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相關試驗與結果分析

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規範SD295A、SD345、SD390、SD490 之擴徑錨定鋼筋。

4.2 擴徑錨定鋼筋之形狀及尺寸

從SD345 D10,D25,D51 各取樣 20 支共 60 支,進行增肉比,肉 厚比,角度 θ,及偏心率之測定,測定之位置如圖 4.1 所示,另測試結 果如圖4.2~圖 4.5 所示。

1.2d

d=標稱直徑

*厚度 t = 自端部增肉徑1.2d距離之厚度

*偏心量 = 鋼筋軸之中心至增肉徑中心之距離

增肉徑中心

偏心量 厚度 t 角度 £c

增肉徑Do

圖4.1 擴徑錨定尺寸之測定位置圖 4.2.1.增肉比

D10,D25,D51 之增肉比(擴徑錨定鋼筋之直徑 Do/公稱直徑)之範 圍,D10 為 2.51d~2.55d,D25 為 2.51d~2.52d,D51jo62.53d~2.55d,圖 4.2 為增肉比之測定結果。

圖4.2 增肉比測定結果圖

0 5 10 15 20

2.50 2.51 2.52 2.53 2.54 2.55 2.56 增肉比(×d)

試支數

D10 D25 D51

4.2.2.肉厚比

D10,D25,D51 之肉厚比(擴徑錨定鋼筋之厚度 t/公稱直徑)之範 圍,D10 為 0.9d~1.2,D25 為 0.9d~1.1d,D51 則為 1.0d~1.1d,肉厚比 之測定桔果如圖4. 3 所示。

0 5 10 15

0.8 0.9 1.0 1.1 1.2

肉厚比(×d)

測試支數

D10 D25 D51

圖4.3 肉厚比測定結果圖 4.2.3.角度

D10,D25,D51 之角度 θ 的範圍,D10 為 110°~160°,D25 為 110°~130°,D51 為 115°~120°,測定結果如圖 4.4 所示。

0 5 10 15 20

100 以上

110未滿 110

以上 120未滿 120以

130未滿 130

以上 140未滿

140 以上

150未滿 150

以上 160未滿 160以上

170未滿

角度θ(°)

測試支數

D10 D25 D51

圖 4.4 角度 θ 測定結果圖

4.2.4.偏心率

D10,D25,D51 之偏心率(擴徑錨定之偏心量/公稱直徑 x100)之範 圍D10 為 1~7%,D25 為 1~6%,D51 則為 1~4%,偏心率之測定結果 如圖4.5 所示。

0 2 4 6 8 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8

偏心率(﹪)

測試支數

D10 D25 D51

圖4.5 偏心率測定結果圖 4.3 擴徑錨定鋼筋之化學品質試驗

擴徑錨定端部係利用誘導加熱到1300℃後,再以千斤頂加壓成 形,因此竹節鋼筋於熱軌壓延後,是否會隨再加熱鋼筋組成之化學成 分因而產生變化,為探討分析之重點,緣此如圖4.6 所示,於圈記之擴 徑部與素材部取樣,送交符合CNLA 規定之試驗室依 CNS,(鋼材製品 之分析方法)進行分析,試驗結果如表 4.1 所示。

D51(SD345)

