第四章 梁彎曲試驗
第三節 梁試驗結果與討論
圖 4-10 及 圖 4-11 分 別 為 兩批 次 各 4 座 梁 試 體 受力 -位 移 曲線,對 照 組 試 體 A 底 層 筋 連 續 ,試 體 B 底 層 筋 機 械續 接 且 密 合 之 梁 勁 度與 試 體 A 相近,但 是 底 層 筋 機械 續 接 不 完 全 密 合 之試 體 C 或試 體 D,都 有 勁 度降 低 之 情 形 。 注 意 試 體 C 跟 D 因 為 底 層筋 不 完 全 密 合 , 底層 鋼 筋 與鋼 筋 之 應 力 分 布 較 不平 均,鋼 筋 沒 有 同 時降 伏,所 以 降 伏 點較 不 明 顯, 降 伏 點 不 明 顯 不 會 影 響 實 際 結 構 安 全 , 試 體 C 和試 體 D 較 大 的 問 題 是 加 載0.60𝑃𝑦及 0.95𝑃𝑦後 卸 載 之 殘 餘 變 形 較 顯 著 , 因 為 其 底 層 筋 機械 續 接 處 不 完 全 密 合 , 歸 咎 於 續 接 處 的 滑動 量 。
表 4-1 列出 4 組 8 座 試 體 載重 各 階 段 之 撓 曲 裂 縫寬 度, 注 意 底 層 筋 機 械續 接 且 密 合 之 試 體 B 裂 紋 寬 度甚 至 比 試 體 A 還 小 , 但 是 底層 筋 不 完全 密 合 之 試 體 C 跟 D,各 階 段 裂 紋 寬 度皆 大 於 試體 A 和 B,注 意 表 4-1 第(4)欄 代 表 構 件 使用 載 重 下 之 裂 紋 寬 度,續 接 處 密合 之 試 體 B 裂 紋 寬 度 確 實 在 0.3 mm 以 下 , 但 試 體 C 跟 D 裂 紋 寬 度 達 0.6 mm 以 上。注 意表 4-1 第 (9)欄 殘 餘 裂紋 寬 度,此 值 與第 三 章 單 體 試 驗 之 殘 餘 滑 動量 相 關,續 接 處 密 合之 試 體 B 裂 紋 寬 度 確實 在 0.12 mm 以 下 , 但 試 體 C 跟 D 裂 紋 寬 度 已經 逼 近 甚 至 超 過 0.3 mm。
圖 4-12 是 0.60𝑃𝑦載 重 下 之 鋼筋 應 力 量 測 值,理 論 值 約 252 MPa,
試 體 A 和 B 量 測 值 顯 示 與理 論 值 接 近 且 三 支 鋼筋 平 均 分 布 。 但 是 續 接 處 密合 程 度 不 一 的 試 體 C 和 D,可 以 發 現 三 支鋼 筋 應 力 分 布 不 平 均,
其 中 試體 D 應 變 計 讀 數 顯 示,續 接 較 密合 的 鋼 筋會 承 受 較 高 的 應 力 先 達 到 降伏 , 續 接 較 不 密 合 的鋼 筋 應 力 較 低 , 這 也造 成 試 體 C 和 D 加 載 至 0.95Py 時 有 部 分 鋼 筋先 降 伏 , 卸 載 後 有 較顯 著 的 殘 餘 裂 縫 。
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表 4-1 梁 彎 曲 試 驗 之 裂 縫 寬度 (單 位 mm) 試
體
0.6Py 0 0.6Py 0 0.95Py 0 0.95Py 0 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) A-1 0.42 0.15 0.43 0.15 0.63 0.16 0.65 0.17 A-2 0.27 0.07 0.30 0.07 0.44 0.07 0.44 0.08 B-1 0.05 0.01 0.05 0.02 0.08 0.03 0.08 0.02 B-2 0.15 0.07 0.16 0.09 0.17 0.10 0.19 0.12 C-1 0.79 0.24 0.81 0.27 1.16 0.32 1.17 0.33 C-2 0.79 0.25 0.78 0.27 1.01 0.32 1.02 0.33 D-1 0.69 0.23 0.69 0.25 0.97 0.26 0.97 0.26 D-2 0.59 0.16 0.70 0.19 1.14 0.30 1.22 0.31 註 : 加載 程 序 為 0⟶0.60𝑃𝑦 ⟶ 0 ⟶ 0.60𝑃𝑦 ⟶ 0 ⟶0.95𝑃𝑦 ⟶ 0 ⟶ 0.95𝑃𝑦 ⟶ 0 ⟶ 彎曲破壞
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )
第四章 梁彎曲試驗
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圖 4-1 特 製 鋼 筋 續 接 組 件 包覆 混 凝 土 試 體 之 滑 動試 驗
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )
底 層 筋 3-D25、 頂 層 筋 2-D25 (SD420W)
圖 4-2 梁 彎 曲 試 驗 標 準 試 體 A 斷 面 配 筋 圖
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )
混凝土
續接器
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試 體 B 底 層 筋 機械 式 續 接 (三 支 鎖 固 密合 )
試體 C 底 層筋 機 械 式 續 接 (三 支 皆 不密 合 )
試體 D 底 層 筋 機 械 式 續 接(中 央 密 合、 兩 側 不密 合 ) 圖 4-3 梁 彎 曲 試 驗 續 接 試 體 BCD 底 層 筋 續 接 情 況
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )
圖 4-4 梁 彎 曲 試 驗 佈 置
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )
第四章 梁彎曲試驗
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圖 4-5 Coogler 等 人 研 究 鋼 筋 偏 心 機 械 式 搭 接 行為 之 試 驗 佈 設
( 資 料 來 源 : 參 考 書 目 [38])
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圖 4-6 Sayadi 等 人 研 究 灌 漿 填 充 續 接 套 管 續 接 鋼筋 之 實 驗
( 資 料 來 源 : 參 考 書 目 [39])
圖 4-7 Phuong and Mutsuyoshi 研 究 混 凝 土 梁 主 筋 機 械 續 接 之 實 驗
( 資 料 來 源 : 參 考 書 目 [40])
第四章 梁彎曲試驗
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圖 4-8 Phuong and Mutsuyoshi 實 驗 之 加 載 程 序
( 資 料 來 源 : 參 考 書 目 [40])
圖 4-9 梁 試 體 製 作 之 部 分 照片
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )
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圖 4-10 第 一 批 澆 鑄 4 座 梁 試驗 力 -位 移 曲 線
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )
第四章 梁彎曲試驗
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圖 4-11 第 二 批 澆 鑄 4 座 梁 試驗 力 -位 移 曲 線
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )
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圖 4-12 梁 試 體 主 筋 在 0.60Py 情 況 下 之 鋼 筋 應 力 分 布
( 資 料 來 源 : 本 研 究 製 作 )