第四章 試驗結果與討論
第三節 圍束繫桿之影響
加 裝 圍束 繫 桿 之 梁 柱 試 體為 TH2.0X 及 TH2.0Y 試 體 ， 長寬 比 皆 為 2.0， 所 受 軸力 比 (Pa/Pa0)詳 見 表 4-1， 皆 約 為 20%， 其 側 力 -位 移 遲 滯 迴 圈圖 分 別 如 圖 4-20 至圖 4-21 所示，彎 矩-側 移 角 遲 滯迴 圈 及 包絡
度 都 比實 際 彎 矩 強 度 保 守；而 由 表 4-1 及 圖 4-25 可 知，繞弱 軸 彎 曲 試 體 雖 然加 了 圍 束 繫 桿 後，看起 來 沒 有 比 未 加 裝 圍束 繫 桿 試 體 之 塑 性轉 角 容 量更 高 ， 但 是 若 由 表 4-1 的θ 及p θ 觀察，可知 FH2.0Y 的p θ 是p 因 為θ 較大而被提高的，實際上p θ 很小，而 TH2.0Y 的p θ 及p θ 比p 較 平 均， 沒有 一 大 一 小 的 問題 ，若 比 較θ 及p θ 絕對值的較小值，可p 知 由 未加 裝 圍 束 繫 桿 試 體之 3.85% rad， 提 升 到加 裝 圍 束 繫 桿 試 體之 4.16% rad，故 適 當 設 計 及 配 置 圍 束 繫 桿，確 實 可 以 大 幅 提 高 塑 性 轉 角 容 量(θ )。 p
由 於 塑性 轉 角 容 量 (θ )與圍束應力 (p σ )並未呈現明顯關係，考量ct 黃 國 倫與 陶 其 駿 2014 年 的研 究 成 果 ， 本 研 究 保守 的 建 議 ， 長 寬 比超 過 黃 國倫 與 陶 其 駿 2014 年 建 議上 限 (1.39)的 矩 形填 充 高 強 度 混 凝 土 箱 型 鋼 柱，若 經 判 斷 需 要 加 裝圍 束 繫 桿 來 強 化 其 韌性，則 圍 束 應 力 需求 (σct ,req)為 40 kgf/cm2， 設 計 之 圍 束 應 力 必 須 不 小 於 此 圍 束 應 力 需 求 值 。
表 4-1 梁 柱 試 體 試 驗 拉 力 、推 力 包 絡 線 結 果 列 表
試 體 Pa σct M0.2 Mexp+ Mexp- Mexp Mexp θy1+ θy1- θy θu+ θu- θu θp+ θp- θp μ+ μ- μ 編 號 Pa0 (kgf/cm2) (tf-m) (tf-m) M0.2 (% rad) (% rad) (% rad)
FH1.2X 20.0% - 346 363 -372 368 106.3% 1.23 -1.44 1.33 5.53 -4.44 4.98 4.30 -3.00 3.65 4.50 3.09 0.70 FH1.5X 20.0% - 298 358 -360 359 120.7% 1.05 -1.23 1.14 5.12 -5.30 5.21 4.07 -4.07 4.07 4.88 4.32 0.28 FH2.0X 20.0% - 244 310 -316 313 128.4% 1.05 -1.08 1.07 4.31 -4.39 4.35 3.26 -3.30 3.28 4.11 4.05 0.03 TH2.0X 20.0% 40 244 301 -308 304 124.9% 1.00 -1.10 1.05 5.40 -4.74 5.07 4.41 -3.64 4.02 5.42 4.31 0.55 FH1.2Y 20.0% - 300 321 -325 323 107.8% 1.35 -1.41 1.38 5.69 -4.64 5.17 4.34 -3.24 3.79 4.23 3.30 0.47 FH1.5Y 20.0% - 221 246 -248 247 111.9% 1.39 -1.35 1.37 5.08 -4.76 4.92 3.69 -3.41 3.55 3.65 3.52 0.06 FH2.0Y 20.0% - 145 166 -165 165 114.0% 1.47 -1.50 1.49 6.55 -5.35 5.95 5.08 -3.85 4.47 4.46 3.56 0.45 TH2.0Y 20.0% 40 145 177 -174 176 121.2% 1.42 -1.52 1.47 5.60 -5.68 5.64 4.17 -4.16 4.17 3.93 3.73 0.10 FL1.35X 20.0% - 288 337 -347 342 118.9% 1.08 -1.28 1.18 5.58 -6.11 5.84 4.50 -4.83 4.66 5.18 4.76 0.21 FL1.5X 22.0% - 181 198 -201 200 110.1% 0.81 -0.79 0.80 3.66 -3.49 3.57 2.85 -2.70 2.77 4.52 4.42 4.47 FL1.7X 21.9% - 150 169 -167 168 111.8% 0.65 -1.06 0.85 3.11 -3.77 3.44 2.47 -2.72 2.59 4.81 3.57 4.19 FL2.0X 21.8% - 121 139 -131 135 111.3% 0.91 -0.96 0.94 3.50 -3.52 3.51 2.59 -2.56 2.57 3.83 3.68 3.75
