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填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸向受力行為研究

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Academic year: 2021

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(1)填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸向 受力行為研究. 內政部建築研究所自行研究報告 中華民國 97 年 12 月.

(2) 097-301070000G-2023 PG9710-0306. 填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸向 受力行為研究. 研究人員:陳柏端. 內政部建築研究所自行研究報告 中華民國 97 年 12 月.

(3) 目次 表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. IV. 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. V. 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. VI. Abstract‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧VIII 第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 1. 第一節 研究緣起與背景‧‧‧‧‧‧‧‧. 1. 第二節 文獻回顧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 2. 第三節 研究方法與步驟‧‧‧‧‧‧‧‧. 3. 第四節 研究流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 5. 第二章 柱軸向載重實驗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 7. 第一節 試體規劃與製作‧‧‧‧‧‧‧‧. 7. 第二節 實驗裝置與安排‧‧‧‧‧‧‧‧ 15 第三章 結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 17 第一節 建議事項‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 17 附錄一 內政部建築研究所 97 年度第 5 次研究業務協調 會議紀錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 18 附錄二 自辦研究計畫期中審查會議紀錄‧‧‧‧ 23. II.

(4) 附錄三 自辦研究計畫期末審查會議紀錄‧‧‧‧ 30 參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 38. III.

(5) 表次 表 1.1 研究進度表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 5. 表 2.1 實驗試體規劃表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 9. IV.

(6) 圖次 圖 1.1. 研究流程圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 6. 圖 2.1. 試體斷面圖(BA、BB 系列)‧‧‧‧‧‧. 9. 圖 2.2. 試體斷面圖(BI 系列)‧‧‧‧‧‧‧‧. 10. 圖 2.3. 試體斷面圖(BO 系列)‧‧‧‧‧‧‧‧. 10. 圖 2.4 箱型柱詳細尺寸(BA、BI 及 BO 系列)‧‧ 11 圖 2.5. 箱型柱詳細尺寸(BB 系列)‧‧‧‧‧‧. 12. 圖 2.6. BA 系列試體照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 13. 圖 2.7. BB 系列試體照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 13. 圖 2.8. BI 系列試體照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 13. 圖 2.9. BO 系列試體照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 14. 圖 2.10 實驗裝置示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧. 15. V.

(7) 摘要 關鍵詞:填充型箱型柱、合成柱、鋼骨鋼筋混凝土柱、高強度材料 一、研究緣起 當前原物料價格高漲,開發高強度材料以節約用量勢在必行,然而,現 行規範設計含高強度材料之結構仍有疑慮,因此,有必要研究高強度材料所 製成之各種構件的結構行為,並發展合理的設計方法,逐一解決高強度材料 在結構應用上的問題。 箱型斷面為目前國內鋼結構構架最常使用之鋼柱型式,高層建築在地震 力作用下,底層柱承受極大的軸力,使柱斷面過大而衍生許多問題,若於箱 型柱填充高強度混凝土,將可大幅提升鋼柱之軸力強度、勁度與韌性行為。 高強度混凝土包覆於箱型鋼柱中受到良好之圍束,可承受極大的載重並抑制 鋼板局部挫屈,若能明確掌握兩種材料之複合貢獻,可大幅降低柱斷面尺寸, 節省鋼骨用量,同時具有環保優越性與經濟性。. 二、研究方法及過程 本研究之包括資料蒐集與整理、試體設計與製作、柱軸力載重試驗、材 料力學性質試驗、實驗資料整理與分析、相關規範條文之檢討。研究方法與 步驟如下: 1.. 文獻資料之收集與整理. 2.. 大尺寸短柱試體之軸向載重實驗. 3.. 混凝土基本材料實驗. 4.. 材料力學分析模型. 5.. 規範條文適用性評估. VI.

(8) 三、研究發現 本計畫使用高強度材料進行混凝土箱型柱(CFBC)之實驗,以建構一個 CFBC 高效率結構系統,不但可以降低結構材料的使用量,在施工及使用性方 面也有甚多優點,具有優良的競爭力,值得積極進行研發與推廣。. 四、主要建議事項 依據本計畫執行結果,針對填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸向受力行為 研究建議如下:. 中長期之建議 主辦機關:內政部建築研究所 協辦機關:相關學術團體. 1. 填充混凝土箱型高強度鋼柱(CFBC)具有優良之經濟效益,非常值得 研發與推廣。 2. 建議工程界在使用 CFBC 時,內填充之混凝土應該具有高強度,高流動 性及低乾縮量之性質。 3. 適用之高強度鋼材(如 SM 570 及 HT 690)取得不易,也需要較長的時 間,進行相關研究應考慮研究期程之安排。. VII.

(9) Abstract Keyword: concrete filled box columns, composite column, steel reinforced concrete column, high strength material. 1) OVERVIEW The column with box cross section is widely used for the steel structure in Taiwan. In order to take extreme axial force for seismic load, the designer for high rise buildings might use large cross section column to reduce the axial stress. The concrete filled box column not only could increase the capacity of the axial load, stiffness, and toughness, but with the confinement of the concrete in the boxed steel column, it could also take extreme load and prevent local buckling phenomenon. The purpose of this research is to analyze the interaction of the steel and concrete in the hope that the results could offer a more economical and environmental solution for designers.. 2) METHOD 1. Paper review and data analysis 2. Full scale short column axial load experiment for Concrete Filled Box Columns 3. Material test for concrete 4. Strength of Material and model analysis 5. Building regulation assessment. 3) SIGNIFICANT RESULTS This project is a sub-project of the concrete filled box columns (CFBC) system, a highly efficient and environmental friendly structural system. The use of. VIII.

(10) this system not only can reduce the amount of structural materials used during construction, but also has many good features in fire resistance and serviceability. It is competitive and worth to do further research for the designers.. 4) RECOMMENDATIONS The conclusions and recommendations are listed as follows: Mid term recommendation Auspices: the Architecture and Building Research Institute Collaborator: academic and research organizations. 1. The concrete filled box column with high strength material is economical effective and is recommended to do more research and development in the future. 2. When using the concrete filled box columns, it is recommended that the in-filled concrete should has high strength, high mobility and low shrinkage properties. 3. The high strength steel such as SM 570 and HT 690 is not popular in construction engineering and takes time when purchase, it should be noticed to order in advance while doing any related research.. IX.

