實尺寸鋼構屋受火害之檢測 結果

1. 小梁火害後變形量測

小梁火害後變形量測如圖 3-14 所示，量測小梁之扭曲（如圖 3-14(a)及圖 3-14(b)所示）、下翼板最大偏移量 12.5mm 及中央最大撓度 45mm 如圖 3-14(c)及 圖 3-14(d)，以瞭解小梁構件的變形情況。

(a) 小梁扭曲現況 1 (b) 小梁扭曲現況 2

(c) 小梁下翼鈑偏移量 (d) 小梁撓度

圖 3-14 小梁火害後變形量測 (本研究整理)

2. 剪力釘及螺栓接合受損目測

剪力釘及螺栓接合受損情況如圖 3-15 所示，其中植銲於小梁之剪力釘部份 已斷裂，如圖 3-15(a)所示，驗證受火害時剪力釘與混凝土間之握裹力產生甚大 的變化，且除受來自於於一般垂直負載之應力外，於火害實驗過程中之升、降溫 過程對於小梁所產生的膨脹與收縮亦會產生額外的應力；而小梁接合於大梁之螺

栓接合破壞情況，外牆開口南、北側端較內牆南、北側端嚴重，呈現接合鈑鬆開，

如圖 3-15(b)–3-15(e)所示，驗證火害溫度對螺栓接合之影響極為顯著。

(a)植銲於小梁剪力釘脫開掉下

(b) 外牆開口南側端螺栓接合 (c) 外牆開口北側端螺栓接合

(d) 內牆南側端螺栓接合 (e) 內牆北側端螺栓接合

圖 3-15 剪力釘及螺栓接合受損情況

(本研究整理)

3. Deck 樓版高程水準測量

Deck 樓版高程水準測量主要針對鋼承鈑 (Deck) 混凝土爆裂部位與範圍施 測。Deck 樓版高程測點如圖 3-16 所示之位置，採棋盤式佈點量測鋼承鈑變形及 撓度，各測點高程如表 3-1 所列，其中點 12、15 分別為小梁中央與端部位置，

兩者火害後相對高程為 9.967 m 與 10.009 m，差異垂直變位量 42mm，與圖 3-14(d) 直接量測小梁中央最大撓度 42mm 相當。

圖 3-16 Deck 樓版高程測點位置圖

(本研究整理)

表 3-1 鋼構屋樓版受火害測點高程

編號 高程(m) 編號 高程(m) 編號 高程(m) 編號 高程(m) 編號 高程(m)

1 10 21 9.994 226 9.994 416 9.96825 306 10.012

2 10.007 22 9.979 227 9.995 417 9.96525 307 10.014 3 10.009 23 9.998 228 10.003 418 9.96525 308 10.016 4 10.024 24 9.991 229 9.96825 419 9.95825 309 10.015 5 10.019 25 10.01 230 9.96725 420 9.96225 309-1 10.01 6 9.999 26 9.981 401 9.97625 421 9.96025 310-1 10.015 7 9.996 27 9.994 402 9.96725 422 9.95425 312 10.015 8 9.992 28 9.996 403 9.95925 423 9.95125 313 10.013 9 9.997 29 10.017 404 9.95425 424 9.95125 314 10.008 10 10.009 30 10.009 405 9.94925 425 9.94925 315 10.014 11 10.001 31 10.036 406 9.97925 426 9.95525 316 10.011 12 9.967 32 10.013 407 9.97325 427 9.95825 317 10.015 13 9.99 33 10.008 408 9.97525 428 9.95025 318 10.016 14 10.01 34 10.007 409 9.97225 429 9.95825 319 10.014 15 10.009 35 10.019 410 9.92925 430 9.96225 320 10.011 16 10.008 201 9.997 411 9.92925 301 10.011 321 10.016 17 10.007 202 9.94825 412 9.97625 302 10.01 322 10.016 18 10.032 203 9.996 413 9.97625 303 10.004 323 10.048 19 9.987 204 9.999 414 9.96525 304 10.453 309-2 10.015 20 9.993 205 10.002 415 9.96825 305 10.005 310-2 10.011

