複合構件SRC 柱及H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究

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(1)複合構件. 柱及 SRC. 型 H 鋼梁之火害行為研究｜先期規劃研究內政部建築研究所委託研究成果報告. 年度. 97.

(2) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 內政部建築研究所委託研究成果報告中華民國 97 年 12 月.

(3) (國科會 GRB 編號) PG9702-0328 (本部計畫編號) 097301070000G1012. 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 受委託者研究主持人協同主持人研究人員研究助理. ：財團法人成大研究發展基金會：邱耀正教授：鍾興陽助理教授：蕭邦安助理教授：張宏宇. 內政部建築研究所委託研究成果報告中華民國 97 年 12 月.

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(5) 目次. 目次目次 ........................................................................................................... I 表次 ........................................................................................................III 圖次............................................................................................................V 摘要.......................................................................................................... IX ABSTRACT......................................................................................... XIV 第一章緒論...............................................................................................1 第一節研究緣起與背景 .......................................................................1 第二節研究方法及進度說明 ...............................................................2 第三節蒐集之資料及文獻分析 ...........................................................6 第二章文獻回顧.......................................................................................7 第一節常溫 SRC 梁文獻與研究蒐集..................................................7 第二節常溫 SRC 柱文獻與研究蒐集..................................................9 第三節常溫 SRC 梁柱接頭文獻與研究蒐集....................................12 第四節高溫 RC 梁文獻與研究蒐集..................................................13 第五節高溫 RC 柱文獻與研究蒐集..................................................16 第六節高溫 RC 梁柱接頭文獻與研究蒐集......................................18 第七節高溫 SRC 柱文獻與研究蒐集................................................19 第八節火害溫度對鋼材性質之影響 .................................................19 第九節混凝土受高溫後之材料性質變化 .........................................42 第十節國內常見 SRC 柱構造............................................................56 第十一節國內常見之 SRC 梁型式 ....................................................66 第十二節國內常見之 SRC 梁柱接頭型式 ........................................75 第三章複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究中長期綱要計畫 101 第一節計畫緣起 ...............................................................................101 第二節環境背景 ...............................................................................101 第三節計畫目標 ...............................................................................105 第四節計畫內容說明 .......................................................................105 第五節 SRC 構件火害實驗規劃項目...............................................117 第六節人力配置及經費需求 ...........................................................118 第四章結論與建議...............................................................................139 第一節結論 .......................................................................................139 第二節建議 .......................................................................................140 附錄一. 填充式箱型鋼管混凝土柱火害行為研究 ..............................143 附錄二. 鋼骨鋼筋混凝土梁火害行為研究...........................................163 附錄三.填充式箱型鋼管混凝土柱-H 型鋼梁複合構件火害行為研究 I.

(6) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 185 附錄四.箱型鋼柱-切削與補強式鋼梁複合構件火害行為研究.........207 附錄五.包覆填充式箱型鋼管混凝土柱-SRC 梁複合構件火害行為研究 239 附錄六.包覆填充式箱型鋼管混凝土柱火害行為研究 ......................265 附錄七.包覆填充式箱型鋼管混凝土柱-H 型鋼梁複合構件火害行為研究 293 附錄八.鋼骨鋼筋混凝土柱梁斷面熱傳性質之研究 ..........................331 附錄九.鋼骨鋼筋混凝土構造高溫材料性質之研究 ..........................357 附錄十.鋼骨鋼筋混凝土構造火害後材料性質之研究 ......................369 附錄十一. 本計畫歷次重要會議記錄及回應情形.................................385 附錄十二.內政部建築研究所 97 年度「複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究」招標補充說明 ............................387 附錄十三.複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究第一次會議紀錄 ................................................................................389 附錄十四. 【複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究期中審查會議紀錄與回覆】.........................................................391 附錄十五. 【複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究專家座談會議紀錄】.....................................................................395 附錄十六. 【複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究期末審查會議紀錄與回覆】.........................................................397 參考書目 .................................................................................................399. II.

