36
125 225 125
225125125
225 700
125 225 125
225
700 225125125
T5
225
700 225125125
225 700
125 225 125
圖 3. 4 各試體之橫向鋼筋應變計配置圖
200 200
200200
T2
300 700
200 200
300
700 200200
37
本研究柱試體之主筋及輔助主筋,分別為 D25(#8)SD420W 之竹節鋼筋與 D19(#6)SD420W、D16(#5)SD280W 之竹節鋼筋,至於橫向鋼筋分別為
D10(#3)SD280W、D10(#3)SD420W、D13(#4)SD280W 及 D13(#4)SD420W 之竹 節鋼筋,各鋼筋種類均由同一爐號所生產,依符合現行國家標準 CNS560 之要求,
於台科大材料實驗中心進行拉力測試,測試結果顯示列如表 4.2。
3. 鋼板拉力試驗
本研究鋼箱型柱鋼板均為中鋼公司所生產 A572 Gr.50,使用鋼板皆為同批鋼 材,厚度均為 14mm,並加工製作拉力試片,依 CNS 2112 規定進行測試,於台
38
39
40
(2) CR-2:試驗於達到Ppeak之前,當試驗加載至於約 980 噸時,試體中央 及上端部分,柱板分別出現數條橫向及 45 度方向降伏線;當試體加載 至 1250 噸時,鋼柱全長出現明顯交叉向 45 度的降伏線。試體達最大軸 壓強度 1294 噸後,試體強度開始衰減,衰減至試體強度為 1270 噸時,
試體上端柱板開始出現面外變形;當試體強度下降至 1163 噸後,試體 強度再度上升,強度上昇到試體最大強度之 90%時,強度再度開始衰減。
當試體強度持續下降至 1100 噸時,試體柱板銲道開裂。當試體強度衰 減至 50%以下時停止試驗。試體明顯的破壞主要為柱板產生外變形(局 部挫屈)及銲道開裂。此試體最大軸壓強度為 1294 tf,,較 CR-1 之 1350 tf 低 4%。CR-2 強度衰減的速度比 CR-1 緩和。
41
圖 4. 1 CR 測試區載重-位移
圖 4. 2 CR 整體載重-位移
42
圖 4. 3 CR-1 測試區載重-應變
圖 4. 4 CR-2 測試區載重-應變
43
(a)在最大載重時之情況 (b)強度降至 80%之情況 (c)強度降至 50%之情況 照片 4. 1 CR-1 試體
(a)在最大載重時之情況 (b)強度降至 80%之情況 (c)強度降至 50%之情況 照片 4. 2 CR-2 試體
44
照片 4. 3 CR-1 破壞後外觀之 1 照片 4. 4 CR-1 破壞後外觀之 2
照片 4. 5 CR-2 破壞後外觀之 1 照片 4. 6 CR-2 破壞後外觀之 2
45
46
47
48
(10) T5-2:當試驗加載至於約 3050 噸時,試體測試區寬度中央處(觀察面中 樣下方)之混凝土,觀察到混凝土水平方向有細微裂縫;隨著載重增加 裂縫慢慢加長變寬;試體最大強度為 3123 噸,然後隨著位移逐漸增加 試體強度開始衰減,在試體強度下降至約 2960 噸時,測試區保護層開 始剝落,試體破壞集中於測試區。試驗結束後敲除鬆脫之表面混凝土並 觀察之如 T5-1。
49
圖 4. 5 T1 位移計實測測試區載重-位移
圖 4. 6 T2 位移計實測測試區載重-位移
圖 4. 7 T3 位移計實測測試區載重-位移
50
圖 4. 8 T4 位移計實測測試區載重-位移
圖 4. 9 T5 位移計實測測試區載重-位移
51
圖 4. 10 T1 MATS 實測整體載重-位移
圖 4. 11 T2 MATS 實測整體載重-位移
圖 4. 12 T3 MATS 實測整體載重-位移
52
圖 4. 13 T4 MATS 實測整體載重-位移
圖 4. 14 T5 MATS 實測整體載重-位移
53
圖 4. 15 T1 修正之測試區載重-位移
圖 4. 16 T2 修正之測試區載重-位移
圖 4. 17 T3 修正之測試區載重-位移
54
圖 4. 18 T4 修正之測試區載重-位移
圖 4. 19 T5 修正之測試區載重-位移
55
圖 4. 20 T1 修正之測試區載重-應變
圖 4. 21 T2 修正之測試區載重-應變
圖 4. 22 T3 修正之測試區載重-應變
56
圖 4. 23 T4 修正之測試區載重-應變
圖 4. 24 T5 修正之測試區載重-應變
57