(11) 第一章 緒論. 第一節. 研究緣起與背景. 當前原物料價格高漲,開發高強度材料以節約用量勢在必行,然而,現 行規範設計含高強度材料之結構仍有疑慮,因此,有必要研究高強度材料所 製成之各種構件的結構行為,並發展合理的設計方法,逐一解決高強度材料 在結構應用上的問題。 箱型斷面為目前國內鋼結構構架最常使用之鋼柱型式,高層建築在地震 力作用下,底層柱承受極大的軸力,使柱斷面過大而衍生許多問題,若於箱 型柱填充高強度混凝土,將可大幅提升鋼柱之軸力強度、勁度與韌性行為。 高強度混凝土包覆於箱型鋼柱中受到良好之圍束,可承受極大的載重並抑制 鋼板局部挫屈,若能明確掌握兩種材料之複合貢獻,可大幅降低柱斷面尺寸, 節省鋼骨用量,同時具有環保優越性與經濟性。 但是,根據國內SRC規範之規定,鋼骨材料之降伏強度不宜大於 3.5 2 2 tf/cm ,而混凝土抗壓強度也不宜大於 560 kgf/cm 。當混凝土抗壓強度大於 2. 560 kgf/cm 時,需要依公認合理之試驗證明其可行性與可靠度。由於過去國 內的試驗機容量都不夠大,僅能進行小尺寸試體之載重實驗,因此含高強度 材料之填充型箱型柱,其可行性與可靠性無法被充分印證。另外對於填充型 箱型柱,國內許多工程師只認定混凝土所提供之勁度,而忽略混凝土所提供 之強度。本所材料實驗中心已建置完成一部容量達 3000 噸之試驗機,可以進 行大尺寸試體之載重試驗以印證高強度材料使用於填充型箱型柱之可行性與 可靠性,提供一個推廣填充型箱型柱的良好工具,也是推廣高強度構材的良 好時機。 國內現階段推廣填充型箱型柱,在材料方面應以現有能夠量產者為優先 2. 考慮。國內目前可以量產的結構用鋼以 3.5 tf/cm 等級為主,中鋼也有量產 4.2 tf/cm2級鋼板的能力,但是使用量小的鋼板尺寸很難取得。在混凝土材料 方面,國內目前已經有能力量產 840 kgf/cm2級的混凝土,故在混凝土材料之. 1.

(12) 取得相對比較容易。 2 2 本計劃的研究以 4.2 tf/cm 等級鋼材,配合 420 與 700 kgf/cm 級的混凝. 土為主,進行實尺寸力學實驗,可進一步釐清高強度材料在填充型箱型柱應 用之可行性與可靠性,讓工程師可以更合理而安全的使用高強度材料,以降 低建築結構對環境的衝擊。. 第二節. 文獻回顧. 本研究在高強度材料與箱型柱實驗相關文獻收集如下: 1. Usami 等(1994)分析細長矩形鋼管混凝土簡支梁在受偏心軸壓之下, 短期與長期的側向變位,並藉此建立近似的設計強度估算公式。本文 呈現薄壁鋼管混凝土柱之彈塑性有限位移分析。短期反應假設線性彈 性,鋼管與混凝土間沒有滑移以及平面保持平面,並計入梁中點變位 引起之二次彎矩。長期反應則考慮混凝土乾縮與潛變,使應力重分 配,其效應可視為混凝土彈性模數之折減。由短期與長期反應可看出 P-M 區線上設計強度的偏移。本文提供之分析方法可估計二次彎矩的 效應及短期與長期的反應。 2. 林草英等(1993)以實驗與理論分析 CFT 內植焊剪力釘數,其結果 為剪力釘可改變局部變形形態,略增抵抗鋼板外凸之勁度,但對於構 件之極限抗壓強度無顯著增加。 3. Varma 等(2002)以試驗的方式來探討高強度方形填充混凝土鋼管梁 柱構件的受撓曲作用之後的力量與變形行為,主要研究參數為:斷面 鋼管的寬厚比、鋼管的降伏應力、及軸向載重程度。本文 CFT 試體其 斷面為 305 mm 的正方形柱,隨不同的鋼板厚度而有者不同的標稱寬 厚比,並選擇常見的普通強度(A500 Gr.B)與高強度鋼材(A500 Gr.80),其內填滿高強渡混凝土(fc’=100 MPa),利用固定軸力下, 持續增加單向彎矩力量之方式測試 8 支梁柱試體。試驗結果顯示,當 鋼管局部挫屈及混凝土擠碎等非線性行為發生時,可達到 CFT 梁柱構 件試體的彎矩容量,利用現行美國 ACI 規範對於複合構材的設計條. 2.

(13) 款,可合理的預估出高強度方形 CFT 梁柱構件的彎矩容量。高強度方 形 CFT 梁柱構件的曲率韌性隨著軸向載重程度或斷面鋼管寬厚比的增 加而相對降低,試驗結果亦顯示鋼管的降服強度對於曲率韌性似乎沒 有明顯的影響。 4. 黃炯獻等(1999)探討薄鋼管填充混凝土柱(寬厚比 70 以上)採用 不同加勁方式之短柱行為,並提出八角形箍筋的加勁方式。試驗主要 參數為:鋼管寬厚比、加勁方式、箍筋間距與箍筋斷面。試驗結果顯 示圓形斷面行為較佳,軸向垂直加勁板對於提高鋼板挫屈強度與進度 有相當增益,八角形加勁對韌性與極限強度有良好增益,配合有效圍 束與分區圍束觀念可得到八角形加勁強度與韌性之指標性參數。 5. Sakino 等(2004)主要探討目標為混凝土填充鋼管柱的行為研究,釐 清鋼管和填充混凝土兩者之間的諧和相互作用並獲得 CFT 柱之載重變 形關係。此計畫為美日兩國共同合作 5 年,總共測試 114 個 CFT 短 柱試體,包含填充型鋼管混凝土柱的空心鋼管柱。主要設計參數為, 鋼管斷面形狀,鋼管抗拉強度,鋼管斷面寬厚比與混凝土抗壓強度。 在決定分析係數的範圍時,將重點放在如何獲得一些範圍較大的測試 數據,而這些數據則是可以用來建立一個適用於 CFT 構件系統的設計 與分析方法。在此文獻中,亦有根據試驗結果而建立一套可以評估圓 形與矩形 CFT 柱的軸向極限抗壓承載能力的設計公式。. 第三節. 研究方法與步驟. 本研究目的為整理高強度材料之基本力學性質,建立分析設計基本資 料,並完成填充混凝土箱型高強度鋼柱構件之軸向受力試驗評估,提昇對含 高強度材料柱構件行為之認識,有助於對高強度材料之應用。 本計劃主要為利用本所材料實驗中心 3000 噸萬能實驗機進行實尺寸短柱 實驗,其實驗分析成果可作為檢討現行設計準則之參考依據,並藉此引導建 築構造走向減量、減重、節能及環保之永續發展目標。. 3.

(14) 本研究內容如下: 1.. 釐清箱型鋼柱與填充混凝土二者間之互制作用。. 2.. 整理與研究高強度材料之基本力學性質如載重變位之關係,極限軸 壓能力與鋼柱挫屈問題。. 3.. 使用高強度鋼材箱型鋼柱構件之軸向受力試驗評估。. 4.. 既有規範與設計方法之檢討與審視。. 本計劃之研究方法如下: 1.. 文獻資料之收集與整理. 2.. 大尺寸短柱試體之軸向載重實驗. 3.. 混凝土基本材料實驗. 4.. 材料力學分析模. 5.. 規範條文適用性評估. 4.

