試體製作

慎選適宜的鋼構廠家，以製作箱型鋼柱。本研究之箱型柱係委託雄進鋼構廠製作，

該廠位於屏東縣新園鄉。有關柱試體之製作程序，詳述如下：

 製造圖繪製

 放樣

 落樣

 裁切

 加工組合（含組立竹節鋼筋籠）

 電銲

 開孔

 假組立

 當柱組立成 U 字型時安裝熱電偶線於柱內

 安裝試體柱面之熱電偶測點

 進行混凝土灌漿

 箱型鋼柱混凝土養護

箱型柱是由鋼板單元組合而成，先於鋼板片上放樣標示出剪力釘之位置，再將其 銲置於鋼板，如圖 3-7 所示。剪力釘之數量、長度與間距係按國內業界之慣例設置，

其埋設在本研究中並非試驗變數，對試驗結果之影響可忽略。另方面，於鋼板片上放 樣標示出上下端鋼板、加勁板之尺寸。於組裝過程中須輔以固定用點銲俟構件整體完 成鋼板片用料定位後得再施予正式金屬接合之銲接作業。

圖 3-7 箱型鋼柱之剪力釘銲製

（資料來源：本研究整理）

當柱組立成 U 字型後（圖 3-8），將熱電偶線測點安裝於柱體欲進行量測的點位

（試體 TA1 及試體 TB1）；若為試體 TB2 及試體 TB3，則隨即置入竹節鋼筋籠，並 將縱向鋼筋銲接於上下端板，如圖 3-9 所示。其次，將熱電偶線測點安裝於柱體欲進 行量測的點位，如圖 3-10所示（熱電偶測點詳述於第四節）。安裝完成後，先進行檢 測，以確定能正常傳輸訊號。之後，組立柱側面鋼板於 U 字型上形成一箱型鋼柱，再 將其與端板（頂板及基座底板）結合，如圖 3-11所示。接下來，再對試體之全滲透電 銲處進行超音波檢測（Ultrasonic Testing），以確保銲道狀況良好。檢測後，安裝試體 柱面欲量測點位的熱電偶測點，如圖 3-12所示。

圖 3-8 箱型鋼柱組立成 U 字型

（資料來源：本研究整理）

圖 3-9 箱型鋼柱組立成 U 字型後之竹節鋼筋籠安裝

（資料來源：本研究整理）

圖 3-10 箱型鋼柱組立成 U 字型後之熱電偶線安裝

（資料來源：本研究整理）

圖 3-11 箱型鋼柱組立完成

（資料來源：本研究整理）

圖 3-12 箱型鋼柱試體柱面熱電偶測點

（資料來源：本研究整理）

箱型鋼柱完成後，即運送至建研所台南防火實驗中心，並施以臨時支撐。控制組 之自充填混凝土配比設計如表 3-5所示，其設計強度為 420 kgf/cm²，而配比目標強度 為 520 kgf/cm²，設計坍流度為 65~75 cm，粗粒料標稱最大粒徑為 19 mm，水膠比為 0.35。至於實驗組之添加纖維自充填混凝土，係摻用聚丙烯纖維，其纖維含量（體積 百分比）為 1%，其外觀如圖 3-13所示，其性質如表 3-6所示。

表 3-5 混凝土配比設計表

組成材料使用量(kg/m³) 備註

水泥 爐石 飛灰 水 粗粒料 細粒料 摻劑 實 驗 組 之 聚 丙

烯 纖 維 含 量 為 1%(體積比)

356 76 76 178 780 889 8.14

（資料來源：本研究整理）

圖 3-13 聚丙烯纖維外觀

（資料來源：本研究整理）

表 3-6 聚丙烯纖維性質

密度 化學性質 長度 吸水率 強度 融點 根數

0.9 g/cm³ 耐酸鹼性佳 6~12 mm 0% 150~800 MPa 160~170℃ 5 萬~3 億根/kg

配比設計完成後，隨即進行混凝土的試拌，並量測其新拌階段之坍流度、V 型漏 斗時間及 U 型試驗填充高度如圖 3-14所示。經試拌確定配比設計能符合自充填混凝土 之新拌階段性能需求，隨即進行混凝土的澆置，如圖 3-15所示。灌注方式採由上方倒 入，係利用 5PVC 塑膠管從頂板之灌漿孔把漿體澆置柱底部，並隨著漿體之上升將 PVC 塑膠管往上提升。在澆置適當高度後，將 PVC 塑膠管裁短，以方便人員施作。

在灌漿時，將控制其澆灌速度，以防熱電偶線脫落。鋼柱試體完成混凝土澆灌作業後，

則進行混凝土的養護。另方面，亦量測混凝土之坍流度，如圖 3-16所示。此外，製作 混凝土圓柱試體（如圖 3-17所示），並於規劃齡期（7 天、14 天、28 天及火害試驗當 天）進行抗壓強度試驗，以作為箱型鋼柱試體加載軸壓載重的依據。

(a) 坍流度 (b) V 型漏斗時間 (c) U 型試驗填充高度

圖 3-14 混凝土新拌性質測試

（資料來源：本研究整理）

圖 3-15 箱型鋼柱之混凝土澆置

（資料來源：本研究整理）

圖 3-16 混凝土之坍度與坍流度之量測

（資料來源：本研究整理）

圖 3-17 混凝土圓柱試體之製作

（資料來源：本研究整理）