試體製造

ESW 元件試體之製作由春源鋼鐵工業股份有限公司負責，於桃園龍潭鋼構廠進行 試體製造，俟試體製造完成後運送至國家地震工程研究中心大型力學實驗室進行試 驗。試體實際製造組裝步驟與施工情形如下所述：

箱型柱之製造與檢測

箱型柱內橫隔板四面皆採用電熔渣銲與柱板相接，當四面柱板與八片橫隔板組立 完成後，開始進行電熔渣銲之工作，其柱板與橫隔板接合細節與方向如圖 4-2 所示，

其中 R 與 L 側為同時施作電熔渣銲銲道，待其電熔渣銲工作完成後，針對 R、L 側進 行超音波垂直探測，將檢測電熔渣銲是否有瑕疵並量測其熔透範圍，其採用之探頭大 小分為 10mm 與 20mm 兩種，以增加超音波檢測之準確性，該熔透範圍如圖 4-3 所示，

其中第一片與第八片橫隔板超音波檢測之結果為沿著柱深方向之電熔渣銲皆不合格，

故於圖 4-3 中沒有顯示第一片與第八片之超音波檢測結果。完成上述第一階段之電熔 渣銲銲接後，於 F 側與 N 側進行潛弧銲銲接工作，並針對該潛弧銲銲道進行超音波檢 測，以確認其銲道品質。接著則將箱型柱延柱高度方向之軸心旋轉 90°，繼續對 N 與 F 側進行電熔渣銲之銲接工作，同樣必須針對電熔渣銲銲道進行超音波檢測工作，此 時檢測只採用 10mm 探頭記錄其熔透範圍，該熔透範圍如圖 4-4 所示。其中 R 與 L 側 於進行電熔渣銲銲接時，均將電熔渣銲之導管偏心 3.5mm，而 N 與 F 側則是將導管置 於由橫隔板、柱板與兩片背襯板所包圍空間之正中央進行電熔渣銲銲接。

梁翼板與箱型柱之全滲透銲接

當箱型柱完成之後，將其切割成八片高度為 300mm 之箱型柱試體，並依據前述 超音波檢測結果於正確柱板位置將梁翼板採全滲透銲接方式與其相接，其八組試體之 梁翼位置與方向如圖 4-5 所示。其梁翼板與柱板間之全滲透銲銲道均需進行超音波檢 測(UT)，待其檢測合格後，完成所有 ESW 元件試體製造。

第三節 試驗方法

本試驗於國家地震工程研究中心 SHIMADZU 500 噸萬能試驗機進行，於試驗進行 前先將 ESW 元件試體上下兩端鎖固於可與 500 噸萬能試驗機相接之轉接夾具上，緊 接著將試體上下兩端轉接夾具與 500 噸萬能試驗機相接，即可進行試驗，如照片 4-1 所示。其試驗採位移控制，其位移量從 0mm 持續定量增加位移，位移每當增加約 24mm 時，即進行力量的卸載與重新加載，直至試體無法提供正常強度為止。

在量測系統方面，整體之量測計畫如圖 4-6、照片 4-2 與照片 4-3 所示，除了 500 噸萬能試驗機內之位移計與荷重計之外，尚包含日本東京測器研究所(TML)生產之應

變計(型號：YFLA-5-3L)、位移計與影像量測(NDI)所需之測點，其中位移計採用兩種 量測範圍之位移計，於梁翼板採用量測範圍較大之外移計(100mm)，而於箱型柱內則 採用位移範圍較小之位移計(10mm)。位移計與影像量測主要監控梁翼與箱型柱之伸長 量，其中位移計架設於試體之北側，影像量測之測點則黏貼於試體之南側，而應變計 主要用於監測梁翼板與柱內橫隔板之局部應變行為。其位移計與應變計之訊號蒐集使 用 TML 生產的 THS-1100 資料收集器收集其試驗資料。