(15) 第四節 研究流程 本計畫之研究項目包括資料與文獻收集、評估、分析、報告撰寫。研究 進度與研究內容如表 1.1 所示,流程圖如圖 1.1 所示。 表 1.1 月次. 工作項目. 研究進度表 第 一 月. 第 二 月. 第 三 月. 第 四 月. 第 五 月. 第 六 月. 第 七 月. 第 八 月. 第 九 月. 第 十 月. 第 十 一 月. 第 十 二 月. 5. 15. 20. 30. 35. 40. 50. 60. 70. 85. 95. 100. 資料收集 文獻收集 試體設計 試體製作 與養護 材料機械 性質試驗 短柱載重 實驗 試體數據 整理分析 相關規範 條文檢討 撰寫報告 研究進度 百分比. (資料來源:本研究整理). 5.

(16) 研究計畫開始. 國內外相關資料及文獻收集. 試體設計. 試體製作與養護. 短柱載重實驗. 材料機械性質試驗. 試驗數據整理分析. 相關規範條文檢討. 研究計畫完成 圖 1.1. 研究流程圖. (資料來源:本研究整理). 6.

(17) 第二章 柱軸向載重試驗. 本研究主要目的是利用高強度鋼材與高強度混凝土,透過本所 3000 噸萬 能試驗機試驗,以探求此二材料間之相互作用情形。計劃之初是規劃採用 HT690 鋼材,不過因為中鋼並未協助生產,無法購得,本年度只能購得 SM570 鋼板一片,未來將繼續與中鋼購買各種厚度之鋼板,以求本計劃之完整。 2 2 SM570 鋼材之強度為 4.2 tf/cm ,不如HT690 鋼材強度 5.5 tf/cm ,但亦. 較法規規定之 3.5 tf/cm2強度高,加上未來中鋼有意願推廣此材料,故本實 驗採用SM570 鋼材。. 第一節. 試體規劃與製作. 本實驗採用實尺寸短柱試體之軸向載重實驗,由於受限於高強度鋼材不 足,故只規劃 6 個試體,鋼材採用SM570,混凝土採用 0.42 tf/cm2(6000 psi) 2. 及 0.70 tf/cm(10000 psi)2 種強度。為了探求鋼材與混凝土間之互制情形, 規劃 4 系列試體,包括SM570 鋼材箱型柱內灌兩種強度混凝土,鋼材與混凝土 間設置握裹隔離層,及純鋼材箱型柱,試體進一步設計如表 2.1 所示,各系 列試體設計詳細說明如下: 一、BA 系列 BA系列為填充型箱型柱試體,鋼板為SM570 鋼材,厚度 19 mm,標稱降伏 2 2 強度(Fy)為 4.2 tf/cm ,混凝土標稱抗壓強度(fc’)為 0.42 tf/cm ,其斷. 面如圖 2.1 所示,共有 2 個。柱寬為 500 mm,柱板寬厚比(B/t)為 24,降 伏軸壓力為 2432 噸。本研究係針對短柱,故試體長度採用 3 倍柱寬(3D), 為 1500 mm,箱型柱詳細尺寸如圖 2.4,試體完成如圖 2.6 所示。. 7.

(18) 二、BB 系列 BB系列為填充型箱型柱試體,鋼板為SM570 鋼材,厚度 19 mm,標稱降伏 2 2 強度為 4.2 tf/cm ,混凝土標稱抗壓強度為 0.70 tf/cm ,其斷面如圖 2.1 所. 示,共有 2 個。受限於本所 3000 噸萬能試驗機之最大容量,柱寬縮小為 410 mm,柱板寬厚比(B/t)為 20,降伏軸壓力(P0)為 2217 噸。試體長度採用 3 倍柱寬(3D),為 1230 mm,箱型柱詳細尺寸如圖 2.5,試體完成如圖 2.7 所 示。. 三、BI 系列 BI系列如AA系列試體,不過箱型柱與混凝土之間設置一層握裹隔離層, 2. 鋼板為SM570 鋼材,厚度 19 mm,標稱降伏強度為 4.2 tf/cm ,混凝土標稱抗 2. 壓強度為 0.42 tf/cm ,其斷面如圖 2.2 所示,共有 1 個。柱寬為 500 mm,柱 板寬厚比(B/t)為 24,降伏軸壓力為 1535 噸。試體長度採用 3 倍柱寬(3D), 為 1500 mm,箱型柱詳細尺寸如圖 2.4,試體完成如圖 2.8 所示。. 四、BO 系列 BO系列為純箱型柱試體,鋼板為SM570 鋼材,厚度 19 mm,標稱降伏強度 2 為 4.2 tf/cm ,其斷面如圖 2.3 所示,共有 1 個。柱寬為 500 mm,柱板寬厚. 比(B/t)為 24,降伏軸壓力為 1535 噸。試體長度採用 3 倍柱寬(3D),為 1500 mm,箱型柱詳細尺寸如圖 2.4,試體完成如圖 2.9 所示。. 8.

(19) 表 2.1. 實驗試體規劃表. 試體. t (mm). B/t. fc' Fy 2 2 ( tf/cm ) ( tf/cm ). P0 (tf). 系列. 編號. B (mm). BA 系列 (2). BA-24. 500. 19. 24.3. 4.2. 0.42. 2432. BA-24. 500. 19. 24.3. 4.2. 0.42. 2432. BB 系列 (2). BB-20. 410. 19. 19.6. 4.2. 0.7. 2217. BB-20. 410. 19. 19.6. 4.2. 0.7. 2217. BI 系列. BI-24. 500. 19. 24.3. 4.2. (0.42). 1535. BO 系列. BO-24. 500. 19. 24.3. 4.2. --. 1535. (資料來源:本研究整理). B. 箱型 鋼柱. t 混凝土. D. 圖 2.1. 試體斷面圖(BA、BB 系列). (資料來源:本研究整理). 9.

(20) 握裹 隔離層 混凝土. 圖 2.2. 箱型 鋼柱. 試體斷面圖(BI 系列). (資料來源:本研究整理). 箱型 鋼柱. 圖 2.3. 試體斷面圖(BO 系列). (資料來源:本研究整理). 10.

(21) 頂板 PL 19×600×600 600 mm. 600 mm. A. A. B. B. 開孔:直徑 400 mm 註:圓孔鋼板需保留. 1500 mm. A-A 剖面. □ PL 500×500×19 500 mm. 600 mm. 焊條:E70 系列. 500 mm 600 mm. 底板 PL 19×600×600. B-B 剖面. 圖 2.4. 箱型柱詳細尺寸(BA、BI 及 BO 系列) (資料來源:本研究整理). 11.

