第二側壁面之間。

該第一包覆件具有至少一支撐單元，該支撐單元具有一中央支撐板及相對的二側支撐板，該中央支撐板連接於該等側支撐板之間，該中央支撐板及該等側支撐板共同包覆該第二周緣段。

該中央拉力板貼附於該第一中間壁面，各該側拉力板貼附於各該第一側壁面之局部。

於本發明一實施例中，該中央支撐板貼附於該第二中間壁面，各該側支撐板貼附於各該第二側壁面之局部。各該至少一支撐單元分別以該中央支撐板及該等側支撐板包覆該第二周緣段及該第四周緣段。

於本發明一實施例中，各該至少一拉力單元分別以該中央拉力板及該等側拉力板包覆該第一周緣段及該第三周緣段。該等拉力單元分別以該中央拉力板及該等側拉力板包覆該第二周緣段及該第四周緣段。

本發明一實施例的補強結構，更包括複數拉力加強件，該磚牆體更包含一第一牆面及一第二牆面，該第一牆面由該等第二側壁面的其中之一延伸而出，該第二牆面由該等第一側壁面的其中之一延伸而出，該等拉力加強件貼附於該第一牆面及該第二牆面之局部。

本發明一實施例的補強結構，更包括一第二包覆件，其中該磚牆體更包含一第二開口，該第二開口由一第二周緣部所界定，該第二周緣部具有一第五周緣段，該第五周緣段平行於該第一周緣段，該第二包覆件具有至少一拉力單元，該拉力單元以一中央拉力板及複數側拉力板包覆該第五周緣段。

該等拉力加強件分別連接於該第五周緣段上的該拉力單元及該第一周緣段上的該拉力單元之間。

本發明一實施例的補強結構，更包括至少一角形件，該第一開口及該第二開口分別具有四角落，該角形件位於該等角落的其中之一。

該等拉力加強件係可沿該磚牆體的一破壞角斜率而彼此間隔地對應貼附於該磚牆體上。

1:磚牆體

11:第一開口

110:第一周緣部

111:第二周緣段

111a:第二中間壁面

111b:第二側壁面

112:第一周緣段

112a:第一中間壁面

112b:第一側壁面

113:第三周緣段

114:第四周緣段

12:第二開口

120:第二周緣部

121:第五周緣段

122:第六周緣段

13:第一牆面

14:第二牆面

15:第三牆面

2:框架結構

21:框架梁

22:框架柱

3:補強結構

31:第一包覆件

311:支撐單元

311a:中央支撐板

311b:側支撐板

312:拉力單元

312a:中央拉力板

312b:側拉力板

313:遮板

32:第二包覆件

33:角形件

331:上固定板

332:側固定板

333:三角支撐板

34:拉力加強件

35:鎖附件

4:補強結構

5:補強結構

E:側力

G1:外凹槽

G2:內凹槽

G21:上角落

H:水平方向

P:拉力

S:支撐力

V:垂直方向

圖1為一磚牆體的示意圖；圖2為本發明第一實施例之補強結構用於一磚牆體之示意圖；圖3為由圖2之AA’剖面線所得之一剖面示意圖；圖4為由圖2之BB’剖面線所得之一剖面示意圖；圖5為本發明第一實施例之補強結構的一立體示意圖；圖6為本發明第一實施例之補強結構的另一立體示意圖；圖7為本發明第一實施例之補強結構的一角形件的一立體示意圖；圖8為本發明第二實施例之補強結構用於一磚牆體之示意圖；圖9為圖8之CC’剖面線所得之一剖面示意圖；以及圖10為本發明第三實施例之補強結構用於一磚牆體之示意圖。

如圖2所示，為本發明第一實施例的補強結構3設置於一磚牆體1的示意圖。首先說明磚牆體1的結構，如圖1所示，係由複數個磚塊推砌而成，並設置於一框架結構2之間，且磚牆體1包含一第一開口11、一第二開口12、複數第一牆面13及複數第二牆面14。第一開口11及第二開口12相鄰，第一開口11由一第一周緣部110所界定，第二開口12由一第二周緣部120所界定。第一周緣部110具有一第二周緣段111、一第一周緣段112、第三周緣段113及第四周緣段114，第二周緣部120 具有二相對的第五周緣段121及二相對的第六周緣段122。第二周緣段111與第四周緣段114彼此平行且相對，第二周緣段111及第四周緣段114均連接於第一周緣段112及第三周緣段113之間，第一周緣段112與第三周緣段113彼此平行且彼此面對，第一周緣段112及第三周緣段113沿一垂直方向V延伸，第二周緣段111及第四周緣段114沿一水平方向H延伸。各第五周緣段121平行於第一周緣段112及第三周緣段113，各第六周緣段122平行於第二周緣段111及第四周緣段114。如圖3所示，第二周緣段111具有一第二中間壁面111a及相對的二第二側壁面111b，第二中間壁面111a連接於該等第二側壁面111b之間，且各第一牆面13由各第二側壁面111b延伸而出。如圖4所示，第一周緣段112具有一第一中間壁面112a及相對的二第一側壁面112b，第一中間壁面112a連接於該等第一側壁面112b之間，且各第二牆面14由各第一側壁面112b延伸而出。各第一牆面13與各第二牆面14鄰接。

