第四章 實驗結果與討論 實驗結果與討論 實驗結果與討論 實驗結果與討論
第一節 高 高 高溫試驗各測點溫度歷時 高 溫試驗各測點溫度歷時 溫試驗各測點溫度歷時 溫試驗各測點溫度歷時
第四章
第四章 第四章 實驗結果與討論 實驗結果與討論 實驗結果與討論 實驗結果與討論
第一節 第一節 第一節
第一節 高 高 高溫試驗各測點溫度歷時 高 溫試驗各測點溫度歷時 溫試驗各測點溫度歷時 溫試驗各測點溫度歷時
高溫試驗各測點溫度歷時，如圖 4-1 至 4-8 所示，各測點於升溫至 100°C 與 120°C 會出現一明顯之溫度平台，是由於混凝土內部孔隙水之汽化，待完全氣化 後溫度往上攀升，其中以混凝土及鋼骨測點溫度平台較為明顯，且靠近受火面表 面溫度平台愈明顯。如圖 4-1 (d)、4-2(d)所示，由鋼骨腹板中心 S2 與鄰近之混凝 土測點 C1 比較可知鋼骨溫度歷時較混凝土測點溫度高，火害之熱由混凝土表面 傳入鋼骨翼板，再經由鋼骨高導熱的特性傳入鋼骨腹板到達斷面中心，使中心溫 度升高，可知鋼骨會影響柱試體內部斷面溫度之分佈情形。鋼筋測點部分圓形柱 箍筋由於在高溫試驗中前 30 分鐘產生混凝土爆裂使箍筋外露，使溫度急速飆 高，如圖 4-2 (b)、4-4 (b)、4-6 (b)、4-8 (b)所示；角隅處主筋測點溫度歷時較高，
如圖 4-1 (b)，顯示受方型柱角隅處升溫較快。
試體 試體 試體試體 SN4
53
(a) 試體
試體試體試體 SN4 鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時(b)試體
試體試體試體 SN4 鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時 (資料來源:本研究整理)54
(c)試體
試體試體 SN4 混凝土測點溫度歷時試體 混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時(d) 試體
試體試體 SN4 鋼骨及混凝土測點溫度歷時試體 鋼骨及混凝土測點溫度歷時鋼骨及混凝土測點溫度歷時 鋼骨及混凝土測點溫度歷時 圖圖圖圖 4-1 試體試體試體試體 SN4 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時 (資料來源:本研究整理)
55
表表
表表 4-1 試體試體試體試體 SN4 試驗結果試驗結果試驗結果試驗結果 試體編號:SN4
混凝土抗壓強度(kgf/cm2) 452
試驗時間(hr.) 5
混凝土中心相對濕度 (% RH) 89.3
試驗終止時最大軸向伸長量(mm) 8.15
鋼筋是否外露 否
混凝土外觀顏色變化 淺黃
爆裂程度 輕微
試驗終止時爐溫(°C) 1183
試驗終止時鋼骨中心測點 S1 溫度(°C) 405
試驗終止時鋼骨翼板外端測點 S4 溫度(°C) 551
試驗終止時角隅主筋測點 R1(°C) 714
試驗終止時角隅箍筋測點 R3(°C) 605
試驗終止時混凝土延對角線向外 1/3 處測點 C1(°C) 162 試驗終止時混凝土延對角線向外 2/3 處測點 C2(°C) 384 (資料來源:本研究整理)
56
表表
表表 4-2 試體試體試體試體 SN4 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 時程(min.)
測點溫度
(°C) 30 min. 60 min. 120 min. 180 min. 240 min. 300 min.