(22) 頂板 PL 19×510×510 510 mm. 510 mm. A. A. B. B. 開孔:直徑 310 mm 註:圓孔鋼板需保留. 1230 mm. A-A 剖面. □ PL 410×410×19 410 mm. 510 mm. 焊條:E70 系列. 410 mm 510 mm. 底板 PL 19×510×510. B-B 剖面. 圖 2.5. 箱型柱詳細尺寸(BB 系列). (資料來源:本研究整理). 12.

(23) 圖 2.6. BA 系列試體照片. (資料來源:本研究整理). 圖 2.8. 圖 2.7. BB 系列試體照片. (資料來源:本研究整理). BI 系列試體照片. (資料來源:本研究整理). 13.

(24) 圖 2.9. BO 系列試體照片. (資料來源:本研究整理). 14.

(25) 第二節. 實驗裝置與安排. 本研究係針對短柱,故試體長度採用 3 倍柱寬(3D),如圖 2.10 所示, 試體上、下方設有頂板及底板,頂板預留圓孔以供試體灌漿之用,圓孔鋼板 保留至實驗時再蓋回,讓軸壓應力較能平均分佈,以免有應力傳遞之問題。 本計劃採用單軸壓力試驗,實驗裝置如圖 2.10 所示,以本所 3000 噸萬能試 驗機沿試體軸向施加。 箱型鋼柱的應變採用單軸應變計量測,主要考量係在四個柱面中間的應 變計可量得局部挫屈之影響,每一個面用三個應變計,故一個試體需貼 12 個 應變計。. 軸 力. +. 單軸應變計 D +. 位移計. 3D D. +. 圖 2.10. 實驗裝置示意圖. (資料來源:本研究整理). 15.

(26) 軸向變形以位移計量測並置於四個角隅處,如圖 2.10 所示,此為考量角 隅處較不會發生局部挫屈,量測得到之數據較為準確之故,並可避免量測儀 器架設支架之變形影響量測精準度,以計算出試體全長之變形量。 考慮實際材料的強度平均高於材料標稱強度至少 20%,此外軸壓力P0(= AsFy + Acfc’;其中As為箱型鋼柱斷面積,Fy為箱型鋼柱標稱降伏應力,Ac為 混凝土斷面積,fc’為混凝土抗壓強度)通常也會低估實際強度,BA試體的加 載安全係數(即 3000 除以 2432)約為 1.23,安全係數在合理範圍,試體設 計的強度接近 3000 噸萬能試驗機之最大容量。. 16.

(27) 第三章 結論與建議. 本計劃因上半年鋼材市場需求量大,中鋼無法協助生產高強度鋼材,致 影響計劃進度,目前計畫仍進行中,並持續與中鋼協調以購得實驗所需之材 料,以使本計劃實驗能順利完成。. 第一節. 建議事項. 本研究初步建議事項如下: 1.. 含高強度混凝土箱型柱(CFBC)具有優良之經濟效益,非常值得研 發與推廣。. 2.. 建議工程界在使用 CFBC 時,內填充之混凝土應該具有高強度,高流 動性及低乾縮量之性質。. 3. 適用之高強度鋼材(如 SM 570 及 HT 690)取得不易,也需要較長的 時間,進行相關研究應考慮研究期程之安排。. 17.

(28) 附錄一 內政部建築研究所 97 年度第 5 次研究業務協調會議紀錄 一、時. 間:97 年 4 月 8 日(星期二)上午 9 時 30 分. 二、地. 點:本所簡報室. 三、主持人:何所長明錦 記錄:林谷陶、林育慈、陳柏端、羅時麒、姚志廷、王順治 四、出席人員:如簽到單 五、確認前次會議紀錄:部分課題名稱請確實核對修正,其餘會議 紀錄確定。 六、研究計畫簡報:略。 七、綜合討論與建議事項: (一) 「先進科技在建築產業應用之研討」案: 1. 案名建議調整為「先進科技在建築產業應用之研 究」 。 2. 相關先進科技範圍廣泛,建議積極比對國內外最新 研發動態及現況,及國內建築產業發展需求,以符 合中程綱要計畫架構及趨勢要求。 3. 有關節能減碳議題雖非工程技術組業務,惟仍建議 從工程材料、技術面探討可能發展方向及議題。 4. 建議全國第 8 次科技會議及「愛台 12 項建設計畫」 等內容,亦應納入考量未來可能發展方向。 5. 本所建築產業技術發展中程綱要計畫已持續進行多 年,建議研究成果應具體建議未來發展方向,擬定 18.

(29) 計畫架構內容及課題,以供中綱計畫修訂之應用參 考。 (二) 「以荷蘭空間規劃經驗探討氣候變遷調適與減災策略」案: 1. 案名建議調整為「以荷蘭氣候變遷調適與減災經驗 探討我國空間規劃策略」。 2. 建議將荷蘭「還地於水」 、 「與水作朋友」的調適概 念,與我國雲嘉南地區,或台北市社子島地區,予 以比較、應用,提出建議。 3. 氣候變遷與氣候變異之定義、形成原因、因應作法 不同,國內相關研究與作法缺乏整合,如海平面上 升高度之數字差異很大,研究過程中應瞭解國外預 測氣候變遷的推估模式、注意數字之正確性。 4. 建議蒐集 Clinton Foundation 建置之 C40 Cities 網站 上國外城市因應氣候變遷之對策、國內外因應氣候 變遷衝擊之相關政策計畫內容,再就國內、外相關 資料資訊予以綜整分析,研判其共通性、差異性。 5. 國土空間規劃雖不屬本所權責,惟基於防災與減災 之策略仍須從上位性的國土空間層次予以探討,較 能全面性與根本性地解決問題,因此建議本研究所 提策略作法,應可作為未來國土空間規劃作業參考。 (三) 「填充混凝土箱型鋼柱之軸向受力行為研究」案: 1. 案名建議調整為「填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸 向受力行為研究」 。 2. 本案使用高強度材料進行實尺寸實驗量測,需注意 未來實際使用時,材料取得難易與未來成果推廣之. 19.

