第三章 試驗規劃與試驗方法
第四節 試驗方法
折減之需要，因此隨著每批試體的製作，必須製作 15 ㎝直徑、30 ㎝高
的圓柱試體，藉以評估 28 天抗壓強度是否符合要求；在試驗前進行抗 壓強度試驗以做為加載計算依據，及火害後混凝土強度評估（製作圓柱 試體時，已將熱電偶線埋置於圓柱試體中心，如圖 3.26 放入高溫電爐 加熱至所需溫度後待冷卻取出，進行抗壓強度試驗，以獲得其應力-應 變關係）。
第四節 試驗方法
本研究包含二大類試驗：（一）梁柱接頭常溫的極限承載試驗（二）
梁柱接頭受火害後的殘餘極限承載試驗，整理如表 3-4 所示。
3-4-1 試驗條件如下：
（1）火害時間： 3 小時。
（2）柱端加載：0.1× fc＇×柱斷面（b×h＝35 ㎝×35 ㎝）（約 70 噸）。
（3）梁端加載：2.5 噸。
（4）探討普通強度混凝土與自充填混凝土受高溫影響。
（5）試體的柱在上、下端均用鉸接，在高溫測試中柱、梁均施加 載重。
（6）柱四面受熱與三面受熱影響。
3-4-2 試體位移量測
本研究為量測加熱及加載時柱的兩端轉角變位、梁柱接頭轉角變 位、柱的水平位移及梁的垂直與水平變位，分別在柱上、下端板裝置各
4 個錶型測微計，藉以獲得柱頭轉角變位及軸向變位，在柱上端、接頭 區、下端裝置 4 個錶型測微計，以獲得柱的水平位移，在主梁裝置 2 個 線性差動儀（LVDT）及 1 個錶型測微計，以量取垂直變位，在主梁端水 平方向裝置 1 個線性差動儀，以量取水平變位，在兩側邊梁分別裝置 2 個錶型測微計，以觀測邊梁的轉角變化，如圖 3.27 所示。
3-4-3 試驗流程
本研究使用本所防火實驗中心 100 噸反力框架及加載設備，由於該 框架及加載設備以承受 100 噸垂直力為主，然進行梁柱接頭加載實驗 時，反力框架需同時承受平面內（in-plane）及平面外（out-plane）
水平力、垂直力，為抵抗實驗產生之平面內、平面外水平力及確保實驗 安全，於反力框架設計抗水平力機構，且為確認加載設備、位移量測裝 置及抗水平力機構是否可正常使用，高溫試驗前先進行梁柱接頭常溫極 限承載試驗。
（一）常溫試驗過程如下：
（1）將試體吊入耐火爐內如圖 3.28 所示。
（2）荷重計及位移計校正。
（3）安裝柱端鉸接連接頭及抗水平力桿。
（4）安裝梁端傳力桿、抗水平力桿及於梁端加載點ㄇ字型鋼板。
（5）試體位移量測裝置，並將位移計及應變計依編號接上資料蒐集器，
如圖 3.29 所示。
（6）加載試驗前進行圓柱試體抗壓強度試驗，取其平均值作為計算柱 加載之依據。
（7）加載試驗先由柱加載開始，分成 10 噸、25 噸、40 噸、55 噸、70 噸等階段，每個階段記錄載重及各位移計之讀數，柱持壓 70 噸穩
第三章 試驗規劃與試驗方法
定後，再進行梁加載，加載每 1.5 噸記錄載重及各位移計之讀數，
並觀察試體表面裂縫，以奇異筆描繪其上，同時加註載重大小，
藉以瞭解裂縫之發展情形。
（8）由電腦螢幕上的載重－位移圖發現其曲線斜率逐漸減少，即表示 試體將發生破壞，此時記錄間隔縮小，以便記錄載重最大點，當 載重－位移曲線迅速下降時，則認定試體已達破壞，停止試驗。
（二）高溫測試前的準備工作及試驗過程如下：
