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第三章 實驗計劃

第二節 試體製作

表 3.2 混凝土抗壓強度

(本研究整理)

3-2-5 試體熱電偶線配置

為量測試體混凝土、鋼筋及鋼承板之溫度,於試體內預先埋設 K-Type 型式的熱 電偶線,以量測試體加熱期間混凝土、鋼筋與鋼承板溫度變化及分佈情形,可提供後 續數值分析及其他相關研究用,如圖3.4 所示,圖中之圓圈表示埋設熱電偶測溫點的平 面位置,每一個平面位置針對厚度方向佈設,主要可分為五種形式,如下說明。

圖 3.4 試體熱電偶線配置示意圖(本研究整理)

橘色圓圈表示位於單純樓板處,每個圓圈表示在樓板厚度方向佈設 4 個測溫點;

綠色圓圈表示位於小梁上方之樓板處,每個圓圈表示在樓板厚度方向佈設4 個測溫點;

紅色圓圈表示位於大梁上方之樓板處,每個圓圈表示在樓板厚度方向佈設6 個測溫點;

齡期(天) 7 28

平均抗壓強度(kgf/cm2) 216 306

粉紅色圓圈則表示位於托梁處的連接板上,至少佈設1 個測溫點,至多佈設 3 個測溫 點;藍色圓圈則表示位於柱位旁,每個圓圈表示佈設1 個測溫點。

圖 3.5 單純樓板熱電偶線配置圖

圖3.5 為單純樓板熱電偶線配置情形,此斷面包含兩處平面位置:肋底及肋高各一,

總計有8 個測溫點。在肋底處之厚度方向佈有 4 點(b1~b4),分別在鋼承板表面(b1)、

下層主鋼筋表面(b2)(即混凝土保護層)、鋼承板肋高之混凝土(b3)、下層溫度鋼筋底表 面(b4);在肋高處之厚度方向配置有 4 點(t1~t4),分別在鋼承板表面(t1)、下層溫度 鋼筋底表面(t2)、鋼承板肋高上方 5 公分處混凝土(t3)、混凝土表面(t4)。

圖 3.6 小梁上方樓板熱電偶線配置圖

圖3.6 為小梁上方樓板熱電偶線配置情形,該斷面包含兩處平面位置:肋底及肋高 各一,總計有8 個測溫點。在肋底處之厚度方向佈有 4 點(b1~b4),分別在剪力釘周 圍之鋼承板表面(b1)、下層主鋼筋表面(b2) (即混凝土保護層)、鋼承板肋高之混凝土(b3)、

下層溫度鋼筋底表面(b4);在肋高處之厚度方向佈有 4 點(t1~t4),分別在鋼承板表面 (t1)、下層溫度鋼筋底表面(t2)、鋼承板肋高上方 5 公分處混凝土(t3)、混凝土表面(t4)。

圖 3.7 大梁上方樓板熱電偶線配置圖

圖3.7 為大梁上方樓板熱電偶線配置情形,此斷面總計有 6 個測溫點(g1~g6),

分別在大梁上翼板表面(g1)、鋼承板肋高之混凝土(g2)、上層溫度鋼筋底表面(g3)、混 凝土表面(g4)、兩旁的大梁剪力釘中點高程表面(g5 和 g6)。

圖3.8 和圖 3.9 為拖梁連接板上方樓板熱電偶線配置情形,連接板具有螺栓接合型 式(圖 3.8)和銲接接合型式(圖 3.9),分別有 3 個測溫點(p1~p3)和 1 個測溫點(p1),兩 者皆在連接板中央佈有1 個測溫點(p1),而螺栓接合型式另外在螺栓處佈設 2 點(p2 和 p3)。

圖 3.8 連接板上方樓板熱電偶線示意圖(螺栓接合)

圖 3.9 連接板上方樓板熱電偶線示意圖(銲接接合)

圖3.10 為柱子旁樓板熱電偶線配置情形,於肋底處鋼承板表面佈設 1 點(b1)以及肋 高處鋼承板表面佈設1 點(t1),總計為 2 個測溫點。

圖 3.10 柱子旁樓板熱電偶線示意圖

圖3.11 至圖 3.13 為樓板熱電偶線埋設、混凝土澆置中與完成情況照片。

圖 3.11 樓板熱電偶線埋設照片(本研究整理)

圖 3.12 樓板混凝土澆置中照片(本研究整理)

圖 3.13 樓板混凝土澆置完成照片(本研究整理)

3-2-6 火害實驗區熱電偶樹配置

藉由熱電偶樹的配置以瞭解火害實驗區間溫度的分布及傳遞,熱電偶樹配置分成2 種,一種為配置在鋼承板下方,另一種則配置於小梁下,其中配置於鋼承板下的熱電 偶樹因其垂直高度較配置於小梁的長,故其熱電偶數量較多。火害實驗區的熱電偶樹 配置平面圖,如圖3.14 所示,配置於小梁下的熱電偶樹有 6 個(標記為黃色圓圈),每 個9 點,配置於鋼承板下的熱電偶樹有 3 個(標記為紅色圓圈),每個 10 點,各個斷面 的佈設如圖3.15 至圖 3.16 所示。火害實驗區佈設的熱電偶總計 84 點。

圖 3.14 熱電偶樹配置平面圖

圖 3.15 鋼承板下熱電偶樹配置斷面圖

圖 3.16 小梁下熱電偶樹佈設斷面圖

3-2-7 火害實驗區之隔間與防火被覆

本研究火害實驗之隔間工程採用高壓蒸氣養護輕質混凝土(Autoclaved Lightweight Concrete),簡稱 ALC,ALC 具有 1~2 小時的防火時效。本次火害實驗之隔間牆分成 兩部分,第一部份先以ALC 磚牆進行隔間,將 2 跨2 跨之鋼構實驗屋分隔出火害實驗 區及儀器區,第二部分將鋼柱和部份大梁以ALC 板包覆,藉此對鋼柱與大梁形成雙重 防火保護,如圖3.17 所示。

圖 3.17 火害實驗之隔間平面圖

本次火害實驗區內的鋼柱與大梁並非實驗構件,並考量實驗安全,火害實驗區內 所有鋼柱與大梁,先在ALC 隔間工程進行前,施做 2 小時防火時效的濕式蛭石防火被 覆,如圖3.18 所示。本次隔間工程之各向立面與完成後照片,如圖 3.19~圖 3.23 所示,

在非開口面的隔間牆頂端皆預留15cm 空隙,做為火害時鋼構件變形之預留空間,為防 止火焰由空隙處竄出,將以耐火綿填塞,開口面的部分,其開口上方設計有1 公尺高 之女兒牆,可避免實驗時火焰反捲至屋頂。

儀器區

火害實驗區

圖 3.18 火害實驗區內鋼柱與大梁施做防火被覆

圖 3.19 火害實驗隔間之 A 向立面圖

圖 3.20 火害實驗隔間之 B 向立面圖

圖 3.21 火害實驗隔間之 C 向立面圖

圖 3.22 火害實驗隔間之 D 向立面圖

圖 3.23 火害實驗隔間完成照片

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