S1 46.9 87.1 118.8 170.1 279.3 405 S2 62.7 95 129.9 192.9 303.6 430.1 S3 119.9 111.5 189.8 278.4 390.4 515.8 S4 119.4 116.5 226.9 321 433.4 551.6 R1 119.2 149.7 314.6 403.5 502.6 605.5 R2 113.9 166.4 369.6 499.2 617.8 714.4 R3 114.8 149.8 359 497.8 613.7 715.6 C1 80.8 93.2 114.2 157.8 259.3 384.4 C2 58.6 60.1 63.9 80.5 118.8 162 平均爐溫 831.4 942.1 1042.7 1111.8 1151.9 1183.1 (資料來源:本研究整理)
試體 試體 試體試體 CN4
(a) 試體
試體試體 CN4 鋼骨測點溫度歷時試體 鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時 鋼骨測點溫度歷時57
(b) 試體
試體試體試體 CN4 鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時(c) 試體
試體試體 CN4 混凝土測點溫度歷時試體 混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時58
(d) 試體
試體試體試體 CN4 鋼骨及混凝土測點溫度歷時鋼骨及混凝土測點溫度歷時鋼骨及混凝土測點溫度歷時鋼骨及混凝土測點溫度歷時 圖圖
圖圖 4-2 試體試體試體 CN4 測點溫度歷時試體 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時 (資料來源:本研究整理)
59
表表
表表 4-3 試體試體試體 CN4 試驗結果試體 試驗結果試驗結果試驗結果 試體編號:CN4
混凝土抗壓強度(kgf/cm2) 483
試驗時間(min.) 189
混凝土中心相對濕度 (% RH) 83.5
試驗終止時最大軸向伸長量(mm) 5.9
鋼筋是否外露 是
混凝土外觀顏色變化 淺黃
爆裂程度 嚴重
試驗終止時爐溫(°C) 1119
試驗終止時鋼骨中心測點 S1 溫度(°C) 341
試驗終止時鋼骨翼板外端測點 S4 溫度(°C) 556
試驗終止時主筋測點 R1(°C) 619
試驗終止時箍筋測點 R3(°C) 970
試驗終止時延對角向外 1/3 處混凝土測點 C1(°C) 314 試驗終止時延對角向外 2/3 處混凝土測點 C2(°C) 345 (資料來源:本研究整理)
60
表表
表表 4-4 試體試體試體 CN4 各測點溫度歷時試體 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 時程(min.) 測點溫度
(°C) 11min. 21 min. 60 min. 120 min. 189 min S1 30.3 31.6 86.9 169.1 341.0 S2 30.2 33.1 100.0 175.2 354.1 S3 31.6 52.8 191.1 383.3 550.7 S4 32.9 76.3 197.5 363.4 556.3 R1 33.5 85.4 188.7 418.6 618.6 R2 33.1 74.6 178.6 367.2 586.1 R3 66.4 151.7 633.4 863.9 969.8 C1 30.4 36 85.2 141.3 313.7 C2 30.7 53.4 97.5 157.0 344.8 平均爐溫 668.7 777.6 945.7 1050.7 1119.07 (資料來源:本研究整理)
61
試體試體 試體試體 SN3
(a)鋼骨測點溫度歷時
鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時(b)鋼筋測點溫度歷時
鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時 鋼筋測點溫度歷時62
(c)混凝土測點溫度歷時
混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時 圖圖
圖圖 4-3 試體試體試體試體 SN3 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時 (資料來源:本研究整理)
63
表表
表表 4-5 試體試體試體試體 SN3 試驗結果試驗結果試驗結果試驗結果 試體編號:SN3
混凝土抗壓強度(kgf/cm2) -
試驗時間(min) 270
混凝土中心相對濕度 (% RH) 97.7
試驗終止時最大軸向伸長量(mm) 5.5
鋼筋是否外露 否
混凝土外觀顏色變化 淺黃
爆裂程度 輕微
試驗終止時爐溫(°C) 1074
試驗終止時包防火棉側鋼骨翼板中心測點 S2 溫度(°C) 263
試驗終止時鋼骨中心測點 S3 溫度(°C) 307
試驗終止時鋼骨翼板外端測點 S5 溫度(°C) 551
試驗終止時包防火棉側箍筋測點 R3(°C) 296
試驗終止時包防火棉側主筋測點 R2(°C) 415
試驗終止時受火面主筋測點 R5(°C) 568
試驗終止時包防火棉側延對角向外 1/3 處混凝土測點 C1(°C) 244 試驗終止時包防火棉側延對角向外 2/3 處混凝土測點 C2(°C) 249 試驗終止時受火面延對角向外 1/3 處混凝土測點 C3(°C) 316 試驗終止時受火面延對角向外 2/3 處混凝土測點 C4(°C) 358 (資料來源:本研究整理)
64
表表
表表 4-6 試體試體試體試體 SN3 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 時程(min.) 測點溫度
(°C) 30 min. 60 min. 120 min. 180 min. 240 min. 278 min.
