3.1 試驗計劃
本研究共進行 20 支 SRC 短柱試體之抗壓試驗。各試體之斷面圖如圖 3.1 所 示，所有 SRC 柱之全斷面尺寸均為 200×200mm，長度為 1m，主筋採用 4 根#4 之竹節鋼筋，SRC 柱試體之編號及鋼骨尺寸如表 3.1 所示，而試體之鋼骨 斷面肢材寬厚比檢核如表 3.2 所示。由於試體尺寸較小，箍筋皆採用#2(直徑 6mm)之光面閉合箍筋，且採用 180 度彎鈎以避免脫落，如照片 3.1 所示。
圖 3.2 顯示本研究 SRC 短柱試體之分類，SRC 柱試體之設計參數主要包括鋼 骨之斷面型式、翼板寬度變化及依不同設計方法配置不同之箍筋量。此外， 為 了避免加載時在柱兩端因應力集中現象造成試體提早破壞，於試體柱兩端配置 較密的箍筋。
為了探討鋼骨翼板寬度變化對 SRC 柱核心混凝土圍束效應之影響，本研究 特別將所有的 SRC 柱試體之鋼骨用量(鋼骨比)及鋼骨斷面深度固定，而將試體之 鋼骨翼板寬度由零逐漸增寬。例如圖 3.1 中的試體 H0、H6 及 H12 系列分別表示 鋼骨翼板寬度由零遞增至 60mm 及 120mm。
在設計 SRC 柱試體之箍筋量方面，本研究之 SRC 柱試體共採用了「四種」
不同的箍筋量計算法來配置圍束箍筋，此四種方法分別為(1) ACI-318 規範、(2) AISC-Seismic Provisions、(3) (ACI)M法及(4) (AISC)M法。其中 ACI-318 設計法與 AISC 設計法已於本文前面敘述，有關(ACI)M法及(AISC)M法之箍筋設計法將於 本章後面詳述。
3.2 材料試驗
本研究對組成試體之鋼骨、鋼筋及混凝土皆進行基本力學性質試驗。在鋼骨 部份，從所使用之鋼板切取拉力試片，並依 ASTM 材料拉力試驗之規定進行試 驗。主筋及箍筋亦取與試體相同之鋼筋進行拉力試驗。混凝土強度方面，在灌置 試體同時並製作標準圓柱試體。SRC 短柱試體之材料強度如表 3.3 所示。
3.3 試驗設置與程序
本研究之試驗工作在新竹交通大學土木系的大型結構實驗室中進行，試驗配 置如照片 3.2 所示。各試體在拆模後皆於柱之混凝土表面塗上白漆再畫出該柱箍 筋的位置，如照片 3.3 所示，依據不同的設計法所配置的箍筋間距各不相同。此 外，為了確保 SRC 短柱試體受到均勻的軸壓力，試驗之前於試體的柱兩端 澆置蓋平石膏，待石膏凝固之後再進行試驗。本試驗採用 2000kN 之 MTS 垂 直油壓致動器(Actuator)，試驗之進行採位移控制的方式(Displacement Control)對 試體施加單方向軸向載重，使得輸出力量達試體之極限載重後能夠準確的繼續擷 取資料。行程速率控制為 0.015mm/sec，直到 MTS 垂直油壓致動器之位移量達 30mm 時方停止試驗。
3.4 本研究於試驗中採用的 SRC 柱圍束箍筋量之設計法
如前面所述本研究於試驗中採用四種不同的箍筋量計算法來配置 SRC 柱試 體之圍束箍筋，其中 ACI 設計法與 AISC 設計法皆未考慮到 SRC 柱內鋼骨翼板 寬度的變化對混凝土圍束效應之貢獻，因此本研究為了考慮 SRC 柱內「鋼骨翼 板寬度」對混凝土圍束效應之影響，乃根據 1998 年翁正強等[6]所提出之圍束箍 筋量建議計算法，分別針對 ACI-318 規範及 AISC- Seismic Provisions 對 SRC 柱 之圍束箍筋量計算法進行修正，稱之為(ACI)M 法及(AISC)M 法以下將分別說明
之。
( ) ( )
⎟⎟ 年翁正強等[6]所提出之箍筋量折減係數(φsh)SRC 乘上 AISC- Seismic Provisions (2002)所建議之圍束箍筋量計算公式(如公式 2-12 所示)，此種方法簡稱為「(AISC)M法」，亦即修正 AISC-Seismic Provisions 設計法之意。對於包覆 H 型 鋼骨或十字型鋼骨的 SRC 柱，依(AISC)M法設計所需之箍筋量可依以下公式計
( ) ( )
⎥⎦
⎢ ⎤
⎣
⎡ −
× φ
=
n s y yh
' c C c
, sh SRC C
, sh SRC
P A 1 F F sh f 09 . 0
A (3-11)
以上二式取大值設計，其中(φsh)SRC,C如公式(3-6)所示。