(a)在最大載重時之情況 (a)在最大載重時之情況
(b)強度降至 80%之情況 (b)強度降至 80%之情況
(c)強度降至 50%之情況 (c)強度降至 50%之情況 照片 4. 7 T1-1 試體 照片 4. 8 T1-2 試體
58
(a)在最大載重時之情況 (a)在最大載重時之情況
(b)強度降至 80%之情況 (b)強度降至 80%之情況
(c)強度降至 50%之情況 (c)強度降至 50%之情況 照片 4. 9 T2-1 試體 照片 4. 10 T2-2 試體
59
(a)在最大載重時之情況 (b)強度降至 80%之情況 (c)強度降至 50%之情況 照片 4. 11 T3-1 試體
(a)在最大載重時之情況 (b)強度降至 80%之情況
(c)強度降至 50%之情況 照片 4. 12 T3-2 試體
60
(a)在最大載重時之情況 (a)在最大載重時之情況
(b)強度降至 80%之情況 (b)強度降至 80%之情況
(c)強度降至 50%之情況 (c)強度降至 50%之情況 照片 4. 13 T4-1 試體 照片 4. 14 T4-2 試體
61
(a)在最大載重時之情況 (a)在最大載重時之情況
(b)強度降至 80%之情況 (b)強度降至 80%之情況
(c)強度降至 50%之情況 (c)強度降至 50%之情況 照片 4. 15 T5-1 試體 照片 4. 16 T5-2 試體
62
照片 4. 17 T1-1 試體破壞後-E 面 照片 4. 18 T1-1 試體破壞後-W 面
照片 4. 19 T1-1 試體破壞後-S 面 照片 4. 20 T1-1 試體破壞後-N 面
63
照片 4. 21 T1-2 試體破壞後-E 面 照片 4. 22 T1-2 試體破壞後-W 面
照片 4. 23 T1-2 試體破壞後-S 面 照片 4. 24 T1-2 試體破壞後-N 面
64
照片 4. 25 T2-1 試體破壞後-E 面 照片 4. 26 T2-1 試體破壞後-W 面
照片 4. 27 T2-1 試體破壞後-S 面 照片 4. 28 T2-1 試體破壞後-N 面
65
照片 4. 29 T2-2 試體破壞後-E 面 照片 4. 30 T2-2 試體破壞後-W 面
照片 4. 31 T2-2 試體破壞後-S 面 照片 4. 32 T2-2 試體破壞後-N 面
66
照片 4. 33 T3-1 試體破壞後-E 面 照片 4. 34 T3-1 試體破壞後-W 面
照片 4. 35 T3-1 試體破壞後-S 面 照片 4. 36 T3-1 試體破壞後-N 面
67
照片 4. 37 T3-2 試體破壞後-E 面 照片 4. 38 T3-2 試體破壞後-W 面
照片 4. 39 T3-2 試體破壞後-S 面 照片 4. 40 T3-2 試體破壞後-N 面
68
照片 4. 41 T4-1 試體破壞後-E 面 照片 4. 42 T4-1 試體破壞後-W 面
照片 4. 43 T4-1 試體破壞後-S 面 照片 4. 44 T4-1 試體破壞後-N 面
69
照片 4. 45 T4-2 試體破壞後-E 面 照片 4. 46 T4-2 試體破壞後-W 面
照片 4. 47 T4-2 試體破壞後-S 面 照片 4. 48 T4-2 試體破壞後-N 面
70
照片 4. 49 T5-1 試體破壞後-E 面 照片 4. 50 T5-1 試體破壞後-W 面
照片 4. 51 T5-1 試體破壞後-S 面 照片 4. 52 T5-1 試體破壞後-N 面
71
照片 4. 53 T5-2 試體破壞後-E 面 照片 4. 54 T5-2 試體破壞後-W 面
照片 4. 55 T5-2 試體破壞後-S 面 照片 4. 56 T5-2 試體破壞後-N 面
72
照片 4. 57 T1-2 試體破壞
照片 4. 58 T2-1 試體破壞
照片 4. 59 T3-2 試體破壞
73
照片 4. 60 T3 短繫筋製作完成之形狀
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
照片 4. 61 T3 試驗後之短繫筋形狀
74
照片 4. 62 T4-1 試體破壞
照片 4. 63 T5-1 試體破壞
75
76
77