(本研究整理)

表 3-2 銲道磁粉探傷 (MT) 裂縫檢測結果

(本研究整理)

5. Deck 樓版混凝土鑽心試體強度試驗

火害時通常樓版構件處於最不利之位置，且其受火害直接作用的面積最 大。由於樓版底面溫度急速上升，混凝土又具有熱惰性大之特點，表面更容易 發現顯而易見之裂縫，甚至產生爆裂現象。

火害作用後，混凝土強度損失量主要係取決於混凝土構件受火害溫度之高 低。如圖 3-18 Deck 樓版分別取受火害（表 3-3 中之試體編號 B、C）與未受火 害（表 3-3 中之試體編號 A）混凝土鑽心試體取樣點（如圖 3-18 所示），比較試 體 B 與 A，由圖 3-19 Deck 樓版混凝土鑽心試體抗壓強度與其應變曲線，對應 表 3-3，試體 B 試值 297 kgf/cm²、247 kgf/cm²較試體 A 試值 341kgf/cm²、309 kgf/cm²平均損失量約 17﹪；而試體 C 試值 403 kgf/cm²、356 kgf/cm²則是與試 體 A 試值的差異較小，造成試體 B 與試體 C 之差異可能原因推測為由於試體 C

為較早完成實驗之試體，因此，與空氣接觸近而吸收水氣的時間較長，導致強

圖 3-19 Desk 樓板混凝土鑽心試體抗壓試驗之夾頭應力應變曲線 (本研究整理)

6. Deck 樓版之#3、#4 鋼筋強度試驗

鋼筋表面雖受到混凝土之保護層隔離，受火害高溫作用時鋼筋仍會產生軟 化現象。其極限強度及降伏強度等材料性質，均會隨著火害作用時溫度之升高 而降低。

火害作用後，鋼筋強度損失量主要係取決於受火害溫度之高低。如圖 3-20 為 Deck 樓版#3 鋼筋取樣點、圖 3-21 為 Deck 樓版#4 鋼筋取樣點（以上如表 3-4 試體編號 B、C）與未受火害（表 3-4 試體編號 Original），比較試體 B 與 Original，由圖 3-22 Deck 樓版#3、#4 鋼筋拉力強度與其應變曲線，對應表 3-4，

試體 B 之#3、#4 試值 463.0 N/mm²、483.5N/mm²較試體 Original 試值 440.2 N/mm²、494.0，無顯著損失差異量。

圖 3-20 Deck 樓版#3 鋼筋取樣點 (本研究整理)

圖 3-21 Deck 樓版#4 鋼筋取樣點

(本研究整理)

表 3-4 鋼筋抗拉試值

圖 3-22 DECK 樓版#3、#4 鋼筋拉力試驗之夾頭應力應變曲線 (本研究整理)

7. 小梁 RH300×150×6.5×9 之抗拉與衝擊試驗

去年的火害區鋼材因受到 1000℃以上之火害高溫影響，如表 3-5 所示，比較 鋼材在火害前後的抗拉試驗值，其強度在火害後呈下降的趨勢，降伏強度下降約 18%，抗拉強度下降約 9%，鋼材在火害後的強度有顯著的損失。如表 3-6 所示，

對比火害前後之鋼材衝擊試驗值，其吸收能的平均值上升約 20%，鋼材在火害後 的吸收能增加，顯示鋼材在火害後的韌性比火害前有所提高。

表 3-5 火害前後鋼材抗拉試驗值

試件編號 降伏強度(0.2% offset)(ksi) 抗拉強度(ksi) 伸長率(%)

火害前 54 75 39

火害後 44 68 33

(本研究整理)

表 3-6 火害前後鋼材衝擊試驗值

(c) 放大倍率為 500 X

圖 3-23 火害前鋼材顯微組織金相試驗

(本研究整理)

(a) 放大倍率為 100X (b) 放大倍率為 200 X

(c) 放大倍率為 500 X

圖 3-24 火害後鋼材顯微組織金相試驗

(本研究整理)