第三章 研究方法及實驗規劃
第三節 實驗試體組裝
3.3.1 日本扁柏 CLT 樓板之組裝
本實驗模擬單向樓板在載重情況下之火害情況，對於 CLT 樓板而言會有強 弱軸之差異，亦即纖維方向平行樓板支撐方向的為強軸，提供主要的抗彎強度。
纖維方向垂直樓板支撐方向的則為弱軸，理論上不提供抗彎強度。本實驗所使用 之5 層 15cm 日本扁柏 CLT，單片尺寸為 160x440cm，第 1,3,5 層屬於強軸方向，
亦即纖維方向平行支撐方向。由於試驗框架尺寸為303x440cm，配合試體框架尺 寸及滾支承設置位置，將兩片160x440cm 之 CLT 試體利用〝single internal spline〞
的拼接 方式 進行拼 接(圖 3-6)，拼接後進行裁切加工以符合試體框架尺寸 303x440cm。
(a) single internal spline
(b) 現場拼接流程
單片160x440cm 日本扁柏 CLT 之拼接
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實驗過程中，為了避免火焰從試驗框架及實驗試體間竄出，於試體下方與 實驗框架交界處佈置防火棉。施作方式為將實驗框架架高後(圖 3-7a)，在試體 底部四邊的縫隙塞防火棉，並用U 型夾及黑膠噴霧固定(圖 3-7b)，防止掉落。
以上步驟完成後，則可進行試體之測溫點及測溫線之配置。
(a). 實驗框架架高並佈置防火棉 (b). 以 U 型夾固定防止掉落 防火棉佈置
(1) 佈設測溫點及安裝測溫線:
首先將 12 處載重塊的位置標示出來，確保測溫點與載重塊沒有重疊的問題 後，再利用打線器標出中心點，並將試體分成等分十字四象限，分別為 A、B、
C 及 D 處及中心點分別往左右兩側 7.5 公分為 E 及 F 處，且 A、B、C 及 D 處往 板中心點，每5 公分佈設 1 測溫點，又分成○AST:表面溫度 ○B1:CLT 第 1 層(曝火 層) ○C 2: CLT 第 2 層 ○D3:CLT 第 3 層；另外 E 及 F 處往板緣，每 5 公分佈設 1 測 溫點，又分成○A1:CLT 第 1 層(曝火層) ○B2: CLT 第 2 層 ○C3:CLT 第 3 層 ○D4:CLT 第4 層；最後中心點往左 5 公分處另設 ST-M，測板中心點之表面溫度(如圖 3-8 所示)。利用 7mm 的鑽孔器，利用綁線的方式標示出鑽孔深度後，開始依序鑽孔；
鑽孔後放入些許木屑，以避免防火泥包覆測溫端部，造成量測阻礙，最後再灌入 防火泥。
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(a). 測溫點規劃及各點位之測溫線埋設深度(單位:cm)
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(b). 溫點與試體關係圖 測溫點與測溫線示意圖 (2) 佈設測溫棒、試體表面防火棉及數據設定
由於上幾次試驗的試體燃燒產生的灰燼或是生鏽會附著於端部，都會影響到 測溫棒對溫度的敏感性，所以將測溫棒端部用電動鐵刷清理；之後在試體四週空 隙處塞入防火棉，最後吊入爐內；將25 條測溫線佈整好，依序插入電腦機台，
並設置好Numeric Monitor 的數據，並逐一檢查每個測溫孔等數據是否無異常。
佈設測溫棒 測試測溫孔數據是否無異常
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(3) 佈設載重塊及位移器:
第 1 次實驗於樓板試體上加載 300kgf/m²之載重，雖然加載之載重參考建築 技術規則中商業用途建築之活載重加載，然本研究預計進一步分析加載及試體在 燃燒時的變形曲線，推估試體在曝火面積消失的情況下，其強度折減之估算式。
佈設載重之方式為將 300kgf 的載重塊(含磚塊)放置於試體每平方公尺之面積上 (如圖 3-11 及 3-12 所示)。在載重塊佈設完成後，為了確保試體在實驗過程中之 撓曲變形可以被詳實記錄，因此在試體中心點處以及沿牆軸方向約 100 公分處 (如圖 3-13)，分別設置 1 個位移器，紀錄試體的撓曲變形。
載重塊之配置及位移計之架設位置(單位:cm)
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載重塊配置完成 位移計之架設
