第一章 緒論
第三節 研究方法與進度說明
建築 RC 柱以碳纖維包覆補強之耐震能力研究
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六 、 期 末 報 告 撰 寫
本 研 究預 計 提 出 兩 次 報 告，第 1 次為期中報告，目的在說明本研 究 於 研究 過 程 之 進 度；第 2 次為期末報告，以敘明本研究之研究成果。
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第 四 節
研 究 目 的本 研 究預 計 針 對 非 韌 性 配 筋矩 型 混 凝 土 柱 進 行 研究，預 期 研 究目 標 包 括：
（ 一 ）驗 證 矩 形 RC 柱 以 碳纖 維 貼 覆 補 強 之 耐 震行 為 ， 並 研 提 矩 形柱 斷 面 直線 區 圍 束 補 強 能 力 提升 之 對 策 。
（ 二 ）建 立 CFRP 補 強 鋼 筋混 凝 土 柱 之 設 計 與 施工 注 意 事 項 。
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試體設計與製作 載重試驗
報告撰寫 文獻蒐集與分析
試驗結果之分析與探討
圖 1.9 研 究 進 行 之 流 程 圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
第二章 試體計畫
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圖2.1 典型非韌性配筋柱橫向鋼筋過大之情形
(資料來源：參考書目[11])
圖2.2 典型非韌性配筋柱試體橫向鋼筋之配置情形
(資料來源：本研究)
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柱不配置內繫筋，橫向箍筋間距取20cm，以貼近及顯示國內「典型」老舊低 矮建築物柱構件之非韌性配筋方式。另綜評本所相關試驗機的加載能量，以 及國內建築物實務現況，選定本研究探討柱試體之斷面深度為 30 cm，寬度 為 50 cm，以符合歷次震災調查報告所載老舊低矮型 RC 建築底層柱常見之 破壞型態。
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圖2.3 試體 RND 之設計圖
2.1.2 RNDC 系列試體
RNDC 系列試體計有試體 RNDC2L、試體 RNDC4L 及試體 RNDC8L 等 3 組，其中試體 RNDC2L 與試體 RND 具有相同 RC 斷面鋼筋之配置，兩者
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𝐴𝑠ℎ = [0.3𝑠𝑏𝑐(𝐴𝑔
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第二章 試體計畫
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第 二 節 試 體 製 作
本研究 4 組試體之製作，計分為底座定平與試體放樣、基座施工、應變 計黏貼與試體上部柱身製作，各項製作程序詳述如下：
2.2.1 底座定平與試體放樣
依據採購須知補充說明圖說所需之鋼筋種類與尺寸，由鋼筋加工廠直接
加工後，送抵本所材料實驗中心大型力學實驗室南側施工現場，如圖 3.1 所
示。進行試體製作施工區之清理與整地，並確認試體之製作位置，以6 分木
夾板及角木組立底座並定出水平，再進行每組柱試體製作之放樣，訂出底座 8 處直徑為 70 mm 材質為 PVC 預留管的位置，如圖 3.2 所示。
圖 3.1 自加工廠完成加工送抵工作區之鋼筋
（資料來源：本研究）
圖 3.2 底座定平與試體放樣
（資料來源：本研究）
2.2.2 基座施作
由於本研究試體之基座，係採直立方式施工，因此須先完成基座鋼筋籠 之製作(如圖 3.3 所示)，再將主筋綁紮於下基座鋼筋籠，此時必須特別注意要 掌握縱向鋼筋的位置及垂直度，必須利用水準尺進行檢核。基座鋼筋籠完成 組立之後，於基座灌漿前須預埋直徑為700 mm，中心間距為 500 mm 的 PVC
管，此PVC 管為試體於後續安裝階段貫穿螺桿之用，基座側邊模板完成組立
後，需再確認與固定PVC 管的設置位置，確認完成後澆置混凝土。
2.2.3 應變計黏貼
為觀察及瞭解柱試體於加載過程中，縱向及橫向鋼筋應變之變化，係規 劃於柱試體下方塑性轉角發生區，分別於縱向與橫向鋼筋之 適當位置，黏貼 5mm 之金屬應變計，應變計完成黏貼之情形，如圖 3.11 所示。並於黏貼完成 之應變計，塗抹防水覆膜膠，最後再以電器膠帶纏繞保護，並要特別注意防 止應變計發生非預期之拉扯損毀。
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為降低試體於加載過程而造成對應變計之影響，每組柱試體應變計之訊 號線束，均由柱底部與基座之交界面，集中成束出線，每組應變計訊號線之
規格長度為 3 m。而在應變計收線時，應注意導線須沿著縱向鋼筋內緣或緊
靠外箍筋下緣走線，防止混凝土澆置或震動搗實之動作，致拉扯而使應變計 損毀。為避免應變計於灌漿或養護時水分進入成束訊號線之集線區，所有外 露於柱試體外部之訊號線，均利用塑膠袋包覆保護，應變計訊號線束之出線 情形，如圖 3.20。
2.2.4 試體上部柱身製作
下基座拆模後即可進行上部柱身之製作，此時需注意黏貼有應變計的箍 筋，必須放置於所規劃佈設應變計之位置，上部柱身鋼筋完成綁紮後，組立 上部柱身之模板，並於確認模板與訊號線束穩固後，澆置混凝土。試體混凝 土部分製作完成，如圖 3.21 所示。
2.2.4 試體上部柱身碳纖維包覆補強
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第 三 節 試 驗 裝 置 與 測 計 安 排
試體上方設有厚度為15 mm之鋼製頂板，頂板預留直徑為250 mm之圓孔，
