第三章 試體實驗與結果分析
3.6 試體 3 實驗結果
3.6.1 實驗觀察現象
試體 3 中梁上翼板的削切鋼板是 4 mm 厚，梁下翼板的削切鋼板為 8 mm 厚，鋼梁不含樓版，照片 3.31 為試體測試前於構架上之全景。在層間 側位移角θ=0.00375 弧度時，梁 2 的 4 mm 削切鋼板在蓋板附近的石膏漆有 些許剝落的現象（照片 3.32），在層間側位移角 θ=0.0075 弧度時，鋼筋混 凝土柱面在距4 mm 削切鋼板 60 cm 和 33 cm 處出現因受拉產生的撓曲裂 縫，寬度小於0.1 mm，此時已經可以觀察到受拉側的承壓板與柱面分離，
在層間側位移角θ=0.01 弧度時，梁 1 的 4 mm 削切鋼板因為受壓而有降伏 現象產生（照片3.33），而混凝土柱面因撓曲作用產生的拉力裂縫明顯，在 層間側位移角θ=0.015 弧度時，因為梁 1 的 8 mm 削切鋼板與梁下翼板接合 的螺栓滑動而產生巨大聲響，而且聲響一直持續到實驗結束。在層間側位 移角θ=0.03 弧度時，梁 2 的 4 mm 削切鋼板因為受拉而有降伏現象產生（照 片 3.34），在層間側位移角 θ=0.04 弧度時，柱面包覆鋼板被拉開（照片 3.35），削切鋼板端部外側受壓有挫屈現象產生（照片 3.36），而且4 mm 的 削切鋼板因為受拉斷裂，整個實驗進行過程中並沒有發現鋼梁有任何降伏 現象產生，實驗結束後將 4 mm 削切鋼板上的蓋板拆下，以觀察削切蓋板 斷裂的情形（照片3.37）。
3.6.2 整體反應
圖 3.24 為梁 1 與梁 2 的彎矩與梁端變位關係圖，圖形在層間位移角達 0.015 弧度後開始產生部分跳動，原因為螺栓滑動所造成的影響，圖中 A 點為鋼梁上方 4 mm 厚削切鋼板斷裂。試體經歷每一次新的反覆載重歷時 之彎矩包絡線如圖3.25 所示，在層間側位移角 0.04 弧度時千斤頂往正方向 作用試體發揮的彎矩為710 kN-m（=0.98 Mnp），千斤頂往負方向作用時在 接近層間側位移角 0.04 弧度 4 mm 削切鋼板斷裂前試體發揮的彎矩為 512
kN-m（=0.71 Mnp），鋼腱力量與千斤頂力量之關係圖如圖 3.26 所示，在經 歷各階段的層間側位移角作用後因為鋼梁均無降伏產生，所以鋼腱預力並 沒有明顯下降，圖3.27 為每個層間位移角下的鋼腱預力值，鋼腱力量的預 測值是根據 2.2 節中所提出的迭代法求得的中性軸位置與剛體旋轉打開角 度所計算出。
根據在上下翼板內側裝置的位移計L3 及 L4[圖 2.20]所量測到梁柱介面 分離的位移，利用內差法求得在每個層間位移角下中性軸的位置與利用迭 代法所計算出的中性軸位置關係如圖3.28 所示，梁柱分離之剛體旋轉角 θg 可藉由位移計L3 及 L4[圖 2.20]所量得的位移變化量除以兩個位移計的距離 所得，此剛體旋轉角與層間側位移角與用迭代法所計算出的剛體旋轉角間 的關係圖如圖3.29 所示，因為在層間側位移角 0.04 弧度時鋼梁上方的 4 mm 削切鋼板斷裂，所以此時實驗值的剛體旋轉角較分析值大，且因為在千斤 頂負方向作用時，4 mm 厚削切鋼板提供的拉力較千斤頂往正方向作用時，
8 mm 厚削切鋼板提供的拉力小，所以造成千斤頂往負方向作用時的剛體旋 轉角較千斤頂往正方向作用時的剛體旋轉角大。
試體3 的預力施加的目標為 975 kN，在預力施加完成後，由於錨碇造 成預力的損失所以最後試驗時的鋼腱預力為970 kN，在試體經歷各階段的 層間側位移角載重後，鋼腱預力與鋼腱初始預力之比值如圖 3.7 所示。因 為鋼梁在整個實驗過程中並沒有明顯降伏與挫屈的現象的產生，所以鋼腱 預力和鋼腱初始預力的比值也沒有太大的差異，圖 3.8 為試體在經歷個階 段層間側位移角歷時作用後回到力量為零時的殘餘變位，可發現試體 3 在 經歷各階段層間側位移角之後，因為鋼梁沒有降伏現象的產生，所以並沒 有發現明顯的殘餘變位。
3.6.3 局部反應
圖 3.30 為梁柱接頭區內梁端彎矩與包覆鋼板上剪應變關係，各應變計 皆未達降伏剪應變，由位移計計算所得的梁柱接頭區混凝土剪應變[圖 3.30
（e）]，雖然有些許雜訊產生，但是能然保持在彈性範圍，發現剪應變範 圍與包覆鋼板局部剪應變一致。
梁端彎矩與梁翼板應變的關係如圖3.31 所示，在各階段之層間側位移 角下應變沿梁身分佈如圖 3.32 所示，發現因為梁翼加勁板在 1.5 倍梁深範 圍內造成面積及慣性矩的增加，所以應變沿梁身的分佈在梁翼加勁板內有 效的減少。梁上下翼板內側應變皆未達降伏，與試驗時的觀察結果相符合。