MUFS 試體

5.5.1 整體構架行為

圖 5- 325 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 47 秒，因此討論的範圍將以此區間的行為為主。之所以必須觀測 20 秒的範圍內是因為 MUFS 在振動台劇烈震動與崩塌結束的時間距離較長，因此必 須把時間軸拉長來觀察，而振動台 PGA 為-1.21 g 發生在 34.62 秒。圖 5- 326 為 MUF 試體在 1620gal 測試中振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 MCFS 與 HCFS 試體不同。

圖 5- 327 為試體水平位移比歷時記錄，可以觀察到試體在崩塌前最大正向水 平位移比為 1.8%，負向為-2.45%，相較於 MUF 試體，位移能力較差。圖 5- 329 為 MUF 試體各測試基底剪力與試體側位移比之遲滯迴圈，由於 MUFS 試體在 1350gal 測試中崩塌，因此勁度下降的現象相較於 MUF 自然比較不明顯，但是仍可以看到 整座試體勁度在 1100gal 中已經下降，分別為正向 171 kN，負向-175 kN，相對應 的水平位移比也相當類似，試體在 1100gal 發揮出最大強度，並開始產生軟化，

這也反應在影片中所觀察到的現象。試體在兩個方向上的勁度是對稱的。

不同於 MUF 試體在測試過程中承受了相當大的側向位移，MUFS 試體在實驗中 未能承受過大的側位移而產生崩塌，接頭在 1100gal 測試過程中已經破壞得相當 嚴重，推判力量無法傳遞至一樓，使的 MUFS 試體不同於前兩座試體於一樓破壞，

反而是在二樓柱頂處產生剪力裂縫而破壞。由圖 5- 330 可以觀察到各柱減力的歷 時記錄，A、C 兩柱在正向之剪力與 B 柱相差很大，使得 B 柱承擔相當多的剪力。

圖 5- 332 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。B 柱為最先崩塌的桿件，因此可以看

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到軸力喪失的最快。

5.5.2 A 柱行為

圖 5- 333 為 A 柱基底剪力歷記錄，崩塌之前最大正向剪力為 23kN，負向剪力 -38.5kN，顯示 A 柱在正方向勁度已經下降，這點從圖 5- 338 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 49.1 kN-m，水平位移比為+1.65%，

負向最大值為-56 kN-m，水平位移比為-2.4%，強度差距為 12.32%。從圖 5- 340 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-2.3%，基底 剪力值為-46 kN 左右。在 B 柱二樓破壞後，A 柱的剪力及完全偏向正方向，此為 B 柱向下崩塌後連帶牽引 A、C 兩柱往試體中央移動所致。

圖 5- 339 為 A 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係。A 柱垂直位移上有 一個極大的正值，此為受到 B 柱二樓破壞沉陷，A 柱二樓向南傾斜所導致，並非真 實垂直向位移。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。在正方向的軸力大於負方向，此部分為試體之傾覆彎矩所致。

5.5.3 Ｂ柱行為

圖 5- 362 為 B 柱在 1350gal 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 59 kN，負向為-47.2 kN，同時可以發現當 B 柱二樓破壞後，基底剪力 值大幅下降，此為代表剪力已無法傳遞至 B 柱柱底的現象，其於剪力將由 A、C 兩 柱承擔。從圖 5- 367 為 B 柱在 1350gal 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 柱在正方向的彎矩稍微高過負向彎矩，分別為 67.2 kN-m 及 59.7 kN-m。由圖 5-363 同樣可以反應出這樣的現象，在正向剪力值為 76kN，但在 負向僅有 61kN，因此 B 柱在負向勁度軟化較嚴重。

圖 5- 368 為 B 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係，B 柱在軸向正向上

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的變形為柱體本身軸向伸長量。B 柱二樓在水平位移比達到-2%時發生崩塌，對照 軸力值為最低點的-191 kN 左右。B 柱在二樓柱頂產生崩塌，由於接頭軟化嚴重，

使得剪力無法進到一樓柱底，進而產生破壞在二樓的情形。從圖 5- 382 可觀察到，

幾乎所有的水平位移皆發生在二樓。

5.5.4 C 柱行為

圖 5- 391 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 38 kN，最大負向剪力是-41.5 kN，相差約 8%。從影片及圖片可以觀察到 C 柱接頭在試體往正向時，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- 396 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 42.5 kN-m，負向則有-48 kN-m，也可以說明接頭裂縫發展對於 C 柱剪力與 彎矩的影響。圖 5- 398 為 C 柱基底剪力與水平位移比遲滯迴圈。從圖可以很看到 C 柱在 1100gal 測試中產生了勁度軟化的情形。

圖 5- 397 為 C 柱軸力、水平位移與軸向位移三者之關係。C 柱崩塌點並非在 最大位移時，而是回到約-1.5%時才開始崩塌。由於 C 柱二樓柱頂受到 B 柱破壞的 影響，承受了極大的彎矩並產生剪力裂縫，屬於撓剪破壞，但此一破壞為受到梁 彎矩的影響。

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第六章 結論與建議

6.1 前言

本次振動台崩塌實驗為一國際合作計劃，合作對象為美國太平洋地震中心

（PEER）以及加拿大卑詩大學（UBC），實驗目的為探究台灣老舊中高樓層建築之 受震崩塌行為，試體主要參考老舊建築之設計，利用 921 地震歷時記錄作為測試 項目，試體主要有 MCFS、HCFS、MUF 及 MUFS 等四座試體，其各自擁有不同的結構 設計參數，利用這些設計參數的變換可以讓我們對 RC 構架崩塌行為有更多的了 解。

在第二章的文獻回顧，我們看到了不同的鋼筋混凝土構架崩塌實驗，本次實 驗在試體設計及實驗配置上有更多的突破，讓我們從蒐集的實驗數據可以對 RC 結 構的力學行為，進行更貼近真實情況的實驗模擬，同時也在各試體獲得許多寶貴 的資訊。

然而在實驗過程中仍遇到許多預期之外的瓶頸，這些寶貴的經驗讓我們發現 許多值得改進與討論之處，在未來的實驗配置規劃中可以做為參考的依據。以下 將針對實驗中各試體的破壞行為做結論，實驗中所遭遇到的問題提供建議。