本研究之整體力學實驗試件，主要是以自攻式水泥螺絲釘將輔扶手固定於 RC 基材貼 面牆面及貼棉材之磚牆上。依所提供的鎖定能力，目前輔助扶手供應商所提供之使用於固 定用之 1/4 英吋或 5/16 英吋自攻式水泥螺絲釘可歸類為輕負荷錨栓。
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栓錨的力學原理
傳統的錨栓與基材之間的結合力產生方式，依目前工法有三種方式結合力型式(圖 3-13)，為摩擦力、鎖鍵力及黏著力。其中摩擦力方式之結合拉力是經由摩擦力傳遞給基材，
但需有膨脹力 Fex，才會產生這種作用。鎖鍵力方式之結合拉力是與基材對錨栓的鎖鍵力相互 平衡的反力。黏著力方式之結合力則是螺栓與孔壁之間的合成黏著劑所產生的黏著力所提供 的。
結合力型式:摩擦力
結合力型式:鎖鍵力
結合力型式:黏著力
圖 3-13 錨栓與基材之間的結合力產生方式
N
τb
Fexp
R R
Fexp
N Fexp
R R
N
第三章研究過程
Fexp
多數錨栓的緊固是通過上述工作原理共同作用實現的。例如，當錨栓膨脹錐與膨脹片產 生相對位移時，錨栓會對錨孔壁產生膨脹張力，而錨栓的軸向力(拉力)就會經由摩擦力傳遞 至基材。如果錨栓為金屬材質錨栓，錨栓的膨脹力同時會造成基材的局部永久變形，錨栓的 軸向力(拉力)也會經由鎖鍵作用額外將傳遞力量至基材，產生固鎖效應。
栓錨的破壞機構力學分析
當錨栓受負載後產生破壞現象時，其破壞原因為破壞機構發生在錨栓緊固系統中最薄弱 的環節。破壞形式(圖 3-14)可區分為 1.錐體破壞 2.錨栓拔出 3.，3.a 錨栓組件破壞，單種錨栓 在一定間距、邊距並承受純拉力時通常會發生這種破壞。上述的破壞通常決定了錨栓的最大 承載力。此外，破壞型式 4 邊緣破壞是由於小邊距引起的，此破壞極限承載力小於前幾種破 壞下的極限承載力。
當發生錐體破壞、邊緣破壞和劈裂破壞時，錨固產生的拉應力超過了基材的抗拉強度，
進而導致錨栓與基材之緊固鎖和機制發生改變，造成錨栓的破壞現象。在合力作用下，錨栓 的破壞類型與上述破壞基本相同。對於破壞類型 1 錐體破壞，如果隨著外力作用方向與錨栓 軸之間夾角增大(即錨栓受力的側向分力增大)，這種破壞的概率會越來越小。一般情況下，
側向剪力會導致錨孔的側淺層混凝土產生破碎，隨後錨栓部分會因承受彎矩，而產生張力或 受剪破壞。如果邊距較小，且側向剪力方向指向建築構件的邊緣，則產生邊緣破壞。
第三章研究過程
1. 2.
錐體破壞 錨栓拔出
3. 3a.
錨栓組件破壞(剪斷) 錨栓組件破壞(拉斷)
4.
邊緣破壞
圖 3-14 錨栓受負載後產生破壞之破壞型式
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