試體設計

本計畫之試體將設計為僅承受純扭矩，著重於梁構件，而承受軸 力之梁柱構件不在本研究範圍，有待後續之研究。SRC梁構件一般皆 與SRC柱結合，故SRC梁構件兩端為扭轉束制。依據相關規範進行 試體之設計如圖3.1 之配置，考量試體受扭矩後一完整的螺旋狀破壞 面與試驗兩端的非試驗區，試驗區長度為 1800 mm，試體總長度為

3200 mm。為使試體確保於試驗區破壞，於非試驗區配置更緊密的橫

向扭力筋，以提高非試驗區之扭矩強度。12組 SRC梁試體與2組RC 梁試體斷面尺寸均為350^×550 mm，保護層厚度為 40 mm。

40 mm (淨保護層) 350 mm

550 mm

圖 3.1 試體圖

試體之編號如表 3.1 所示，試體之斷面如圖 3.2 所示。試體之設 計參數有鋼骨、橫向扭力筋與縱向主筋。各試體間可相互比較試驗結 果，以探討參數於扭矩行為之影響。本計畫之混凝土著重於普通強度 混凝土，鋼筋混凝土構件採用普通強度混凝土，試體僅採用一種混凝 土標稱強度為27.6 MPa (4000 psi)。

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第三章 SRC 梁構件之扭矩實驗

表3.1 試體編號

Specimen Steel Transverse

reinforcement

Longitudinal reinforcement S1-RCt1l1 H 250×140×9×14 #3@15 cm 6-#4 S1-RCt2l1 H 250×140×9×14 #3@10 cm 8-#4 S1-RCt3l1 H 250×140×9×14 2-#3@10 cm 10-#5 S1-RCt1l2 H 250×140×9×14 #3@15 cm 6-#5 S1-RCt2l2 H 250×140×9×14 #3@10 cm 8-#5 S1-RCt3l2 H 250×140×9×14 2-#3@10 cm 10-#6 S2-RCt1l1 H 450×140×9×14 #3@15 cm 6-#4 S2-RCt2l1 H 450×140×9×14 #3@10 cm 8-#4 S2-RCt3l1 H 450×140×9×14 2-#3@10 cm 10-#5 S2-RCt1l2 H 450×140×9×14 #3@15 cm 6-#5 S2-RCt2l2 H 450×140×9×14 #3@10 cm 8-#5 S2-RCt3l2 H 450×140×9×14 2-#3@10 cm 10-#6

RCt2l1 － #3@10 cm 8-#4

RCt2l2 － #3@10 cm 8-#5

S1 H 250×140×9×14 － －

S2 H 450×140×9×14 － －

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S1-RCt1系列試體 S1-RCt2系列試體 S1-RCt3系列試體

S2-RCt1 系列試體 S2-RCt2系列試體 S2-RCt3系列試體

圖3.2 試體斷面圖

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第三章 SRC 梁構件之扭矩實驗

SRC梁試體設計以鋼骨尺寸為其參數之一，用以探討鋼骨深度變 化對試體扭矩強度與行為之影響，兩組不同尺寸的鋼骨只有深度不 同，寬度、腹板厚度以及翼板皆相同。鋼骨S1尺寸為H250 140 9×14 由 H250 250

× ×

× ×9×14 切割之型鋼，S2 尺寸為 H450×140×9×14 由 H450×200×9×14切割之型鋼。鋼骨皆為 ASTM A36之鋼材。S1 系 列SRC試體之鋼骨比為3.1%，S2 系列SRC試體之鋼骨比為4.0%。

SRC試體與RC 試體設計參數之二為橫向扭力筋，因試體承受純 扭矩作用，橫向鋼筋僅考量扭矩所需。橫向扭力筋皆為#3 Gr. 40 鋼 筋，配置有#3@15 cm (t1系列試體)、#3@10 cm (t2系列試體)與雙排

#3@10 cm (t3系列試體)。t1系列試體其橫向扭力筋間距大於 RC試 體梁開裂扭矩強度( )所需之間距(11 cm)，預期探討試體受扭矩開裂 之破壞行為。t2系列試體之橫向扭力筋間距則小於 所需之間距。t3 系列試體則採用雙排#3@10 cm橫向扭力筋，在於探討緊密的橫向扭 力筋於SRC梁試體扭矩強度之影響。

Tcr

Tcr

試體設計參數之三為縱向主筋，乃用 RC 梁之扭矩強度會因縱向 主筋數量增加而提高。因試體將承受純扭矩，l1系列試體之縱向主筋 為依據 RC 設計規範，依配置之橫向扭力筋計算所得(公式 2.11 與公

式2.13)，因而縱向主筋不包括撓曲作用所需之鋼筋。提高l2系列試

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體之縱向主筋量以研究縱向主筋於扭矩強度之影響。縱向主筋配置於 斷面上下層與兩側，配置如圖3.2 所示。

非預力 RC 構件縱向主筋之計算可假設混凝土壓桿角度 ， 依此可計算最小縱向主筋量，編號 l1 系列之試體則依此設計。編號 l2系列之試體則增加縱向主筋數量，根據Hsu (1990)之建議，計算 值

(公式2.6 至公式2.10)，試體之扭矩強度將隨之增大。

45o

= θ

θ

表3.2 為試體扭矩強度之計算值，為依據美國ACI 318-89 與ACI

318-95規範計算出試體中RC部分之扭矩強度，並且根據 Hsu (1990)

所建立之分析模型，考慮混凝土強度與縱向主筋之影響所計算出 RC 構件之扭矩強度，以及鋼骨之全斷面塑性扭矩強度。試體 S1-RCt2l1 與S1-RCt2l2之扭矩強度計算例詳述於附錄 B。

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第三章 SRC 梁構件之扭矩實驗

表3.2 以標稱強度計算之試體扭矩強度

specimen

RC Steel