如圖2、圖5及圖6所示，本第一實施例的補強結構3具有第一包覆件31、第二包覆件32、複數拉力加強件34及複數角形件33。第一包覆件31與第二包覆件32結構相同，第一包覆件31及第二包覆件32分別具有複數支撐單元311及複數拉力單元312，以下僅以第一包覆件31的詳細結構為例。第一包覆件31的該等支撐單元311分別包覆第二周緣段111及第四周緣段114。各支撐單元311沿水平方向H延伸，如圖3所示，並具有一中央支撐板311a及相對的二側支撐板311b，中央支撐板311a連接於該等側支撐板311b之間。以支撐單元311包覆第二周緣段111為例，如圖3所示，中央支撐板311a貼附於第二周緣段111的第二中間壁面111a，各側支撐板311b貼附於各第二側壁面111b的局部，也就是中央支撐板311a及該等側支撐板311b共同形成一U型以包覆第二周緣段111。當地震所產 生的一側力E施加於磚牆體1及框架結構2上時，透過該等支撐單元311包覆第二周緣段111及第四周緣段114，可產生如圖2箭頭所示的支撐力S，將側力E導入磚牆體1內，磚牆體1的強度發揮作用，藉此增加框架結構2的抗震強度。

第一包覆件31的該等拉力單元312分別包覆第一周緣段112及第三周緣段113。以該拉力單元312包覆第一周緣段112為例，如圖4所示，拉力單元312具有一中央拉力板312a及相對的二側拉力板312b，中央拉力板312a連接於該等側拉力板312b之間。中央拉力板312a貼附於第一周緣段112的第一中間壁面112a，各側拉力板312b貼附於各第一側壁面112b的局部，同樣地，中央拉力板312a及該等側拉力板312b共同呈一U型以包覆第一周緣段112。當側力E施加於磚牆體1上時，於垂直方向V上，磚塊容易受晃動而彼此分離，透過該等拉力單元312包覆第一周緣段112及第三周緣段113，能夠分別提供如箭頭所示的拉力P，讓磚塊彼此之間緊密接合。

如圖3及圖4所示，第一包覆件31更具有複數遮板313，各遮板313分別與各側支撐板311b及各側拉力板312b連接。且於本實施例中第一包覆件31為一框體，並形成有一外凹槽G1及一內凹槽G2，外凹槽G1是由該等側支撐板311b及該等側拉力板312b所共同界定，以包覆第一周緣部110。內凹槽G2則是由該等遮板313、中央支撐板311a及中央拉力板312a所共同界定。於本實施例中，如圖6所示，該等角形件33分別設置於內凹槽G2的二上角落G21，當第一包覆件31配置於第一開口11時，該等角形件33位於第一開口11的其中二角落。

承上所述，參圖7，各角形件33具有一上固定板331、一側固定板332及複數三角支撐板333，上固定板331及側固定板332相接以形 成一L型，各三角支撐板333的二直角邊分別連接於上固定板331及側固定板332，且該等三角支撐板333係彼此相對。上固定板331與中央支撐板311a連接，側固定板332抵靠於與中央支撐板311a相鄰的中央拉力板312a上，透過角形件33可增加本發明補強結構3對磚牆體1的支撐力。

於本實施例中，內凹槽G2所界定出的空間可設置窗體或門體結構，且角形件33能夠設於內凹槽G2而隱藏於第一包覆件31中，而使第一包覆件31可保有簡潔的外觀。藉此，本發明補強結構3不僅具有補強磚牆體1強度的功能，同時本發明補強結構3還可加以產品化及模組化以作為窗框或門框使用。