（ 資 料 來 源 ： 黃 國 倫 2013 及 本 研 究 ）
圖 4-1 降 伏 側 移 角 θyn、 極 限 側 移 角 θu定 義 之 說 明 圖
圖 4-3 FL1.35X 試 體 側 力 -位 移 遲 滯 迴 圈 圖
圖 4-5 FH2.0X 試 體 側 力 -位 移 遲 滯 迴 圈 圖
圖 4-7 FL1.35X 試 體 彎 矩 -側 移 角 遲 滯 迴 圈 及 包絡 線 圖
圖 4-9 FH2.0X 試 體 彎 矩 -側 移 角 遲 滯 迴 圈 及 包 絡線 圖
1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 Mexp/Mn
H/B
高強度混凝土+繞強軸 一般強度混凝土+繞強軸
圖 4-11 繞 強 軸 梁 柱 試 體 之 塑性 轉 角 容 量 -軸 向 應 變 分 布 圖
圖 4-13 FH1.5Y 試 體 側 力 -位 移 遲 滯 迴 圈 圖
圖 4-15 FH1.2Y 試 體 彎 矩 -側 移 角 遲 滯 迴 圈 及 包 絡線 圖
圖 4-17 FH2.0Y 試 體 彎 矩 -側 移 角 遲 滯 迴 圈 及 包 絡線 圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
圖 4-18 繞 弱 軸 梁 柱 試 體 之 彎矩 強 度 比 -軸 向 應 變 分 布 圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
FH2.0Y
-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400
-9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
M ( t- m)
Drift Angle (% rad)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 Mexp/Mn
H/B
高強度混凝土+繞弱軸
圖 4-19 繞 弱 軸 梁 柱 試 體 之 塑性 轉 角 容 量 -軸 向 應 變 分 布 圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
圖 4-20 TH2.0X 試 體 側 力 -位 移 遲 滯 迴 圈 圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ） 0
1 2 3 4 5
1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
θp(% rad)
H/B
高強度混凝土+繞弱軸
-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200
-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200
Lateral Force (tf)
Displacement (mm)
TH2.0X
圖 4-21 TH2.0Y 試 體 側 力 -位 移 遲 滯 迴 圈 圖
圖 4-23 TH2.0Y 試 體 彎 矩 -側 移 角 遲 滯 迴 圈 及 包 絡線 圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
圖 4-24 梁 柱 試 體 之 彎 矩 強 度比 -圍 束 繫 桿 應 力 分 布 圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
TH2.0Y
-200 -100 0 100 200 300
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
M ( t- m)
Drift Angle (% rad)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
0 10 20 30 40 50
Mexp/Mn
σct(kgf/cm2)
高強度混凝土+繞強軸 高強度混凝土+繞弱軸
圖 4-25 梁 柱 試 體 之 塑 性 轉 角-圍 束 繫 桿 應 力 分 布 圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ） 0
1 2 3 4 5
0 10 20 30 40 50
θp(% rad)
σct(kgf/cm2)
高強度混凝土+繞強軸 高強度混凝土+繞弱軸