之圓角，並且沿碳纖維方向採至少20 公分的搭接長度，可避免碳纖維貼片提
圖2.1 非韌性配筋柱橫向箍鋼筋間距過大之情形
(資料來源：李宏仁)
圖2.2 非韌性配筋柱箍筋端部僅為 90 度彎鉤且柱內設有排水管
(資料來源：李宏仁)
本研究採用 UD300 單層每平方公尺 300 公克之單向碳纖維布，設計抗拉 彈性係數為每平方公厘 23,500 公斤。NDC 系列試體所規劃碳纖維布之層數，
未依 CFRP 補強的「圍束補強」理論[10]進行設計。
由於研究經費額度限制及撙節經費之考量，本次研究之矩形柱試體，僅 規劃檢核同時進行「弱軸」之側向加載，以及 20%軸力比之軸向加載試驗。
(a)試體 RNDC2L (b)試體 RND 圖2.3 試體 RND 與試體 RNDC2L 之破壞模式
(資料來源：[21])
2.1.1 試體 ND
本研究參考 Sezen[12]所蒐集之典型老舊 RC 建築柱試體資料，以作為矩 形非韌性柱試體 ND 之設計參數依據，試體 ND 主要選定以貼近國內非韌性 矩形柱試體之典型態樣，本研究亦參考歐昱辰[9]補強前試體之設計參數，其 試體源於該研究所歸納之典型國內低矮 RC 建築柱態樣，如混凝土設計抗壓
強度𝑓𝑐′=21MPa。橫向鋼筋多選擇 D10(#3)至 D13(#4)之尺寸，規格為 SD280，
表2.1 非韌性柱試體相關參數比較
圖2.4 試體 ND 之設計圖
(a)未設置碳纖維錨栓 (b)設置碳纖維錨栓 圖2.5 矩形 RC 柱採碳纖維包覆補強及碳纖維錨栓之情形
(資料來源：[13])
2.1.2 NDC 系列試體
依式(式 2.5)計算，因此碳纖維布補強須提供之圍束應力𝑓𝑙𝑓，將式(式 2.4)代入
𝑓𝑙𝑠 =𝐴𝑠ℎ𝑓𝑦ℎ
𝑠𝑏𝑐 (式 2.5)
𝑓𝑙𝑓 ≥ [0.3 (𝐴𝑔
𝐴𝑐ℎ− 1) 𝑓𝑐′ˎ0.09𝑓𝑐′]
𝑚𝑎𝑥
−𝐴𝑠ℎ𝑓𝑦ℎ
𝑠𝑏𝑐 (式 2.6) 2𝜀𝑓𝐸𝑓𝑡𝑓
𝑏 ≥ [0.3 (𝐴𝑔
𝐴𝑐ℎ − 1) 𝑓𝑐′ˎ0.09𝑓𝑐′]
𝑚𝑎𝑥
−𝐴𝑠ℎ𝑓𝑦ℎ
𝑠𝑏𝑐 (式 2.7)
圖2.6 𝒔間距內碳纖維布與橫向鋼筋側向力
(資料來源：參考書目[8])
表2.2 碳纖維布規格
規格 FAW200 FAW300 測試方法 單位面積纖維質量
(g/m2/層) ≥200 ≥300 CNS13062 抗拉強度
(kgf/cm/層) 460 以上 690 以上 CNS13555 設計厚度
(mm/層) 0.11 0.165 --- 伸長率
(%) ≥1.7 CNS 13555
貼片幅寬
(cm) 40 或 50 40 或 50 ---
(資料來源：參考書目[18])
50 cm
50 cm
R > 3 cm
> 10 cm
CFRP纖維方向
R > 3 cm
CFRP纖維方向
(a)水平向貼覆 CFRP 貼片 (b)垂直向貼覆 CFRP 貼片 圖 2.7 RC 柱試體外圍 CFRP 貼片之包覆方式
CFRP 補強貼覆方向對 RC 柱耐震性能影響之驗證研究
試 體 製 作
本 研究 4 組 試 體 之 製 作，計 分 為 底座 定 平 與 試 體放 樣、基 座 施 工、
應 變 計黏 貼 與 試 體 上 部 柱 身製 作 ， 各 項 製 作 程 序詳 述 如 下 ：
2.2.1 底座定平與試體放樣
依 據 採購 須 知 補 充 說 明 圖 說所 需 之 鋼 筋 種 類 與 尺寸，由 鋼 筋 加工 廠 直 接加 工 後，送 抵 本 所 材料 實 驗 中 心 大 型 力 學實 驗 室南側施工現場，
如 圖 2.8 所示。進行試體製作施工區之清理與整地，並確認試體之製
作 位 置，以 6 分木夾板及角木組立底座並定出水平，再進行每組柱試
體 製 作之 放 樣 ， 訂 出 底 座 8 處直徑為 70 mm 材質為 PVC 預留管的位 置 ， 如圖 2.9 所示 。
圖 2.9 自加工廠完成 加工送抵工作區之鋼筋
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.10 底 座 定 平 與 試 體 放 樣
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
2.2.2 基座施作
