試體行為

式中，L = 試體之淨跨度 (支承點間距)，(mm)。

d = 試體構造斷面之壓縮側緣至拉伸側緣之距離，(mm)。

鋼梁 RH588×300×12×20 以 8 m 淨跨距在試驗時所容許的撓曲度 為272.1 mm，最大撓曲速率為 12.1 mm/min。

3.8 試驗結果與討論

3.8.1 試體行為

本次研究共進行3 組加載及無加載之加溫試驗，試體 1 為 11 mm 防火被覆厚度進行無載重之加溫試驗，試體 2 為 14 mm 防火被覆厚 度進行載重之加溫試驗，試體 3 為 11 mm 防火被覆厚度進行載重之 加溫試驗。三組試體按升溫曲線加溫1 小時後，爐內溫度約為 945°C。

本次試驗按照 CNS 12514 標準規定之判定基準，無加載之加溫試驗 之破壞基準為鋼梁表面任一測點之溫度超過 550°C 或平均溫度超過 500°C；加載之加溫試驗破壞為試體最大撓曲度超過 272.1 mm 或最大 撓曲速率超過 12.1 mm/min。本次試驗結果彙整於表 3-2。三組試驗 的熱電偶線在加溫試驗過程中量測到鋼梁表面的溫度數據如圖 3-28

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至圖3-42 所示。

3.8.1.1 試體 1

本組試體為UL 規定 1 小時防火時效之試體，防火被覆厚度為 11 mm，進行無加載之加溫試驗。試驗加溫 1 小時，量測到爐內之升溫 曲線如圖3-43 所示。

加溫進行約16 分鐘，爐內平均溫度約 760.3°C，鋼梁熱電偶測點 平均溫度為134.4°C，最高溫處達到 193.6°C。試驗進行約 48 分鐘，

鋼梁熱電偶測點 2B 量測溫度超過 550.0°C。試驗加溫 1 小時，爐內 平均溫度為942.5°C，最高溫處達到 954.0°C，鋼梁熱電偶測點最高溫 發生在編號為 2B 點，溫度為 635.9°C，比規定要求高出 85.9°C，平 均溫度為500.2°C，稍為高出規定要求 0.2°C，試體跨距中點之撓曲度 為36.1 mm，最大撓曲速率為 1.2 mm/min。

試驗結束後加溫爐內之溫度下降到 50°C 以下時，觀察到試體之 防火被覆出現很多裂縫，散佈在試體腹板及梁下翼板處，另外亦觀察 到試體存有永久變形 (試體跨距中點 23 mm)，混凝土樓板出現裂縫，

鋼承板出現局部挫屈，試驗後等待冷卻後試體情況如圖3-44，防火被 覆裂縫如圖3-45 所示。

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3.8.1.2 試體 2

本組試體之防火被覆厚度是以UL 認證 1 小時防火時效的 1.25 倍 設計，此設計符合 CNS 若取用 UL 所認證厚度之要求，所以防火被 覆厚度為14 mm。

這組試驗四點加載點各加載98.1 kN，此力量在試驗前 15 分鐘加 載到試體上。力量之加載分為三個步驟進行，每點加載點先加載到 29.4 kN，等待力量加載穩定後加載到 49.1 kN，最後再加載到 98.1 kN。當加載力量穩定後，試體跨距中點產生 8.2 mm 之撓曲度。等待 15 分鐘即進行加溫試驗。試驗加溫 1 小時升溫曲線如圖 3-46 所示。

當加溫進行約 20 分鐘後，從觀視窗觀察到試體中部加勁板間及 其他部份下翼板之防火被覆產生明顯裂縫，如圖 3-47 所示，但從熱 電偶測點監測溫度沒有明顯加快，這些裂縫推測是由於試體撓曲度較 大而產生。加溫約 30 分鐘，撓曲度變化逐漸增大，此時平均溫度約 為200.0°C，測點最高溫則達到 278.7°C，鋼梁腹板溫度較其他位置測 點高，溫度在217.2°C 至 278.7°C 之間。加溫 1 小時，爐內平均溫度 為944.2°C，最高溫為 961.2°C，熱電偶測點最高溫為 538.2°C，平均 溫度為 412.6°C；試體梁跨距中點之撓曲度為 32.0 mm，最大撓曲速 率為1.8 mm/min。

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為進一步探討試體加溫超過1 小時效之行為，延續進行加溫試驗 至 2 小時。於加溫 62 分鐘時出現鋼梁熱電偶測點溫度達到 550°C。

加溫75 分鐘時熱電偶測點平均溫度超過 500°C。最終撓曲度為 183.0 mm。

試驗結束後，發現有明顯之永久變形 (試體跨距中點 98 mm)，混 凝土樓板出現細微裂縫，鋼承板局部挫屈，並觀察到防火被覆損壞嚴 重，如圖3-48 至圖 3-50 所示。

3.8.1.3 試體 3

此組試體之防火被覆厚為11 mm，載重條件與試體 2 相同，施加 載重後試體跨距中點產生6.9 mm 之撓曲度。試驗加溫 1 小時升溫曲 線如圖3-51 所示。

試驗進行到約 22 分鐘後，試體跨距中點之撓曲速率逐漸加快，

此時熱電偶測點最高溫度達 267.5°C，平均溫度約 206.2°C。加溫約 27 分鐘，試體之防火被覆陸續出現裂縫，散佈在腹板及梁下翼板處，

如圖3-52 所示。加溫試驗進行 46 分鐘，熱電偶測點 3B 已超過 550°C。

58 分鐘時平均溫度超過 500°C。試驗加溫 1 小時後，跨距中點之撓曲 度為42.8 mm，最大撓曲速率為 1.0 mm/min。鋼梁熱電偶最高溫測點 3B 測出溫度為 650.9°C，平均溫度為 514.3°C。在加溫試驗進行中從

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兩側支承處觀察到試體有出現扭轉的情況，如圖3-53 所示。

為進一步探討試體加溫超過1 小時效之行為，延續進行加溫試驗 至93 分鐘。最終跨距中點之撓曲度為 262.2 mm。等待爐內溫度降低 後，觀察到防火被覆出現裂縫，以及試體有明顯之永久變形 (試體跨 距中點150 mm)，如圖 3-54 及圖 3-55 所示。