第四節 試驗過程

為方便試驗過程之觀察，在實驗開始前，於試體塗上石膏漆，由於石膏為脆性物 質，因此當試體發生大變形時將使石膏產生脆裂，故可藉由目視石膏漆剝落的情形，

以判斷試體是否發生降伏或局部挫屈的嚴重與否，此外，亦可藉由 500 噸萬能試驗機 的施力與外部位移計數值資料初步判斷試體反應。各組試體之試驗過程如下所述：

CC

當試驗進行至位移為 2.7mm 時，試體柱內橫隔板四個角隅點有些微石膏掉漆情 況，試體大致仍維持彈性反應，此時由電腦監控顯示器顯示，試體已有輕微的非線性 反應，試驗進行至位移為 3.6mm 時，試體之上下翼板端部靠近加勁板有石膏漆掉落，

試驗持續進行至位移為 5.5mm 時，翼板切削段開始有些微掉漆情況，後續隨著試驗位 移之增加，其試體各部位之石膏漆掉漆情況愈顯著，照片 4-4 至照片 4-6 為試驗位移 為 75.8mm 時，試體之各部位掉漆情況，當試驗繼續進行至位移為 111mm 時，於上翼 板切削段圓弧處發生斷裂，如照片 4-7 所示，此時因試體無法提供正常強度，故終止 試驗。

EC

當試驗進行至位移為 3.6mm 時，試體翼板端部靠近加勁板處有些微掉漆情況，當 試驗進行至位移為 5.3mm 時，試體翼板切削段與柱內橫隔板開始發生掉漆情況，且由 電腦監控顯示器顯示，試體已有輕微的非線性反應，試驗持續進行至位移為 23.8mm

時，500 噸萬能試驗機開始卸載並重新加載繼續進行試驗，從本次試驗開始，每組試 驗當位移每增加約 24mm 時，即進行力量的卸載與重新加載，當試驗進行至位移為 33.2mm 時，試體柱內橫隔板開始發生較明顯掉漆情況，當試驗位移為 47.3mm 時，試 體柱內橫隔板中央透氣孔周圍開始產生 45°斜角掉漆，當試驗進行至位移為 71.9mm 時，試體翼板切削圓弧段有厚度方向內縮情況發生，如照片 4-8 所示，當試驗進行至 位移為 83.7mm 時，下翼板西側切削圓弧處有輕微開裂，試體其餘部位之掉漆情況如 照片 4-9 至照片 4-11 所示，試驗持續進行至位移為 143.2mm 時，下翼板西側切削段圓 弧處發生斷裂，如照片 4-12 所示，此時因試體無法提供正常強度，故終止試驗。

CE+8

當試驗進行至位移為 2mm 時，試體柱內橫隔板與翼板端部靠近加勁板處有些微掉 漆情況，當試驗進行至位移為 4.7mm 時，試體翼板切削段開始發生掉漆情況，且由電 腦監控顯示器顯示，試體已有輕微的非線性反應，試驗進行至位移為 20.9mm 時，試 體柱內橫隔板之中央排氣孔周圍有石膏漆掉落，且掉漆情況呈 45°斜角，當試驗進行 至位移為 60.8mm 時，上翼板西側切削段圓弧處開始有輕微裂縫產生，此時試體上下 翼板與柱內橫隔板之掉漆情況如照片 4-13 至照片 4-15 所示，試驗持續進行至位移為 118.7mm 時，上翼板西側切削圓弧處發生斷裂，如照片 4-16 所示，此時因試體無法提 供正常強度，故終止試驗。

EE+8

當試驗進行至位移為 4.3mm 時，試體翼板切削處有些微掉漆情況，且由電腦監控 顯示器顯示，試體已有輕微的非線性反應，當試驗進行至位移為 6.3mm 時，試體南面 內隔板有些微掉漆情況，當試驗位移為 17.8mm 時，試體內隔板開始有較明顯掉漆情 況，當試驗持續進行至位移為 82mm 時，試體翼板切削圓弧處開始有厚度方向緊縮情 況發生，當試驗進行至位移為 97.5mm 時，試體上翼板東側之切削圓弧段有輕微開裂 情況發生，如照片 4-17 所示，試體其餘部位之掉漆情況如照片 4-18 至照片 4-20 所示，