(30) 市場性等。 3. 建築法規所規定之設計參數為求安全之故,皆偏向 保守,因此若要提出相關法規修正建議,須有充分 且完整的理論基礎與實驗數據證明。 4. 使用高強度材料製作建築構材技術較高,在實驗室 或預鑄廠都可獲得較佳控制條件,品質無虞,但在 現場施作則無此條件,建議於計畫中說明相關應注 意事項。 5. 本計畫實驗試體數量以精簡又不失實驗目的為原 則,故試體之規劃建議再加以考量,並佐以數值模 擬分析,以達計畫之完整並能於有限期程內順利完 成。 6. 本計畫使用繫桿以克服鋼板挫曲問題,對繫桿所能 提供之力學理論基礎與可行性建議再詳加說明,另 外對於國家地震中心及國內外採用方法之優劣亦請 併同比較分析。 (四) 「濕熱氣候條件下綠建材防黴性能評定可行性研究」案: 1. 案名建議調整為「濕熱氣候下建材防黴性能評估之 研究」。 2. CNS 2690 纖維製品防黴性能試驗中有關菌落發育 狀態之量化判定方式,請補充說明。另低甲醛建材 是否較易產生發黴現象,亦請加以釐清。 3. 本所目前尚無建材防黴性能的檢測實驗室,建議可 評估未來是否建置相關實驗室及設備。 4. 建議針對相關菌種的特性進行較深入的資料蒐集 及調查,必要時邀請相關專家學者提供諮詢。 20.

(31) 5. 對於黴菌之生長及繁殖機制應有所掌握,包括黴菌 生長所需之要素、控制條件、及黴菌適合附著的材 料種類等,並從中探討可行的防黴處理策略及技 術,未來亦可進行防黴建材之研發。 (五) 「建築數位監控管理與兼顧隱私權之研究」案: 1. 隱私權是建築數位監控管理之核心問題,而有關 「合理之隱私期待」與建築可能發生的關係,應加 強研究釐清。 2. 構成侵犯隱私權之原因或與空間位置、影像資訊及 後端管理使用等有關,建議研究可聚焦在此。 3. 本案對建築管理十分重要,建議可從設置空間、管 理方式及法令補充等三角度進行。 4. 本案對本所智慧化居住空間相關子項研究多所助 益,又建築數位監控管理約可分:(1)防止偷拍(反偷 拍)及(2)進行合法監控管理二角度,前者屬違法行 為,後者則可考量透過建築法、公寓大廈管理條例 等途徑研擬具體執行方式或補充要點,結合現有公 寓大廈管理機制,以保障隱私權。 5. 因建築類型極為多樣,建議本案可從公共、半公共 (半私密)、私密等空間著手進行研究。 八、會議結論: 本所研究計畫除聚焦於專業技術研究外,對於未來政策需求及相關 科技發展,亦應注意配合進行資料收集與分析,以供本所修訂及爭 取相關中綱計畫之參考依據。 會中同仁提供之建議與意見,請研究人員詳細整理歸納,以作為後. 21.

(32) 續研究參採。 九、散會:上午 11 時 35 分。. 22.

(33) 附錄二 內政部建築研究所 97 年度自辦研究計畫「大尺寸包覆型 鋼骨鋼筋混凝土(SRC)短柱軸向受力行為之研究」、「繫筋 細部對大尺寸鋼筋混凝土柱行為影響之研究」及「填充混 凝土箱型高強度鋼柱之軸向受力行為研究」等 3 案期中簡 報審查會議紀錄 一、時. 間:97 年 9 月 2 日(星期二)上午 9 時 30 分. 二、地. 點:本所簡報室. 三、主持人:王組長榮進. 記錄:厲娓娓、鄒本駒、陳柏端. 四、出席人員:(如簽到單) 五、主席致詞:(略) 六、執行單位簡報:(略) 七、綜合討論: (一)「大尺寸包覆型鋼骨鋼筋混凝土(SRC)短柱軸向受力行為之 研究」案: 廖教授文義: 1. 本研究現已完成試體細部之設計圖,研究目標明確,內容亦 相當充實,未來計畫完成後,對國內鋼骨鋼筋混凝土柱之設 計或施工,應有相當之助益。 2. 本研究已針對上次審查會議之意見,提出確實之回覆,並配 合修訂相關之研究內容。 3. 本研究試體製作之施工品質,將嚴重影響後續之試驗結果, 因此宜特別注意試體製作之施工品質。 4. 由於未來試體呈現之試驗資料,相當寶貴與難得,建議對於 量測系統之配置(例如:外部位移計與應變計等測計),應 儘早且詳實的進行相關之規劃。. 23.

(34) 5. 當澆灌混凝土時,取樣應按試體逐步取樣,以利發生材料變 異之影響時,仍能提供修正材料強度之具體資訊。 李教授宏仁: 1. 本研究實驗計劃之規劃詳實,試體設計考慮之變數亦多,執 行研究之困難度亦高,建議對於後續研究之安排,宜細心謹 慎,並應預留充分之作業時間。 2. 本研究試體已完成鋼骨部分之製作,應立即取樣作材料降伏 強度檢驗。 3. 鋼筋材料應先作材料試驗,以確認其相關之機械性質。箍筋 2. 搭接銲接之部分(尤其是Fy=4.2 tf/cm 之高強度箍筋),亦 應先作拉伸試驗,以確認其可行性。 陳教授正誠: 1. 有關本研究混凝土部分之澆灌,宜先擬定合適之澆置計畫。 2. 有關圓柱試體之養護,應與柱試體之養護一致。 中華民國結構工程技師公會全國聯合會 陳技師正平: 1. 高圍束區之範圍,因受翼板厚度不等之影響,翼板外緣之圍 束勁度較低,故預期高圍束區之有效範圍,應會小於翼板之 外緣。 2. 建議本研究宜將有關柱翼板之挫屈影響,納於後續之探討。 3. 由於鋼骨鋼筋混凝土柱之繫筋,常較鋼筋混凝土柱為少,建 議宜將其可能之影響,列入後續之考慮。 4. 繫筋鉤住主筋,將可能影響主筋之挫屈。 中華民國建築師公會全國聯合會 陳建築師鵬欽: 1.. 由於實驗室所製作之試體,製作上較為完美精準。建議將 現場常見之施工瑕疵,合理反應於後續研究成果中,以符實. 24.

(35) 際結構行為。 2.. 鋼骨鋼筋混凝土柱有可能接鋼骨或鋼筋混凝土梁,因此鋼 骨鋼筋混凝土柱可能不單純為自身問題,尚需考慮梁接合之 相關問題,建議於後續研究之規劃,宜審慎納入考慮。. 3.. 本研究為探討鋼骨鋼筋混凝土柱軸向受力之行為,並未考 慮其他應力(彎矩、剪力與扭力等),建議貴所逐步考慮納 入後續規劃之研究,以求完整。. 研究單位回覆意見: 1. 有關柱鋼骨翼板寬厚比(翼板挫屈)對高圍束混凝土範圍之 影響,將納於後續之研究內容,以進行審慎之探討。 2. 由於鋼骨鋼筋混凝土柱內含鋼骨斷面之緣故,以致無法施設 對向之繫筋,而降低箍筋對柱心混凝土之圍束作用,本研究 未來於相關設計建議公式之研提,將會審慎評估鋼骨翼板之 圍束效益,以合理反應柱圍束箍筋之最小需求。 3. 本研究後續將特別注意試體製作之施工品質,並儘早針對量 測系統之配置,以及混凝土之澆置、取樣與養護,進行妥慎 之規劃。 4. 本研究目前已針對 10mm 與 14mm 鋼板,以及 D25(#8)主筋,進 行鋼材料相關強度之試驗,未來將呈現於期末之成果報告 5. 有關箍筋搭接銲接部分之測試,本研究將依箍筋之號數與強 度,分別製作 2 個試片,以確認其銲道與銲接強度是否足夠 6. 由於受限於 3000 噸萬能試驗機僅能單向加載之特性,目前僅 適用於有關短柱塑性行為之探討,而對於長柱、梁與各式接 頭等其他應力行為之研究,宜另案進行更詳實之討論。 (二) 「繫筋細部對大尺寸鋼筋混凝土柱行為影響之研究」案: 廖教授文義:. 25.