(7) 表次. 表次表 1- 1 (民國八十五年至九十六年，內政部統計國內 SRC 建築申請使用建築執照之總樓地板面積的統計資料).........................................................................4 表 1- 2 (研究進度表).....................................................................................................5 表 2- 1 (中鋼 SN490C-FR 耐火鋼降伏強度( Fy )折減(李鎮宏(2006)))...................27 表 2- 2 (新日本製鐵(1995)SM50A-NFR 耐火鋼降伏強度( Fy )折減(李鎮宏(2006))) ..............................................................................................................................28 表 2- 3 (方朝俊(2000)SN490C-FR 耐火鋼降伏強度( Fy )折減(李鎮宏(2006))) .....28 表 2- 4 (中鋼 SN490C-FR 耐火鋼抗拉強度( Fu )折減(李鎮宏(2006)))...................29 表 2- 5 (新日本製鐵(1995)SM50A-NFR 耐火鋼抗拉強度( Fu )折減(李鎮宏(2006))) ..............................................................................................................................30 表 2- 6 (方朝俊(2000)SN490C-FR 耐火鋼抗拉強度( Fu )折減(李鎮宏(2006))) .....30 表 2- 7 (混凝土之熱傳導係數(Harmathy 等人(1973))) .........................................49 表 2- 8 (水泥漿體之熱傳導率與溫度之關係(Hirth(1982)))....................................49 表 2- 9 (鋼骨鋼筋混凝土柱之鋼骨斷面肢材寬厚比限制(設計規範研究小組 (2004))) ................................................................................................................60 表 2- 10 (填充型鋼管混凝土柱之鋼骨斷面肢材寬厚比限制(設計規範研究小組 (2004))) ................................................................................................................60 表 2- 11 (Y 與ν之值(設計規範研究小組(2004))) ...................................................61 表 2- 12 (SRC 梁斷面鋼骨最小保護層厚度(設計規範研究小組(2004))) ..............69 表 2- 13 (鋼骨鋼筋混凝土柱之鋼骨斷面肢材寬厚比限制(設計規範研究小組 (2004))) ................................................................................................................70 表 2- 14 (設計規範研究小組(2004))..........................................................................82 表 3- 1(86-95 年全國火災次數、起火原因及火災損失統計表) ...........................102 表 3- 2 (921 集集大地震與建築火災損失推估比較) .............................................103 表 3- 3(常溫 SRC 構件斷面種類、形式與研究內容表) .......................................112 表 3- 4(SRC 構件火害行為初步規劃課題).............................................................115 表 3- 5(SRC 構件火害實驗規劃項目).....................................................................117 表 3- 6 (第一案之規劃內容).....................................................................................118 表 3- 7 (第一案之經費需求).....................................................................................119 表 3- 8 (第一案之人力配置).....................................................................................119 表 3- 9 (第二案之規劃內容).....................................................................................120 表 3- 10 (第二案之經費需求)...................................................................................121 表 3- 11 (第二案之人力配置)...................................................................................121 表 3- 12 (第三案之規劃內容)...................................................................................122 表 3- 13 (第三案之經費需求)...................................................................................123 表 3- 14 (第三案之人力配置)...................................................................................123 III.

(8) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 表 3- 15 (第四案之規劃內容)...................................................................................124 表 3- 16 (第四案之經費需求)...................................................................................125 表 3- 17 (第四案之人力配置)...................................................................................125 表 3- 18 (第五案之規劃內容)...................................................................................126 表 3- 19 (第五案之經費需求)...................................................................................127 表 3- 20 (第五案之人力配置)...................................................................................127 表 3- 21 (第六案之規劃內容)...................................................................................128 表 3- 22 (第六案之經費需求)...................................................................................129 表 3- 23 (第六案之人力配置)...................................................................................129 表 3- 24 (第七案之規劃內容)...................................................................................130 表 3- 25 (第七案之經費需求)...................................................................................131 表 3- 26 (第七案之人力配置)...................................................................................131 表 3- 27 (第八案之規劃內容)...................................................................................132 表 3- 28 (第八案之經費需求)...................................................................................133 表 3- 29 (第八案之人力配置)...................................................................................133 表 3- 30 (第九案之規劃內容)...................................................................................134 表 3- 31 (第九案之經費需求)...................................................................................135 表 3- 32 (第九案之人力配置)...................................................................................135 表 3- 33 (第十案之規劃內容)...................................................................................136 表 3- 34 (第十案之經費需求)...................................................................................137 表 3- 35 (第十案之人力配置)...................................................................................137. IV.

(9) 圖次. 圖次圖 1- 1 (流程圖).............................................................................................................5 圖 2- 1 (傳統結構用鋼 ASTM36 及 A572 Gr.50 降伏強度折減係數例(陳生金與邱耀正(2005))) ........................................................................................................31 圖 2- 2 (傳統結構用鋼 ASTM36 及 A572 Gr.50 彈性係數折減係數例(陳生金與邱耀正(2005))) ........................................................................................................31 圖 2- 3 (不同溫度下鋼材力學性質之折減係數圖(EUROCODE 3(2001))) ...........32 圖 2- 4 (S355 鋼材在不同溫度下之應力應變曲線圖(EUROCODE 3(2001)))......32 圖 2- 5 (各種規範鋼材的降伏強度與溫度關係曲線(蕭江碧與邱耀正(2004))) .....33 圖 2- 6 (各種規範鋼材的彈性模數與溫度關係曲線(蕭江碧與邱耀正(2004))) .....33 圖 2- 7 (SN490C(30mm)鋼材之應力應變與溫度變化關係(蕭江碧與邱耀正(2004))) ..............................................................................................................................34 圖 2- 8 (SN490CFR(16mm)鋼材之應力應變與溫度變化關係(蕭江碧與邱耀正 (2004))) ................................................................................................................34 圖 2- 9 (Gr50W 之應力應變與溫度變化關係(蕭江碧與邱耀正(2004))) ...............35 圖 2- 10 (SN490C(30mm)彈性模數折減係數與溫度關係(蕭江碧與邱耀正(2004))) ..............................................................................................................................35 圖 2- 11 (SN490C(30mm)降伏強度折減係數與溫度關係(蕭江碧與邱耀正(2004))) ..............................................................................................................................36 圖 2- 12 (SN490B 在各溫度下的應力應變曲線圖(蕭博勳(2007))) ........................36 圖 2- 13 (SN490C-FR 在各溫度下的應力應變曲線圖(蕭博勳(2007))) .................37 圖 2- 14 (SN490B 與 SN490C-FR 在各溫度下的彈性模數(蕭博勳(2007)))..........37 圖 2- 15 (各溫度對應之柏松比(William 等人 (2005))) .........................................38 圖 2- 16 (彈塑性材料在拉伸實驗中的工程應力與應變關係(蕭博勳(2007))) .......38 圖 2- 17 (SN490B 與 SN490C-FR 高溫下極限強度折減趨勢圖(蕭博勳(2007)))..39 圖 2- 18 (普通鋼降伏強度折減(李鎮宏(2006))) .......................................................39 圖 2- 19 (耐火鋼楊氏係數折減(李鎮宏(2006))) .......................................................40 圖 2- 20 (耐火鋼降伏強度折減(李鎮宏(2006))) .......................................................40 圖 2- 21( #4 鋼筋受高溫前後應力-應變關係(Edward 等人 (1986))) ...................41 圖 2- 22 (#4 鋼筋受高溫後鋼筋降伏強度折減情形(Edward 等人 (1986))) ........41 圖 2- 23 (混凝土之溫度與熱傳導關係圖(Lin(1987))) .............................................50 圖 2- 24 (混凝土之熱傳導係數(Lin(1987))) .............................................................50 圖 2- 25 (混凝土之熱傳導係數(Harmathy 等人(1973))) .......................................51 圖 2- 26 (混凝土之溫度與比熱關係圖(陳世玄(2000))) ...........................................51 圖 2- 27 (熱應變各組成成分與溫度之關係(陳舜田等學者(1995))) .......................52 圖 2- 28 (高溫下水泥漿體、骨材及混凝土之變形(危時秀(2001))) .......................52 圖 2- 29 (混凝土角隅處剝落示意圖(張晏祥(1994))) ...............................................53 圖 2- 30 (混凝土受高溫後爆裂之情形(吳英信(2004))) ...........................................53 V.