除了加強磚牆體1的第一周緣部110之耐震強度外，本發明可進一步加強磚牆體1其他區域的耐震強度。舉例而言，如圖2所示，各拉力加強件34是間隔的設置於第一牆面13及第二牆面14，各側拉力板312b與各拉力加強件34完整的包覆磚牆體1之局部，等同於側拉力板312b及拉力加強件34完整的對磚牆體1提供一拉力P，因此可加強該些磚塊於垂直方向V上相接的緊密性，而降低受到側力E影響而彼此錯開分離的機率。須說明的是，拉力加強件34與拉力單元312均是透過緊密貼附於磚牆體1上，以對磚牆體1提供拉緊力，使對應的多個磚塊能夠更緊密的接合。

又，如圖2所示，第二包覆件32的該等支撐單元311分別包覆各第五周緣段121(如前所述，各支撐單元311同樣透過中央支撐板311a及該等側支撐板311b包覆)，第二包覆件32的該等拉力單元312分別包覆各第六周緣段122(如前所述，各拉力單元312同樣透過中央拉力板312a及該等側拉力板312b包覆)，藉以對第二周緣部120進行完整的結構 補強。第二包覆件32係呈框體，與前述第一包覆件31的結構大致相同，並可作為門框使用，於此不再贅述。

此外，於本實施例中，第一包覆件31、第二包覆件32、複數拉力加強件34及複數角形件33的材質可分別由一鋼材料所製成，而於本發明其他實施例中，可選用其他可提供拉力或支撐力的材質，舉例而言，第一包覆件31及第二包覆件32的該等拉力單元312及該等拉力加強件34可選用具拉力特性的材質，如玻璃纖維片、強化塑膠纖維片、碳纖維片、鋁片或鋼片等材料，該等支撐單元311及該等角形件33可選用鋁材或鋼材，於此不對本發明補牆結構的材料作限制。

圖8所示，為本發明第二實施例的補強結構4，於本實施例中，磚牆體1同樣由複數個磚塊推砌而成，並設置於一框架結構2之間，磚牆體1具有第一開口11、第二開口12、第一牆面13、第二牆面14及第三牆面15。第一開口11由第一周緣部110所界定，第一周緣部110具有第二周緣段111、第一周緣段112及第三周緣段113。第三牆面15是位於框架結構2之複數框架梁21、一框架柱22與第一開口11之間，第一牆面13及第二牆面14同樣分別由第二周緣段111及第一周緣段112延伸而出，第一牆面13連接於第二牆面14及第三牆面15之間。磚牆體1的第二開口12由第二周緣部120所界定，該第二周緣部120具有第五周緣段121。本實施例的補強結構4具有第一包覆件31、第二包覆件32、複數拉力加強件34及複數鎖附件35。第一包覆件31具有複數拉力單元312，第二包覆件32則具有一拉力單元312。換言之，本實施例的第一包覆件31及第二包覆件32與其他實施例不同的地方在於本實施例僅具有拉力單元312而不具有支撐單元311。第一包覆件31的該等拉力單元312分別包覆第一周緣段112、第二周緣段111及第三周緣段113，第二包覆件32的拉力單元312 包覆第五周緣段121。本實施例各單元包覆各周緣段的方式與第一實施例相同，於此不再贅述。該等拉力加強件34間隔的貼附於第一牆面13、第二牆面14及第三牆面15，並分別與拉力單元312相接。如圖8所示，由於本實施例的第一包覆件31、第二包覆件32及拉力加強件34的材質可為軟性且具拉力特性的材質(玻璃纖維片、強化塑膠纖維片、碳纖維片、鋁片或薄型鋼片，於此不作限制，在其他實施例中可使用任何軟性且具拉力特性的材質)，因此將拉力單元312及拉力加強件34拉緊並包覆於磚牆體1後，可將鎖附件35(如鉚釘件)穿過拉力單元312及拉力加強件34的二端，再進一步將鎖附件35固定於框架梁21或框架柱22上，以加強拉力單元312及拉力加強件34貼附於磚牆體1的附著力及維持本身的拉緊力，而可有效提升對磚牆體1的拉力。

又，於本實施例中，若拉力加強件34是位於第一周緣部110及第二周緣部120之間，而無法延伸固定於框架結構2時，則可如圖9所示，拉力加強件34先完整的貼附於第一周緣段112、第五周緣段121及該等第二牆面14後，該等拉力單元312再分別包覆第一周緣段112及第五周緣段121。

如圖10所示為本發明補強結構5的第三實施例，於本實施例的補強結構5具有一第一包覆件31、複數拉力加強件34及複數角形件33，第一包覆件31具有一支撐單元311，支撐單元311係包覆第一周緣部110的第二周緣段111，該等拉力加強件34間隔地設置於第二牆面14上，各角形件33則分別設於第一開口11及第二開口12的其中二角落。透過鎖附件(如螺栓)通過上固定板331而固定於框架結構2的框架梁21上，各側固定板332則對應抵靠於第一周緣部110或第二周緣部120上，也就是各角形件33為一承壓支承件，對框架結構2提供一支撐力。