(36) 1. 本研究探討繫筋細部對 RC 柱行為之影響,現已完成試驗施 作,研究內容詳實及符合預期,未來成果可作為 RC 實務工 程之重要參考。 2. 研究內容已反應上次會議意見。 3. 本研究未來仍有再繼續進行更多試體試驗研究之必要,但影 響 RC 行為參數多,對一些實務不常發生案例可省略;另未 來可進行輕質或高強度混凝土之相關試驗。 4. 未來其他 RC 柱試驗,圓柱試體取樣之樣本數應更多點。 李教授宏仁: 1. 實驗計畫規劃完備,研究目標明確,試體已完成製作,惟後 續測試工作需要試驗專業人才協助方能完成,人力資源欠 缺,宜早做規劃協調。 2. 鋼筋材料應另行作拉伸試驗確認性質。 3. 初步研究成果與建議事項應報告試體設計、發包、監造過程 中所得之經驗,供後續研究參據,或做為改進建議。 陳教授正誠: C2 試體之製作與原定「繫筋之彎鉤鉤住柱箍筋」之想法 有出入,試驗結果之解讀應注意。 中華民國結構工程技師公會全國聯合會 陳技師正平: 1. 建議探討試驗載重達頂點時之突然下降段,在實務載重下有 下衝加速破壞,與在實驗室為慢速載重下無下衝現象不同。 2. 對於柱斷面轉角處箍筋彎鉤有緊密鉤住角落主筋與未緊密 鉤住角落主筋且留有間隙等兩種情況下之轉角接頭效率,建 議加以探討。 3. 中間試驗段是否為非圍束區?. 26.

(37) 中華民國建築師公會全國聯合會 陳建築師鵬欽: 由試體照片可見,即使在實驗室,繫筋彎鉤 135 度及 90 度仍有些許偏差,由此可想像工地現場施工之困難度。建議 本研究多考慮現場施工情況,進行調查,從而可改進為合理 之繫筋施工方式。 研究單位回覆意見: 1. 本研究試體澆置混凝土時,共計有 4 台預拌混凝土車,因每 台預拌車約可澆置 4 支試體,因此於每車澆置 2 支試體後, 製作 9 個混凝土圓柱試體,其數量應足夠供未來試體分析驗 證之用。 2. 有關目前本所材料實驗中心專業人力資源不足的部分,現正 積極聯繫規劃與其他研究單位合作或以勞力外包的方式,支 援相關人力,協助本研究試驗之進行。 3. 關於 C2 試體在製作過程中,繫筋之彎鉤不僅鉤住柱箍筋, 另有靠住柱主筋的情形發生,其效應將於後續試驗結果中探 討。 4. 目前本研究規劃以 CNS 或 ASTM 圓柱試體抗壓強度檢驗法規 定之軸向位移速率進行試驗,暫無考慮試驗載重達頂點時下 衝加速破壞的情況。 5. 本研究試體之施工,係委由有製作實驗室 RC 試體經驗之包 商承做,施工精度及水準,較優於國內一般工地,未來在進 行試驗結果分析解讀時,將參酌國內現行施工環境,提出兼 顧圍束效果及施工性的最佳繫筋配置及綁紮方式之建議。. (三) 「填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸向受力行為研究」案: 廖教授文義: 1. 本研究進行高強度鋼材,高強度混凝土 CFT 柱之研究,在文. 27.

(38) 獻回顧、試體規劃及預期成果方面之內容詳實,應屬可行。 2. 文獻回顧方面僅呈現一些 CFT 柱之研究,宜對“高強度混凝 土"及“高強度鋼材"之個別文獻多加收集。 3. 本研究之規劃已有初步方向,未來宜進一步強化本研究特 色。 李教授宏仁: 1. 應歸納既有 CFT 或 CFBC 柱軸壓試驗數據之分佈範圍,並指 出本研究與國外研究現況之差異,修正自我定位並作為未來 研究參考。 2. 試體斷面變化甚大,尺寸大小不同如何比較不同尺寸間之行 為,宜深思熟慮其測試目的後再作調整。 陳教授正誠: 2. 本研究之混凝土強度可以考慮提高到 0.84 t/cm ;另外, HT 690 鋼材之取得需要持續與中鋼公司聯繫。 中華民國結構工程技師公會全國聯合會 陳技師正平: 實務上如何驗證混凝土灌實度與乾縮接頭產生間隙等,建議 列入考量。 中華民國建築師公會全國聯合會. 陳建築師鵬欽:. 鋼柱內灌注混凝土,因鋼與混凝土兩種材料之應力與應變大 大不同,而受力後兩者互制關係,各自分擔多少比例,值得深 2. 入研究;本次研究之混凝土強度只使用 420 kg/cm ,700 2. kg/cm ,建議多使用不同強度之混凝土,以瞭解其間互制作用。 研究單位回覆意見: 未來將加強高性能材料如“高強度混凝土"及“高強度鋼. 28.

(39) 材"等相關文獻之蒐集;有關實驗規劃,如提高混凝土強度, 使用多種混凝土強度,與考慮乾縮影響等,將依專家學者意 見,做適度修正。. 九、會議結論: (一)「大尺寸包覆型鋼骨鋼筋混凝土(SRC)短柱軸向受力行為之 研究」、「繫筋細部對大尺寸鋼筋混凝土柱行為影響之研究」 及「填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸向受力行為研究」等三 項自辦研究計畫案期中審查通過。 (二)請自辦案同仁詳實記錄與會專家學者及機關團體代表之意 見,參酌後據以積極辦理後續研究,並於期末報告時妥予回 應。. 十、散會:上午 11 時 30 分。. 29.