(10) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 圖 2- 31 (不同骨材之混凝土抗壓強度折減與溫度的關係(Abrams(1973))) .........55 圖 2- 32 (受高溫及冷卻後混凝土抗壓強度隨時間回復之情形(Harada(1972))) ..55 圖 2- 33 (不同骨材混凝土加熱後之強度比及彈性係數比(陳世玄(2000))) ...........56 圖 2- 34 (SRC 柱常見形式(設計規範研究小組(2004))) ..........................................62 圖 2- 35 (SRC 柱斷面配置細部示意圖(設計規範研究小組(2004))) ......................63 圖 2- 36 (鋼骨與鋼筋之間距示意圖(設計規範研究小組(2004))) ...........................63 圖 2- 37 (SRC 柱支主筋配置示意圖(設計規範研究小組(2004))) ..........................64 圖 2- 38 (SRC 柱之補助筋與間距要求(設計規範研究小組(2004))) ......................64 圖 2- 39 (SRC 柱箍筋配置示意圖(設計規範研究小組(2004))) ..............................65 圖 2- 40 (SRC 柱角落繫筋配置示意圖(設計規範研究小組(2004))) ......................66 圖 2- 41 (包覆 H 型 SRC 梁斷面及配筋示意圖(設計規範研究小組(2004))) ........70 圖 2- 42 (包覆 H 型 SRC 梁(鋼梁上下翼板不同寬) (徐茂卿(1997))) ....................71 圖 2- 43 (半預鑄式 H 型 SRC 梁(徐茂卿(1997))) ....................................................71 圖 2- 44 (包覆 H 型 SRC 梁(梁頂部主筋排置於樓板內) (設計規範研究小組(2004))) ..............................................................................................................................72 圖 2- 45(空腹型 SRC 梁(設計規範研究小組(2004))) ..............................................72 圖 2- 46 (配筋太密的 SRC 梁斷面(設計規範研究小組(2004)) ..............................72 圖 2- 47 (SRC 梁斷面配置細部示意圖(設計規範研究小組(2004))) ......................73 圖 2- 48 (竹節鋼筋之最大直徑(設計規範研究小組(2004))) ...................................73 圖 2- 49 (包覆型 SRC 梁之主筋配置示意圖(設計規範研究小組(2004))) .............74 圖 2- 50 (常見 SRC 梁箍筋配置示意圖(設計規範研究小組(2004))) .....................75 圖 2- 51 (十字型 SRC 梁柱接頭(梁主筋直通)(徐茂卿(1997))) ..............................83 圖 2- 52 (十字型 SRC 梁柱接頭(梁續接式)(徐茂卿(1997))) ..................................83 圖 2- 53 (T 字型 SRC 梁柱接頭(梁續接式)(徐茂卿(1997)))...................................84 圖 2- 54 (包覆填充方型 SRC 梁柱接頭(梁主筋與鋼梁同高)(徐茂卿(1997))) ......84 圖 2- 55 (包覆填充方型 SRC 梁柱接頭(梁續接式)(徐茂卿(1997))) ......................85 圖 2- 56 (H 型 SRC 梁柱接頭(梁續接式)(徐茂卿(1997))) ......................................85 圖 2- 57 (十字型 SRC 梁柱接頭(梁柱接合式)(徐茂卿(1997))) ..............................86 圖 2- 58 (T 字型 SRC 梁柱接頭(梁柱接合式)(徐茂卿(1997)))...............................86 圖 2- 59 (包覆填充方型 SRC 梁柱接頭(梁主筋與鋼梁同高)(徐茂卿(1997))) ......87 圖 2- 60 (包覆填充方型 SRC 梁柱接頭(梁柱接合式)(徐茂卿(1997))) ..................87 圖 2- 61 (H 型 SRC 梁柱接頭(梁柱接合式)(徐茂卿(1997))) ..................................88 圖 2- 62 (一般常見 SRC 梁柱接頭區細部圖(徐茂卿(1997))) .................................90 圖 2- 63 (SRC 梁柱接頭示意圖(鋼骨接合採用工地銲接方式)(設計規範研究小組 (2004))) ................................................................................................................91 圖 2- 64 (SRC 梁柱接頭示意圖(鋼骨接合採用托梁續接方式)(設計規範研究小組 (2004))) ................................................................................................................91 圖 2- 65 (鋼梁腹板螺栓孔與箍筋孔太靠近可能造成腹板(設計規範研究小組 VI.