由 於 本研 究 試 體 之 基 座，係採 直 立 方 式 施 工，因此 須 先 完 成 基座 鋼 筋 籠之 製 作(如圖 2.13 所示)，再將主筋綁紮於下基座鋼筋籠，此時 必 須 特別 注 意 要 掌 握 縱 向 鋼筋 的 位 置 及 垂 直 度，必 須 利 用 水 準 尺 進行 檢 核。基 座 鋼筋 籠 完 成 組 立之 後，於 基 座 灌 漿 前須 預 埋 直 徑為700 mm，
中 心 間距 為 500 mm 的 PVC 管，此 PVC 管為試體於後續安裝階段貫 穿 螺 桿之 用，基 座 側 邊 模 板完 成 組 立 後，需 再 確認 與 固 定 PVC 管的設 置 位 置， 確 認 完 成 後 澆 置 混凝 土 。
2.2.3 應變計黏貼
為 觀 察及 瞭 解 柱 試 體 於 加 載過 程 中，縱 向 及 橫 向鋼筋應變之變化，
係 規 劃 於 柱 試 體 下 方 塑 性 轉 角 發 生 區 ， 分 別 於 縱 向 與 橫 向 鋼 筋 之 適 當 位 置，黏貼 5mm 之金屬應變計，應變計完成黏貼之情形，如 圖 2.20
所 示。並 於 黏 貼 完 成 之 應 變計，塗 抹 防 水 覆 膜 膠，最 後 再 以 電 器 膠帶 纏 繞 保護 ， 並 要 特 別 注 意 防止 應 變 計 發 生 非 預 期之 拉 扯 損 毀 。
為 降 低試 體 於 加 載 過 程 而 造成 對 應 變 計 之 影 響，每 組 柱 試 體 應變 計 之 訊號 線 束，均 由 柱 底 部與 基 座 之 交 界 面，集中 成 束 出 線，每 組應 變 計 訊號 線 之 規 格 長 度為 3 m。而在應變計收線時，應注意導線須沿 著 縱 向鋼 筋 內 緣 或 緊 靠 外 箍筋 下 緣 走 線，防 止 混凝 土 澆 置 或 震 動 搗實 之 動 作，致 拉 扯 而 使 應 變 計損 毀。為 避 免 應 變 計於 灌 漿 或 養 護 時 水分 進 入 成束 訊 號 線 之 集 線 區，所 有 外 露 於 柱 試 體 外部 之 訊 號 線，均 利用 塑 膠 袋包 覆 保 護 ， 應 變 計 訊號 線 束 之 出 線 情 形 ，如 圖 2.30 所示。
2.2.4 試體上部柱身製作
下 基 座拆 模 後 即 可 進 行 上 部柱 身 之 製 作，此 時 需注 意 黏 貼 有 應變 計 的 箍筋，必 須 放 置 於 所 規劃 佈 設 應 變 計 之 位 置，上 部 柱 身 鋼 筋 完成 綁 紮 後，組 立 上 部 柱 身 之 模板，並 於 確 認 模 板 與訊 號 線 束 穩 固 後，澆 置 混 凝土 。 試 體 混 凝 土 部 分製 作 完 成 ， 如 圖 2.32 所示。
2.2.5 試體上部柱身碳纖維包覆補強
5. 碳 纖 維 貼 片 黏 貼
意 盡 量 不 要 碰 觸 到 施 工 面 。
(2) 如 平 均 氣 溫 為 20℃ ， 養 護 期 間 為 一 週 ； 如 平 均 氣 溫 為 10℃ ， 養 護 期 間 為 兩 週 。
試 驗 裝 置 與 測 計 安 排
試 體 上方 設 有 厚 度 為 15 mm之 鋼 製頂 板，頂 板 預留 直 徑 為 250 mm 之 圓 孔，以 利 試 體 由 上 而 下灌 漿 之 用，完 成 混 凝土 灌 漿 後，將 鋼 製頂 板 塞 回圓 孔 並 銲 接 固 定，再 於 混 凝 土 澆 置 面 與 鋼頂 板 下 緣 間，以 無收 縮 水 泥填 滿 其 空 間，讓 致 動器 施 加 軸 壓 力 時，將應 力 平 均 分 佈 於 柱試 體 之 頂端，避 免 應 力 集 中 傳遞 而 造 成 非 預 期 之 破壞。本 研 究 RC柱 試 體 均 採 單軸 應 變 計，用 以 記 錄柱 試 體 下 部 塑 性 鉸 區內 部 縱 向 鋼 筋、外箍 筋 與 CFRP表 面 等 處 之 單 向 應 變 ， 單 一 柱 試 體 內 部 縱 向 及 橫 向 鋼 筋 共 設 置9組 應 變計，包 覆 CFRP表 面 則 設 置10組 應 變計，詳 如 圖 2.10所 示；
外 掛 位移 計 則 量 測 試 體 的 位移 量；試 驗 裝 置 有 大型 試 驗 構 架、600 噸 與200 噸 油 壓 致 動 器，進 行撓 曲 試 驗，探 討 非 韌性 配 筋 柱 與 韌 性 配筋 柱 之 撓 曲 行 為 ， 詳 如 圖 2.11所 示 。 撓 曲 試 驗 中 所 採 用 的 側 向 位 移 歷 時 圖，如 圖2.12所 示。本 研 究之 試 驗 流 程 為 首 先 針對 柱 試 體 施 加 軸 力 (試 驗 過 程 中 軸 力 維 持 不 變 ) ， 再 以 位 移 控 制 模 式 (Displacement Control Mode)進 行 側 向 位 移 歷 時 ， 其 中 側 向 位 移 速 率 為 1 mm/sec。
