第四章 結論與建議
第一節 結論
本 研 究 總 計 完 成 6 支填充混凝土箱型鋼柱試體之撓曲載重試驗，試體 斷 面 尺 寸 計 有 31×31 cm 與、41×41 cm 等兩種，依據實驗結果顯示相關結 論 如 下 。
一、在 柱 斷 面 鋼 骨 肢 材 寬 厚 比(b/t)為 32 時，當試體軸壓載重比(P/Pno) 為 20 至 45%之間，試體Mexp/M之比值，約隨著試體軸壓載重之增加而減 小 ， 但 是 差 異 不 大 ； 試 驗 結 果 顯 示 試 體 斷 面 彎 矩 強 度 之 理 論 值 ， 會 偏 向 保 守 。
二 、 試 驗 結 果 顯 示 柱 斷 面 鋼 骨 肢 材 寬 厚 比 為 32 時，試體軸壓載重愈 大 者，所 對 應 之 塑 性 轉 角 容 量p愈 小，具 有 的 變 形 能 力 愈 差；當 試 體 軸 壓 載 重 比(P/Pno)大於 35%時，其塑性轉角容量p甚 至 可 能 低 於 3% rad，須特 別 留 意 。
三、 試 體 軸 壓 載 重 愈 大 ，所 對 應 之 撓 曲 韌 性 比 μ 愈小，顯示試體軸壓 載 重 對 塑 性 變 形 能 力 的 影 響 ， 是 非 常 明 顯 的 。
四、在 研 究 範 圍，試 體 軸 壓 載 重 比 為 20%之狀況下，當試體斷面對非 主 軸(由 強 軸 轉 45 度角)彎 曲 時 ， 試 體 斷 面 之 Mexp/M值較對主軸彎曲時為 小 ； 所 對 應 塑 性 轉 角 容 量p愈 小 ， 試 體 的 變 形 能 力 愈 差 。
五、在 柱 斷 面 鋼 骨 肢 材 之 寬 厚 比 為 32，試 體 軸 壓 載 重 比 為 20%之 時 ， 當 斷 面 寬 度 由 31cm增大至 41cm時，試體尺寸效應對斷面Mexp/M之值，並 沒 有 明 顯 的 影 響 。 在 研 究 範 圍 內 ， 試 體 斷 面 寬 度 愈 大 者 ，所 對 應 之 撓 曲 韌 性 比μ愈 小，亦即試體斷 面 之 尺寸 效 應，將 可 能 影 響 試 體 塑 性 變 形 之 能 力 。
建 議 一
辦 理 高 軸 力 填 充 混 凝 土 箱 型 鋼 柱 耐 震 行 為 研 究 ： 立 即 可 行 建 議 主 辦 機 關 ： 內 政 部 建 築 研 究 所
協 辦 機 關 ： 各 大 學 土 木 與 營 建 工 程 系 、 各 大 型 力 學 試 驗 室
本 研 究 實 驗 之 初 步 結 果 顯 示，當 柱 斷 面 鋼 骨 肢 材 寬 厚 比 為 32，試體軸 壓 載 重 比 大 於 35%時，對應於試體之塑性轉角容量p，已 無 法 滿 足 3% rad 之 需 求，試 體 軸 壓 載 重 愈 大 對 應 之 撓 曲 韌 性 比 μ 愈小，顯見試體軸壓載重 對 塑 性 變 形 能 力 的 敏 感 性 ，值 得 進 行 更 詳 盡 之 驗 證 與 探 討，故 建 議 能 再 考 量 於 柱 斷 面 寬 度(取 b/t 值 更 接 近 設 計 規 定 之 上 限)與 材 料 強 度 改 變 之 條 件 下，賡 續 辦 理 高 軸 力 填 充 混 凝 土 箱 型 鋼 柱 耐 震 行 為 研 究 ，並 配 合 檢 討 現 行 規 範 條 文 中 ， 有 關 填 充 混 凝 土 箱 型 鋼 柱 斷 面 相 關 設 計 規 定 之 合 理 性 。
建 議 二