綜上所述，本發明補強結構可依據磚牆體結構狀態的不同，提供不同的補強力配置，較佳者，本發明可採用四面圍束磚牆評估模型，設計磚牆體的補強需求，計算出磚牆體所需補強的拉力及支撐力的量值，再加以將包覆件、加強件及角形件配置於磚牆體上。此外，本發明補強結構亦可沿磚牆體的一破壞角斜率，控制於一固定距離上就配置一拉力加強件在磚牆體上，藉以有效提升磚牆體之剪力強度。

上述的實施例僅用來例舉本創作的實施態樣，以及闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明的保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬於本發明所主張的範圍，本發明的權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

1:磚牆體

11:第一開口

12:第二開口

13:第一牆面

14:第二牆面

3:補強結構

31:第一包覆件

311:支撐單元

311b:側支撐板

312:拉力單元

312b:側拉力板

32:第二包覆件

34:拉力加強件

E:側力

H:水平方向

P:拉力

S:支撐力

V:垂直方向

Claims (12)

1. 一種用於一磚牆體之補強結構，該磚牆體包含一第一開口及一第二開口，該第一開口由一第一周緣部所界定，該第二開口由一第二周緣部所界定，該第一周緣部具有一第一周緣段沿一垂直方向延伸，該第二周緣部具有一第五周緣段，該補強結構包括：一第一包覆件，具有至少一拉力單元，該拉力單元具有一中央拉力板及相對的二側拉力板，該中央拉力板連接於該等側拉力板之間，該中央拉力板及該等側拉力板共同包覆該第一周緣段；一第二包覆件，具有至少一拉力單元，該拉力單元具有一中央拉力板及複數側拉力板，該中央拉力板及該等側拉力板包覆該第五周緣段；以及複數拉力加強件，分別連接於該第五周緣段上的該拉力單元及該第一周緣段上的該拉力單元之間。
2. 如請求項1所述之補強結構，其中該第一周緣部具有一第二周緣段、一第三周緣段及一第四周緣段，該第二周緣段沿一水平方向延伸，該第一周緣段與該第三周緣段彼此面對，該第二周緣段與該第四周緣段彼此面對，該第二周緣段及該第四周緣段分別連接於該第一周緣段及該第三周緣段之間，該第一周緣段具有一第一中間壁面及相對的二第一側壁面，該第一中間壁面連接於該等第一側壁面之間，該第二周緣段具有一第二中間壁面及相對的二第二側壁面，該第二中間壁面連接於該等第二側壁面之間。
3. 如請求項2所述之補強結構，其中該第一包覆件具有至少一支撐單元，該支撐單元具有一中央支撐板及相對的二側支撐板，該中央支撐板連接於該等側支撐板之間，該中央支撐板及該等側支撐板共同包覆該第二周緣段。
4. 如請求項2所述之補強結構，其中該中央拉力板貼附於該第一中間壁面，各該側拉力板貼附於各該第一側壁面之局部。
5. 如請求項3所述之補強結構，其中該中央支撐板貼附於該第二中間壁面，各該側支撐板貼附於各該第二側壁面之局部。
6. 如請求項5所述之補強結構，其中該第一包覆件之各該至少一支撐單元分別以該中央支撐板及該等側支撐板包覆該第二周緣段及該第四周緣段。
7. 如請求項4所述之補強結構，其中該第一包覆件之各該至少一拉力單元分別以該中央拉力板及該等側拉力板包覆該第一周緣段及該第三周緣段。
8. 如請求項7所述之補強結構，其中該第一包覆件之各該至少一拉力單元分別以該中央拉力板及該等側拉力板包覆該第二周緣段及該第四周緣段。
9. 如請求項2所述之補強結構，該磚牆體更包含一第一牆面及一第二牆面，該第一牆面由該等第二側壁面的其中之一延伸而出，該第二牆面由該等第一側壁面的其中之一延伸而出，該等拉力加強件貼附於該第一牆面及該第二牆面之局部。
10. 如請求項9所述之補強結構，其中該第五周緣段平行於該第一周緣段。
11. 如請求項10所述之補強結構，更包括至少一角形件，該第一開口及該第二開口分別具有四角落，該角形件位於該等角落的其中之一。
12. 如請求項9所述之補強結構，其中該等拉力加強件係可沿該磚牆體的一破壞角斜率而彼此間隔地對應貼附於該磚牆體上。

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