(11) 圖次. (2004))) ................................................................................................................92 圖 2- 66 (SRC 柱內之連續板適當開孔以利澆置及填充混凝土(設計規範研究小組 (2004))) ................................................................................................................94 圖 2- 67 (梁筋於邊柱內之錨定方式(設計規範研究小組(2004))) ...........................95 圖 2- 68 (版筋於 SRC 梁內之錨定方式(設計規範研究小組(2004))) .....................96 圖 2- 69 (SRC 梁與 RC 梁之斷面轉換示意圖(設計規範研究小組(2004))) ..........97 圖 2- 70 (SRC 柱與 RC 柱之斷面轉換示意圖(設計規範研究小組(2004))) ..........97 圖 2- 71 (包覆型 SRC 梁柱接頭之接合細部示意圖(設計規範研究小組(2004))) .98 圖 2- 72 (SRC 梁柱接頭採用四支 L 形箍筋組合而成的配置方式(設計規範研究小組(2004))) ............................................................................................................98 圖 2- 73 (SRC 梁柱接頭區箍筋配置示意圖(設計規範研究小組(2004))) ..............99 圖 3- 1(建築物防火對策層級圖)..............................................................................107 圖 3- 2 (鋼骨與鋼筋結合之情形).............................................................................108 圖 3- 3(包覆十字型鋼骨 SRC 柱與 SRC 梁或鋼梁相接之情形) .........................108 圖 3- 4 (包覆填充型鋼管 SRC 柱與 SRC 梁或鋼梁相接之情形) ........................109 圖 3- 5 (矩形鋼管混凝土柱與鋼梁相接之情形) ....................................................109 圖 3- 6 (圓形鋼管混凝土柱與鋼梁相接之情形) ....................................................110 圖 3- 7(包覆 T 字型鋼骨 SRC 柱：鋼骨與鋼筋組合之情形)...............................110 圖 3- 8(研究步驟)......................................................................................................111. VII.

(12) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. VIII.

(13) 摘要. 摘要關鍵詞：複合構件、SRC、鋼結構、建築防火一、研究緣起近年來在國內新增的建築中，鋼骨鋼筋混凝土構造(SRC)所佔的比例明顯增加，顯示這種新型的建築構造日益受到一般民眾的歡迎。內政部於民國九十三年一月十六日，公佈修正「建築技術規則」建築設計施工編第二百四十條及建築構造編部份條文。從此以後，我國「建築技術規則」的建築構造編之中增列「第七章：鋼骨鋼筋混凝土構造」，由第496條至520條明訂SRC 構造之設計相關規定。內政部並明訂我國「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」自民國九十三年(2004 年)七月一日起正式施行。因此，國內從事SRC構造設計之業者與相關審查機構將可以有明確的SRC構造設計規範可以依循。 (1) SRC構造形式之建築物因其勁度與強度在常溫時較鋼骨建築高，且外圍包附之混凝土有具類似防火被覆之功能，於國內新增建築案例中比例明顯增加。但整體SRC梁柱防火性能之相關研究付之闕如。 (2) 國內目前構件防火性能驗證部份僅針對鋼骨或RC型式構造加以闡述，因此，SRC領域中有關複合構件之火害行為尚待加以研究。 (3) H型鋼梁柱、箱型鋼柱、H型鋼梁、SRC柱及H型鋼梁…等複合構件（架）於火害時之相關研究亦有進一步探討之必要，以使不同材料之結構形式之研究規劃更為周全。 SRC構造由二種構造組成－鋼骨(S)與鋼筋混凝土(RC)，使得SRC 構造可以兼具這兩種構造的特性與優點。惟材料種類與工法亦較傳統鋼構複雜，於火場中因不同材料間膨脹係數相異以致結構行為複雜化，例如混凝土本身受高溫爆裂減少圍束強度與承壓面積、鋼骨熱膨脹係數較RC高造成彼此間內應力交互作用行為等，均尚待加以研究釐清。因此，如何來建立H型鋼梁柱、箱型鋼柱、H型鋼梁、 SRC柱及H型鋼梁等複合構件（架）於火害時之行為分析模式與建立適切的測試規範，以實際評估建築物各複合構件（架）火害階段之防火性能，作為人員避難逃生可持續之時間與建物災損判定之依據，實為現今防火計畫之重要課題。本計畫主要係依據內政部建築研究所防火實驗中心梁柱樓版複合爐可執行之實驗項目暨國內建築實況，並據此來規劃研擬為期9年之短、中、長程研究計畫為原則，每期以3年為一期程，每年研擬1~2個研究課題，針對不同複合構件研究，以探討分析結構火害力學行為所必要之參數，並規劃進行最精簡之實驗，本研究擬邀請國外學者參與部分研究課題，提供與國際合作之規劃內容及研究方向之建議，以使未來研究成果能與國際接軌。. 二、研究方法與過程本研究透過蒐集國內外重要文獻與國內相關研究成果與國內常見之 SRC 柱及 H 型樑複合構件以研擬長達 9 年之 SRC 與鋼構複合構件火害行為之探討為主題，並分為短、中、長期研究時程，研究規劃內容涵蓋目前國內較常見之建築構 IX.

