建議 - 結論與建議 - 鋼骨鋼筋混凝土邊柱之火害行為

第七章結論與建議

7.2 建議

1. 本文之 3 面受火試體，其未受火面包覆陶瓷纖維防火棉，且試體置於高溫爐內，但許多文獻指出不受火面觀測到有水汽滲出，因此建議未受火面置於外接觸室溫，並可觀察試體水汽移動。

2. 本文進行之 SRC 柱高溫試驗並無設置剪力釘，而剪力釘對於高溫試驗之影響尚缺乏相關研究成果，應可做進一步之研究。

3. 由實驗結果得知圓形柱保護層較易爆裂，對於防火設計，圓形柱之保護層厚度是否須修正可繼續深入探討。

參考文獻

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表 5-3 試體 CN2 高溫試驗結果 試體編號:CN2

試驗時間(hr.) 4

混凝土中心相對濕度 (% RH) 9.5

試驗終止時最大軸向伸長量(mm) 6.50

鋼筋是否外露是

混凝土外觀顏色變化淺黃

爆裂程度嚴重

試驗終止時爐溫(°C) 1143

試驗終止時包防火棉側鋼骨翼板中心測點 S2 溫度(°C) 440

試驗終止時鋼骨中心測點 S3 溫度(°C) 372

試驗終止時鋼骨翼板外端測點 S4 溫度(°C) 621

試驗終止時包防火棉側箍筋測點 R3(°C) 1018

試驗終止時包防火棉側箍筋測點 R2(°C) 785

試驗終止時受火面主筋測點 R5(°C) 1145

試驗終止時包防火棉側延對角向外 1/3 處混凝土測點 C1(°C) 180 試驗終止時包防火棉側延對角向外 2/3 處混凝土測點 C2(°C) 366 試驗終止時受火面延對角向外 1/3 處混凝土測點 C3(°C) 407

表 5-4 試體 CH2 高溫試驗結果 試體編號:CH2

試驗時間(hr.) 5

混凝土中心相對濕度 (% RH) 83.5

試驗終止時最大軸向伸長量(mm) 5.33

鋼筋是否外露是

混凝土外觀顏色變化淺黃

爆裂程度嚴重

試驗終止時爐溫(°C) 1173

試驗終止時包防火棉側鋼骨翼板中心測點 S2 溫度(°C) 200

試驗終止時鋼骨中心測點 S3 溫度(°C) 303

試驗終止時鋼骨翼板外端測點 S4 溫度(°C) 550

試驗終止時包防火棉側箍筋測點 R3(°C) 994

試驗終止時包防火棉側箍筋測點 R2(°C) 260

試驗終止時受火面主筋測點 R4(°C) 608

試驗終止時包防火棉側延對角向外 1/3 處混凝土測點 C1(°C) 193 試驗終止時包防火棉側延對角向外 2/3 處混凝土測點 C2(°C) 314 試驗終止時受火面延對角向外 1/3 處混凝土測點 C3(°C) 400

48 Strength Ratio,

RSR

表 5-13 4 面受火試體殘餘強度比較(黃政勳 2012)

Specimen (kN) (kN)

Residual Strength Ratio,

RSR

圖 3-1 方形邊柱 3 面受火示意圖

圖 3-2 圓形邊柱 2 面受火示意圖

單位：mm 圖 3-3 十字型鋼骨設計圖

單位：mm 圖 3-4 方形斷面設計圖

360

RH 250×125×6×9

5 TYP.

RH 250×125×6×9 9

250

125 25 0

單位：mm 圖 3-5 圓形斷面設計圖

400 40.25 RH 250×125×6×9

(a)鋼柱設計圖 (b)箍筋設計圖

單位：mm 圖 3-6 柱試體設計圖

14 @100=14004 @75=3004 @75=300

TYP .