圖 2.11 柱 試 體 斷 面 應 變 計 之 配 置 圖
圖 2.12 軸 力 構 架 試 驗 裝 置 示 意 圖
（ 資 料 來 源 ： 李 台 光 ）
4 8 12 16 20 24 28 32 36 48 56 64 3 cycles of each drift ratio 2 cycles of each drift ratio
圖 2.13 試 驗 側 向 加 載 之 位 移 控 制 歷 時
（ 資 料 來 源 ： ACI-374.1-05 規 範 ）
圖 2.14 底 座 鋼 筋 籠 之 組 立
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.15 上 部 柱 主 筋 之 定 位
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.16 底 座 預 留 PVC 管 之 擺 設 與 封 口
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.17 試 體 吊 耳 於 底 座 之 設 置
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.18 底 座 模 板 之 組 立
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.19 底 座 混 凝 土 澆 置
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.20 底 座 拆 模 後 之 情 形
圖 2.21 柱 試 體 應 變 計 之 黏 貼
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.22 應 變 計 之 黏 貼 與 固 定
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.23 上 部 柱 身 鋼 筋 之 組 立
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.24 模 板 之 圓 形 導 角
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.25 上 部 柱 身 模 板 完 成 組 立
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.26 上 部 柱 混 凝 土 之 澆 置
（ 資 料來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.27 上 部 柱 混 凝 土 之 搗 實
（ 資 料來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.28 混 凝 土 澆 置 坍 度 試 驗
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.29 混 凝 土 圓 柱 式 體 製 作
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.30 柱 頂 上 部 灌 漿 孔 圓 形 蓋 板 之 封 板
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.31 應 變 計 訊 號 線 束 之 收 線
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.32 上 部 混 凝 土 柱 四 周 之 導 角
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）
圖 2.33 試 體 製 作 完 成 與 養 護 情 形 現 況
（ 資 料 來 源 ： 本 研 究 ）