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第五章 實驗數據討論

5.4  MUF 試體

5.4.1 整體構架行為

圖 5- 195 為試體於 1620gal 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+1.36g 發生在 33.84 秒。圖 5- 196 為 MUF 試體在 1620gal 測試中陣動台加速度與基礎加 速度歷時記錄,由此圖可以觀察到,基礎與震動台的加速度是吻合的,這部份與 前兩座試體不同。

圖 5- 197 為試體水平位移歷時記錄,可以觀察到 MUF 試體在正向水平位移比 為 2.3%,負向為-3.3%,位移能力相當好。圖 5-195 為 MUF 試體各測試基底剪力與 試體側位移比之遲滯迴圈,可以很明顯看到整座試體勁度不斷的在下降,代表試 體雖然沒有倒塌,但試體不斷在軟化,這也反應在影片中所觀察到的現象,而試 體之所以沒有倒塌,原因在於韌性柱能夠提供更多的延展性,使得試體在較大變 行時仍能屹立不倒。在剪力的表現上,試體基底剪力在每次測試都還算平均,正 向最大剪力出現在 1100gal 的 171 kN,負向則為-166 kN,但在 1350gal 測試中,

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已發現勁度下降。

圖 5- 200 及圖 5- 201 為試體在 1350gal 及 1620gal 測試時各柱基底剪力歷 時記錄,從圖 5- 200 可以發現,B 柱的剪力值較高,且 B 柱剪力偏向正向;A、C 剪力值較小,同樣在正向上剪力值較高。但從圖 5- 201 各柱之傾向相同,但都已 有剪力下降的情形。

圖 5- 202 為各柱軸力歷時記錄。從圖中可以觀察到 A、C 間呈現類似對稱的 圖形,此為試體在水平移動時產生的傾覆力矩所致。

5.4.2 A 柱行為

圖 5- 203 為 A 柱基底剪力歷時記錄,剪力值相較於前兩座試體是相當小的,

正向剪力為 35kN,負向剪力僅有-21.5kN,顯示 A 柱在負方向勁度已經下降,這點 從圖 5-204 的柱底彎矩與水平位移遲滯迴圈中也可觀察到,正向彎矩最大值為 68 kN-m,水平位移比為+2.15%,負向最大值為-45 kN-m,水平位移比為-3.2%,強度 差距為 33.82%。從圖 5- 208 可以觀察到 A 柱在正向彎矩較大,勁度也較負向來的 高。從圖 5- 210 可以觀察到 A 柱基底剪力與 A 柱水平位移比遲滯迴圈,側位移最 大為-3.3%,但基底剪力值僅有-20 kN 左右,此與較小地震力測試的情形差距甚大,

充分說明了勁度下降的現象。同時觀察到 1100gal 測試中,負向剪力有出現一個 平台段,說明了 A 柱在此一階段應產生撓曲破壞,但仍保有垂直承載力,不至於 崩塌。

圖 5- 209 為 A 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係。可以發現 A 柱在負 方向軟化的較為嚴重,此與 A 柱接頭裂縫發展有關。從影片及照片可以發現,接 頭裂縫發展方向在試體向南位移時,呈現打開的情形,此一情形將導致 A 柱無法 提供較高的軸向承載力,當試體往正向移動時,裂縫開始閉合,此時又可以提供 軸向承載力。

A 柱在正方向仍保有較高的勁度,在彎矩、剪力及軸力行為上都可以觀察到,

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此與接頭破壞的裂縫發展有關。

5.4.3 B柱行為

圖 5- 243 為 B 柱在 1620gal 測試中基底剪力歷時記錄,可以觀察到剪力在正 向最大值為 57.2 kN,負向為-51kN,但整體的剪力比較偏向正向。圖 5- 250 為 B 柱在三次測試中基底剪力與水平位移比之遲滯迴圈,圖 5- 248 為 B 柱在 1620gal 測試 B 柱柱底彎矩與水平位移遲滯迴圈。由此圖可以觀察到 B 柱勁度軟化較為平 均,正向彎矩略大於負向彎矩,分別為 71 kN-m 及-65.5 kN-m,這一點與 A 柱不 同。由照片同樣可以反應出這樣的現象,裂縫在 B 柱接頭區發展承對角線,比 A 柱接頭來的對稱且平均,同時也沒有裂縫打開的情形。

圖 5- 249 為 B 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係,B 柱在軸向上的變 形為柱體本身軸向伸長量。

5.4.4 C 柱行為

圖 5- 283 顯示 C 柱在各測試中基底剪力與水平位移比之遲滯迴圈,最大正向 剪力為 36 kN,最大負向剪力是-55 kN,相差約 34.5%。從影片及圖片可以觀察到 C 柱接頭在試體往負向時,裂縫是打開的,這代表 C 柱接頭在試體往正向移動勁度 較低,在圖 5- 288 的彎矩與水平位移遲滯迴圈中也可以觀察到,C 柱在正向的最 大彎矩 49 kN-m,負向則有-59.8 kN-m,也可以說明接頭裂縫發展對於 C 柱剪力及 彎矩的影響。圖 5- 290 為 C 柱在各測試中基底剪力與水平位移比之遲滯迴圈,可 以看到 C 柱在 1100gal 測試中達到了最高剪力,分別為 45 kN 及-63 kN,接下來 的測試結果顯示 C 柱側向剪力不斷在下降。

圖 5- 289 為 C 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係。此圖也說明接頭裂 縫發展方向對於 C 柱的承載能力有一定的影響。C 柱在負方向仍保有較高的勁度,

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在彎矩、剪力及軸力行為上都可以觀察到,此與接頭破壞的裂縫發展有關。