以利試體由上而下灌漿之用，完成混凝土灌漿後，將鋼製頂板塞回圓孔並銲 接固定，再於混凝土澆置面與鋼頂板下緣間，以無收縮水泥填滿其空間，讓 致動器施加軸壓力時，將應力平均分佈於柱試體之頂端，避免應力集中傳遞 而造成非預期之破壞。本研究RC柱試體均採單軸應變計，用以記錄柱試體下 部塑性鉸區內部縱向鋼筋、外箍筋與CFRP表面等處之單向應變，單一柱試體 內部縱向及橫向鋼筋共設置9組應變計，包覆CFRP表面則設置10組應變計，
詳如錯誤! 找不到參照來源。所示；外掛位移計則量測試體的位移量；試驗 裝置有大型試驗構架、600 噸與200 噸油壓致動器，進行撓曲試驗，探討非 韌性配筋柱與韌性配筋柱之撓曲行為，詳如圖2.2所示。撓曲試驗中所採用的 側向位移歷時圖，如圖2.3所示。本研究之試驗流程為首先針對柱試體施加軸 力(試驗過程中軸力維持不變)，再以位移控制模式(Displacement Control Mode) 進行側向位移歷時，其中側向位移速率為1 mm/sec。
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圖 2.2 軸力構架試驗裝置示意圖
（資料來源：本研究）
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圖 2.3 試驗側向加載之位移控制歷時
（資料來源：ACI-374.1-05 規範）
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圖 3.3 底 座 鋼 筋 籠 之 組 立
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.4 上 部 柱 主 筋 之 定 位
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
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圖 3.5 底 座 預 留 PVC 管 之 擺 設 與 封 口
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
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圖 3.6 試 體 吊 耳 於 底 座 之 設 置
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.7 底 座 模 板 之 組 立
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.8 底 座 混 凝 土 澆 置
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（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.9 底 座 拆 模 後 之 情 形
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.10 柱 試 體 應 變 計 之 黏 貼
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（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.11 應 變 計 之 黏 貼 與 固 定
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.12 上 部 柱 身 鋼 筋 之 組 立
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（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.13 模 板 之 圓 形 導 角
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.14 上 部 柱 身 模 板 完 成 組 立
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
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圖 3.15 上 部 柱 混 凝 土 之 澆 置
（ 資 料來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.16 上 部 柱 混 凝 土 之 搗 實
（ 資 料來 源 ： 本 研 究 ）
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圖 3.17 混 凝 土 澆 置 坍 度 試 驗
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.18 混 凝 土 圓 柱 式 體 製 作
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
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圖 3.19 柱 頂 上 部 灌 漿 孔 圓 形 蓋 板 之 封 板
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.20 應 變 計 訊 號 線 束 之 收 線
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
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圖 3.21 上 部 混 凝 土 柱 四 周 之 導 角
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 3.22 試 體 製 作 完 成 與 養 護 情 形 現 況
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
