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從 0.33-9.52,上段之高寬比 0.6-11.9,不同的尺寸比 例對壁體剛度可能造成影響。

4-3 試體規劃、製作及實驗方法

考慮穿斗式民宅架扇部位及簷牆部位之中段壁體,並考慮實驗場 地空間限制後將試體內部「寬、高、邊框厚度」設定為 90 ㎝×90 ㎝×

6 ㎝,籬梗材料皆為莿竹,而籬梗間距考慮田調分析結果之尺寸分佈

(11-40 ㎝,以 21-30 ㎝為最多);籬梗長度亦考慮田調分析結果之 尺寸分佈(主要分佈在 21-50 ㎝);邊框厚度亦為多數實際壁體尺寸。

為了簡化木框四端接點對於壁體剛度之複雜交互影響,乃在試體邊框 四接點作鉸接,壁體邊框可自由在平面上變形以直接求取壁體剛度。

詳細試體規劃如下表 4-2 及 4-3:

圖 4-1 實驗試體示意圖

表 4-2 試體因子規劃

變化程度 A 籬梗長度 B 籬梗間距 C 籬仔材料與編法 D 土灰有無

1 26 ㎝ 15 ㎝ 莿竹站竹 有覆土

2 42 ㎝ 26 ㎝ 莿竹倒竹 無覆土

3 90 ㎝ 桂竹倒竹

4 五節芒

表 4-3 試體規劃

實驗 暗梗數 籬梗長度 籬梗數量 籬梗間距 籬仔材料 籬仔編法 土塗有無 對照組 1 1 根 42 ㎝ 6 根 15 ㎝ 莿竹 站竹

2 2 根 26 ㎝ 6 根 15 ㎝ 莿竹 站竹 討論籬

梗長度 3 0 90 ㎝ 6 根 15 ㎝ 莿竹 站竹 討論籬

梗間距 4 1 根 42 ㎝ 4 根 26 ㎝ 莿竹 站竹 5 1 根 42 ㎝ 6 根 15 ㎝ 莿竹 倒竹 6 1 根 42 ㎝ 6 根 15 ㎝ 桂竹 倒竹 討論籬

仔材料

與邊法 7 1 根 42 ㎝ 4 根 26 ㎝ 五節芒 - 討論有

無塗土 8 1 根 42 ㎝ 6 根 15 ㎝ 莿竹 站竹

4-4 實驗方法

本實驗將試體下邊框固定於實驗架上,施水平力以量測試體剛 度;除了實驗架本體由 4 根 W 型鋼以螺栓組合之外,尚包括試體施力 裝置、固定裝置、應力及變位測定裝置。將試體上架後採用單向荷載 的施力方式將試體推至破壞為止。

圖 4-2 實驗裝置圖

4-4 試體破壞模式

3. A3 試體:此為無暗梗、籬梗長度較長之試體(90 ㎝),破壞初 期於壁體中央出現垂直向之裂縫,與一般豎竹壁體相似,垂直 裂縫往左右擴張而均勻配置;隨著變位增大,整堵壁體逐漸向 面外突出,此時壁土與編竹材已脫開而出現較多較短的水平或 斜向裂縫,最後成 裂狀,但壁土仍以小塊小塊的土片掉落,

卸載後於壁面上尚留存大片壁土。壁土突出破壞狀況如圖 4-5、4-6 所示。

4. D2 試體:此為無壁土試體,壁體旋轉勁度相對非常軟弱。當水 平力由左向右推移時,其暗梗隨邊框變位而向右傾斜,傾斜後 之暗梗與左右邊框保持平行;籬梗左端隨邊框或暗梗向右下方 位移而旋轉,右端則逐漸從邊框或籬梗中脫落;籬仔則受到擠 壓而填滿空隙,部分作面外旋轉。於實驗後觀察各骨架材之接 點狀況,均未發生嚴重明顯之破壞。

圖 4-3 豎竹或五節芒籬仔壁體破壞示 意圖

圖 4-4 倒竹籬仔壁體破壞示意圖

圖 4-5 A3 試體背面壁土凸出狀況。 圖 4-5 A3 試體正面壁土呈凹陷狀。

4-5 實驗結果討論

八組試體的實驗結果如表 4-4 所示,載重變形曲線圖如圖 4-7 所示。由表可知各組試體之變異性及其主要結構特性,如初始勁度、

最大強度及強度下降率,將由各變異因子討論其對於結構特性之影 響。

圖 4-7 各組試體載重變位曲線圖

表 4-4 八組試體的結構特性比較 192.67kg/cm,推測主因在於其籬梗數較少為 4 根而籬梗間距較大為 27 ㎝,籬仔穿梭於籬梗間緊密度較差,進而影響壁土勁度之表現。

暗梗試體初始勁度普遍大於一根暗梗的趨勢可知,暗梗數量增加其試 體初始勁度也應該增加,但該試體卻較其他一根試體之初始勁度為 高,這樣的原因有可能係試體間之差異所引起,但由於僅進行一組試 體實驗,而無法做進一步之討論,因此本研究初步認為試體內部暗梗 數可能影響試體初始勁度,但有必要再進行持續研究。

