第三章 實驗結果與討論
第三節 軸壓試驗結果與破壞模式 3.3.1 A 系列試體 3.3.1 A 系列試體
3.3.6. SRC-B 系列試體
SRC-B 系列各系列試體之載重與應變曲線變化情形及破壞模式,
如圖3-13至圖3-18所示,最大試驗載重紀錄之整理,如表 3-6所示,
並分述如下:
1.SRC-1B-HP3-28:試驗於達到 之前,當試驗加載至約 1700 噸 時,位於試體上端板下方保護層之混凝土,開始出現數條水平向 之細微裂縫;當試驗加載至約 2100 噸時,試體上部非量測區中央 外側保護層混凝土,開始出現垂直向之細小裂縫;當試驗加載至 約2200 噸時,試體上部非量測區保護層混凝土之垂直與水平裂縫 慢慢加大;試體極限強度為2229.16 噸,此時試體強度開始衰減,
試體保護層混凝土裂縫加大。位於試體四周角隅處之保護層,因 混凝土垂直向裂縫加大而最先剝落,隨後測試區保護層混凝土,
續而產生斜、橫向裂縫而剝落,與SRC-A 系列試體外為混凝土剝 落之情形相似,與SRC-A 系列試體不同的是 SRC-1B-HP3-28 試體 測試區保護層混凝土剝落之情形,裂縫會延伸到柱核心鋼骨翼板 之外側,亦即外圍混凝土的剝落已超過保護層之厚度;當試驗強
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度衰減至 70%以下時停止試驗。試體破壞主要集中於整個測試 區,測試區主筋挫屈,鋼骨翼板亦有局部挫屈之行為。當測試區 軸向應變為0.0661 之時,橫箍筋發生拉斷之情形。在 SRC-B 系列 中,試驗極限強度為最低,強度衰減速率較SRC-A 系列試體快許 多,亦為同系列最快者。SRC-1B-HP3-28 試體之載重與應變曲線,
如圖3-13,試體最後之破壞模式與破壞情形,如照片 3-45 及照片 3-46。
2.SRC-1B-HP3-42:試驗於達到 之前,當試驗加載至約 2100 噸 時,試體位於測試區與非測試區交界處保護層混凝土,分別開始 出現數條水平向與垂直向之細微裂縫;試體極限強度為 2181.77 噸,此時試體強度開始衰減,試體保護層混凝土裂縫加大;當試 驗加載下降至約1800 噸時,試體保護層混凝土垂直向裂縫慢慢加 大,位於試體角隅處之保護層最先剝落;當試驗強度衰減至 70%
以下時停止試驗。試體保護層混 凝土剝落的情形,大致上與 SRC-1B-HP3-28 相似,強度衰減的程度比 SRC-1A-HP3-28 略為緩 和,但是SRC-1A-HP3-42 之極限強度,比 SRC-1A-HP3-28 稍低,
試體破壞主要集中於整個測試區與測試區周邊;測試區主筋挫 屈,鋼骨翼板亦有局部挫屈之行為。當測試區軸向應變為 0.0761 之時,橫箍筋發生拉斷之情形。試體載重與應變曲線,如圖 3-14,
試體最後之破壞模式與破壞情形,如照片3-47 及照片 3-48。
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3.SRC-1B-HP4-28:試驗於達到 之前,當試驗加載至約 2200 噸 時,位於試體外側保護層角隅、上部非量測區與量測區之交會處,
分別開始出現垂直向與水平向之小裂縫;試體極限強度為 2239.77 噸,此時試體強度開始衰減,試體保護層混凝土裂縫加大;當試 驗加載下降至約1900 噸時,試體保護層混凝土垂直向裂縫慢慢加 大,位於試體角隅處之保護層,垂直向裂縫加大而剝落,隨後測
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包覆十字型深鋼骨斷面鋼骨鋼筋混凝土短柱耐震行為之研究
試區保護層混凝土,續而產生斜、橫向裂縫而剝落;當試驗強度 衰減至 70%以下時停止試驗。試體保護層混凝土剝落的情形,大 致上與 SRC-1B-HP3-28、SRC-1B-HP3-42 相似,與 SRC-1B-HP3-28 與SRC-1B-HP3-42 試體不同的是 SRC-1B-HP4-28 試體測試區保護 層混凝土剝落之情形,未見裂縫會延伸到柱核心鋼骨翼板之外 側,亦即外圍混凝土的剝落,未超過保護層之厚度;SRC-1B-HP4-28 極限強度比 SRC-1B-HP3-28、SRC-1B-HP3-42 較為高,強度衰減 的程度比 SRC-1B-HP3-28、SRC-1BA-HP3-42 稍緩和,試體破壞 主要集中於整個測試區與測試區上部,測試區主筋嚴重挫屈,鋼 骨發生明顯之翼板局部挫屈之行為。測試區橫箍筋有被拉降伏的 情形,但是並無發生斷裂。試體載重與應變曲線,如圖 3-15,試 體最後之破壞模式與破壞情形,如照片3-49 及照片 3-50。
