試體 A2 之試驗結果

如前所述，本研究實際火害試驗進行時混凝土齡期為 72 天，其抗壓強度為 519 kgf/cm²。據此，填充型方型鋼管柱內所灌注混凝土之抗壓強度可視為 519 kgf/cm²。如 第三章第九節之分析計算，填充型箱型柱極限軸向載重之 0.47 倍為 330 tf。因此，在

火害升溫試驗時，試體 A2 之軸向變形與升溫時間關係如圖 4-18 所示。整體而言，

隨著火害時間之增長，試體軸向伸長變形量亦隨之增加；從燃燒爐開始升溫起算，前 4 分鐘之試體軸向伸長變形量均小於 1 mm；4~15 分鐘期間，試體軸向伸長變形量呈現 出明顯的增加趨勢；當火害升溫試驗進行至第 15 分鐘之際，此時試體軸向伸長達到最 大值（8.5 mm），推算其伸長速率為 0.567 mm/min。第 15 分鐘之後，試體軸向伸長變 形量開始減少，於第 21 分鐘時進入壓縮階段，直到試驗終止。於 51 分 10 秒，試體軸 向壓縮變形率為 15 mm/min 已達試驗終止條件（9.18 mm/min）；於 51 分 24 秒，達容 許最大軸向壓縮量 30.6 mm，故隨即停止試驗。

圖 4-18 試體 A2 軸向變形與升溫時間之關係

（資料來源：本研究整理）

另方面，試體 A2 之軸向變形與爐內平均溫度關係如圖 4-19 所示。由圖 4-19 可知，

爐內平均溫度小於 320℃時之前，試體 A2 之軸向變形均為零；爐內平均溫度大於 320

℃之後，試體開始有膨脹伸長的現象；當爐內平均溫度約達 560℃時，試體 A2 之軸向 伸長變形量已超過 1 mm；爐內平均溫度約 650℃時，試體 A2 之軸向伸長變形量已達

0 10 20 30 40 50 60

Time (min) -60

-50 -40 -30 -20 -10 0 10

Axial deformation (mm)

A2

Allowable maximum deformation

5.6 mm；爐內平均溫度介於 650~660℃時，試體軸向伸長變形量明顯增加，但其值均 小於 7 mm；爐內平均溫度介於 660~720℃時，試體軸向伸長變形量急遽增加；爐內平 均溫度約為 720℃時，試體軸向伸長變形量達到最大值（8.5 mm）；爐內平均溫度介於 720~910℃時，試體停止軸向伸長，開始迅速縮短；爐內平均溫度約 775℃時，試體軸 向變形量為零；爐內平均溫度介於 900~910℃時，試體軸向壓縮變形量急遽增加；爐 內平均溫度約為 910℃時，試體軸向壓縮變形量已達 26 mm。

0 200 400 600 800 1000

Temperature (

C)

-50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

A x ia l d ef o rm a ti o n ( m m )

圖 4-19 試體 A2 軸向變形與爐內平均溫度之關係

（資料來源：本研究整理）

試體 A2 之溫度分布方面，各斷面之鋼板內外側表面測點溫度與時間關係如圖 4-20~圖 4-23 所示；各斷面之混凝土測點溫度與時間關係如圖 4-24~圖 4-27 所示。

圖 4-20 試體 A2 斷面 A 之鋼板溫度與時間關係圖

圖 4-22 試體 A2 斷面 C 之鋼板溫度與時間關係圖

圖 4-24 試體 A2 斷面 A 之混凝土溫度與時間關係圖

圖 4-26 試體 A2 斷面 C 之混凝土溫度與時間關係圖

℃，最高溫度位於 AS3 測點，其溫度為 883.3℃。加熱至 21 分 15 秒時，爐內試體傳 出爆裂聲。加熱至 51 分 22 秒時，爐內試體持續傳出爆裂聲。至於鋼柱內部混凝土之 溫度分布，試驗過程中試體內混凝土因高溫爆裂，導致斷面溫度分布不均，試驗終止 時之最高平均溫度為 312.3℃。

同樣地試驗結束後，待試體冷卻後即觀察試體 A2 火害後的情況，如圖 4-28 所示。

試體 A2 亦有多處位置產生局部挫屈的現象，如圖 4-29~圖 4-31 所示。

圖 4-28 試體 A2 試驗後外觀

（資料來源：本研究整理）

圖 4-29 試體 A2 之局部挫屈情形 1

（資料來源：本研究整理）

圖 4-30 試體 A2 之局部挫屈情形 2

（資料來源：本研究整理）

圖 4-31 試體 A2 之局部挫屈情形 3

（資料來源：本研究整理）

依據 CNS 12514 規範規定，以承重能力為破壞基準。高溫試驗進行至第 51 分鐘 時，試體 A2 軸向變形壓縮速率已超過容許值，已達到規範所定義之破壞基準。據此，

試體 A2 之防火時效為 50 分鐘。