儀器區
第四節 試驗結果 3-4-1 火害實驗觀察
本次火害實驗於106 年 5 月 4 日進行，實驗當日為晴天，風向南風，氣溫 34℃，
相對溼度58 %，木條含水率約為 11.19%，火害現場觀測紀錄，如表 3.3 所示，實驗過 程中的照片如圖3.27~圖 3.31。
表 3.3 火害實驗觀察紀錄表
時 間( 分 ： 秒 ) 現 象 描 述 00:00 開始點火
01:56 室內產生煙霧飄向戶外 03:54 產生大量白色煙霧 04:51 室內火焰碰觸鋼承板 09:03 閃燃
13:38 全面燃燒（旺盛期）
21:48 持續旺盛燃燒 23:25 火勢減小
27:37 室內開口高度以上無火焰 32:00 零星火苗
圖 3.27 火害實驗前照片(本研究整理)
圖 3.28 火害實驗照片(1) (本研究整理)
圖 3.29 火害實驗照片(2) (本研究整理)
圖 3.30 火害實驗照片(3) (本研究整理)
圖 3.31 火害實驗照片(4) (本研究整理)
圖3.32 及圖 3.33 為火害實驗後照片，可發現混凝土鋼承板與小梁表面漆剝落與燻 黑，且有明顯挫屈與接縫處分離之情況，小梁於靠近內牆處產生明顯之側向扭轉挫屈。
混凝土鋼承板接縫分離過大導致混凝土直接曝火。
圖 3.32 火害實驗後照片(1) (本研究整理)
圖 3.33 火害實驗後照片(2) (本研究整理)
圖3.34 及圖 3.35 為混凝土表面裂縫照片，裂縫大多分佈於大梁往樓版中心內縮，
尤其小梁與大梁接合處特別嚴重。而混凝土裂縫表示受拉力造成，由於小梁高溫軟化
產生大變形，樓版須提供較大強度以束制小梁向下變形，因此小梁端負彎矩區上方之 混凝土表面受到拉力，產生混凝土開裂現象。
圖 3.34 火害實驗後混凝土表面裂縫(1) (本研究整理)
圖 3.35 火害實驗後混凝土表面裂縫(2) (本研究整理)
3-4-2 火害實驗空間溫度各熱電偶樹平均溫度，如圖3.36 所示，圖 3.37 為室內總平均溫度，可發現約前 120 秒為引燃期，120 秒後室內溫度明顯快速上升，500 秒時平均溫度達 500℃，此時發生 閃燃，後持續上升至約850 秒時，室內溫度達到第一個尖峰之後，室內溫度略為降低，
約於 1300 秒達第二個尖峰，其後溫度開始下降進入衰退期，最高溫度發生於內牆面 (TT-BW2)在 1441 秒時為 1183℃，室內溫度總平均最高為 920℃。
圖 3.36 火害實驗空間各熱電偶樹平均溫度時間曲線圖(本研究整理)
圖 3.37 火害實驗空間平均溫度時間曲線圖(本研究整理)
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200 Time (sec)
0
Temperature (
o C)
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200 Time (sec)
0
Temperature (
o C)
Total Avg
3-4-2 混凝土鋼承板溫度分佈 一、單純樓版
為方便數據之分析使用，針對溫度測點進行編號，如圖3.38 所示。由於本實 驗蒐集的數據相當多本研究僅擇部分分析討論其餘資料將納入技術報告中，今分 別對混凝土、鋼筋、鋼承板進行討論。
（1）混凝土
由圖3.39~圖 3.41 發現混凝土溫度升高與其位置及斷面內部水份的多少有關，
當試體內部溫度到達100℃左右時，試體內部孔隙水吸熱之相變化會造成升 溫遲滯之現象，試體內的最高溫度不是發生在加熱結束時，而是在冷卻過程 中出現，主要因混凝土為熱惰性材料，在火災結束時試體表面溫度開始下降，
但仍高於非曝火面處之溫度，部份熱量仍會往內部傳送及剪力釘之餘熱影響，
致使試體內部溫度繼續上升。混凝土溫度最高發生在B33-b3 處約為 166℃，
依Eurocode 2 [10] 之建議，混凝土之抗壓強度將衰減至常溫抗壓強度的 97%。
（2）鋼筋
圖3.39~圖 3.41 顯示拉力鋼筋溫度最高發生在 B33-b2 處為 500.6℃，其餘拉 力鋼筋溫度在268.4 ~416.6℃ ℃，依Eurocode 2 [10] 之建議，400℃時，鋼筋 降伏強度開始出現明顯降低的現象，溫度在500℃時，降伏強度約為常溫之 80 %。溫度鋼筋之溫度最高發生在 B33-t2 處為 224.5℃。
（3）鋼承板
由圖3.39~圖 3.41 發現鋼承板溫度離室內開口處最近之溫度較低，以 1400 秒時之溫度比較，距離室內開口1 公尺(B31)最高溫度可達 600 ℃，距開口 3 公尺(B33) 最高溫度達 700 ℃，距開口 5 公尺(B35)處溫度則超過 800℃。另 鋼承板波谷(b1)溫度高於波峰(t1) ，可能離火源較近。
圖 3.38 樓版熱電偶編號示意圖
圖 3.39 單純樓版 B31 溫度時間曲線圖(本研究整理)
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200 Time (sec)
0 200 400 600 800 1000 1200
Temperature (
o C)
Room Temp B31-b1 B31-b2 B31-b3 B31-b4 B31-t1 B31-t2 B31-t3 B31-t4
圖 3.40 單純樓版 B33 溫度時間曲線圖(本研究整理)
圖 3.41 單純樓版 B35 溫度時間曲線圖(本研究整理)
