第三章 試體實驗與結果分析
3.4 試體 2 實驗結果 .1 實驗觀察現象 .1 實驗觀察現象
試體 2 中的削切型消能鋼板均上下兩側為 8 mm 厚，鋼梁上有搭設 150 mm 厚的樓版，樓版內的鋼承板、鋼絲網和鋼筋皆為連續未切開，照片 3.13 為試體測試前於構架上之全景。在層間側位移角 θ=0.00375 弧度時受拉側 鋼管柱周圍的混凝土因為受拉開始出現細微的小裂縫（照片3.14），在層間 側位移角 θ=0.005 弧度時受拉側的樓版在距柱面約 59 cm 出現拉力裂縫 處，裂縫寬度約為0.1 mm（照片 3.15），在層間側位移角θ=0.0075 弧度時，
拉側的樓版在距柱面約113 cm 出現拉力裂縫處，裂縫寬度約為 0.5 mm，
在層間側位移角 θ=0.01 弧度時受拉側柱邊的混凝土出現約 1 mm 寬的裂 縫，到層間側位移角 θ=0.015 弧度時受拉側柱邊的混凝土裂縫寬度達到 2 mm（照片 3.16），而受壓側的柱角落的混凝土有壓碎現象發生（照片 3.17）， 此時樓版上的混凝土也有多處裂縫發生，鋼梁還沒有觀察到降伏的現象發 生。在層間側位移角 θ=0.02 弧度時，梁柱交會區在靠近小梁處有些微降伏 現象發生（照片 3.18），梁下翼板內側也有降伏現象產生（照片 3.19），此 時受拉側柱邊混凝土裂縫寬度達 5 mm，在層間側位移角 θ=0.03 弧度時，
梁下翼板內側的降伏範圍持續擴大，而且腹板也有降伏現象產生，此時受 拉側柱邊混凝土裂縫寬度達 8 mm，在層間側位移角 θ=0.04 弧度時，觀察 到梁下翼板有挫屈現象產生（照片3.20），此時受拉側柱邊混凝土裂縫寬度 達 10 mm（照片 3.21），在層間側位移角 θ=0.05 弧度時，梁下翼板的挫屈 範圍達25 cm（照片 3.22），此時受拉側柱邊混凝土裂縫寬度達 10 mm。
3.4.2. 整體反應
圖3.13 為梁 1 與梁 2 的彎矩與梁端變形關係圖，可以發現受拉與受壓 兩側的遲滯迴圈明顯不同，迴圈形狀不對稱，是因為在受拉側千斤頂作用 下樓版對於彎矩有較大的影響，圖中 A 點為鋼梁有挫屈現象產生，圖 3.2 所示為試體經歷每一次新的反覆載重歷時之彎矩包絡線，在層間側位移角
0.03 弧度千斤頂往負方向作用時試體發揮的最大彎矩為 697 kN-m（=1.25 Mnp），千斤頂往正方向作用時試體發揮的最大彎矩為 510 kN-m（=0.91 Mnp），在層間側位移角0.04 弧度時因為受壓側的鋼梁有挫屈現象發生，千 斤頂力量不再增加所以造成彎矩下降，圖3.14 顯示千斤頂力量與鋼腱預力 之關係圖，鋼腱力量與千斤頂間的關係也因為鋼梁上的樓版使得受拉與受 壓兩側的形狀不對稱，鋼腱所施拉的初始預力為944 kN，在層間側位移角 θ=0.02 弧度時因為鋼梁有降伏現象產生，造成初始預力下降，由於試體 2 有樓版作用所以在實驗0.05 弧度結束時預力為 645 kN，大於試體 1 實驗 0.05 弧度結束時的預力300 kN（圖 3.3）。
與試體 1 相同利用在上下翼板內側裝置的位移計[圖 2.19]所量測到梁 柱介面分離的位移來求得試體 2 中性軸位置，而試體 1 與試體 2 中性軸位 置與層間側位移角間的關係如圖3.15 所示，可以發現試體 2 在千斤頂往負 方向作用時因為樓版內鋼筋、鋼絲網及鋼承板承受拉力，所以中性軸位置 較試體 1 來的高。與試體 1 相同梁柱分離之剛體旋轉角 θg也是由位移計所 量得的位移變化量除以兩個位移計的距離所得，試體 1 與試體 2 剛體旋轉 角和層間側位移角間的關係如圖3.16 所示，試體 2 在千斤頂往負方向作用 時因為樓版內的鋼筋、鋼絲網及鋼承板承受拉力所以剛體旋轉角較試體 1 小，而在千斤頂往正方向作用時之剛體旋轉角均接近。
試體 2 預力施加的目標為 975 kN，在預力施加完成後，由於錨碇造成 的損失所以最後實驗時的鋼腱預力為944 kN，在試體經歷各階段層間側位 移角載重後，鋼腱預力與鋼腱初始預力的比值如圖 3.7 所示，雖然在層間 側位移角θ=0.02 弧度時鋼梁已有降伏現象產生，由於鋼梁上的樓版的作用 所以預力並沒有太大的損失，直到層間側位移角 θ=0.04 弧度時，因為鋼梁 挫屈才有較大的損失量，但是鋼腱預力的損失量還是比試體 1 小，在層間 側位移角θ=0.05 弧度時，還有約 0.7 倍的初始預力。
3.4.3 局部反應
圖 3.17 為梁彎矩與梁翼板內側應變計讀值的關係圖，在梁下翼板靠近 柱面的應變計（S14）及梁上翼板靠近柱面的應變計（S21）都在彈性範圍 內，梁下翼板應變計（S18）因受壓所以讀值超出彈性範圍，但在梁上翼板 應變計（S25）因為上方有樓版抗壓所以讀值並沒有因為受壓而超出彈性範 圍，各階段之層間位移角下試體梁翼板應變沿梁身分佈如圖3.18 所示，試 體1 與試體 2 梁下翼板應變沿梁身分佈如圖 3.19 所示，發現因為試體 2 有 樓版作用，所以千斤頂往負方向作用時需提供較大的力量，使得梁下翼板 須承受較大的力量，造成試體 2 梁下翼板的應變大於試體 1 梁下翼板的應 變。試體1 與試體 2 梁上翼板應變沿梁身分佈如圖 3.20 所示，在千斤頂往 正方向作用時，因為試體 2 在梁上方有樓版，所以梁上翼板不需要承受較 多的壓力，所以試體 2 梁上翼板的應變小於試體 1 梁上翼板的應變，而在 千斤頂往負方向作用時，試體1 與試體 2 應變接近。圖 3.21 為樓版內鋼筋 應變與彎矩的關係圖，所有應變計的讀值都在彈性範圍內，圖3.22（a）為 鋼筋應變計在千斤頂往正方向作用時各階段層間側位移角下沿小梁軸向分 佈圖，圖3.22（b）為鋼筋應變計在千斤頂往負方向作用時各階段層間側位 移角下沿小梁軸向分佈圖，發現在最靠近鋼管柱的兩個應變計讀值大於兩 側的應變計讀值，圖 3.23（a）為鋼筋應變計在千斤頂往正方向作用時各階 段層間側位移角下沿梁軸向分佈圖，圖3.23（b）為鋼筋應變計在千斤頂往 負方向作用時各階段層間側位移角下沿梁軸向分佈圖，因為在鋼筋中間2 m 的範圍內有套上塑膠管以避免混凝土的膠結，所以造成此範圍內鋼筋應變 承均勻分佈。