第三章 改良彎鉤設計
3.2 改良彎鉤抗拉試驗與結果分析
通常組合結構的破壞，位置容易發生在彎鉤受力造成彎鉤被拉出，
失去其結構的穩定性以及降低其使用性，為了能夠了解改良後三明治板 牆彎鉤所能承受最大的拉力強度，設計了一套符合三明治防火牆板試體 尺寸，能夠進行抗壓試驗、抗拉試驗、彎矩試驗的多功能夾具(圖 3.10)。
三明治防火牆板試體的尺寸為 30×11.12×30 cm3(圖 3.11)，首先將多 圖 3. 9、改良簡化彎鉤與原始彎鉤力量與位移比較圖
18
圖 3. 10、抗拉、抗壓、彎矩多功能夾具
功能夾具安裝置萬能試驗機 MTS858(圖 3.12)上，使用電腦(圖 3.13)操控 FlexTest SE 控制器(圖 3.14)，以每分鐘向上 5 mm 為參數控制 MTS，並 每半秒紀錄一次試體所受力量以及位移的資料，所有參數都設定好後，
將三明治防火牆板試體裝入多功能夾具中即開始實驗(圖 3.15)，設定 MTS 實驗時間為五分鐘，或者彎鉤盒被拉出即終止實驗，因為彎鉤盒被拉出 後板材與板材間將會有縫隙，彎鉤盒部分拉出會大幅降低強度，板材間 的縫隙也不被一般民眾所接受，停止後存取資料換下一組試體重複上述 步驟。
19
圖 3.11、三明治防火牆板試體
圖 3.12、萬能試驗機 MTS858 圖 3.13、萬能試驗機的控制電腦
圖 3.14、FlexTest SE 控制器
20
圖 3.15、PU 三明治防火牆板拉力試驗
電腦所記錄的力量與位移資料，經過 Excel 轉換可得知力量與位移關 係，由力量與位移曲線圖能看出改良彎鉤受力最大值，另外實驗用的拉 拔彎鉤長 15 cm、直徑 6 mm、勁度 40 kN/mm，其勁度比彎鉤系統還大 許多，影響實驗勁度僅 2.5%，故擷取降伏前的線彈性區間力量與位移資 料，運用一次線性回歸即可得改良彎鉤的參考勁度值，斜率單位 kN/mm。
21
圖 3.17、A1 改良彎鉤拉力試驗力量與位移關係曲線 圖 3.16、A1 改良彎鉤拉力試驗原始數據
kN
mm 位移（mm）
拉力（kN）
拉力（kN）
位移（mm）
22
圖 3.18、A2 改良彎鉤拉力試驗原始數據 kN
mm
拉力（kN）
拉力（kN）
位移（mm）
圖 3.19、A2 改良彎鉤拉力試驗力量與位移關係曲線 位移（mm）
23
拉力（kN）
拉力（kN）
位移（mm）
圖 3.20、A3 改良彎鉤拉力試驗原始數據
圖 3.21、A3 改良彎鉤拉力試驗力量與位移關係曲線 位移（mm）
24
拉力（kN）
拉力（kN）
位移（mm）
圖 3.22、A4 改良彎鉤拉力試驗原始數據
圖 3.23、A4 改良彎鉤拉力試驗力量與位移關係曲線 位移（mm）
25
拉力（kN）
拉力（kN）
位移（mm）
圖 3.24、A5 改良彎鉤拉力試驗原始數據
圖 3.25、A5 改良彎鉤拉力試驗力量與位移關係曲線
位移（mm）
26
拉力（kN）
拉力（kN）
位移（mm）
圖 3.26、A6 改良彎鉤拉力試驗原始數據
圖 3.27、A6 改良彎鉤拉力試驗力量與位移關係曲線
位移（mm）
27
拉力（kN）
拉力（kN）
位移（mm）
圖 3.28、A7 改良彎鉤拉力試驗原始數據
圖 3.29、A7 改良彎鉤拉力試驗力量與位移關係曲線 位移（mm）
28
拉力（kN）
拉力（kN）
位移（mm）
圖 3.30、A8 改良彎鉤拉力試驗原始數據
圖 3.31、A8 改良彎鉤拉力試驗力量與位移關係曲線 位移（mm）
29
由圖 3.16 可看出改良彎鉤 A1 試體拉力最大值落在 2.88 kN（293.7 kgf）。參考 ISO 6892-1 找出降伏點前之初始斜率，A1 降伏前的線彈性區 間之力量與位移資料做一次線性回歸，R2相關係數 0.95 以上（圖 3.17），
即可得到 A1 改良彎鉤之等效勁度為 1.1736 kN/mm，從其他組實驗整理 出下表 3.1，含最大拉力與等效勁度。另外整理出表 3.2 原始彎鉤等效勁 度，發現改良後的彎鉤系統抗拉拔力提升 90%、抗拉勁度提升 140%，比 原本預期的抗拉拔力與抗拉勁度皆高出 40%，結果顯示是符合假設的。
從以上各表圖所示，改良式彎鉤被拉拔出之前有許多力量的小斷 層，研判是彎鉤外所包覆的 PU 孔隙所造成，如果 PU 與彎鉤間存在較大 的孔隙會降低握裹力，造成介面容易受拉力而脫離，或者 PU 與 PU 間斷 裂，力量曲線則會有明顯的起伏。
改良彎鉤系統之概略降伏點，以上述一次線性回歸所得到的方程式 與圖表中的原始數據做交叉比對，原始數據與方程式最後交會的點即為 改良彎鉤系統的概略降伏點，降伏點負載整理於下表 3.1。
30
表 3.1、改良彎鉤最大拉力、等效勁度與概略降伏點
試體 最大拉力（kN） 勁度（kN/mm） 降伏點（kN）
A1 2.878 1.1736 1.89
A2 2.654 0.9447 1.32
A3 2.228 1.1481 1.71
A4 2.562 1.003 2.00
A5 2.593 1.1644 1.46
A6 2.635 1.0776 1.58
A7 2.187 1.1638 1.88
A8 2.121 1.1655 1.92
平均 2.482 1.1051 1.72
表 3.2、原始彎鉤等效勁度
試體 勁度（kN/mm） 試體 勁度（kN/mm）
1.1 0.4686508 3.1 0.3901381 1.2 0.5211983 3.2 0.4363976 2.1 0.544608 3.3 0.288394 2.2 0.5457708 3.4 0.4149818
平均勁度 451.2674 N/mm
31