(14) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 造形式為基礎，進行火害前、中、後等不同階段之結構行為規劃研究。 (1)短期研究規劃火災閃燃發生後，現場溫度約高於 600°C，此時梁柱構件因高溫而導致強度與勁度折減，此時複合構件承載能力倘無法承受外加荷重，可能造成建築整體或局部崩塌，至救災人員受困或無法搶救傷者。可知”溫度” 分布對材料本身力學性質因高溫而遞減的殺傷力，故此階段將以規劃如何進行因高溫而造成材料性質變化為主，諸如 SRC 斷面熱傳分布、螺栓預力、抗剪與承壓能力、銲道、RC 與鋼構交界面等火害行為等；另火害後火場最高溫度資料常做為結構後續補強與否之依據，因此規劃建立高溫下材質變化之資料庫亦是另一議題方向。 (2). 中期研究規劃. 居室火災造成該特定區域或防火區劃內四周溫度升高，而其他鄰近區域升溫較慢或不受影響，造成該居室內梁柱複合構件受熱情形不一，復加上鄰近梁柱(未受熱)之束制行為，使的火害中構件行趨於複雜化，因此規劃不同受熱面之複合構件(如柱三面受熱或梁三面受熱等配置)於不同火害歷程之相關試驗，並延伸本階段所進行之實驗成果，規劃所需進行之數值分析與參數研究，並建議可行之期刊題目方向，突顯整體性成果。 (3). 長期研究規劃. 將前期所研究之成果落實於相關建築法令或標準中，以完成建築結構防火性能式法規及現行法規規範與標準條文問題分析為主，提出應修訂之條文或應訂定之規範與標準方向，作為規劃總目標。. 三、重要發現由文獻回顧得知，目前在國內外有關 SRC 梁、SRC 柱與 SRC 梁柱接頭的火害行為研究與實驗資料相當有限，而且未能對 SRC 構件在火害下之行為，進行整體和有系統的研究，因此，本規劃案將針對國內常見的 SRC 梁、SRC 柱與 SRC 梁柱接頭形式，整體且有系統地規劃其火害行為的相關研究。綜合以上文獻回顧之研究，常溫下 SRC 構件之斷面種類、形式與研究內容，大致可以歸納如下。（一）國內建築常見的 SRC 構件接合形式大致也可以歸納如下： (1). SRC 柱 + SRC 梁 (a) SRC 柱(十字型)-SRC 梁(H 型) (b) SRC 柱(箱型)-SRC 梁(H 型) (c) SRC 柱(H 型)-SRC 梁(H 型). (2) X. SRC 柱 + H 型鋼梁.

(15) 摘要. (a) SRC 柱(十字型)- H 型鋼梁 (b) SRC 柱(箱型)- H 型鋼梁 (c) SRC 柱(H 型)- H 型鋼梁 (d) SRC 柱(填充型)- H 型鋼梁 (3). SRC 柱 + RC 樓版或 RC 梁. （二）本研究案初步所規劃所涵蓋之構件包含： (1). SRC 柱：其中包含包覆 H 型 SRC 柱、包覆十字型 SRC 柱(內柱)、包覆 T 字型 SRC 柱(邊柱)、包覆 T 字型 SRC 柱 (角柱)、包覆填充型鋼管混凝土柱（方形）、包覆填充型鋼管混凝土柱（圓形）、填充型鋼管混凝土柱(方形)、填充型鋼管混凝土柱(圓形)…等等。. (2). SRC 梁：包覆 H 型 SRC 梁為主。. (3). 與 SRC 柱接合之 H 型鋼梁構件。. （三）綜合常溫下 SRC 構件之研究與國內常見 SRC 構件之分類與接合形式，試提出以下 SRC 構件火害與高溫行為之研究案，以供討論與參考，研究進度及預期完成之工作項目，初步規劃課題包含 20 項目，研究期程分別於短期（第 1-3 年）、中期（第 4-6 年）與長期（第 7-9 年）完成，惟初步規劃之項目與主題限於項目過多，且考量實驗能量恐非現有國內實驗設備及經費能負荷，故以本案期中審查會議以及專家座談中之與會專家學者所提供之建議依照國內建築結構使用現況與迫切性重新調整為 10 個項目，並研擬複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究中長期綱要計畫（初稿）以供未來執行研究計畫之規劃參考，本研究案短中長期探討主旨如下，且每一研究課題將提供規劃試體之實際尺寸、數量、配置圖、接頭形式、量測系統規劃、加載與束制條件，並將該課題研究參數具體化說明。. SRC 構件高溫熱傳與材料性質研究： (1) 鋼骨鋼筋混凝土柱梁斷面熱傳性質之研究(不同鋼骨斷面、不同受熱方式、不同混凝土種類) (2) 鋼骨鋼筋混凝土構造高溫材料性質之研究(蒐集與建立本國鋼材、鋼筋、混凝土高溫機械性質資料庫) (3) 鋼骨鋼筋混凝土構造火害後材料性質之研究(蒐集與建立本國鋼材、鋼筋、混凝土火害後機械性質資料庫). XI.