2000

6 6

(a)方形斷面 (b)圓形斷面

(c)試體灌漿

圖 3-7 柱試體施工照片

(d)圓柱試體

(e)試體拆模

圖 3-7 柱試體施工照(續)

(f)防火棉包覆示意圖

圖 3-7 柱試體施工照(續)

圖 3-8 鋼筋拉伸應力應變曲線

圖 3-9 小型複合高溫爐

圖 3-14 CNS 12514 標準升溫曲線

圖 4-1 30MN-MTS 萬能試驗機

圖 4-2 載重試驗設置示意圖

MTS

油壓千斤頂

柱試體

台車

(a)台車

(b)試體上下端石膏蓋平

圖 4-3 試驗設置

(c)經緯儀 (d)設置完成示意圖

圖 4-3 試驗設置(續)

(a)LVDT

圖 4-4 載重試驗位移計架設圖

(b)Dial Gauge

圖 4-4 載重試驗位移計架設圖(續)

圖 4-5 位移計量測位置示意圖

1300 mm 2000 mm

受火段 柱試體位移計 量測範圍

Actuator 位移計 量測範圍

位移計

(a)試體 SN3 混凝土測點溫度歷時

(b)試體 SN3 鋼骨測點溫度歷時

圖 5-1 試體 SN3 測點溫度歷時

(c)試體 SN3 鋼筋測點溫度歷時

(d)試體 SN3 鋼骨與混凝土溫度歷時

圖 5-1 試體 SN3 測點溫度歷時(續)

(a)試體 SH3 混凝土測點溫度歷時

(b)試體 SH3 鋼骨測點溫度歷時

圖 5-2 試體 SH3 測點溫度歷時

(c)試體 SH3 鋼筋測點溫度歷時

(d)試體 SH3 鋼骨與混凝土溫度歷時

圖 5-2 試體 SH3 測點溫度歷時(續)

(a)試體 CN2 混凝土測點溫度歷時

(b)試體 CN2 鋼骨測點溫度歷時

圖 5-3 試體 CN2 測點溫度歷時

(c)試體 CN2 鋼筋測點溫度歷時

(d)鋼骨與混凝土溫度歷時

圖 5-3 試體 CN2 測點溫度歷時(續)

(a)試體 CH2 混凝土測點溫度歷時

(b)試體 CH2 鋼骨測點溫度歷時

圖 5-4 試體 CH2 測點溫度歷時

(c)試體 CH2 鋼筋測點溫度歷時

(d)試體 CH2 鋼骨與混凝土溫度歷時

圖 5-4 試體 CH2 測點溫度歷時(續)

圖 5-5 高溫試驗軸向伸長量與時間關係圖

圖 5-6 高溫試驗柱端板間相對轉角與時間關係圖

(a)西面角隅顆粒突起 (b)東面角隅顆粒突起

(c)東南角隅混凝土剝落 (d)不受火面外觀變化

圖 5-7 試體 SN3 高溫試驗後損害情形

(e)受火面外觀變化

圖 5-7 試體 SN3 高溫試驗後損害情形(續)

(a)東面角隅顆粒突起 (b)南面顆粒突起

圖 5-8 試體 SH3 高溫試驗後損害情形

(c)受火面外觀變化 (d)不受火面外觀變化

圖 5-8 試體 SH3 高溫試驗後損害情形(續)

(a)西面箍筋外露 (b)受火面試體外觀

圖 5-9 試體 CN2 高溫試驗後損害情形

(a)受火面箍筋外露 (b)受火面試體外觀

(c)不受火面試體外觀

圖 5-10 試體 CH2 高溫試驗後損害情形

圖 5-11 試體 SN0 軸壓強度與變位關係

圖 5-12 試體 SH0 軸壓強度與變位關係

圖 5-13 試體 CN0 軸壓強度與變位關係

圖 5-14 試體 CH0 軸壓強度與變位關係

圖 5-15 試體 SN3 軸壓強度與變位關係

圖 5-16 試體 SH3 軸壓強度與變位關係

圖 5-17 試體 CN2 軸壓強度與變位關係

圖 5-18 試體 CH2 軸壓強度與變位關係

(a)試體西北面整體外觀 (b)西南面整體外觀

(c)試體東北面整體外觀 (d)東南面整體外觀

圖 5-19 試體 SN0 載重試驗後損害情形