試驗持續進行至位移為 155.9mm 時，上翼板東側切削圓弧處發生斷裂，如照片 4-21 所示，此時因試體無法提供正常強度，故終止試驗。

CE+25

當試驗進行至位移為 2.7mm 時，試體翼板南面端部靠近加勁板處有些微掉漆情 況，當試驗進行至位移為 5.2mm 時，試體柱內橫隔板與翼板切削段開始掉漆，且由電 腦監控顯示器顯示，試體已有輕微的非線性反應，當試驗進行至位移為 6.9mm 時，由 目視觀察試體箱型柱之上柱板有輕微向上拱起之情況，後續隨著試驗位移之增加，其 柱板外拱情況愈顯著，當試驗位移為 10.7mm 時，試體箱型柱上柱板之翼板側開始有 掉漆情況發生，如照片 4-22 所示，而照片 4-23 至照片 4-25 顯示試驗位移為 55.8mm 時，試體上下翼板與柱內橫隔板掉漆之情況，試驗持續進行至位移為 63.3mm 時，試 體突然發聲巨響，強度驟降，觀察試體發現，箱型柱之上柱板因受拉向上拱起，且柱 板與內隔板間發生開裂，如照片 4-26 所示，此時因試體無法提供正常強度，故終止試 驗。

EE+25

當試驗進行至位移為 5.1mm 時，試體翼板端部靠近加勁板處有些微掉漆情況，當 試驗進行至位移為 6.6mm 時，試體翼板切削段開始掉漆，且透過電腦監控顯示器顯示，

試體已有輕微的非線性反應，當試驗進行至位移為 8.4mm 時，由目視觀察試體箱型柱 之上下柱板有輕微拱起之情況，且柱板之橫隔板側開始發生掉漆情況，如照片 4-27 所 示，後續隨著試驗位移之增加，其柱板外拱情況與掉漆愈顯著，當試驗位移為 12.4mm 時，試體柱板之翼板側開始有掉漆情況發生，如照片 4-28 所示，當試驗進行至位移為 16.2mm 時，試體內隔板南側開始掉漆，但掉漆情況並不顯著，而照片 4-29 至照片 4-31 顯示試驗位移為 32.6mm 時，試體上下翼板與柱板外拱之情況，試驗持續進行至位移 為 40.8mm 時，試體突然發聲巨響，強度驟降，觀察試體發現，箱型柱之上柱板向上 拱起，且柱板與橫隔板間發生開裂，如照片 4-32 所示，此時因試體無法提供正常強度，

故終止試驗。

EE-16

當試驗進行至位移為 2.2mm 時，試體內隔板與翼板端部靠近加勁板處有些微掉漆 情況，當試驗進行至位移為 4.7mm 時，試體翼板切削段開始發生掉漆情況，且由電腦

監控顯示器顯示，試體已有輕微的非線性反應，試驗進行至位移為 49.1mm 以前，其 翼板掉漆情況較顯著，內隔板幾乎沒有掉漆，而當試驗位移至 49.1mm 時，內隔板掉 漆情況開始較為明顯，當試驗進行至位移為 58mm 時，試體內隔板之中央排氣孔附近 有石膏漆掉落，且掉漆情況呈 45°斜角，當試驗進行至位移為 133.3mm 時，上翼板切 削段圓弧處開始有輕微開裂現象，如照片 4-33 所示，且柱板有向外拱起之現象發生，

監控顯示器顯示，試體已有輕微的非線性反應，試驗進行至位移為 49.1mm 以前，其 翼板掉漆情況較顯著，內隔板幾乎沒有掉漆，而當試驗位移至 49.1mm 時，內隔板掉 漆情況開始較為明顯，當試驗進行至位移為 58mm 時，試體內隔板之中央排氣孔附近 有石膏漆掉落，且掉漆情況呈 45°斜角，當試驗進行至位移為 133.3mm 時，上翼板切 削段圓弧處開始有輕微開裂現象，如照片 4-33 所示，且柱板有向外拱起之現象發生，