第三章 試體試驗與結果分析
3.4 試體 2 試驗現象與結果分析
y
c L
(3- 4)
其中 為各位移計量測到之軸向變形量，L 為消能段長度。試體在標準載y 重歷時過程中產生最大軸壓及軸拉力分別為1724 kN及 1566 kN，兩者強度 相差約10%是在可接受的範圍內(AISC 2005)，而標準歷時加載試驗結束試 體未發生整體挫屈與局部挫屈現象，且面板與接合螺栓均未出現破壞情形，
因此驗證了公式(2-16)、(2-21)、(2-29)及 (2-44)的可靠性。
圖3. 7(a)為疲勞加載歴時，共計經歷 21 個迴圈，圖 3. 7(b)為軸向力量 與消能支撐整體位移關係圖，圖3. 7(c)為軸向力量與有效挫屈長度之位移 關係圖，圖3. 7(d)為軸向力量與核心消能段位移關係圖，圖 3. 7(e)為軸向 力量與核心相對於上方圍束端部之位移關係圖，圖3. 7(f)為軸向力量與核 心相對於下方圍束端部之位移關係圖。根據2.6.5 節公式 (2-54)及 (2-55)可 分別求得本試體之最大韌性
max及韌性容量
c列於 表3. 7。3.4 試體 2 試驗現象與結果分析 3.4.1 試驗現象
照片 3. 25 及 照片 3. 26 為試體 2 試驗前之全景，本試體共有 32 顆螺 栓，螺栓間距為186 mm，圍束單元所提供之Pe / Py為3.2，圖 3. 2(b)為施以
標準歷時加載試驗下油壓制動器力量與位移關係圖，而試驗過程中於側位 移角 =0.0038 弧度(相當於Δby，核心應變為0.19%)結束時，試體轉換段端 部出現些微降伏(照片 3. 27)，但試體外觀無明顯變化，並持續進行試驗，
到了側位移角 =–0.018 弧度(相當於 1.5Δbm，核心應變為1.58%)第一圈 要往 =+0.018 弧度走時，油壓制動器發生問題，於是試驗中止將油壓制動 器控制到原始位置，並重新開始進行標準歷時加載試驗，而情況與第一次 試驗相同到了側位移角 =-0.018 弧度(相當於 1.5Δbm，核心應變為 1.58%) 第一圈要往 =+0.018 弧度走時，油壓制動器發生問題，於是試驗中止並將 油壓制動器送廠維修。在油壓制動器修復後試驗重新開始進行，而試驗過 程中在每階段加載歷時結束後量測試體兩端之殘餘變形量及核心單元與面 板間淨距並分別列於 表 3. 2 及 表 3. 3，直到側位移角 =0.024 弧度(相當於 2.0Δbm，核心應變為2.11%)二圈試驗後，亦指標準歷時加載試驗結束，此 時試體下端之殘餘變形如 照片 3. 28 所示，但試體未發生挫屈現象而核心 單元與面板間淨距也維持不變，因此施以側位移角 =0.018 弧度(相當於 1.5 Δbm，核心應變為 1.58%)之疲勞歷時加載試驗，圖 3. 3(b)為疲勞歷時加載 試驗下油壓制動器力量與位移關係圖，直到疲勞歷時加載至第9 圈側位移 角 =–0.018 弧度往 =+0.018 弧度走時發生巨響，強度快速下降，為核心 單元斷裂，此時停止油壓制動器的控制結束試驗，並於試驗後將圍束單元 與核心單元之螺栓鬆開分離，檢視核心斷裂情形(照片 3. 29)，發現核心單 元斷裂於中點斷面積變化處。
3.4.2 試驗結果分析
圖 3. 8 至 圖 3. 10 為本試體第一次至第三次標準歷時加載試驗之試驗 結果，因此取 圖 3. 8 作說明。圖 3. 8(a)為標準加載歴時，圖 3. 8(b)為軸向 力量與消能支撐整體位移關係圖，圖中軸向變形突然驟減此為量測位移計
本身問題，圖3. 8(c)為軸向力量與有效挫屈長度之位移關係圖，圖 3. 8(d) 為軸向力量與核心消能段位移關係圖，圖3. 8(e)為軸向力量與核心相對於 上方圍束端部之位移關係圖，圖3. 8(f)為軸向力量與核心相對於下方圍束 端部之位移關係圖，其中 圖3. 8(b)至 圖 3. 8(d)可利用線性迴歸得到試體整
體勁度Ktotalm [圖 3. 11(a)]、有效挫屈長度之勁度Kytm,1 [圖 3. 11(b)]及核心消能
段與轉換段串聯之勁度Kytm,2[圖 3. 11(c)]，並根據 2.3.2 節 (2-3)式及 (2-4)式 可求得試體整體勁度Ktotalc 及有效挫屈長度之勁度K ，將試驗值與理論值所cyt 求得試體之彈性勁度差異列於 表3. 4，由表中可看出Ktotalc 與Ktotalm 誤差為 53%差異較大，可能為量測位移計本身問題，而K 與ytc Kytm,1及Kmyt,2誤差分別 為9.1%及 5.4%，顯示試驗值與理論值接近。試體之非彈性勁度亦可取 圖 3. 8(c)及 圖 3. 8(d) 每階段加載歷時下之極值利用線性迴歸得到Kpm,1[圖 3.
12(a)]及Kmp,2[圖 3. 12 (b)]與試體之彈性勁度Kytm,1及Kmyt,2比較列於 表3. 5，
並在每階段加載歷時下將挫屈長度範圍內量測之變形量列於 表3. 6，由表 中可看出(L2+L3)及(L4+ L5+L6+L7)所量測之軸向變形量差異均小於
10%，可說明挫屈長度範圍內之變形量集中於核心單元消能段。試體在標 準載重歷時過程中產生最大軸壓及軸拉力分別為1756 kN及 1567 kN，兩者 強度相差約12%是在可接受的範圍內(AISC 2005)，而標準歷時加載試驗結 束試體未發生整體挫屈與局部挫屈現象，且面板與接合螺栓均未出現破壞 情形，因此驗證了公式(2-16)、(2-21)、(2-29)及 (2-44)的可靠性。
圖3. 13(a)為疲勞加載歴時，共計經歷 9 個迴圈，圖 3. 13(b)為軸向力 量與消能支撐整體位移關係圖，圖 3. 13(c)為軸向力量與有效挫屈長度之位 移關係圖，圖3. 13(d)為軸向力量與核心消能段位移關係圖，圖 3. 13(e)為 軸向力量與核心相對於上方圍束端部之位移關係圖，圖3. 13(f)為軸向力量 與核心相對於下方圍束端部之位移關係圖。根據2.6.5 節公式 (2-54)及 (2-55)
可分別求得本試體之最大韌性 及韌性容量max 列於 表 3. 7。 c