第四章 試驗結果與討論
4.1 試驗記錄
4.1.1 圓管系列試體
試體 C-d38t3 系列
試體C-d38t3-CN 軸壓強度達到 78.5 kN 時,於試體中央產生局部 挫屈破壞。此時,軸壓強度仍在緩慢爬升,但試體變形量卻加速增大,
其破壞行為進入整體挫屈階段。為了求得試體達極限強度後曲線下降 趨勢,試驗於此階段依舊持續操作,直至最後試體擠壓至扁平,其強 度依舊上升。由於試體以產生過於大量之變形,由原高度114 mm 受 擠壓至70 mm,強度數據已不足以作為參考,故在此階段停止試驗,
如照片4.1 及 4.2 所示。試體 C-d38t3-CH 軸壓強度達 98.1 kN 時中央 產生局部挫屈,而後情況與試體C-d38t3-CN 情況相同。
試體 C-d41t6 系列
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試體C-d41t6-CN 及試體 C-d41t6-CH 均於載重位移曲線斜率改變 時產生整體挫屈,而達極限強度時,試體底端皆產生剪力破壞,並造 成斜向開裂,其長度約為50 mm。觀察過程中並無發現明顯局部挫屈 發生,如照片4.4 及 4.4 所示。
試體 C-d45t3 系列
試體 C-d45t3-CN 達極限強度時,局部挫屈從底部開始發生,之 後依序於頂部往下 20 mm 處及中央產生不規則局部挫屈破壞,造成 試體產生大量變位,如照片4.5 所示。
試體 C-d45t3-CH 達極限強度時,中央產生明顯局部挫屈,此時 強度依舊維持並無下降趨勢,試體開始產生整體挫屈,當整體變位達 22 mm 後,強度突然驟降,如照片 4.6 所示。
試體 C-d51t3 系列
試體C-d51t3-CN 負載達 186.3 kN 時,試體由頂部往下 25 mm 處 開始產生明顯局部挫屈,而後中央及底部亦陸續發生局部挫屈。當整 體變位達到 25 mm 時,試體產生剪力破壞,造成試體斜向開裂,開 裂長度為整組試體高度,如照片4.7 所示。
試體 C-d51t3-CH 達極限強度時,中央產生局部挫屈,而後強度
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隨即平穩下降。整體變位達 30 mm 時,試體產生剪力破壞,由試體 中間至底部斜向開裂產生,如照片4.8 所示。
試體 C-d55t6 系列
試體 C-d55t6-CN 及試體 C-d55t6-CH 於載重位移曲線斜率改變時,
中間部分產生局部挫屈。而達極限強度時,試體已呈現整體挫屈之現 象,鋁合金管亦於此時產生開裂。試體 C-d55t6-CN 開裂長度為整組 試體高度,開裂寬度為15 mm;而試體 C-d55t6-CH 由中間開裂至底 部,開裂寬度為25 mm,如照片 4.9 及 4.10 所示。
試體 C-d63t3 系列
試體 C-d63t3-CN 達極限強度時,由頂部發生局部挫屈,此時試 體強度無下降趨勢。當整體變位達到17 mm,頂部局部挫屈處產生多 處開裂,強度瞬間驟降,試體破壞情形如照片4.11 所示。
試體C-d63t3-CH 達極限強度時,於頂部往下 60 mm 處發生局部 挫屈。當強度下降至約90%,試體頂部同樣發生局部挫屈,強度亦同 時開始緩慢下降至試驗結束,試體破壞情形如照片4.12 所示。
試體 C-d63t6 系列
試體C-d63t6-CN 於載重位移曲線斜率改變時下部發生局部挫屈,
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接著試體開始產生整體挫屈持續至極限強度。當強度由極限載重下降 至90%時,頂部發生剪力破壞,造成鋁合金管由頂部開始斜向開裂,
開裂長度約為80 mm,強度瞬間驟降,如照片 4.13 所示。
試體C-d63t6-CH 於載重位移曲線斜率改變時中央發生局部挫屈,
緊接著底部亦發生局部挫屈,整體挫屈於此時同時發生。當強度提升 至極限強度時,試體頂部發生剪力破壞,造成鋁合金管開裂,如照片 4.14 所示。
試體 C-d76t3 系列
試體 C-d76t3-CN 達極限強度時,多處陸續發生局部挫屈,如照 片 4.15 所示。強度下降至 80%時,萬能試驗機自動停止,故無法求 得曲線完整下降趨勢。
試體C-d76t3-CH 載重強度上升至約 235.3 kN 時,中央發生局部 挫屈,但隨即強度繼續爬升。強度達到 323.6 kN 時,試體頂部及底 部接發生局部挫屈,如照片4.16 所示,載重位移曲線開始緩慢下降。
試體 C-d102t3 系列
試體C-d102t3-CN 達到極限強度時,中央發生局部挫屈,當強度 降至 80%時,由中央局部挫屈處產生開裂直至底部,如照片 4.17 所
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示。
試體C-d102t3-CH 達到極限強度時,頂部往下 130 mm 處發生局 部挫屈,但於試體外觀無法明顯看出,如照片 4.18 所示,強度於破 壞瞬間掉至70%左右。
試體 C-d102t6 系列
此系列試體於200 噸萬能試驗機進行試驗。本試驗機並無及時載 重位移曲線可提供觀察,故僅以試驗中之破壞行為作詳述。
試體C-d102t6-CN 破壞行為由中央發生局部挫屈開始,而後發生 整體挫屈,如照片 4.19 所示,其整體挫屈形狀,推測為偏心挫屈,
可能試體並無完全垂直試驗台。
試體C-d102t6-CH 破壞行為由頂部往下 10 cm 處開始局部挫屈,
而後最頂部已發生局部挫屈,試體並無整體挫屈發生,如照片 4.20 所示。
試體 C-d102t12 系列
此系列試體亦於200 噸萬能試驗機進行試驗。試體 C-d102t12-CN 破壞行為由頂部先發生局部挫屈,隨即產生整體挫屈,但情形不甚明 顯,如照片4.21 所示。
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試體 C-d102t12-CH 破壞行為亦由頂部先發生局部挫屈,並無觀 察到整體挫屈現象發生,如照片 4.22 所示。試驗結束前,試體發出 大聲響,鋁合金管由頂部開始往下10 cm 產生開裂,裂縫最寬處經測 量為1.5 cm。