4.SRC-1B-HP4-42:試驗於達到 之前,當試驗加載至約 2000 噸 時,位於試體外側角隅、上部非量測區與量測區之交會處,分別 開始出現垂直向與水平向之微裂縫;當試驗加載至約2100 噸時,
位於試體保護層角隅、上部非量測區與量測區之交會處,垂直向 與水平向之小裂縫增加;試體極限強度為2154.69 噸,此時試體強 度開始衰減,試體保護層混凝土裂縫加大;當試驗加載下降至約 1800 噸時,試體保護層混凝土垂直向裂縫慢慢加大,位於試體角 隅處之保護層,垂直向裂縫加大而剝落;當試驗強度衰減至 70%
以下時停止試驗。試體保護層混 凝土剝落的情形,大致上與 SRC-1B-HP3-28、SRC-1B-HP3-42 與 SRC-1B-HP4-28 相似,實驗 結果顯示 SRC-1B-HP4-42 極限強度為 SRC-1A 系列試體之最低 者,其強度衰減的程度比 SRC-1B-HP3-28、SRC-1B-HP3-42 與 SRC-1B-HP4-28 為緩和,試體破壞主要集中於整個測試區與測試 區上部,測試區主筋嚴重挫屈,鋼骨發生明顯翼板局部挫屈之行 為。當測試區軸向應變為 0.113 之時,橫箍筋發生拉斷之情形。試
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體載重與應變曲線,如圖3-16,試體最後之破壞模式與破壞情形,
如照片3-51 及照片 3-52。
5.SRC-3B-HP4-42:試驗於達到
y之前,當試驗加載至約 2520 噸時,試體位於量測區保護層之混凝土,開始出現垂直向之微小裂縫;
試體極限強度為 2526.9 噸,此時試體強度開始衰減,試體保護層 混凝土裂縫加大;當試驗加載下降至約 2300 噸時,試體量測區外 側混凝土垂直與水平向裂縫慢慢加大,角隅處保護層因垂直向裂 縫加大而開始有小區域之剝落;當試驗加載下降至約2300 噸時,
測試區保護層之混凝土,產生較多斜、垂直向裂縫,而於角隅處 開始有較大區塊之剝落;當試驗強度衰減至 70%以下時停止試 驗。試體保護層混凝土剝落的情形,大致上與 SRC-1B 系列者相 似,由於配置主筋較 SRC-1B 系列為多,所以試體極限強度高於 SRC-1B 系列者,試體破壞主要集中於整個測試區,測試區主筋嚴 重挫屈,鋼骨發生翼板局部挫屈之行為。測試區橫箍筋有被拉降 伏的情形,但是並無發生斷裂。試體載重與應變曲線,如圖 3-17,
試體最後之破壞模式與破壞情形,如照片3-53 及照片 3-54。
第四節 試體強度與韌性之探討 3.4.1. 試體強度之探討
1. SRC-A 系列試體:
有關 SRC-A 系列試體之實驗強度與標稱強度之整理,如表 3-5 所示,依實驗結果顯示除SRC-1A-HP3-28 試體外,無論是依材料之 標稱強度或實驗強度,SRC-A 系列試體之實驗強度值,皆大於試體 標稱強度,試體實驗強度與標稱強度之比值,約介於1.04 至 1.11 之 間,此表示(3.1)式強度評估公式,對於SRC-A 系列試體之強度評估,
有不錯的一致性,且試體實驗強度隨著箍筋量的增加,約略呈正比
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例之關係,此顯示箍筋量的增加,可小幅提升SRC-A 系列試體之實 驗強度;但是於箍筋量較低之情況,例如 SRC-1A-HP3-28,(3.1)式 則有可能略為高估試體之實驗強度。
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P 850
2. SRC-B 系列試體:
有關SRC-B 系列試體之實驗極限強度與標稱強度之整理,如表 4-5 所示,依實驗結果顯無論是依材料之標稱強度或實際實驗強度,
SRC-B 系列試體之實驗極限強度值,皆大於試體之標稱強度,試體 實驗極限強度與試體標稱強度之比值,約介於 1.12 至 1.21 之間,此 表示試體標稱強度之評估公式如(3.1)式,對 SRC-B 系列試體強度之 評估而言,有不錯的一致性且偏保守,但是SRC-B 系列試體實驗極 限強度與箍筋量的增加,尚無法評斷呈正比例之關係,亦即可顯示 SRC-B 系列試體箍筋量的增加,無法有效提升試體之極限強度。