距離,T1 為 150mm-300mm-150mm,而 T4 為 300mm-300mm,T1 試體圍束鋼 筋較均勻分布。由表 4.5,T1 及 T4 之平均值分別為 1.04 及 1.09,顯示兩者皆 有發揮預期之強度。由圖 4.28 可發現 T1 試體之載重-應變曲線在應變達到 0.042 之前,基本上都在 T4 試體之上,T1 試體之韌性基本上比 T4 試體佳。由表 4.7 亦可發現 T1 試體之75%,avg為 0.0266,比 T4 試體之 0.0194 高出 37%,這也顯示 T1 試體之韌性顯然比 T4 試體為佳,同時也顯示圍束鋼筋較均勻分配可以得到較 佳之韌性。
本計畫研究結果顯示角隅繫筋的功能無法取代一般繫筋,另外接力式繫筋具 有可行性,建議在鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範[9]中第「4.3.5 柱之箍筋」之解 說中補充說明之,如圖 4.29 所示之示意圖。
78
79
80
(a)T1 試體 (b)T2 試體
(c)T3 試體 (d)T4 試體
(e)T5 試體 (f)CR 試體
圖 4. 25 T 系列和 CR 系列測試區正規化載重-應變曲線
81
圖 4. 26 T1 和 T2 測試區正規化載重-應變曲線
圖 4. 27 T3、T4 和 T5 測試區正規化載重-應變曲線
80%
75%
60%
80%
75%
60%
82
圖 4. 28 T1 和 T4 測試區正規化載重-應變曲線
圖 4. 29 SRC 設計規範 4.3.5 柱之箍筋示意圖
80%
75%
60%
83
84
85 協辦機關:無
T3 試體接力式繫筋的概念相當具有可行性,應該進行撓曲延展性試驗,進 一步探討其可行性。
86
誌謝
本研究承蒙內政部建築研究所提供研究經費,並在試驗期間提供場地與實驗 所需工具,協同試驗人員協助試體架設、試驗排程、儀器操作及數據接收之工作,
讓本研究得以完成,特此感謝!此外,國家地震中心即時協助,提供試驗所需之 設備、時間及人力之支援,方能使本計畫順利完成,也特別在此表達致謝之意。
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附錄一 期初評選會議紀錄
89
90
91
92
93 十、討論事項與臨時動議:無。
十一、會議結論:
(一)本採購案投標受評廠商 1 家,國立臺灣科技大學之名次加總 為 6(平均分 數為 85)。評選結果經核,符合評選須知第 4 點第 1 款之規定。依所得名 次加總,名次累積最低者國立臺灣科技大學為優勝順序第 1 位。
(二)請主辦單位將評選結果簽報機關首長或其授權人員核定。
十二、出席評選委員確認會議記錄:本會議紀錄經出席委員確認,無異議通過。
十三、散會:上午 11 時 30 分。
94
附錄二 專家座談會會議紀錄
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97 考慮柱產生 Composite Action,柱 承受 bending 時之效應,是否有要
98
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100
101
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104
105
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107
108
109
110
111
112
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附錄三 期中審查會議記錄
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115
116
117
118
119
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121
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管理」分級制度之結果,將於期末報告呈現。
七、會議結論:
(1) 本次會議 3 案期中報告,經審查結果原則通過。請業務單位將與會審查 委員及出席代表意見詳實記錄,以供研究單位參採,並於期末報告針對 期中審查意見逐一回應,如期如質完成研究計畫。
(2) 委託研究計畫請儘速依約辦理請領第 2 期款;補助案請依規定請領第 2 期款,並請業務單位依規定時程管控研究進度。