(16) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. SRC 構件火害行為研究： (1) 包覆填充式箱型鋼管混凝土柱火害行為研究 (2) 鋼骨鋼筋混凝土梁火害行為研究 (3) 填充式箱型鋼管混凝土柱火害行為研究. 複合構件火害行為研究 (1) 填充式箱型鋼管混凝土柱-H 型鋼梁複合構件火害行為研究 (2) 箱型鋼柱-切削減弱式鋼梁複合構件火害行為研究 (3) 包覆填充式箱型鋼管混凝土柱-SRC 梁複合構件火害行為研究 (4) 包覆填充式箱型鋼管混凝土柱-H 型鋼梁複合構件火害行為研究. 四、主要建議事項本計畫藉由有系統性的文獻回顧歸納，目前在國內外有關 SRC 梁、SRC 柱與 SRC 梁柱接頭的火害行為研究與實驗資料相當有限，而且未能對 SRC 構件在火害下之行為，進行整體和有系統的研究，因此，本規劃案已將針對國內常見的 SRC 梁、SRC 柱與 SRC 梁柱接頭形式，整體且有系統地規劃其火害行為的相關研究，並完成複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究中長期綱要計畫初稿，因此，本計劃綜合歷次專家學者座談會的建議，提出後續研究發展的要項如下所述：立即可行建議主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：內政部營建署本規劃案參考審查會議與專家座談會議之會議結論，並依急迫性與業界需求規劃了 10 個研究案，惟本規劃於規劃過程中發現，亦有頗多課題可以進行（參考第三章表 3-3），建議未列入規劃項目之研究課題亦可藉由其他合作研究深入探討。. 中長期建議－嘗試與結構防火檢証法或性能法規接軌主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：內政部營建署本規劃案中所提試體規劃之預計試驗之試體為茲因考量實驗能量與經費故規劃了最精簡的實驗，後續若實際進行實驗探討規劃內容為規劃之項目或變 XII.

(17) 摘要. 更實驗條件時，建議應將本案所提計畫內容重新確認，並依實際實驗狀況進行調整。本案除了與建築技術規則「第七章：鋼骨鋼筋混凝土構造」，由第 496 條至 520 條明訂 SRC 構造之設計相關規定及內政部「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」探討 SRC 構件在火害行為研究之外，對於相關實驗結果建議可與結構防火檢証法或性能法規進行接軌。. 中長期建議－SRC 火害數值模擬之前期驗證主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：國科會本規劃案採用之尺寸實驗進行，建議進行實驗時應以數值模擬軟體先行探討試體可能產生之變形與變位以確實掌握結構火害實驗之特性。. 立即可行建議主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：國科會、國內相關結構實驗室（如：中鋼構等）建議可採用本規劃案之「鋼骨鋼筋混凝土柱梁斷面熱傳性質之研究」、「鋼骨鋼筋混凝土構造高溫材料性質之研究」與「鋼骨鋼筋混凝土構造火害後材料性質之研究」進行相關研究案以建立國內材料高溫機械性質資料庫。. XIII.

(18) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. Abstract SRC structures are composed of two structural elements, steel and reinforced concrete, and have the features and advantages of these two elements. However, the structural and material behaviors of SRC structures are more complicated than traditional steel structures in fire. For example, the different expansion coefficients of concrete and steel in fire result in complicated internal forces in SRC structures. In additions, research topics such as (1) establishing the material and structural data base of steel and SRC in fire, (2) developing the numerical analysis models for structural behaviors of steel H beam-columns, steel box-columns, steel H-beams, SRC and steel composite structures in fire, and (3) evaluating the fire resistant performances of steel and SRC structures in each fire stage, are all important issues. This project proposal will draw up the short-term, mid-term and long-term research plans in nine years based on the capacity of the fire lab of ABRI in Tainan and the each term covers three years. One or two research topics will be planed in each year. The planned topics will focus on studying the structural behaviors of SRC and steel composite structures in fire and investigate the important parameters affecting the mechanical behaviors in fire. The most economical experiments will be designed during nine years. This research will invite Prof. Michael D. Engelhardt from the University of Texas at Austin to participate in some research topic planning for international collaboration.. XIV.

(19) 第一章緒論. 第一章. 緒論. 第一節研究緣起與背景近年來在國內新增的建築中，鋼骨鋼筋混凝土構造(SRC)所佔的比例明顯增加，顯示這種新型的建築構造日益受到一般民眾的歡迎。表1- 1為自民國八十五年至九十五年，內政部統計國內SRC 建築申請使用建築執照之總樓地板面積的統計資料。在這七年之間，SRC 建築之總樓地板面積佔全國新增建築之比例由6.6 %逐漸提升至20.1%。基於此一需求，在內政部建築研究所的大力推動之下，以專案研究計畫之方式，委託中華民國結構工程學會進行有關SRC設計規範條文與解說之研究，經過研究小組多年的努力，並廣泛徵詢學者專家之意見共同研討，我國「鋼骨鋼筋混凝土 (SRC)構造設計規範與解說」草案已於民國九十二年底正式經過內政部審議通過。內政部於民國九十三年一月十六日，公佈修正「建築技術規則」建築設計施工編第二百四十條及建築構造編部份條文。從此以後，我國「建築技術規則」的建築構造編之中增列「第七章：鋼骨鋼筋混凝土構造」，由第496 條至520 條明訂SRC 構造之設計相關規定。內政部並明訂我國「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」自民國九十三年(2004 年)七月一日起正式施行。因此，國內從事SRC構造設計之業者與相關審查機構將可以有明確的SRC構造設計規範可以依循。 (1) SRC構造形式之建築物因其勁度與強度在常溫時較鋼骨建築高，且外圍包附之混凝土有具類似防火被覆之功能，於國內新增建築案例中比例明顯增加。但整體SRC梁柱防火性能之相關研究付之闕如。 (2) 國內目前構件防火性能驗證部份僅針對鋼骨或RC型式構造加以闡述，因此，SRC領域中有關複合構件之火害行為尚待加以研究。 (3) H型鋼梁柱、箱型鋼柱、H型鋼梁、SRC柱及H型鋼梁…等複合構件（架）於火害時之相關研究亦有進一步探討之必要，以使不同材料之結構形式之研究規劃更為周全。 SRC構造由二種構造組成－鋼骨(S)與鋼筋混凝土(RC)，使得SRC 構造可以兼具這兩種構造的特性與優點。惟材料種類與工法亦較傳統鋼構複雜，於火場中因不同材料間膨脹係數相異以致結構行為複雜化，例如混凝土本身受高溫爆裂減少圍束強度與承壓面積、鋼骨熱膨脹係數較RC高造成彼此間內應力交互作用行為等，均尚待加以研究釐清。因此，如何來建立H型鋼梁柱、箱型鋼柱、H型鋼梁、SRC柱及H型鋼梁…等複合構件（架）於火害時之行為分析模式與建立適切的測試規範，以實際評估建築物各複合構件（架）火害階段之防火性能，作為人員避難逃生可持續之時間與建物災損判定之依據，實為現今防火計畫之重要課題。. 1.