S1 119.4 167.3 302.9 373.2 402.8 449.5 S2 35.7 89.3 113.2 131.3 199.5 259.6 S3 42.5 98.7 122.9 162.8 243.8 306.7 S4 54.0 106.9 136.0 198.3 293.8 361.3 S5 120.3 149.3 315.8 408.1 491.5 551 R1 159.4 302.0 471.7 558.5 634.0 681.2 R2 110.7 125.4 187.5 259.4 341.7 411.7 R3 37.9 91.0 114.0 146.9 229.9 292.6 R4 109.6 205.7 391.2 497.6 552.1 555.4 R5 117.3 133.8 263.2 355.3 489.1 564.7 C1 104.8 118.4 109.8 127.8 187.9 240.9 C2 112.1 118.5 111.9 132.0 186.8 245.9 C3 75.6 115.8 116.9 151.4 246.0 312.6 C4 104.2 119.6 125.0 176.1 286.1 355.7 平均爐溫 850.9 943.2 1044.3 1105.7 1139.4 1171.8 (資料來源:本研究整理)
65
試體試體 試體試體 CN2
(a)鋼骨測點溫度歷時
鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時(b)鋼筋測點溫度歷時
鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時 鋼筋測點溫度歷時66
(c)混凝土測點溫度歷時
混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時 圖圖
圖圖 4-4 試體試體試體 CN2 測點溫度歷時試體 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時 (資料來源:本研究整理)
67
表表
表表 4-7 試體試體試體 CN2 試驗結果試體 試驗結果試驗結果試驗結果 試體編號:CN2
混凝土抗壓強度(kgf/cm2) 498.6
試驗時間(hr.) 4
混凝土中心相對濕度 (% RH) 9.5
試驗終止時最大軸向伸長量(mm) 6.05
鋼筋是否外露 是
混凝土外觀顏色變化 淺黃
爆裂程度 嚴重
試驗終止時爐溫(°C) 1143
試驗終止時包防火棉側鋼骨翼板中心測點 S2 溫度(°C) 440
試驗終止時鋼骨中心測點 S3 溫度(°C) 372
試驗終止時鋼骨翼板外端測點 S5 溫度(°C) 524
試驗終止時包防火棉側箍筋測點 R3(°C) 1018
試驗終止時包防火棉側箍筋測點 R2(°C) 785
試驗終止時受火面主筋測點 R5(°C) 1145
試驗終止時包防火棉側延對角向外 1/3 處混凝土測點 C1(°C) 180 試驗終止時包防火棉側延對角向外 2/3 處混凝土測點 C2(°C) 366 試驗終止時受火面延對角向外 1/3 處混凝土測點 C3(°C) 407 (資料來源:本研究整理)
68
表表
表表 4-8 試體試體試體 CN2 各測點溫度歷時試體 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 時程(min.) 測點溫度
(°C) 30 min. 60 min. 120 min. 180 min. 240 min.
S1 109.2 144.4 283.1 409.8 551.2 S2 30.5 52.5 138.1 287.3 440.8 S3 37.2 72.8 131.1 228.9 372.4 S4 111.8 204.2 380.4 501.6 523.5 R1 37.9 104.8 228.1 374.7 621.1 R2 34.7 62.3 353.1 653.2 784.5 R3 293.6 614.0 831.2 940.6 1018.5 R4 102.1 113.3 214.5 331.4 468.5 C1 30.6 47.8 70.8 103.9 179.8 C2 47.2 78.5 124.9 222.2 365.5 C3 81.8 97.5 134.6 247.7 407.2 平均爐溫 837.6 943 1041.0 1094.3 1142.6 (資料來源:本研究整理)
69
試體試體 試體試體 SH4
(a)鋼骨測點溫度歷時
鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時(b)鋼筋測點溫度歷時
鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時 鋼筋測點溫度歷時70
(c)混凝土測點溫度歷時
混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時(d)鋼骨與混凝土測點溫度歷時比較
鋼骨與混凝土測點溫度歷時比較鋼骨與混凝土測點溫度歷時比較 鋼骨與混凝土測點溫度歷時比較 圖圖圖圖 4-5 試體試體試體 SH4 測點溫度歷時試體 測點溫度歷時測點溫度歷時 測點溫度歷時 (資料來源:本研究整理)
71
表表
表表 4-9 試體試體試體 SH4 試驗結果試體 試驗結果試驗結果 試驗結果 試體編號:SH4
混凝土抗壓強度(kgf/cm2) 623
試驗時間(hr.) 5
混凝土中心相對濕度 (% RH) 95
試驗終止時最大軸向伸長量(mm) 7.45
鋼筋是否外露 否
混凝土外觀顏色變化 淺黃
爆裂程度 無
試驗終止時爐溫(°C) 1180
試驗終止時鋼骨中心測點 S1 溫度(°C) 414
試驗終止時鋼骨翼板中心測點 S3 溫度(°C) 550
試驗終止時鋼骨翼板外端測點 S4 溫度(°C) 583
試驗終止時角隅主筋測點 R1(°C) 712
試驗終止時角隅箍筋測點 R3(°C) 696
試驗終止時混凝土延對角線向外 2/3 處測點 C2(°C) 418 (資料來源:本研究整理)
72
表表
表表 4-10 試體試體試體試體 SH4 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 各測點溫度歷時 時程(min.)
