試驗佈設

本 研 究團 隊 採 用 的 梁 柱 接 頭組 件 試 驗 佈 設 如圖 3-7 所示，由 抗 彎 矩 構 架取 接 頭 上 下 各 半 層 柱 高、左 右 各 半 跨 梁 長之 十 字 形 接 頭 組 件執 行 試 驗， 梁 柱 端 部 鉸 接 模 擬反 曲 點 ， 試 驗 時 對 梁柱 施 加 反 方 向 力 矩，

十 字 形接 頭 自 由 體 如 圖 3-8 所示，柱受軸力 P 及側向力 Q (柱剪力)，

實 驗 時 梁 柱 中 心 線 相 對 旋 轉 角(Angular rotation between beam and

驗 採 用之 柱 軸 力 0.10𝐴_𝑔𝑓_𝑐^′。實 驗 室 經 驗 顯示 ， 在 規 範許 可 範 圍 內 提 高 柱 軸 力有 助 於 接 頭 抗 剪 強 度，實 際 地 震 時 因 為 還有 垂 直 加 速 度，難以 準 確 評估 柱 之 變 動 軸 力，故 內 柱 在實 驗 室 軸 力 比一 般 取 0.10-0.20𝐴_𝑔𝑓_𝑐^′ 作 測 試，偏 向 保 守 作 實 驗。未 來 建 議 可 以 針 對 高軸 力 情 況 再 增 補 實驗 驗 證 偏心 接 頭 之 抗 剪 強 度 。

整 個 試 驗 由 銜 接 於 梁 端 之 兩 支 垂 直 致 動 器 採 位 移 控 制 施 加 大 小 相 等 、方 向 相 反 之 三 角 形 位移 波 ， 如圖 3-10 及 表 3-8、 表 3-9 所 示 ， 振 幅 反覆 逐 漸 增 加，由 電 腦程 式 自 動 控 制 致 動 器依 預 定 之 位 移 歷 時作 動。所有 預 定 施 加 之 位 移 均由 層 間 位 移 角 為 基 準，並 乘 以 梁 端 施 力中 心 至 柱心 的 距 離 而 得。依程 序 施 加 層 間 變 位角 0.25%、0.375%、0.5%、

0.75%、 1%、 1.5%、 2%、 3%、 4%、 6%、 8% (觀 察 破 壞 行 為 ) 每 個 層 間 變 位重 複 三 迴 圈 ， 總 計 各試 體 最 多 執 行 33 迴 圈 後 停 止 測 試 。 本次 試 驗 參考 ACI 374.1-05[20]建 議 之抗 彎 構 架 試 驗方 法 ： (1)試 體 施 加 反 復 載 重之 方 式 須 以 位 移 控 制；(2)每 一 個 層 間 變 位至 少 重 複 三 迴 圈；(3) 第 一 個迴 圈 必 須 在 彈 性 範 圍內，後 續 的 層 間 變 位不 少 於 前 一 個 層 間變 位 的 1.25 倍，亦不 得 超過 1.5 倍；(4)試 驗 之 層 間變 位 角 須 至 少 增 加 至 3.5%以 上 ， (5)側 力 位 移 反 應 須 以 柱 剪 力 對 層 間 變 位 角 形 紀 錄 之 。

量 測 記錄 包 括 四 具 制 動 器 之位 移 計、荷 重 計；量 測柱 軸 力 P 之 荷 重 計 ；量 測 梁 柱 交 會 區 變 形 之 NDI 光 學 量 測 系統 及 標 記 點 (Marker)；

量 測 梁柱 整 體 變 形 之 角 度 計、位 移 計。試 體 內 部鋼 筋 關 鍵 位 置 埋 設之 應 變 計。

外 部 變 形 除 了 關 鍵 位 置 架 設 位 移 計 及 角 度 計 外 ， 另 以 NDI 公 司 生 產 之 光 學 量 測 系 統 監 測 梁 柱 塑 鉸 區 及 接 頭 區 標 記 點 (Marker)之 空 間 座 標 ，試 驗 佈 設 和 設 備 照 片如 圖 3-11 和 3-12 所 示 。

表 3-1 測 試 系 列 I 之 試 體 參數 表

表 3-2 測 試 系 列 II 之 試 體 參 數 表

表 3-3 測 試 系 列 I 之 接 頭 有效 寬 度 和 接 頭 應 力 比

表 3-4 測 試 系 列 II 之 接 頭 有 效 寬 度 和 接 頭 應 力比

表 3-5 梁 柱 接 頭 試 體 用 鋼 筋機 械 性 質

表 3-7 圓 柱 試 體 抗 壓 強 度 (第 二 批 次 )

表 3-9 位 移 歷 時 表

圖 3-2 測 試 系 列 I 之 梁 柱 構材 斷 面 圖

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

單位：mm

柱 500 x 1000 mm 主筋16-D25 (1.62%) 圍束D13@100 梁 500 x 600 mm 主筋 6-D25 (1.14%) 圍束D13@150

1

矩陣I ^{系列 I} 2

圖 3-3 測 試 系 列 I 梁 主 筋 貫穿 或 錨 定 於 接 頭 之 平面 示 意 圖

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

圖 3-4 測 試 系 列 II 梁 主 筋 貫 穿 或 錨 定 於 接 頭 之平 面 示 意 圖

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

鋼 筋 應變 計 黏 貼

鋼 筋 籠綁 紮

鋼 版 焊 接

鋼 筋 籠入 模 混 凝 土澆 置

圖 3-5 試 體 製 造 過 程 部 分 照片

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

圖 3-6 混 凝 土 抗 壓 強 度 試 驗用 圓 柱 試 體 和 鋼 筋 拉伸 試 樣

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

圖 3-7 梁 柱 接 頭 組 件 之 典 型試 驗 佈 設

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

Axial Load

6 m

+

─ +

─

3.2 m

圖 3-8 梁 柱 接 頭 試 體 受 力 自由 體 圖

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

圖 3-9 本 研 究 之 試 驗 佈 設 立面 圖

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

h

Q P

V

V

0.5(L

-h

)

Assumed inflection points

0.5(L

-h

) d

d

Assumed inflection points Column lateral load, Q

Column axial load, P

U ni t c ol um n l engt h or st or y he ight , L

Interstory drift ratio

q = ( d

+ d

)/L

= /L

圖 3-10 反 復 加 載 位 移 波 示 意圖

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

圖 3-11 試 驗 1A 之 佈 設 照 片

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

D ri ft ra ti o [% ]

柱 底 位移 計 架 設(南面) 柱 底 位移 計 架 設(北面)

梁 端 頂部 角 度 計 架 設 儀 器 資料 接 收 器

NDI-Marker 佈設 NDI 架設

NDI 訊號線接收盒 應 變 計接 線 盤

圖 3-12 試 驗 儀 器 架 設

（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）