30 100

擴徑部

素材部

圖4.6 化學成分分析取樣位置圖

表4.1 化學成分分析結果表

化學成分(%)及符號 取樣位置

C Mn P S Si

素材部 0.26 1.07- 0.025 0.038 0.20 擴徑部 0.26 1.08 0.024 0.038 0.19

SD420 SD490

0.32 以下

1.80 以下

0.050 以下

0.050 以下

0.50 以下 CNS 規定

SD280W SD420W

0.30 以下

1.50 以下

0.040 以下

0.040 以下

0.50 以下

由表4.1 結果得知加熱擴徑部與素材部兩者之化學成分幾近完全 相同,研判兩者並無變化,確認產品於製造過程穩定並無化學變化,

且合乎JIS 及 CNS 規定。

4.4 擴徑錨定鋼筋機械性質之測試 4.4.1.目的

一、針對擴徑錨定進行拉力試驗,檢測降伏點、拉力強度是否合乎CNS A2006 鋼筋混凝土用鋼筋

二、確認破壞是否發生於鋼筋軸部而非擴徑部 4.4.2.試驗裝置

拉力試驗使用符合CNS9470 規定之萬能試驗機,一端採用慣用之 竹節鋼筋夾具,他端(擴徑圓錐形端)則採特製之夾軛冶具如圖 4.7 所示

拉力試驗夾軛冶具本體 支持版A

拉力方向

支持版A

圖4.7 拉力試驗夾軛冶具示意圖 4.4.3.試體取樣

各稱呼番號均取樣試體3 支以上,材值為 SD295A,SD345,

SD390,SD490,較常用之 D16 則採樣 12 支,D19,25 支,D25 採 15 支,D32 則採用 6 支,如表 4.2 所示

表4.2 試體稱號、支數及材質表 稱號

材質 D10 D13 D16 D19 D25 D29 D32 D51 SD295A 3 支 5 支 3 支

SD345 3 支 3 支 12 支 23 支 15 支 3 支 6 支 3 支 SD390 3 支

SD490 4 支 3 支 3 支

4.4.4.試驗結果

拉力強度之試驗結果如圖4.8 所示,另鋼筋降伏強度之試驗結果如 圖4.9 所示

SD390規定560以上

SD390規定560以上

SD490規定620以上

SD345規定490以上

SD295A SD345 SD390 SD490

4000 10

500 600 700 800

20 30 40 50 60

D10 D13 D16 D19 D25 D29 D32 D51

拉力強度(N/mm )2

鋼筋直徑 *N=95

*規定值為JIS規範

圖 4.8 拉力強度試驗結果圖

圖 4.9 鋼筋降伏強度試驗結果圖 4.4.5.試驗結果分析

經拉力試驗測試之95 支試體,其降伏耐力及抗拉強度均超過 CNS

SD390規定390~510

SD295A規定295以上

SD490規定490~625

SD345規定345~440

SD295A SD345 SD390 SD490

2000 10

300 400 700

500

20 30 40 50 60

D10 D13 D16 D19 D25 D29 D32 D51

拉力強度(N/mm )2

鋼筋直徑 *N=95

*規定值為JIS規範

600

A2006 規定值以上,位於素材部(即自擴徑端部起算 1.5d 距離之竹結鋼 筋軸部)破壞,顯所有試體均合乎滿足 JIS 竹節鋼筋降伏點及拉力強度 之機械的品質性能。表4.3、表 4.4 及圖 4.10、圖 4.12 所示為任選較常 見試體之試體數支之試驗值及破壞例。

表4.3 D19(SD345)拉力試驗結果表

*D19 標稱直徑=19.1mm,標稱斷面積=286.5mm2

TP No. 1 2 3

增肉率(增肉徑mm) 2.51D(48.0) 2.51D(48.0) 2.51D(48.1)

降伏荷重(KN) 369 373 373

拉斷荷重(KN) 162 162 163

抗拉強度(N/mm2) 565 565 568 拉斷狀況 母材拉斷 母材拉斷 母材拉斷

圖4.10 D19 擴徑錨定鋼筋母材拉斷照片 表4.4 D32(SD490)拉力試驗結果表

TP No. 1 2 3

B(mm) 490 490 490

C(mm) 380 380 380

表4.4 D32(SD490)拉力試驗結果表(續)

TP No. 1 2 3

D(mm) 29.5 30.2 30.0

E(mm) ψ79.4~ψ83.5 ψ78.7~ψ83.3 ψ80.1~ψ83.5

F(mm) 32.2 33.0 32.2 I(mm) 30.0*34.8 30.0*34.9 30.0*34.8

降伏荷重(KN) 430 424 424

拉斷荷重(KN) 556 545 559

抗拉強度(N/mm2) 700.05 686.22 703.85 拉斷狀況 母材拉斷 母材拉斷 母材拉斷

B:鋼筋之原始長度 C:加壓成形後之長度 D:擴徑部高度

E:擴徑部直徑

F:擴徑部上部增肉徑 I:鋼筋之縱*橫徑

*D32 標稱斷面績A=794.2mm2 圖 4.11 D32 擴徑錨定鋼筋尺寸圖

圖4.12 D32 擴徑錨定鋼筋母材拉斷照片

4.5 拉拔性狀試驗測試 4.5.1.目的

拉拔性狀試驗之主要目的為測試比較擴徑錨定鋼筋與180°彎勾錨 定鋼筋之錨定性能。

4.5.2.試體取樣

一、利用材質SD345,D25 之竹結鋼筋彎曲內半徑 r=3.5Φ=66.5,彎曲 成180°彎勾。

二、同材質取D25 擴徑錨定增肉比 2.51d 肉厚比 1.0d,θ=115°,偏心 量3%。

4.5.3.試驗方法

如圖4.13 所示,將彎勾與擴徑錨定埋置於 210kg/cm2 混凝土,厚 度400mm,進行拉拔測試。

握裹切開

拉拔測試點

(SD345)D25

彎勾內側半徑 r=3.5 =66.5∮

180 彎勾。 擴徑錨定

圖4.13 拉拔性狀試驗方法圖 4.5.4.試驗結果

兩者試驗結果均達鋼筋降伏載重153KN 以上,試驗結果如圖 4.14 所示:

圖 4.14 拉拔試驗結果圖 4.5.5.結果分析

由圖4.14 試驗結果可知,擴徑錨定具有 180°彎勾同等性狀,甚至 抗拉量稍有優於彎勾之趨勢。

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