(20) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 本計畫主要係依據內政部建築研究所防火實驗中心梁柱樓版複合爐可執行之實驗項目暨國內建築實況，並據此來規劃研擬為期 9 年之短、中、長程研究計畫為原則，每期以 3 年為一期程，每年研擬 1~2 個研究課題，針對不同複合構件研究，以探討分析結構火害力學行為所必要之參數，並規劃進行最精簡之實驗，本研究擬邀請美國德州大學奧斯汀校區 Michael D. Engelhardt 教授參與部分研究課題，提供與國際合作之規劃內容及研究方向之建議，以使未來研究成果能與國際接軌。本計畫預期成果如下： (1) 完成建築複合構件火害行為九年期之研究規劃、執行方案、經費需求、各項課題研究目的、研究人力需求及預期成果內容之研擬。 (2) 協助規劃國際合作所需實驗設施設置之進行。 (3) 每一研究課題將提供規劃試體之實際尺寸、數量、配置圖、接頭形式、量測系統規劃、加載與束制條件，並將該課題研究參數具體化說明。 (4) 蒐集目前國內外期刊文獻或 Forum 相關複合構件耐火實驗之研究方向與規劃，進而延伸探討相關議題，研擬提出可執行之實驗項目、並且探討模擬結構行為及全尺寸梁柱複合構件承受火害能力試驗時可能的國際合作項目。 (5) 完成現行法規規範與標準條文問題分析，提出應修訂之條文或應訂定之規範與標準方向，作為規劃總目標、總預期成果及分年目標與分年預期成果。. 第二節研究方法及進度說明本計畫以研擬長達 9 年之 SRC 與鋼構複合構件火害行為之探討為主題，並分為短、中、長期研究時程，研究規劃內容涵蓋目前國內較常見之建築構造形式為基礎，進行火害前、中、後等不同階段之結構行為規劃研究，研究進度及預期完成之工作項目如表 1- 2，研究流程圖如圖 1- 1 所示。 (1) 短期研究規劃火災閃燃發生後，現場溫度約高於 600°C，此時梁柱構件因高溫而導致強度與勁度折減，此時複合構件承載能力倘無法承受外加荷重，可能造成建築整體或局部崩塌，至救災人員受困或無法搶救傷者。可知”溫度”分布對材料本身力學性質因高溫而遞減的殺傷力，故此階段將以規劃如何進行因高溫而造成材料性質變化為主，諸如 SRC 斷面熱傳分布、螺栓預力、抗剪與承壓能力、銲道、RC 與鋼構交界面等火害行為等；另火害後火場最高溫度資料常做為結構後續補強與否之依據，因此規劃建立高溫下材質變化之資料庫亦是另一議題方向。 (2) 中期研究規劃居室火災造成該特定區域或防火區劃內四周溫度升高，而其他鄰近區域升溫較慢或不受影響，造成該居室內梁柱複合構件受熱情形不一，復加上鄰近梁柱(未受熱)之束制行為，使的火害中構件行趨於複雜化，因此規劃不同受熱面之複合構件(如柱三面受熱或梁三面受熱等配置)於不同火害歷 2.

(21) 第一章緒論. 程之相關試驗，並延伸本階段所進行之實驗成果，規劃所需進行之數值分析與參數研究，並建議可行之期刊題目方向，突顯整體性成果。 (3) 長期研究規劃將前期所研究之成果落實於相關建築法令或標準中，以完成建築結構防火性能式法規及現行法規規範與標準條文問題分析為主，提出應修訂之條文或應訂定之規範與標準方向，作為規劃總目標。預期完成之工作項目： (1) 完成建築複合構件火害行為九年期之研究規劃、執行方案、經費需求、各項課題研究目的、研究人力需求及預期成果內容之研擬。 (2) 協助規劃國際合作所需實驗設施設置之進行。 (3) 每一研究課題將提供規劃試體之實際尺寸、數量、配置圖、接頭形式、量測系統規劃、加載與束制條件，並將該課題研究參數具體化說明。 (4) 蒐集目前國內外期刊文獻或 Forum 相關複合構件耐火實驗之研究方向與規劃，進而延伸探討相關議題，研擬提出可執行之實驗項目、並且探討模擬結構行為及全尺寸梁柱複合構件承受火害能力試驗時可能的國際合作項目。. (5) 完成現行法規規範與標準條文問題分析，提出應修訂之條文或應訂定之規範與標準方向，作為規劃總目標、總預期成果及分年目標與分年預期成果。. 3.

