第三章 柱軸向載重試驗
第二節 試驗裝置與測計安排
由 於 本 研 究 係 針 對 短 柱，故 試 體 長 度 採 用 3 倍柱寬（3D），如圖 3.13所示，柱寬 D 如圖 3.1a 所示，試體上、下方設有頂板及底板，頂 板 有 預 留 圓 孔 以 供 試 體 灌 漿 之 用，圓 孔 鋼 板 保 留 至 實 驗 時 再 蓋 回，讓 軸 壓 應 力 較 能 平 均 分 佈，以 免 有 應 力 傳 遞 之 問 題。試 驗 裝 置 如 圖 3.13 所 示 ， 軸 力 以 3000 噸試驗機沿試體軸向施加。箱型鋼柱的應變採用 單 軸 應 變 計 量 測，主 要 考 量 係 在 四 個 柱 面 中 間 的 應 變 計 可 量 得 局 部 挫 屈 之 影 響，故 一 個 試 體 需 貼 四 個 應 變 計。軸 向 變 形 以 位 移 計 量 測（ 如 圖 3.13所示），此乃考量角隅處較不會發生局部挫屈，量測得到之數 值 較 為 合 理，且 為 避 免 量 測 儀 器 架 設 支 架 之 變 形 影 響 量 測 精 準 度，在 每 個 角 隅 皆 使 用 二 個 位 移 計 量 測 ， 必 要 時 可 以 計 算 出 實 際 變 形 數 據 ， 其 中 二 個 對 角 角 隅 為 量 測 試 體 全 長 之 變 形 量，另 二 個 則 量 測 中 央 三 分 之 一 處 之 變 形 量 。 考 量 KAA 系列試體上方有乾縮間隙，故增加試體 上 方 三 分 之 一 範 圍 內 的 應 變 計 數 量，在 相 對 的 二 個 柱 面 安 排 連 續 的 應 變 計 ， 並 增 加 位 移 計 量 測 ， 如 圖 3.14所示。
上 述 27 個試體的標稱強度P （O = AsFy +Acfc′；其 中 A 為箱型鋼柱s 斷 面 積 ，F 為 箱 型 鋼 柱 標 稱 降 伏 應 力 ，y A 為 混 凝 土 斷 面 積 ，c f ′ 為 混c 凝 土 抗 壓 強 度 ） ， 以 AO-32 之 669tf 最低，又以 AB-40 之 2406 tf 最 高 ， 如 表 3.1所 示 。 考 慮 實 際 材 料 的 強 度 平 均 高 於 材 料 標 稱 強 度 至 少 20%，此外P 通常也會低估實際強度，AB-40 試體的加載安全係數（即O 3000 除以 2406）等於 1.25，安全係數在合理範圍，換句話說，試體 的 可 能 強 度 接 近 3000 噸萬能試驗機之最大容量，試體的設計基本上 已 經 使 用 到 試 驗 機 的 最 大 容 量 。
表 3.1 實驗試體規劃
(a) AA、AB 及 KAA 系列
(b) AO 系列 螺桿
(c) TAA 及 TAB 系列
圖 3.1 試體斷面示意圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
600
1230 510510
圖 3.4 箱型柱之詳細尺寸（AA-32、AB-32、AO-32、
KAA-32-2 及 KAA-32-4）
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
1230 510510
圖 3.5 箱型柱之詳細尺寸（AA-24、AB-24、AO-24、
KAA-24-2、KAA-24-4 及 KAA-24-4-ST）
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
600
1500
南北側立面 東西側立面
底板t= 25 500x500x10 A A
B B
6014@100=1400
ϕ25mm
14@100=140035
單位：mm
圖 3.8 螺栓孔間距 10cm 之箱型柱之詳細尺寸
（TAA-48-2/10 及 TAB-48-2/10）
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
1500 8565 90
9@150=1350 9@150=135060
圖 3.9 螺栓孔間距 15cm 之箱型柱之詳細尺寸（TAA-48-3/10）
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
1500 6040 65
7@200=1400 7@200=140035
圖 3.10 螺栓孔間距 20cm 之箱型柱之詳細尺寸
（TAA-48-4/10 及 TAB-48-4/10）
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
1500 135115 140
5@250=1250 5@250=1250110
圖 3.11 螺栓孔間距 25cm 之箱型柱之詳細尺寸（TAA-48-5/10）
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
1500 160140 165
4@300=1200 4@300=1200135
圖 3.12 螺栓孔間距 30cm 之箱型柱之詳細尺寸
（TAA-48-6/10 及 TAB-48-6/10）
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
圖 3.13 短柱試體及試驗裝置示意圖
單軸應變計
位移計（側視圖）
位移計（平面圖）
軸力
D
側視圖
平面圖 鋼板
KAA-40-2 KAA-40-4 KAA-40-4-ST
KAA-32-2 KAA-24-2 KAA-32-4 KAA-24-4 KAA-24-4-ST
A
A
A-A剖面
圖 3.14 KAA 系列之額外試驗裝置示意圖
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
照 片 3.1 試體製作完成照片
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）
照 片 3.2 KAA-40-4-ST 試體空箱型柱照片
照 片 3.3 TAA-48-5/10 試體空箱型柱照片
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 製 作 ）