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第四章 實驗結果與討論

第二節 韌性構架含非結構牆 MFW

韌性構架含RC 非結構牆 MFW 試驗當天,取三個當初同時製作、工地 養護的混凝土圓柱試體做標準抗壓強度試驗,試驗結果平均值為24.44 MPa

(294.1 kgf/cm2)。

側力-變位反應及裂縫發展過程:

MFW 含牆構架可與 MF 標準構架比較,亦可作對照開槽試體 AS 及 AI4。

側力-變位遲滯迴圈,如圖 4-6 所示,第一次施加側力至層間變位角達 0.25%

push(1st),牆面即發生多道斜向剪力裂縫,同時南側(施推力側)柱外緣 中、下部位發生多道水平裂縫,如圖4-7 所示,此時載重已達 766 kN,超過 MF 構架之最大載重。制動器位移控制 0.25% pull(1st)拉回時,因傳力鋼棒 伸長,造成試體位移與制動器作動位移並不一致,反向 pull 加載實際試體層 間變位只達0.11%並未達到 0.25%,載重為 428 kN,北側柱並未出現裂縫,

但牆面仍出現多道反向斜剪裂縫。0.25%三迴圈結束,裂縫沒有明顯再增加。

增加載重至0.5% push(1st),牆面出現多條剪力斜向裂縫,同時,牆兩 側之柱順著牆斜向裂縫延伸方向亦出現撓剪裂縫。反向加載pull(1st)時,北 側柱外緣也出現多道類似南側柱之水平撓曲裂縫。繼續施加側力至層間變位 角0.75%,照片如圖 4-8 所示,試體在 0.75% push 時基座產生滑動,故試體 層間變位並未施加到 0.75%,試體之變形及層間變位角以制動器作動位移扣 除試體滑動位移後求得。此階段剛度並無明顯變化,但柱裂縫漸轉為撓剪開 裂,整個牆面交叉斜剪裂縫均勻分布,且主裂縫附近有許多延伸細裂縫,至 層間變位1% push 時,勁度突然降低,位移加大且裂縫加寬,顯示牆已開始 軟化。

繼續施加側力欲使層間變位角達 1.5% push(1st)之過程,在層間變位 1.11%時,達到最大強度,載重為 2176 kN(221.81 噸),試體突然發生響聲,

牆及柱出現寬大的斜向剪力開裂,屬斜剪破壞,照片如圖 4-9 所示。繼續施 加位移,側力抵抗開始下降,至1.5% push(1st)時,MFW 含牆構架開裂嚴 重已出現破壞現象,遂停止反復載重,繼續施加推力至層間變位角達2.2%,

此時強度已下降超過20%,牆面混凝土塊大量崩落,遂停止試驗。

各迴圈之側力-變位(層間變位角)包絡線,如圖 4-10 所示。層間變位 角 0.5% 之前,每一載重階段三迴圈之包絡線幾乎重疊在一起,直到層間變 位角0.75%才逐漸分開。

勁度:

試體之彈性割線勁度(Ke)以 0.5%第一迴圈 push 之側力除以相對應之 位移值求得,本標準含牆構架MFW 試體之彈性割線勁度為 130.40 kN/mm,4 倍於標準韌性構架MF 試體之彈性勁度 29.27 kN/mm。但勁度軟化後立即達到 最大強度,然後迅速衰減,韌性比約為2。由本試驗可知,結構設計採加強構 架強度忽略非結構牆存在之做法,值得商榷,建議應更進一步以實驗佐證,

探討是否有修訂規範之必要。

pull

push

-1 0 1 2 3

Lateral Drift (%)

-1500

-1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500

L a te ra l L o a d (k N )

MFW

圖 4-6 MFW 構架側力-變位遲滯迴圈 (資料來源:本研究整理)

圖 4-7 MFW 試體層間變位 0.25% push (1

st)之照片 (資料來源:本研究拍攝)

圖 4-8 MFW 試體層間變位 0.75% pull (3

rd)之照片 (資料來源:本研究拍攝)

圖 4-9 MFW 試體層間變位 1.5% push (1

st)之照片 (資料來源:本研究拍攝)

pull

push

-1 0 1 2 3

Lateral Drift (%)

-1500

-1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500

La te ral Lo ad ( k N )

MFW

圖 4-10 MFW 構架側力-變位包絡線

(資料來源:本研究整理)

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