八、散會:中午 12 時 10 分。
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127
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附錄四 期末審查會議記錄
130
131
132
133
134
135
136 尼比,容量震譜裡阻尼會影響到性能點,且影響甚鉅,牆體 pinching 效應應當適度反應至容量震譜裡參數設定,請提出一依據讓工程界參
137
138
139
140
141
142 處,如不配置 Shear Stud,軸力傳 遞是否有疑慮。
143
144
145
附錄 A 鋼箱型柱試體設計圖
146
147
圖 A. 1 T1 試體鋼箱型柱設計圖(一)
148
圖 A. 2 T1 試體鋼箱型柱設計圖(二)
149
圖 A. 3 T2、T5 試體鋼箱型柱設計圖
150
圖 A. 4 T3 試體鋼箱型柱設計圖
151
圖 A. 5 T4 試體鋼箱型柱設計圖(一)
152
圖 A. 6 T4 試體鋼箱型柱設計圖(二)
153
圖 A. 7 T 系列鋼箱型柱上端板詳圖
154
圖 A. 8 CR 試體鋼箱型柱設計圖
155
圖 A. 9 CR 試體鋼箱型柱上端板詳圖
156
157
附錄 B T 系列試體橫向鋼筋配筋圖
158
圖 B. 1 T1 試體配筋圖
159
圖 B. 2 T2 試體配筋圖
160
圖 B. 3 T3 試體配筋圖
161
圖 B. 4 T4 試體配筋圖
162
圖 B. 5 T5 試體配筋圖
163
附錄 C 其他試體施工相關照片
164
照片 C. 1 鋼箱型柱現場照(由右至左分別為 T1-T5 及 CR 試體)
照片 C. 2 L 型箍筋 135 度彎鉤加工照
165
照片 C. 3 試體主筋暫固定於鋼型柱
照片 C. 4 T1 試體貫穿繫筋 135 度彎鉤採人工加工
貫穿繫筋
166
照片 C. 5 T2 試體角隅繫筋完成照
照片 C. 6 T3 試體短繫筋完成照
角隅繫筋
短繫筋
167
照片 C. 7 T4 試體貫穿繫筋完成照
照片 C. 8 T5 試體搭接式繫筋完成照
貫穿繫筋
搭接式繫筋
短繫筋
168
照片 C. 9 試體鋼骨內灌漿照
照片 C. 10 試體灌漿完成照
169
照片 C. 11 試體上端板之切割鋼板
照片 C. 12 試體上端板之切割鋼板填補完成照
170
照片 C. 13 混凝土圓柱抗壓試體完成照
照片 C. 14 試體與圓柱抗壓試體一同養護
171
參考書目
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American Concrete Institute, 2011.
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[3] American Institute of Steel Construction (AISC), LRFD, 2005, Load and Resistance Factor Design Specification.
[4] Chen, C.C., Ko, J.W. , Huang, G.L. , Chang, Y.M., 2012,“Local Buckling and Concrete Confinement of Concrete-Filled Box Columns under Axial Load,”
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[7] Sakino, K., Nakahara, H.,2004, Morino, S., and Nishiyama, I., “Behavior of Centrally Loaded Concrete-Filled Steel-Tube Short Columns,” Journal of
Structural Engineering, vol. 130, pp. 180-188, 2004.
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172
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