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200 Time (sec)
0
Temperature (
o C)
Room Temp B33-b1
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200
Time (sec)
0
Temperature (
o C)
Room Temp B35-b1
二、小梁上方樓版 401.5℃~545.3℃。
圖 3.42 小梁上方樓版 B24 溫度時間曲線圖(本研究整理)
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200
Time (sec) 0
Temperature (
o C)
Room Temp B24-b1
圖 3.43 小梁上方樓版 B42 溫度時間曲線圖(本研究整理)
三、大梁上方樓版圖3.44 至圖 3.45 為大梁上方樓版溫度變化，由於大梁有噴塗防火被覆之故，
可發現在大梁上方樓版溫度皆不超過150 ℃，最高溫度出現在緊貼大梁上翼版之 位置(g1)，其次則為剪力釘之溫度，越接近混凝土表面則溫度越低。另外樓版試 體內的最高溫度不是發生在火災結束時，而是在冷卻過程中出現，原因同前不再 贅述。
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200 Time (sec)
0 200 400 600 800 1000 1200
Temperature (
o C)
Room Temp B42-b1 B42-b2 B42-b3 B42-b4 B42-t1 B42-t2 B42-t3 B42-t4
圖 3.44 大梁上方樓版 B26 溫度時間曲線圖(本研究整理)
圖 3.45 大梁上方樓版 B46 溫度時間曲線圖(本研究整理)
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200Time (sec) 0
Temperature ( oC)
Room Temp B26-g1
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200
Time (sec)
0
Temperature (
o C)
Room Temp B46-g1
四、大梁連接板上方樓版 0 1200 2400 3600 4800 6000 7200
Time (sec) 0
Temperature (
o C)
Room Temp B10-p1 B10-p2 B10-p3
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200
Time (sec)
0
Temperature (
o C)
Room Temp B16-p1 B56-p1
五、柱子旁樓版
圖3.48 至圖 3.50 為柱子旁樓版溫度變化，發現於開口處測點(B00、B60)之溫 度略低於內牆旁測點(B06)，可能是火災時，內牆區域的熱空氣散失較慢所造成。
圖 3.48 柱子旁樓版 B00 溫度時間曲線圖(本研究整理)
圖 3.49 柱子旁樓版 B60 溫度時間曲線圖(本研究整理)
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200Time (sec) 0
Temperature (
o C)
Room Temp B00-b1 B00-t1
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200 Time (sec)
0
Temperature (
o C)
Room Temp B60-b1 B60-t1
圖 3.50 柱子旁樓版 B06 溫度時間曲線圖(本研究整理)
3-4-3 混凝土鋼承板垂直變形
圖3.51 為混凝土鋼承板之垂直變形，發現小梁因高溫導致鋼材強度降低，
混凝土鋼承板垂直變形隨溫度增加而逐漸變大。樓版中央(D2)變形量最大，靠近 室內開口處(D1)變形略大於內牆處(D3)，並顯示變形趨勢大致相同，在 250 秒後 開始有明顯向下增加，約500 秒至 600 秒間產生向上回彈現象，之後又繼續向下 變形，在1500 秒後變形再度回彈，於 1800 秒後又開始向下變形，至約 2125 秒 時樓版中央(D2)產生最大變形約 64 mm，D1 處超過 45 mm，D3 處超過 43 mm。
達到最大變位後不久樓版變形開始向上回升，冷卻階段樓版持續向上回升，於 7200 秒時，樓版中央(D2)約向上回升至 30.7 mm，靠近室內開口處(D1) 約向上 回升至13.9 mm，內牆處(D3) 約向上回升至 18.2 mm。
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200 Time (sec)
0 200 400 600 800 1000 1200
Temperature (
o C)
Room Temp B06-b1 B06-t1
圖 3.51 樓版垂直變形時間圖(本研究整理)
0 1200 2400 3600 4800 6000 7200
Time(s)
80 60 40 20 0
Vertical Deflection (mm)
D1 D2 D3