測點溫度
(°C) 30 min. 60 min. 120 min. 180 min. 240 min. 300 min.
S1 48.6 95.5 125.5 190.8 296.1 414.1 S2 64.7 101.8 132.4 204.2 314.1 432.6 S3 123.7 116.8 206.8 312.5 430.1 550.3 S4 123.6 126.5 233.9 337.4 457.5 582.8 R1 130.3 211.3 429.2 526.8 614.2 696.4 R2 116.7 159.7 359.0 498.5 619.5 718.9 R3 117.6 151.2 338.6 473.4 597.9 705.8 C1 62.4 58.0 59.7 77.4 115.4 154.5 C2 117.5 114.3 123.5 189.9 299.8 418.2 平均爐溫 830.6 937.7 1032.5 1101.3 1145.2 1180.4 (資料來源:本研究整理)
73
試體試體 試體試體 CH4
(a)鋼骨測點溫度歷時
鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時鋼骨測點溫度歷時(b)鋼筋測點溫度歷時
鋼筋測點溫度歷時鋼筋測點溫度歷時 鋼筋測點溫度歷時74
(c)混凝土測點溫度歷時
混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時混凝土測點溫度歷時 圖圖
圖圖 4-6 試體試體試體試體 CH4 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時 (資料來源:本研究整理)
75
表表
表表 4-11 試體試體試體試體 CH4 試驗結果試驗結果試驗結果試驗結果 試體編號:CH4
混凝土抗壓強度(kgf/cm2) 640
試驗時間(hr.) 4
混凝土中心相對濕度 (% RH) 95
試驗終止時最大軸向伸長量(mm) 5.71
鋼筋是否外露 是
混凝土外觀顏色變化 淺黃
爆裂程度 嚴重
試驗終止時爐溫(°C) 1149
試驗終止時鋼骨翼板中心測點 S3 溫度(°C) 551
試驗終止時鋼骨中心測點 S1 溫度(°C) 410
試驗終止時鋼骨翼板外端測點 S4 溫度(°C) 590
試驗終止時箍筋測點 R3(°C) 908
試驗終止時主筋測點 R2(°C) 683
試驗終止時主筋測點 R1(°C) 619
試驗終止時延對角向外 1/3 處混凝土測點 C1(°C) 400 試驗終止時延對角向外 2/3 處混凝土測點 C2(°C) 443 (資料來源:本研究整理)
76
表表表
表 4-12 試體試體試體試體 CH4 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 時程(min.)
測點溫度
(°C) 30 min. 60 min. 120 min. 180 min. 240 min.
S1 39.6 80.8 151.4 261.4 410.3 S2 48.7 87.5 160.8 268.8 428.1 S3 104.6 129.1 283.4 423.2 550.7 S4 105.1 134.4 290.1 436.9 589.7 R1 88.1 146.3 316.0 462.5 619.4 R2 94.0 173.4 374.3 527.5 683.4 R3 173.6 355.2 596.8 759.5 907.7 C1 37.8 103.4 137.0 247.7 399.4 C2 47.2 111.9 160.3 288.6 442.9 平均爐溫 836.1 941.0 1047.0 1109.2 1150.4 (資料來源:本研究整理)
77
試體試體 試體試體 SH3