辦 理 較 大 尺 寸 填 充 混 凝 土 箱 型 鋼 柱 耐 震 行 為 研 究 ： 立 即 可 行 建 議 主 辦 機 關 ： 內 政 部 建 築 研 究 所
協 辦 機 關 ： 各 大 學 土 木 與 營 建 工 程 系 、 各 大 型 力 學 試 驗
本 研 究 實 驗 之 初 步 結 果 顯 示，在 研 究 範 圍 內 當 柱 試 體 斷 面 由 31cm增至 41cm時，雖然試體尺寸效應對Mexp/M值並沒有明顯的差異，但是試驗結果 顯 示 當 試 體 斷 面 之 尺 寸 改 變 後，將 會 影 響 柱 試 體 塑 性 變 形 能 力 與 遲 滯 能 量 消 散 行 為 之 差 異，故 建 議 於 後 續 辦 理 填 充 混 凝 土 箱 型 鋼 柱 試 體 之 實 驗 研 究 時 ， 應 儘 可 能 規 劃 較 大 尺 寸 之 柱 斷 面 ， 以 期 所 探 討 結 構 構 件 之 受 力 行 為 ， 更 能 符 合 工 程 實 際 之 狀 態 。
附錄A 期初審查之會議記錄
1. 本 研 究 可 釐 清 工 程 界 的 疑 問，具 工 程 實 務 價 值，相 關 實
附錄A 期初審查之會議記錄
確 立 研 究 之 目 標 與 成 果 。
2. 本 案 之 題 目 建 議 修 正 為 「 以 風 洞 試 驗 建 立 行 人 風 場 環 境 影 響 評 估 準 則 之 研 究（ 2/2）」，以 示 為 兩 年 期 之 延 續 性 研 究 。
3. 此 案 所 須 之 氣 象 資 料 採 購 昂 貴 ， 而 本 所 環 控 組 過 去 數 年 之 研 究 案 已 有 採 購 ， 可 洽 該 組 取 得 相 關 資 料 。
（ 八 ）「不同高度開口位置對高層建築模型橫向風力及表面風壓之影響」
案：
1. 本 案 應 以 實 驗 為 主 ， 以 求 增 加 實 驗 室 的 能 量 。 待 實 驗 資 料 夠 多 後 ， 再 行 CFD 之 研 究 。
2. 題 目 請 再 斟 酌 修 改 ， 俾 能 明 確 表 達 出 研 究 的 目 的 。 3. 研 究 題 目 修 正 為 「 建 築 造 型 開 口 高 度 對 矩 型 建 築 流 場
影 響 之 研 究 」。
八 、 會 議 結 論 ：
（ 一 ） 各 案 請 依 會 議 建 議 ， 修 正 提 案 表 後 另 案 簽 報 ， 經 核 准 後 納 入 本 所 自 行 研 究 計 畫 期 程 辦 理 。
（二） 工 程 技 術 組 其 餘 各 案 之 審 查 於 明 天 繼 續 進 行，上述(一)與(五)案亦請修正後併 同 提 出 。
九 、 散 會 ： 下 午 4 時 40 分
附錄B 期中審查之會議記錄
附錄B
內 政 部 建 築 研 究 所
99 年 度 自 行 研 究 「 在 不 同 軸 力 下 填 充 混 凝 土 箱 型 鋼 柱 撓 曲 行 為 之 先 期 研 究 」、「 耐 震 鋼 梁 新 型 防 挫 屈 裝 置 之 實 驗 研 究 」 、 「 大 尺 寸 鋼 筋 混 凝 土 圓 柱 軸 壓 行 為 之 分 析 研
究 」 等 3 案 期 中 審 查 會 議 紀 錄
一 、 時 間 ：99 年 8 月 26 日（星期四）下午 2 時 30 分 二 、 地 點 ： 本 所 簡 報 室
三 、 主 持 人 ： 林 組 長 建 宏(鄒本駒研究員代理) 記錄：蔡煒銘、陳柏端、李台光 四 、 出 席 人 員 ： 如 簽 到 單
