第三章 試體之破壞行為
3.3 試體參數變化對極限彎矩強度之影響
第一部份：SRC 柱單軸向載重試驗
此部份試體編號為 CL 與 CH 系列，旨在於探討不同斷面型式(T 字型與十字 型)、不同鋼骨斷面比(3.2%與 5.54%)及鋼骨本身非對稱斷面所造成之偏心量對 SRC 柱軸力的影響，試驗值並與美國 ACI、日本 AIJ(GSM)、BIAX 理論值與內 政部建築研究所，民國 86 年之專題研究計劃「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與 解說研究」中所建議的預測值做比較。
鋼骨鋼筋混凝土短柱軸向強度之試驗規畫，以鋼骨含量、偏心距與斷面形式 作為變數，從試驗結果的數據顯示，在相同鋼骨含量下，偏心距與鋼骨斷面的形 式對軸向極限強度之影響甚小。根據量測儀器與資料擷取系統所擷取的資料，可 以求得各試體的極限載重值，詳見表 3.3。試體之軸力－軸向變形全長曲線如圖 3.21 所示。於極限載重時柱中間 60cm 長度之平均軸向應變約-0.002，軸力-中間 60cm 長度軸向變形曲線如圖 3.1 至圖 3.6 之(B)圖。
第二部分：SRC 梁柱軸力-彎矩試驗
此部份試體編號為 BL 與 BH 系列，旨在於探討不同斷面型式(T 字型與十字 型)、不同鋼骨斷面比(3.20%與 5.54%)、鋼骨本身非對稱斷面所造成偏心量及不 同軸力比(0.2 倍與 0.4 倍註斷面強度)下，對 SRC 柱的正、負彎矩強度的影響，
試驗值並與美國 ACI、日本 AIJ(GSM)、BIAX 理論值與內政部建築研究所，民 國 86 年之專題研究計劃「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說研究」中所建議 的預測值做比較。
鋼骨鋼筋混凝土梁柱構材極限彎矩強度之試驗規劃，根據量測儀器與資料擷 取系統所擷取的資料，可以求出各試體極限彎矩強度，詳見表 3.4。試體之側向 力－側向位移曲線如圖 3.22 與圖 3.23 所示。依據試驗結果，比較參數影響情形 如下：
(一)鋼骨型式
為探討不同鋼骨型式對 SRC 梁柱構材極限彎矩強度與行為的影響，對試體 BL-TO-P2P、BL-TO-P2N、BL-HO-P2、BH-TO-P2P、BH-TO-P2N、BH-HO-P2，
進行比較探討。比較 BL-TO-P2P 與 BL-HO-P2 可以發現，當 T 型鋼骨受到正彎 矩的作用時，除了在極限強度上比十字型鋼骨高一些之外，兩者在曲線的趨勢及 達極限彎矩值之後的剩餘強度上都十分類似，但 BL-TO-P2P 因為受到較多鋼骨 面積的圍束，所以有較高的剩餘強度。比較 BL-TO-P2N 與 BL-HO-P2 可以看出，
當 T 型鋼骨承受負彎矩時，由於鋼骨面積多集中於拉力側，使得構材極限彎矩 強度提高。從圖形上可以發現，在極限值之後，BL-TO-P2N 在壓力側的混凝土 沒有鋼骨的圍束，所以強度下降的很快。至於在剩餘強度的比較上，可能是因為 鋼骨的含量較少，所以雖然十字形鋼骨對壓力區的混凝土提供了圍束的效果，但 因其範圍較小，所以與未受到圍束的結果差異性不大。類似的情形也出現在鋼骨 含量較高(5.54%)的試體，唯因鋼骨圍束效果較好，BH-TO-P2N 之殘餘強度較之 BH-HO-P2 為高。
(二)軸力比
為瞭解不同軸力比對鋼骨鋼筋混凝土構材極限彎矩強度的影響，試驗中對相 同斷面分別施以不同的軸力比(0.2Pn、0.4Pn)。觀察 BL-TE-P2P、BL-TE-P4P，兩 者同為鋼骨含量 3.2%、偏心距 6.8cm 的 T 字型鋼骨承受正彎矩作用，從圖 3.22 中顯示，因鋼骨偏壓力側且在較高軸力作用之下，斷面得以承受較高的正彎矩。
但是在極限彎矩值之後，也因為較高軸力的影響，使得其 P-Δ效應增大，降低 了高軸力作用下的韌性。在構材承受負彎矩方面，如同上述原因，BL-TE-P4N 因高軸力作用及偏心距的加成作用下，使梁柱構材在未施以側向力時，即承受極 高的正彎矩，因此比較 BL-TE-P2N、BL-TE-P4N 的荷重-位移圖可以發現，低軸 力承受了較高的極限彎矩強度，也擁有較良好的剩餘強度。含鋼骨量較高的
BH-TE-P2P、BH-TE-P4P 兩試體，兩者均為偏心高鋼骨含量受正彎矩作用，從圖 3.23 可以看出受 0.4Pn軸力作用的 BH-TE-P4P 有較高的極限強度，但是在極限之 後的韌性表現上則不如 BH-TE-P2P。在負彎矩方面，BH-TE-P2N、BH-TE-P4N 的荷重-位移曲線可以看出，較高軸力作用下的試體 BH-TE-P4N 在極限彎矩強度 與韌性的表現皆不如試體 BH-TE-P2N，其原因與 BL-TE-P2N、BL-TE-P4N 相同。
(三)偏心距
偏心距的有無除了影響全斷面鋼骨的配置情形外，對於在高軸力作用下的鋼 骨鋼筋混凝土梁柱構材的極限彎矩強度也有影響。為探討偏心距對 SRC 梁柱構 材軸力-彎矩極限強度的差異，試驗規劃以四組(BL-TE-P2P、BL-TO-P2P；
BL-TE-P2N、BL-TO-P2N；BH-TE-P2P、BH-TO-P2P；BH-TE-P2N、BH-TO-P2N) 試體做比較探討。比較試體 BL-TE-P2P、BL-TO-P2P，從兩試體鋼骨分佈的位置 上可以發現，BL-TE-P2P 的鋼骨幾乎都集中於受壓側，而 BL-TO-P2P 的鋼骨則 有部分分佈在受拉側，因此當兩試體在受到正彎矩作用時，BL-TO-P2P 能提供 較高的承載能力，但是在剩餘強度上的表現，則因不若 BL-TE-P2P 能提供壓力 區混凝土較多的圍束面積，所以其剩餘強度較差。類似的情況也出現在承受負彎 矩作用之試體，比較試體 BL-TE-P2N、BL-TO-P2N 可以發現，由於 BL-TE-P2N 擁有較多的鋼骨面積可抵抗拉力側的承載，因此在極限彎矩強度的表現較為良 好，也因為兩試體皆為低鋼骨含量承受負彎矩作用，因此鋼骨對於壓力區混凝土 所提供的圍束效應不高，兩者在極限強度後的韌性表現都很差。
在高鋼骨含量的部份，由於鋼骨含量高，偏心量較低鋼骨含量試體小，所以 鋼骨在斷面的配置上差異性不是很明顯，因此不論是在正負彎矩作用時，所能提 供的圍束效果差異並不大。比較試體 BH-TE-P2P、BH-TO-P2P，兩者在正彎矩 的極限彎矩強度與剩餘強度的表現上並無太大的差異；相同的情況也出現在負彎 矩作用的試體 BH-TE-P2N、BH-TO-P2N。