圖 4-7 O、D2、B2 試體載重變位曲線圖

另外比較(A3、C2、C4)及(O、C3)兩群試體之初始勁度如圖 4-8,則發現籬仔厚度較厚的試體具有較大的初始勁度,其中 O 及 C3 之籬仔厚度皆在 0.3 公分左右,C2 及 C4 之籬仔厚度分別為 0.5 公分 及直徑 1.5 公分,在試體製作過程中即發現,籬仔厚度增加,其編織 後的緊密程度亦愈高,而實驗結果亦證實其初始勁度愈大,可見壁體 的初始勁度與內部編織後之鬆緊度有關。

圖 4-8 O、C2、C3、C4 試體載重變位曲線圖 4-5-2 最大強度

由實驗結果發現,D2 無壁土試體之最大強度明顯偏低, 顯見壁 土在壁體強度上所扮演的角色。而有壁土試體以 B2 試體之最大強度 最低,可見籬梗間距較大,籬梗與籬仔間密合度較差之試體,其壁體 牆度亦降低。和初始勁度相同,A1 試體亦為强度最大之試體,推測 其與兩根暗梗之特徵有關,然 A3 無暗梗試體在試體最大強度上亦有 偏高之趨勢,即 A3 無暗梗試體之最大強度大於其他一根暗梗試體,

其原因可能由試體差異性引起,值得進一步實驗研究之。而 O、C2、

C3、C4 四組相異籬梗材料、構法之試體,在試體最大強度上未呈現 明顯落差(分佈從 237.4~292.2kg),以此推測籬仔材料、構法之因 子對壁體最大強度未造成影響。

4-5-3 強度下降率

在本研究之 8 組試體中,除 D2 試體由於強度未明顯上升及 B2 試 體強度上升較緩,達最大衝程時試體載重變位曲線僅稍稍越過最大強 度,因而未取得壁體強度下降率資訊外,由圖 4-9 可看到其餘六組試 體在試體強度下降時,由試體載重變位曲線之斜率明顯分成兩群,分 別為(A1、C4、O)及(C2、A3、C3);由表 4-3 可知,A1、C4 及 O

試體之強度下降率在-0.8~-1.2 之間,其籬仔分別為豎竹及五節芒,

由實驗時之破壞狀況發現,此三組試體籬仔與壁土之握裹較佳,於實 驗過程中壁土僅微微掉落,裂縫狀況大致為垂直均佈,因而在實驗後 半階段壁體強度緩緩下降;而 C2、C3、A3 試體強度下降率在-38~-41 間,其中 C2、C3 試體籬仔均為倒竹,兩試體之籬仔與壁土握裹較差,

在實驗後半段均有大片土片掉落,因而壁體強度急速下降;至於 A3 試體雖為豎竹籬仔,壁體於實驗後半段亦僅有少量土片掉落,但由於 籬梗長度過大,於實驗後期壁體出現明顯外凸現象,壁面上出現大量 斜向或水平小裂縫,以此判斷該試體在實驗後期其壁土與骨架間已有 鬆脫之現象,造成壁體強度大幅下降之結果。由實驗結果發現,壁土 剝落程度愈大,壁體於實驗後期之強度衰減也愈快。

圖 4-9 O、A1、C4、A3、C2、C3 試體載重變位曲線圖

4-6 小結

歸納前面之實驗結果,本實驗得到以下四點與壁土有無、籬仔材 料與構法、籬梗數量、暗梗數量(籬梗長度)相關之結論。

1.由實驗發現,壁土明顯影響壁體強度及勁度,壁體骨架在壁體強度 及勁度上作用甚低,若扣除 B2 試體之影響,其餘六組有壁土試體 之平均初始勁度為無壁土試體之 51.24 倍,平均最大強度則為無壁 土試體之 5.66 倍。

2.相異籬仔材料與壁土間之握裹力,影響壁體後期強度下降特性,其 中與壁土握裹較佳之豎竹及五節芒籬仔試體,其試體強度下降較緩 而具有較佳之結構特性;倒竹籬仔與壁土握裹力較差,造成試體在 越過最大強度後強度急速下降之特性。

3.由籬梗數量影響籬仔與籬梗間之鬆緊程度,進而影響試體之初始勁 度與最大強度,其中籬梗數愈少與籬梗間之密合亦愈鬆,該試體之 初始勁度即強度愈小;反之則試體初始勁度及強度較佳。

4.由實驗結果之趨勢發現,暗梗數較多之試體其壁體之初始勁度及最 大強度均有較高之傾向,至於 A3 無暗梗試體之初始勁度及最大強 度為何大於所有單暗梗試體?由於本研究於各組試體間僅各做一 組實驗,A3 試體實驗數值偏高之原因值得進一步以實驗討論之;

但暗梗數較少之試體,由於籬梗長度過大,試體於受力後產生壁面 向面外凸出破壞之現象,進一步造成壁土與壁體骨架脫離造成壁體 強度急速下降之結果。由以上結果得知,在適當寬度內配置暗梗,

有助於提高壁體初始勁度及最大強度,更可防止壁體向面外凸出,

壁土與骨架材脫離而壁體強度急速下降之現象。

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