3.3.2 北美花旗松 CLT 樓板之組裝
北美花旗松 CLT 亦模擬單向樓板在載重情況下之火害情況，以纖維方向平 行樓板為強軸進行樓板支承點配置。纖維方向垂直樓板支撐方向的則為弱軸，理 論上不提供抗彎強度。本次實驗用之5 層 17.5cm 美國花旗松，將單片 151.5*432cm 之CLT 板以”Single internal spline”工法將兩片板材接合，尺寸長寬為 432*303(cm)。
配合試體框架尺寸及滾支承設置位置，樓板試體拼接後尺寸為303*432(cm)。
(a) single internal spline
(b)兩片 CLT 板以 Single internal spline 工法將兩片板材接合
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(C) 利用螺絲將拼接處固定及完成後狀態 單片151.5*432cm 美國花旗松 CLT 之拼接
(1) 佈設測溫點及安裝測溫線:
首先利用打線器標出中心點及12 處載重塊佈置位置，確保測溫點與載重塊 無重疊的問題，在十字四象限處分別標示A、B、C、D 處，並在中心點之左右兩 側設E 及 F 處，且 A、B、C、D 處每往板中心處每 5 公分佈設一點側溫點，標 示方法○aST:表溫層 ○b1:CLT 第 1 層(曝火層)○c2: CLT 第 2 層○d 3:CLT 第 3 層。
E 處往左 7.5 公分，且往板緣處延伸，每 5 公分佈設一點測溫點，標示方法
○a1:CLT 第 1 層(曝火層) ○b2: CLT 第 2 層 ○c3:CLT 第 3 層 ○d4:CLT 第 4 層，另外 由於E3 設置在填木內，所以又另外再 E3 點往左 7.5 公分設置一點 E3’。
F 處往右 15 公分，且往板緣處延伸，每 5 公分佈設一點測溫點， 標示方法
○a1:CLT 第 1 層(曝火層) ○b2: CLT 第 2 層 ○c3:CLT 第 3 層 ○d4:CLT 第 4 層；，以 測溫差與否，最後中心點往左7.5 公分處(避開接縫)另設 ST-M，測表面溫度。
佈線方法:在鑽孔針上利用綁線的方式標示出鑽孔深度後，開始依層鑽孔，
鑽孔後放入些許木屑，避免防火膠包覆測溫端部，造成量測阻礙，最後再灌入防 火泥。
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測溫點規劃及各點位之測溫線埋設深度(單位:cm)
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(2) 佈置試體防火棉:
將試體架放入框架並在四周設置防火棉，架高後在試體底部四邊及的縫隙 塞防火棉，並用U 型夾及黑膠噴霧固定，防止掉落。
(3) 佈設測溫棒、佈線及數據設定及載重配置:
第 1 次實驗於樓板試體上加載 300kgf/m²之載重，雖然加載之載重參考建築 技術規則中商業用途建築之活載重加載，然本研究預計進一步分析加載及試體在 燃燒時的變形曲線，推估試體在曝火面積消失的情況下，其強度折減之估算式。
佈設載重之方式為將 300kgf 的載重塊(含磚塊)放置於試體每平方公尺之面積上 (如日本扁柏試體之配置)。在載重塊佈設完成後，為了確保試體在實驗過程中之 撓曲變形可以被詳實記錄，因此在試體中心點處以及沿牆軸方向約 100 公分處 (如圖 3-17)，分別設置 1 個位移器，紀錄試體的撓曲變形。
試體放入框架內並在邊框周圍塞入防火棉後架高佈置底部防火棉
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載重塊之配置及位移計之架設位置
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測溫棒佈置 儀器設置完成
試體吊入爐內 設置載重塊
載重塊布置完成 位移計架設完成
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3.3.3 國產柳杉 CLT 牆板之組裝
國產柳杉承重牆板材尺寸約為300*300cm(實際裁切誤差約 1cm)，柳杉集成 元斷面尺寸約為3.8 * 8.9 (cm)，集成元經過刨光膠合後之 CLT 板牆厚度約為 18cm，
包覆試體板材之鐵框尺寸約為430*426(cm)。