(40) 附錄三 內政部建築研究所 97 年度自辦研究計畫「大尺寸包覆型 鋼骨鋼筋混凝土(SRC)短柱軸向受力行為之研究」、「繫筋 細部對大尺寸鋼筋混凝土柱行為影響之研究」及「填充混 凝土箱型高強度鋼柱之軸向受力行為研究」等 3 案期末簡 報審查會議紀錄 一、時. 間:97 年 12 月 10 日(星期三)下午 2 時 30 分. 二、地. 點:本所材料實驗中心四樓會議室. 三、主持人:曹副研究員兼主任源暉代. 記錄:厲娓娓. 四、出席人員:如簽到單 五、簡報內容:略。 六、綜合討論意見: (一)「大尺寸包覆型鋼骨鋼筋混凝土(SRC)短柱軸向受力行為 之研究」案: 高教授健章: 1. SRC 柱之鋼骨與 RC 間之複合行為,常為設計者所 質疑。建議本研究可針對此問題,進行實尺寸柱軸 壓破壞試驗,除可得觀之試驗成果外,並對貴所 3000 噸試驗機之操作與 SRC 柱試驗技術,獲寶貴 經驗。 2. 有關試驗完竣之廢棄試體,為便利於後續研究之觀 察與分析,故建議應於相關研究報告完成後,再行 丟棄。. 30.

(41) 廖教授文義: 1. 本案研究規劃、試體設計與實驗進程等,皆符合預 期目標,研究內容充實。 2. 本案研究資料相當寶貴,建議貴所未來應著手建立 相關實驗資料之管理系統。 3. 有關試驗所配置感測器之位置,宜補充其示意圖。 4. 建議宜再補充有關試體破壞順序與試驗位移量之關 係。 陳教授正誠: 1. 檢視研究報告之內容顯示,目前所完成載重試驗試 體之實驗結果,其破壞大多在測試區,破壞情況與 預期相近。 2. 未來試驗結果分析之工作量,勢必會非常大,未來 研究工作宜加強數據之分析。 3. 目前載重試驗之進度略為落後,宜加緊趕工。 中華民國結構技師公會全國聯合會. 陳技師正平:. 1. 試體二端之緊密圍束段,加銲角落鋼板,恐會影響 中間試驗段之試驗結果。 2. 由期末報告試驗照片顯示,混凝土受壓爆開之力 量,會造成柱鋼骨翼板之向外挫屈。 3. 由試驗載重與變位曲線顯示達極限時,會有強度急 速下降之現象,在實務上有加載之情況,將可能會 更趨嚴重。 邱顧問昌平: 1. 本案規劃以 26 支 SRC 短柱試體,內有 2H 450×B× 10×14 斷面之鋼骨,及外部尺寸分別為 45×45、56× 56 及 67×67 之 RC 部分,目前已完成 6 支試體之試 31.

(42) 驗,成效不錯,對各種不同箍筋配置之方式,可以 有更清楚之瞭解。 2. 建議於試驗過程之發現及記錄中,加強如將第 22 頁至第 26 頁之斷面圖,標繪於圖 4-1、4-2 等之旁, 註明四個角落(或側邊) ,並在明顯裂縫發生處、明 顯剝落發生處(開始及大幅剝落) 、第一根主筋挫屈 等重要現象,以 a、b、c 等記號,標示於曲線上。 李教授宏仁: 1. 本案研究報告僅闡述試體最大載重,即強度之行為 差異,而橫向箍筋及翼板對於圍束混凝土之韌度提 升有效益,宜再定義韌性比或消能比,據以討論實 驗結果。 2. 有關降伏位移,宜以彈性段外插定義。 3. 可利用 MTS 曲線,定義韌度比。 中華民國建築師公會全國聯合會. 陳建築師鵬欽:. 1. 包覆型 SRC 柱與另一研究之填充混凝土箱型柱,其 混凝土與鋼骨之受力分擔比例,將會有多少差異? 相當值得瞭解研究。 2. 包覆型 SRC 柱之橫向箍筋,自然極其重要,應如何 合理配置,始能符合需求,值得研究。 (二) 「繫筋細部對大尺寸鋼筋混凝土柱行為影響之研究」案: 廖教授文義: 1. 本計畫於試體規劃、設計、施工、實驗結果分析與 成果報告等方面皆確實執行,符合預期。 2. 試驗資料之整理與分析比較可進一步補充,並對施 工不良於強度韌性方面之影響提出相關建議。. 32.

(43) 3. 建議可考慮建立相關試驗資料庫,另破壞情況與軸 向變形之關係可加以描述,可做為未來性能設計方 面之參考。 陳教授正誠: 1. 本研究之試體破壞皆發生於中央測試段,是頗佳的 破壞情況。 2. 試驗結果具工程參考價值,可考慮舉辦研討會推廣 之。 中華民國結構技師公會全國聯合會. 陳技師正平:. 本研究之試驗結果初步發現繫筋鉤住箍筋之韌性 較佳,可保有搭接段之搭接效果,也可防止主筋提前 挫屈,應為可行之施工方法。 邱顧問昌平: 1. 本研究利用建研所大型(3000 Ton)萬能材料試驗 機,進行大尺寸 RC 柱在不同繫筋細部配置下之柱 壓力行為試驗,共有 9 類配置方式各有兩支試體, 目前已完成全部試驗,成果尚屬不錯。 2. 建議試驗結果之各種曲線圖邊宜另繪試體斷面圖, 以便於讀者瞭解,並在各圖上對階段性主要破壞現 象註記於曲線上,對於今後進行類似試驗之觀察, 可有較全貌性之瞭解;另圖 2-3 至圖 2-11 之左圖, 建議增加文字說明。 3. 建議與以往“較小"尺寸之試驗結果進行比較,可 能可以解釋尺寸效應之問題。 李教授宏仁: 1. 本研究規劃與實驗計畫符合預期目標,受限於實驗 場地與設備排程,進度稍有延誤,期能於年底順利 33.

(44) 完成,並將實驗成果供工程界參據。 2. 有關結論與建議部分宜避免只用試體代號及韌性, 應直接建議繫筋施工正確方式。 3. 部分試體行為需再做嚴謹的比對與研究。 中華民國建築師公會全國聯合會. 陳建築師鵬欽:. 1. 本研究初步發現 C8 之繫筋鉤住橫向箍筋,也有束 制主筋之作用,惟依規範保護層 4cm 如何達成,值 得研究。 2. 研究較佳之繫筋配置方式,除能達成力學效果外, 請考慮現場施工性。 (三) 「填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸向受力行為研究」案: 邱顧問昌平: 1. 採一般鋼材(33 支)及高性能鋼材(6 支)製造箱 型短柱(Box Column),內填(或不填)高強度混 凝土(420、700kgf/cm2),考慮鋼與混凝土間有或 無握裹力等狀況,進行軸心力試驗以觀察其行為並 與理論值做比較,預期有一些成果並對現行設計規 範提出建議案,尚待儘速完成。 2. 試驗過程之階段性破壞現象宜先設定,並建議在力 與位移曲線上及其旁斷面圖上(先以符號註明位置 或現象)註明各種目視觀察所得現象。 廖教授文義: 1. 本計畫在試體規劃設計與試驗步驟上相當確實,符 合預期,未來試驗資料相當珍貴。 2. 高強度鋼材試體並不多,建議將來可進行其他型式 鋼柱試驗,使能對設計規範提供參考資料。. 34.