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落 ， 自底 部 往 上 30 公 分 範圍 ， 開 裂 明 顯 擴 大 ，寬 度 約 惟 3 公 厘 ， 此 時 於 位移 比 +3%對 應 柱 試 體達 最 大 承 受 的 側 力 為+139.9 KN， 如 表 3.6 所 示。而 當 位 移 比達 3.5%時，東側 及 北 側 的 角 落，首 先 出 現 表 層 混 凝 土 剝 落的 情 形 。 接 著 位 移 比來 到 4%，除 息 西 南側 外 ， 已 有 3 側 的 角 落 出 現表 層 混 凝 土 剝 落 。 最後 ， 在 位 移 比 4.5%時 ， 自底 部 往 上 20 至 70 公 分 範 圍，柱 試 體 顯 示 嚴 重 的 剪 力 破 壞，箍 筋 90 度 彎 鉤 約 略 脫 開，
北 側 主筋 挫 屈 ， 導 致 強 度 迅速 降 低 ， 停 止 實 驗 。
試體 RND 西 與 北 側 2 側 ， 於各 位 移 比 逐 步 破 壞情 形 照 片 ， 如 所
示 圖 3.2。位於東與南側 2 側，於各位移比逐步破壞情形照片，如所
示 圖 3.2。圖 3.5 為試體 RND 於試驗結束之破壞照片。圖 3.3 與圖 3.4 顯 示 試體 RND 的遲滯迴圈（側力與位移歷時曲線）與 強度包絡線 。
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(a) θ = 0.25% (b) θ = -0.25%
(c) θ = 0.5% (d) θ = -0.5%
(e) θ = 0.75% (f) θ = -0.75%
圖 3.24 試 體 RND 西 與 北 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片
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(g) θ = 1.0% (h) θ = -1.0%
(i) θ = 1.25% (j) θ = -1.25%
(k) θ = 1.5% (l) θ = -1.5%
圖 3.25 試 體 RND 西 與 北 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片 (續 )
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(m) θ = 1.75% (n) θ = -1.75%
(o) θ = 2.0% (p) θ = -2.0%
(q) θ = 2.5% (r) θ = -2.5%
圖 3.26 試 體 RND 西 與 北 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片 (續 )
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(s) θ = 3.0% (t) θ = -3.0%
(u) θ = 3.5% (v) θ = -3.5%
(w) θ = 4.0% (x) θ = -4.0%
圖 3.27 試 體 RND 西 與 北 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片 (續 )
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(y) θ = 4.5% (z) 試 驗 結束 圖 3.28 試 體 RND 西 與 北 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片 (續 )
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(a) θ = 0.25% (b) θ = -0.25%
(c) θ = 0.5% (d) θ = -0.5%
(e) θ = 0.75% (f) θ = -0.75%
圖 3.29 試 體 RND 東 與 南 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片
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(g) θ = 1.0% (h) θ = -1.0%
(i) θ = 1.25% (j) θ = -1.25%
(k) θ = 1.5% (l) θ = -1.5%
圖 3.30 RND 試 體 東 與 南 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片 (續 )
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(m) θ = 1.75% (n) θ = -1.75%
(o) θ = 2.0% (p) θ = -2.0%
(q) θ = 2.5% (r) θ = -2.5%
圖 3.31 RND 試 體 東 與 南 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片 (續 )
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(s) θ = 3.0% (t) θ = -3.0%
(u) θ = 3.5% (v) θ = -3.5%
(w) θ = 4.0% (x) θ = -4.0%
圖 3.32 RND 試 體 東 與 南 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片 (續 )
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(y) θ = 4.5% (z) 試 驗 結束
圖 3.33 試 體 RND 東 與 南 2 側 於 各 位 移 比逐 步 破 壞 情 形 照 片 (續 )
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