（1）試驗前之準備工作除與常溫試驗部份相同外，進行試驗前，在試 體梁端鑽洞，利用儀器深入試體內量取相對濕度以估計試體含水 量，做為判斷試體在高溫下爆裂可能性依據，並進行圓柱試體抗 壓強度試驗，作為計算柱加載之依據，如圖 3.30 及圖 3.31 所示。
（2）安裝高溫爐之爐頂蓋板，以耐火陶 瓷 纖 維 保 溫 材 填補試體與高溫 爐體間縫隙，避免高溫實驗時，熱氣洩漏造成人員受傷及量測儀 器損壞。
（3）高溫試驗前先將柱的軸力由 10 噸、25 噸、40 噸、55 噸、70 噸等 階段依序增加，每個階段記錄梁柱的載重及各位移計之讀數，柱 軸力加到 70 噸後持壓穩定，然後進行梁加載至 2.5 噸保持一定不 變，所有變形達於穩定，開始點火加熱。
（4）以 CNS 12514 規定之升溫曲線加熱，每隔一分鐘記錄一次所有熱 電耦線傳送來的溫度資料及位移計傳送來的變形資料。
（5）直到 3 小時的預定加熱時間到達後，停止加熱及利用爐內進行自 然冷卻，此時柱及梁端仍維持原加載力量，並持續記錄試體溫度 與變形資料。
（三）高溫測試後的準備工作及試驗過程如下：
（1）試體經冷卻 24 小時後，解除柱及梁端加載。
（2）將高溫爐蓋移離及重新安裝位移量測裝置，並將位移計依編號接 上資料蒐集器。
（3）加載時，依前述方法，將柱軸力加到 70 噸後持壓穩定，然後進行 梁加載，約每 1.5 噸記錄載重及各位移計之讀數，並觀察試體表 面裂縫，以奇異筆標示其走向，同時加註載重大小，藉以瞭解裂 縫之發展過程。
（4）由電腦銀幕上的載重－位移圖發現其曲線斜率逐漸減少時，即表 示試體將發生破壞，此時記錄間隔縮小，以便記錄載重最大點，
當載重－位移曲線迅速下降時，表示試體已達破壞，為安全起見，
即停止試驗。
第三章 試驗規劃與試驗方法
表 3-1 鋼筋的降伏強度及極限強度
鋼筋 號數
降伏荷重
（kgf）
極限荷重
（kgf）
降伏應力
（kgf/cm2）
極限應力
（kgf/cm2）
＃3 3266 4026 4579 5644
＃4 5446 6652 4298 5250
＃5 9863 13803 4966 6950
＃6 15624 21664 5453 7652 表 3-2 普通混凝土配比（fc＇=280kgf/cm2） 粒料標稱最大粒徑
(mm) 13 (水+膠結料+空氣含量)所佔體
積 (m3 ) 0.334 細粒料細度模數
F.M 2.7 膠結料用量 (kg) 380 細粒料面乾內飽和
比重 2.62 粒料所佔體積 (m3 ) 0.666 粗粒料面乾內飽和
比重 2.65 化學添加物 (kg) 3.80 水泥比重 3.15 細粒料所佔體積 (m3 ) 0.326 水泥廠牌 台灣水泥 細粒料用量 (kg) 855 空氣含量 1.0％ 粗粒料所佔體積 (m3 ) 0.340 水膠比 0.49 粗粒料用量 (kg) 900 坍度 (cm) 18 單位重量 (kg) 2320 用水量 (kg) 185
表 3-3 自充填混凝土配比表
各成分的量（kg/m3） 水膠比
W/（C+P） SP 水 水泥 爐石 飛灰 細骨材 粗骨材 0.34 5.04 167 253 91 162 798 822
1. Vg = 0.31，Vs/Vm = 0.46。
坍度：25.5cm，坍流度：60cm×55.5cm。
第三章 試驗規劃與試驗方法
450X450X25mm steel plate
450X450X25mm steel plate