五 、 主 席 致 詞 ： （ 略 ） 六 、 執 行 單 位 簡 報 ： （ 略 ）
七 、 綜 合 討 論 意 見 ： （ 依 發 言 順 序 排 序 ）
（ 一 ） 「 在 不 同 軸 力 下 填 充 混 凝 土 箱 型 鋼 柱 撓 曲 行 為 之 先 期 研 究 」 案 ： 高 健 章 教 授 ：
1. 本 案 試 體 製 作 與 實 際 建 物 之 柱 體 有 所 不 同 。 一 般 建 築 施 工 是 鋼 構 興 建 到 相 當 高 度 後 方 進 行 柱 內 灌 漿 ， 此 時 鋼 柱 已 受 力 變 形 ， 而 本 案 試 體 製 作 是 鋼 柱 尚 無 受 力 變 形 下 灌 注 混 凝 土。因 此 二 者 有 所 不 同，且 本 案 試 驗 為 較 不 保 守 ， 須 注 意 。
2. 柱內灌漿用混凝土之自體乾縮量為何？
詹 添 全 教 授 ：
1. 文獻中之軸力-彎矩曲線與本研究之成果應予並列呈現。
2. 以理論值為標準，文獻與本研究之結果應提供給實務界之應用。
3. 應將試體規劃之 b 值與最大軸力，陳列於報告上。
梁 若 暉 教 授 ：
附錄B 期中審查之會議記錄
2. 於試 體 規 劃時，建議可 加 入 不同 的 量 測元 件，多蒐 集 擷 取 不 同 的 資 料 數 據 ， 以 達 善 用 試 體 的 目 標 。
研 究 單 位 回 應 ：
1. 本 研 究 將 以 柱 試 體 中 央 試 驗 段 軸 力 及 軸 向 變 位 關 係 圖 ， 做 為 評 估 柱 箍 筋 (圓 箍 或 螺 箍)及繫筋配置方式優劣的依據。
2. 本 研 究 製 作 試 體 時 ， 並 未 裝 置 熱 電 偶 追 蹤 試 體 的 溫 度 分 布 與 變 化 ， 未 來 研 究 可 考 量 納 入 此 建 議 ； 另 於 現 行 規 範 中 ， 要 求 之 柱 構 材 最 小 保 護 層 厚 為 4 公 分 ， 本 案 試 體 設 計 採 用 5 公分，符合規範之要求；而本案主筋採用#8 鋼 筋 ， 縱 向 鋼 筋 比 約 為 0.02，小於實務上使用的鋼筋比(約為 0.04)。
3. 未來將整理本研究之研究成果撰寫論文，於國內或國外適當之期刊發表。
4. 依本研究發現，採用 48db 螺箍筋之圍束效果較差，惟其施工性較佳，需進 一 步 研 究 ， 並 檢 討 現 行 規 範 規 定 的 妥 適 性 。
八 、 會 議 結 論 ：
(一) 本 次 自 行 研 究 計 畫 期 中 審 查 原 則 通 過 ， 與 會 專 家 學 者 之 建 議 事 項 ， 請 研究 單 位 納 入 後 續 研 究 參 考 ， 並 於 期 末 報 告 中 列 表 妥 予 回 應 。
(二) 期末成果報告格式請承辦同仁確實依照相關規定辦理以符規定。
(三) 請將研究進度納入報告書中，並將已完成事項及待完成事項等條列說明。
九 、 散 會 ： 下 午 4 時 50 分。
附錄C 期末審查之會議記錄
附錄C
內 政 部 建 築 研 究 所 99 年 度 自 行 研 究
「 在 不 同 軸 力 下 填 充 混 凝 土 箱 型 鋼 柱 之 撓 曲 行 為 研 究 (1/2)」 、 「 耐 震 鋼 梁 新 型 防 挫 屈 裝 置 之 實 驗 研 究 」 、 「 大 尺 寸 鋼 筋 混 凝 土 圓 柱 軸 壓 行 為 之 分 析 研 究 」 等 3 案 期 末
審 查 會 議 紀 錄
