試體局部行為討論

本研究於各組試體之適當位置黏貼應變計(如圖 3.10與 3.11)，試

體WOC65R3 因實驗過程中，資料擷取器設定疏忽，導致應變計讀數

無法擷取。此外藉由讀取各試體在層間變位角0.5%、1%、2% 與3%

弧度時之應變資料，來探討試體局部位置之應變分佈及趨勢。此取法

乃考慮0.5% 弧度時試體尚在彈性階段，1% 弧度時試體進入非彈性

階段，2% 弧度之後試體達塑性階段，而3% 弧度以後試體已發生明 顯的局部挫屈，過大的變形降低應變計之可信度。

各應變計為看出各區段在各層間變位角的趨勢都予以編號(如圖

4.6 至4.13 )。應變計 F1用以瞭解試體於梁翼銲道處之應變分佈。於 梁腹板開孔兩側邊緣所對應之梁翼板相同位置貼有應變計F2 與F4， 以了解梁翼板在梁腹板開孔與未受開孔交接處之應變趨勢。在梁腹板 開孔中心所對應之梁翼板相同位置處貼有應變計 F3，觀察梁腹板因 開孔而減少腹板面積最大處之翼板應變趨勢。另外想得知梁腹板開孔 之後，剪力傳遞的走向所以在梁腹板開孔周圍黏貼8個三軸應變計，

編號為W1 至W8。 梁翼板應變分佈

圖 4.6為試體 WOC65之梁翼應變比較圖，由圖可看出應變計 F1

在0.5% 弧度時應變量很小，到了 1% 弧度時，應變量大幅增加。顯

示傳統型式接頭於梁腹板開孔，並未改善梁翼全滲透銲之高應變需 求，導致試體 WOC65未達2% 弧度行程時，梁翼與此處發生撕裂破 壞。梁腹板開孔兩側邊緣(應變計 F2與F4)及中心(應變計F3)在0.5%

至1% 弧度內應變量都很小且平均分佈。

圖 4.8 與 4.10 為試體 WOC65R1 與 WOC50R1 之梁翼應變比較 圖，此兩支試體補強的型式相同，開孔的中心位置也相同，唯有開孔 大小不同，如此從應變圖可看出兩支試體之局部應變趨勢大致相同。

應變計F1 在1% 弧度內大致平均分布且應變量不大，進入2% 弧度 後成長幅度增大，顯示進入塑性階段。另外由此處可看出兩支試體之 開孔大小對柱面的應變量會有所不同，梁腹板開孔直徑大對柱面高應 變現象的改善愈好。再來比較經過補強型式之兩支試體WOC65R1與

WOC50R1和未補強試體 WOC65 相比較，可明顯看出經過補強之試

體可有效幫助梁翼全滲透銲道之高應變現象。應變計F2 在1% 弧度 內大致與F1 相同，但到了 2% 弧度時，應變量遽增，且出現翼板中

心及翼板邊緣有較高的趨勢，可見此ㄧ型式的補強雖降低梁翼全滲透 銲道處的應變量，但大約在柱面三分之ㄧ倍梁深之翼板出現很高的應 變量，表示力量都集中於此處且在翼板中心與邊緣。應變計 F3 的應 變量明顯比F2 低，但在 3% 弧度時，應變量突然增大，推測可能受 到挫屈的影響導致應變計受到很大的拉扯。由應變計 F2 與 F3 可見 應力都集中在梁腹板開孔中心與靠進柱面之梁腹板開孔與未開孔交 接處之翼板附近，表示此處會最先進入降伏與塑鉸產生處，與實驗中 石灰剝落的情形相同。應變計 F4 雖然也是梁腹開孔邊緣，但以距柱 面相當遠且以彎矩梯度的觀念得知，此處的應變量不大，因此由圖中 可見在3% 弧度時應變量都不大且非常平均。

圖4.12為試體WOC65R2之梁翼應變比較圖，應變計F1在1% 弧 度內應變量不大，進入 2% 至 3% 弧度時，應變量增加。試體 WOC65R2的補強型式與WOC65R1 及WOC50R1 不同，但此ㄧ補強 型式與未補強型式WOC65在梁翼全滲透銲道處比較，可發現此ㄧ型 式補強也可改善梁翼全滲透銲道處之高應變需求。應變計F2 與F3， 可看出梁腹板開孔中心之翼板應變量比靠近柱面梁腹板開孔邊緣之 翼板還高，尤其是應變計 F3 在翼緣的應變量非常的高，顯示在梁腹 板開孔中心之加勁板端部會造成應力集中的現象，而應變計F2與 F3 在3% 弧度時應變量都大幅度增加且值非常大，推測此時應受到挫屈 的影響，導致應變計嚴重的拉扯。應變計 F4 的應變量趨勢大致與前 四組試體相似。

綜合以上敘述，可知兩種補強型式皆可改善梁翼全滲透銲道處之 高 應 變 量 需 求 。 另 外 以 剪 力 板 補 強 型 式 之 試 體 WOC65R1 及

WOC50R1可發現靠近柱面梁腹板開孔邊緣與未開孔交接處之翼板的

應變量最大，而加勁板補強型式之試體WOC65R2 的應變量最大值是

發生在梁腹板開孔中心之翼板，可見兩種補強型式所產生塑鉸的位置 也會有些許的不同。

梁腹板剪應變分佈

由圖 4.7、4.9、4.11、4.13 可看出四組試體梁腹板開孔周圍的剪 應變趨勢大致相同。在應變計 W1與W5 位置處因梁腹板面積減少造 成所承受的剪應變增加。應變計 W2、W4、W6、W8 承受相當大的 剪應變，可能因梁腹板開孔導致此四個位置受到極大的拉壓力作用，

使得這幾處承受極大的剪力，從石灰剝落的程度來看以上所述敘的位 置的確有大量的石灰剝落。至於應變計W3 與W7 的剪應變非常小，

推測是剪力路徑由梁端往柱面的方向，在經過梁腹板開孔時，會往 W1、W2、W8 及 W4、W5、W6 的方向傳遞，而剪力路徑經過梁腹 板開孔後，因梁腹板開孔邊緣位置距柱面太近，造成剪力路徑還未往 梁腹中心傳遞，其路徑就已接觸到柱面，形成柱面至梁腹板開孔邊緣 段梁腹板石灰剝落情形為靠近翼板處石灰剝落較嚴重，近腹板中心處 石灰剝落極少。

試體 WOC50R1之剪應變較試體 WOC65R1小，表示開孔直徑愈

小，較不會遭受剪力破壞。而試體WOC65R2 其補強型式為加勁板補 強，與試體 WOC65R1之剪力板型式補強相比較之下，相同的開孔直 徑，但梁腹板開孔周圍所受的剪應變大小卻比試體 WOC65R1小，表 示加勁板會幫助梁腹板承受部分的剪力，且 W6、W8 這兩處位置，

因加勁板幫忙承受剪力，石灰剝落的情形較 W2、W4 此兩處位置未 受加勁板補強之下還少，整體來看試體WOC65R2 梁腹板開孔周圍石 灰剝落的情形比試體WOC65R1 輕微。