MCFS 試體實驗數據討論

5.2.1 整體構架行為

圖 5- 1 為試體於 1350gal 測試中振動台加速度反應，其中主要的劇烈震動發 生在 27 秒至 37 秒，因此討論的範圍將以此區間的行為為主。振動台 PGA 為-1.47g 發生在 34.29 秒。我們將振動台與基礎上加速規量測到的加速度比較，藉此可以 觀察基礎下方的荷重計是否有勁度不足的疑慮。由圖 5- 2 觀察到，在較小振動時，

基礎與震動台加速度是吻合的；在 PGA 發生點處附近，振動台加速度與基礎加速 度並不吻合，此部分的差異有可能代表荷重計有側向勁度不足的疑慮。

圖 5- 3 為頂層位移比歷時記錄，此圖利用頂層位移扣掉基礎位移再除上試體基礎 面至二樓柱頂之高度所得，高度為 310 cm。在正負兩個方向的最大位移比分別為 +1.51%及-0.98%，其中正向之最大位移發生在 PGA 附近，在 PGA 發生之後，試體

開始產生大量的負向位移，配合影片觀察即為試體倒塌起始點。

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Base Shear (kN)

MCFS 1350gal Base Shear (major)

圖 5- 4 為基底剪力歷時記錄，正向最大基底剪力為 164.90kN，負向最大基底 剪力為-207.68kN，強度相差 20.6%。圖 5- 5 為基底剪力與試體側位移比之遲滯迴 圈，從圖中可以看到在 1100gal 時，試體基底剪力在正負方向最大值是相當的，

正方向約為 203.72kN，負方向為-209.97kN，同時相對的側位移比也大致相同，分 別為+1.46%及-1.50%。進入到 1350gal 測試後，發現試體在正方向的側向剪力已 經衰減，在同樣的側向位移時強度僅剩 164.9 kN，下降了 19%。

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5.2.2 A 柱行為

圖 5- 9 為 A 柱基底剪力歷時記錄。A 柱基底剪力為基礎下方兩顆荷重計剪力 讀值之和扣掉基礎慣性力效應所得。如同 5.2.1 所述，在正方向的剪力值較小。

圖 5- 11 為 A 柱柱底彎矩歷時記錄，柱端彎矩受到剪力分部影響，在正方向 的彎矩值也較小。圖 5- 14 為 A 柱柱底彎矩與水平位移遲滯迴圈，A 柱彎矩正向最 大值為 51.78 kN-m，水平位移比為+1.5%，負向最大值為 71.27 kN-m，水平位移 比為-2.41%，正負彎矩強度差距為 27.35%。圖 5- 16 為 A 柱在各階段測試之剪力 與水平位移比之遲滯迴圈，由此圖可明顯觀察到 A 柱在 1100gal 測試中已有勁度 衰減的現象，代表已經發展出撓曲強度，在 1350gal 測試時已經沒辦法達到在 1100gal 測試中的最大強度。

圖 5- 15 為 A 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係。當 A 柱開始崩塌時，

水平位移比為-2.7%。在測試期間，垂直向的位移有伸長的現象，此為柱軸向變位；

垂直位移在 A 柱軸力幾乎喪失時開始往下變位。從 A 柱軸力與水平位移之遲滯迴 圈可以看到，A 柱軸力在試體往正向移動時會增加，反之則減少，此為外柱特有的 性質。當試體向正方向移動時，試體本身的傾覆彎矩將帶給 A 柱額外的軸力，同 時提生 A 柱的彎矩強度（當軸力低於軸力-彎舉曲線之平衡軸力以下方成立），反 之則是減少。A 柱在 1100gal 時發展出撓曲強度，在 1350gal 時柱底產生剪力裂縫，

最終發生撓剪破壞。

5.2.3 Ｂ柱行為

圖 5- 38 為 B 柱在 1350gal 測試中基底剪力歷時記錄。在崩塌點之前，B 柱的 剪力在正方向較大，此部分與 A、C 兩柱恰好相反；圖 5- 45 為 B 柱在三次測試中 基底剪力與水平位移比之遲滯迴圈，由此圖可以觀察到剪力在 1100gal 中已經有 勁度軟化的現象產生。在 1350gal 測試中剪力已經沒有辦法達到 1100gal 的強度，

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差距約為 17%。此部分在柱底彎矩強度衰減同樣也反應出來，顯示 B 柱在 1100gal 中已發揮其強度，在 1350gal 測試時撓剪破壞。

圖 5- 44 為 B 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係，可以看到軸力在水 平位移比-1.7%時大幅下降。從圖中可以觀察到在崩塌之前，B 柱軸向變形有增加 的跡象，此為柱體本身軸向伸長量，而軸向位移在水平位移比到達-2%時開始向下 變位，即為 B 柱崩塌點。

5.2.4 C 柱行為

圖 5- 67 為 C 柱在 1350gal 測試時基底剪力歷時記錄。C 柱的剪力值偏向負向 的情形不似 A 柱如此明顯。相同的，在試體水平位移比 1.5%時，C 柱剪力值為 50 kN，

此為崩塌前瞬間之剪力值。圖 5- 74 顯示 C 柱在各測試中基底剪力與水平位移比 之遲滯迴圈，同樣也可以看到剪力衰減的情形，衰減幅度約為 16.7%。圖 5- 79 為 C 柱在 1100gal 時基底剪力與水平位移比之遲滯迴圈，可以很明顯看到剪力衰減的 情形，代表在 1100gal 測試中，C 柱如同 A、B 兩柱也發揮其強度。C 柱於 1350gal 時發生倒塌， C 柱柱底發生撓剪破壞。

圖 5- 73 為 C 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係。從軸向位移觀察，

當 C 柱開始崩塌時，水平位移比為-2.2%。在測試期間，垂直向的位移有伸長的現 象，此為柱軸向變位；垂直位移在軸力值最大時開始往下變位，顯示 C 柱在試體 向南（負向）傾斜時崩塌。從 C 柱軸力與水平位移之遲滯迴圈可以看到，C 柱軸力 在試體往負方向移動時會增加，反之則減少，此為外柱特有的性質。當試體向負 方向移動時，試體本身的傾覆彎矩將帶給 C 柱額外的軸力，同時提生 C 柱的彎矩 強度。