一、時 間：99 年 11 月 30 日（星期二）下午 2 時 30 分 二、地 點：本所簡報室
三、主持人：林組長建宏 記錄：陳柏端、李台光、陶其駿
四、出席人員：如簽到單 五、主席致詞：（略）
六、執行單位簡報：（略）
七、綜合討論意見：（依發言順序排序）
（一）「在不同軸力下填充混凝土箱型鋼柱之撓曲行為研究(1/2)」案：
陳教授正誠：
1. 本 研 究 案 執 行 情 況 佳 ， 研 究 成 果 亦 具 學 術 與 工 程 之 參 考 價 值。
2. 高軸力作用下，CFBC 的韌性大幅下降，規範規定明顯不夠 嚴謹，恐不足以確保建築物的耐震安全，應儘快進一步探討 之，並將研究成果推廣至工程界，以確保建築結構之安全。
3. 試驗結果顯示，較大尺寸 CFBC 之斷面，其撓曲韌性有下降
附錄C 期末審查之會議記錄 4. 柱斷面對主軸彎曲時彎矩強度與撓曲變形能力之發揮，應較
雙向彎曲時為佳。
5. 本研究案規劃斷面寬度為 41cm 之柱試體，主要目的僅為評
估當斷面寬度若由 31cm 增加至 41cm 時，CFBC 試體因尺寸
變化而對彎矩強度與撓曲變形能力之可能影響。但由於試體 所需費用昂貴，試體數量而被限制，因此未採用參數漸變的 方式來規劃試體。
（二）「耐震鋼梁新型防挫屈裝置之實驗研究」案：
陳教授正誠：
1. 本計畫相當具有開創性，研究成果也具有工程應用價值。
2. 有限元素分析結果尚未與試驗結果相互印證，分析結果在試 驗完成後需要檢討其可靠性。
3. 本計畫之結構試驗相當不容易，其結果除了可供工程界參考 外，亦具學術價值。
4. 實驗進度落後，宜加緊腳步進行之。
陳技師正平：
1. 實務上為 Deck 板，故研究結果對將來之應用恐受限制。
2. 斜撐之 working point 建議定在腹板與翼板之交點。
高教授健章：
1. 有限元素分析部分已按預定進度獲得成果。
2. 試驗尚待努力完成。
研究單位回應：
1. 本計畫之實驗刻正進行中，在試驗完成後將與有限元素分析 結果相互印證，檢討有限元素方法之可靠性。
2. 有 關 斜 撐 之 作 用 與 施 力 行 為 將 再 行 檢 驗 ， 於 試 體 架 設 時 修 正。
（三）「大尺寸鋼筋混凝土圓柱軸壓行為之分析研究」案：
陳教授正誠：
1. 本 研 究 成 果 除 了 可 供 建 築 結 構 設 計 施 工 參 考 外 ， 亦 可 供 橋 樑結構參考。
2. 研 究 成 果 相 當 具 工 程 參 考 價 值 ， 亦 具 學 術 價 值 ， 宜 將 研 究 成果推廣之，以嘉惠工程界。
3. 各 種 橫 向 鋼 筋 之 型 式 ， 其 施 工 困 難 度 皆 有 所 不 同 ， 在 下 結 論時，宜一併檢討施工性。
4. 軸向延展性的數據整理，宜再檢討，建議以 0.8P0為基準
5. 宜進一步另案檢討撓曲行為。
陳技師正平：
1. 本 研 究 試 體 由 於 有 錯 開 接 頭 位 置 ， 致 無 法 顯 現 接 頭 之 效 果 是否可達降伏應力。
2. 本研究對大、小柱之尺寸影響，為未來研究方向。
3. 彎鉤鉤主筋延伸 6 倍與 12 倍直徑，與不鉤主筋延伸 6 倍直 徑，此兩種型式為工程界之爭議，建議為未來研究方向。
4. 建 議 以 單 根 圓 箍 筋 試 體 之 試 驗 結 果 進 行 比 對 ， 對 規 範 之 修
4. 建 議 以 單 根 圓 箍 筋 試 體 之 試 驗 結 果 進 行 比 對 ， 對 規 範 之 修