首先將五片CLT 板材依序架高後，利用”Double Surface Splines”的接合方 式，並且在板材正反面共8 處之接合部上鋪上防火泥後，利用螺釘上下交錯方 式，接合各片板材(接合部使用 0.8*9cm 六齒梅花螺栓)。最後將多餘的板材及 凸出的填木裁切掉。整體拼接流程如圖3-24~圖 3-26。
(a) Double Surface Splines
(b) 國產柳杉 CLT 拼接單元
國產柳杉CLT 拼接方式及單元尺寸
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(a) 國產柳杉 CLT 牆板之立面示意圖
(b) 框架尺寸圖示
國產柳杉CLT 牆板立面示意圖及框架尺寸
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(a) 國產柳杉 CLT 單元於現場擺設
(c) 利用螺絲進行拼接
(c) 拼接完成圖
國產柳杉CLT 牆板之拼接
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完成國產柳杉 CLT 牆板之單元拼接後，接著進行佈設測溫點、安裝測溫線 及佈置試體防火棉等作業，測溫點之配置及防火棉之佈置作業如下流程。
(1) 佈設測溫點及安裝測溫線:
首先利用打線器標出板材之中心點，並且在四象限處分別標示A、B、C、
D 處，並在中心點之左右兩側設 E 及 F 處，且 A、B、C、D 處每往板中心處每 5 公分佈設一點側溫點，標示方法○aST:表溫層 ○b1:CLT 第 1 層(曝火層)○c2: CLT 第2 層○d 3:CLT 第 3 層；另外 E 及 F 處分別左右兩側 7.5 公分，且往板緣處延 伸，每5 公分佈設 1 測溫點，○a1:CLT 第 1 層(曝火層) ○b2: CLT 第 2 層 ○c3:CLT 第3 層 ○d4:CLT 第 4 層。
測表溫層之熱電偶，除了四象限內的A、B、C 及 D 處各有一處(ST-A、
ST-B、ST-C、ST-D)，中心點處則另設 ST-M，另外依照 CNS12514 之規定，在 水平中心線，左緣處往中心線10cm 設置 ST-1；由板材左方第二處接合部往左 10cm 及上緣 10cm 設置 ST-2；縱向中心水平線，距離上緣 10cm 設置 ST-3；最 後在水平中心線，右緣處往中心線10cm 設置 ST-4。
佈線方法主要為在鑽孔針上利用綁線的方式標示出鑽孔深度後，開始依層鑽 孔，鑽孔後放入些許木屑，避免防火膠包覆測溫端部，造成量測阻礙，最後再灌 入防火泥。
(a) 安裝完成之測溫點及試體相關位置
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(b) 不同深度之測溫線埋設深度示意圖
測溫點規劃及各點位之測溫線埋設深度(單位:cm)
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(2) 佈置試體防火棉:
測溫線埋設完成後，接著將 CLT 試體吊入試體框架內，為了避免實驗時火 苗竄出，於佈置好的 CLT 試體框架及四周佈置防火棉，佈置圍成後吊掛進入實 驗爐體框中。
(3) 佈設位移器、數據設定及加載:
將試體置入爐體後，將 29 條熱電偶插入儀器，並測試有無異常後，在試體 下方設置垂直位移 S 及垂直位移 N，另外在水平方向設置自由端位移及水平位 移，共4 處位移，將所有熱電偶線接上儀器後，設置好電腦數據並測試無異後，
在試驗開始前15 分鐘持壓 24.35(噸)，10 分鐘持壓 24.46(噸)，並於 109 年 10 月 29 日 15 時 07 分 47 秒開始加火並試驗。
測表溫度線之電熱偶及位移計之架設位置
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試體框架組立 於框架四周佈置防火棉
試體含框架於曝火面立面圖 試體含框架於非曝火面立面圖
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29 條熱電偶佈線完成
設置好2 處垂直位移後，將黃色鐵 架移動到試體前方，並開始設置另外2 處
之水平位移。
水平位移及自由端位移架
設完成。 前置作業均完成後，開始加載重。
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