(45) 3. 未來試驗資料宜建立相關資料整理系統。 李教授宏仁: 本計畫建議敍述試體設計之預期行為,若能順利 完成實驗,應將實驗數據納入報告中。 陳教授正誠: 1. SM 570 鋼材未來可能是主要的結構用鋼材,宜持 續進行研究推廣。 2. 載重實驗進度落後,應儘速進行。 高教授健章: 箱型鋼柱填充高強度混凝土之複合柱為目前國內 建築界常用之構件,本研究利用本所 3000 噸新購試驗 機,進行軸向載重實尺寸短柱試驗,除熟習試驗機性 能與量測儀器之應用外,並探討箱型鋼柱與內部填充 混凝土之互制作用,甚具應用價值。 中華民國結構技師公會全國聯合會. 陳技師正平:. 本計畫建議必須加註「限制柱板接合為全滲透焊」 之前提。 中華民國建築師公會全國聯合會. 陳建築師鵬欽:. 1. 使用 700kgf/cm2混凝土填充入箱型鋼柱研究其互制 關係,進而檢討對現行設計規範是很有意義的研究。 2. 一般結構設計者,不甚明瞭混凝土與鋼材組合是否 如同其材料變形關係之比例分擔力量,亦或有其他 不同之計算方式?本研究成果可提供結構設計者參 考,甚具意義。 七、研究人員回應: (一)「大尺寸包覆型鋼骨鋼筋混凝土(SRC)短柱軸向受力行為. 35.

(46) 之研究」案: 1. 有關本研究相關試體實驗過程與破壞順序之紀錄, 未來遵示詳實反應於後續成果報告中。 2. 對於韌性比與消能比之定義,本研究將再賡續蒐集 相關文獻,以釐清評估韌度合理定義。 3. 有關建置試驗資料庫之建議,將俟與實驗中心相關 研究同仁討論後,再另案考量辦理。 4. 本研究後續將積極加速實驗之進度,惟實驗結果分 析工作非常龐大,尚必須規劃於明年賡續完成。 5. SRC 柱試體於極限載重後,鋼骨翼板隨著軸向變形 之增加,會產生局部挫屈之現象,其與柱核心混凝 土間之變位關係,將依後續之實驗結果,持續觀察 與紀錄。 (二) 「繫筋細部對大尺寸鋼筋混凝土柱行為影響之研究」案: 1. 由於本研究之試體數量稍嫌不足,似不宜過早下定 論,研究團隊計劃於明年度再針對韌性較佳之繫筋 配置方式進行試驗,希望藉由試體個數的增加,驗 證及評估其穩定性及施工性。 2. 研究團隊將依據審查委員之意見,針對本研究試驗 資料之整理與分析比較做進一步的補充。 3. 本研究後續將與過去較小尺寸之試驗結果進行比 對,以期解釋尺寸效應之相關問題。 (三) 「填充混凝土箱型高強度鋼柱之軸向受力行為研究」案: 未來將持續進行高強度鋼材之實驗,充實研究成 果,以利未來推廣應用。有關試驗過程之階段性破壞. 36.

(47) 現象將依專家學者意見,於實驗中進行觀察並詳細記 錄。 八、會議結論: 1. 本次期末簡報審查通過,綜合討論建議事項之各點建議,請 研究同仁參採辦理或妥予回應,並納入最後之成果報告。 請研究案同仁利用後續時程充實研究內容,儘速完成成果報告書, 辦理結案。 九、散會:下午 4 時 45 分。. 37.

(48) 參考書目 中文部分: 內政部營建署,2006,「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」。 丁英哲,2004,「高強度鋼管混凝土柱強度之實驗探討」,碩士論文,國立 中興大學土木工程系,台中,2004 年 6 月。 黃炯獻、葉勇凱、劉季宇、蔡克銓、王勝輝,1999,「方形加勁鋼管混凝土 柱受壓行為之探討(一)」,國家地震工程研究中心,報告編號 NCREE-99-019。 王勝輝,1998,「加勁鋼管填充混凝土柱之軸向載重行為研究」,碩士論文, 國立台灣大學土木工程系,台北,1998 年 6 月。 黃炯獻、鍾立來、葉勇凱、葉錦勳、盧煉元、劉季宇,1998,「鋼管混凝土 構材研究之回顧」,國家地震工程研究中心,報告編號 NCREE-98-012。 林草英,黃建銘,陳璽宇,1993,「鋼管混凝土柱單向偏心載重之結構行為」,. 英文部分: ACI Committee 318, 2002, “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-99) and Commentary (ACI 318R-99),”American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan. AISC, 2005, “Specification for Structure Steel Buildings”, American Institute of Steel Construction, Inc. AISC, 2005a, “Seismic Provision for Structural Steel Buildings”, American Institute of Steel Construction.. 38.

(49) Alexander Chajes, 1974, “Principles of Structural Stability Theory,” Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey. BSI, Eurocode 4: Design of Composite Steel and Concrete Structures, 1994. Ge, H.B., Usami, T., 1994, “Strength Analysis of Concrete-Filled Thin-Walled Steel Box Columns,” Journal of Constructional Steel Research, Vol. 30, No. 3, pp. 259-281. Inai, I., Mukai, A., Kai, M., Tokinoya, H., Fukumoto, T., Mori, K., 2004, “Behavior of Concrete-Filled Steel Tube Beam Columns,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 130, No. 2, February 1, 2004. Sakino, K. Nakahara, H., Morino, S., nishiyama, I., 2004, “Behavior of Centrally Loaded Concrete-Filled Steel-Tube Short Columns,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 130, No. 2 February, 2004. Sakino, K., and Sun, Y., 1994,”Stress-strain curve of concrete coffined by rectilinear hoop,” Journal of Structural and construction Engineering, Transactions of AIJ, 461, 95-104. Varma, A, H., Ricles, j. M., Sause, R., Lu, W., 2002, “Experimental Behavior of High Strength Square Concrete-Filled Steel Tube Beam-Columns,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 128, No. 3, March 1, 2002.. 39.

(50)

數據

表 1.1  研究進度表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧   5  表 2.1  實驗試體規劃表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧   9
表 2.1  實驗試體規劃表  試體  系列  編號    B  (mm)  t  (mm)  B/t  Fy  ( tf/cm 2  ) fc'  ( tf/cm 2  )  P 0 (tf)  BA-24  500  19  24.3  4.2  0.42  2432 BA 系列  (2)  BA-24  500  19  24.3  4.2  0.42  2432  BB-20  410  19  19.6  4.2  0.7  2217 BB 系列  (2)  BB-20  410  19  19.
圖 2.6  BA 系列試體照片          圖 2.7  BB 系列試體照片
圖 2.9  BO 系列試體照片

參考文獻

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