(22) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 表 1- 1 (民國八十五年至九十六年，內政部統計國內 SRC 建築申請使用建築執照之總樓地板面積的統計資料) 總面積. SRC 建築. RC 建築. 鋼構建築. SRC 建築面積. (m2). (m2). (m2). (m2). 總面積. 1996. 45,709,423. 3,006,338. 40,260,988. 1,160,441. 6.6%. 1997. 38,462,486. 3,064,485. 32,776,924. 1,503,908. 7.9%. 1998. 38,683,337. 3,149,678. 32,872,781. 1,375,163. 8.1%. 1999. 41,239,986. 3,720,725. 34,583,941. 1,632,310. 9.0%. 2000. 35,023,733. 4,387,927. 27,742,034. 1,357,565. 12.5%. 2001. 31,167,915. 5,318,402. 21,638,406. 1,719,053. 17.1%. 2002. 2,4386,270. 4,889,809. 17,208,531. 793,203. 20.1%. 2003. 26,497,263. 5,108,309. 19,539,935. 996,681. 19.3%. 2004. 27,872,724. 4,177,308. 22,548,253. 632,745. 15.0%. 2005. 31,027,550. 4,502,408. 25,511,864. 617,514. 14.5%. 2006. 36,202,229. 2,756,303. 30,001,164. 3,185,263. 7.6%. 2007. 34,700,405. 3,421,837. 26,826,335. 3,892,253. 9.9%. 面積年度. 4.

(23) 第一章緒論. 表 1- 2 (研究進度表) 月次. 第一月. 第二月. 第三月. 第四月. 第五月. 蒐集國內外重要文獻與. •. •. •. •. •. 蒐集國內常見之 SRC 柱及 H 型梁複合構件. •. •. •. •. •. •. •. •. 工作項目. 進行短期研究規劃. •. 進行中期研究規劃(I). 第六月. 第七月. 第八月. 第九月. 第十月. •. •. •. •. • •. 進行中期研究規劃(II). • •. 進行長期研究規劃. •. 期末總結與撰寫報告定累. 進積. 數. 度 8 ) %. 20 %. 32 %. 備註. •. 期中報告撰寫報告. 預 (. 第十一月. 48 %. 64 %. 76 %. 88 %. 92 %. 94 %. 98 %. • 100 %. 複合構件SRC 柱及H H型鋼梁之火害行為研究複合構件SRC柱及－先期規劃研究蒐集國內外重要文獻與國內相關研究成果. 蒐集國內常見之SRC柱及 H型樑複合構件. 短期研究規劃. 中期研究規劃. • 建立高溫材料性質資料庫 • SRC斷面熱傳分布、螺栓預力、抗剪與承壓能力、銲道、RC與鋼構交界面等火害行為. • SRC柱、SRC梁、 H型鋼梁等構件火害實驗規劃 • 規劃所需進行之數值分析與參數研究 • 建議可行之期刊題目方向. 專家座談會. 長期研究規劃 • • •. 規劃將短期與中期研究成果落實於相關建築法令或標準中完成建築結構防火性能式法規及現行法規規範與標準條文問題分析提出應修訂之條文或應訂定之規範與標準方向，作為規劃總目標. 修正. 結論與建議. 圖 1- 1 (流程圖) 5.

(24) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 第三節蒐集之資料及文獻分析本研究計畫首先蒐集國內外重要文獻，詳見第二章各小節內容包含以下 14 個部份，： (1) 常溫 SRC 梁文獻與研究蒐集 (2) 常溫 SRC 柱文獻與研究蒐集 (3) 常溫 SRC 梁柱接頭文獻與研究蒐集 (4) 高溫 RC 梁文獻與研究蒐集 (5) 高溫 RC 柱文獻與研究蒐集 (6) 高溫 RC 梁柱接頭文獻與研究蒐集 (7) 高溫 SRC 樑文獻與研究蒐集 (8) 高溫 SRC 柱文獻與研究蒐集 (9) 高溫 SRC 梁柱接頭文獻與研究蒐集 (10) 火害溫度對鋼材性質之影響 (11) 混凝土受高溫後之材料性質變化 (12) 國內常見 SRC 柱構造 (13) 國內常見之 SRC 梁型式 (14) 國內常見之 SRC 梁柱接頭型式由以上文獻回顧資料得知，目前在國內外有關 SRC 梁、SRC 柱與 SRC 梁柱接頭的火害行為研究與實驗資料相當有限，而且未能對 SRC 構件在火害下之行為，進行整體和有系統的研究，因此，本案將針對國內常見的 SRC 梁、SRC 柱與 SRC 梁柱接頭形式，整體且有系統地規劃其火害行為的相關研究。. 6.

(25) 第二章文獻回顧. 第二章. 文獻回顧. 目前 CNS12514 或 ASTM E-119 標準耐火試驗法已經被廣泛地應用來決定單一柱、梁、樓版和牆等單獨構件之防火性能。然而，這種標準試驗法並無法真確地反應出柱體受火害時的真實結構行為，因為由結構理論可知，靜定結構與超靜定結構即使在同一荷重狀況下，其結構行為並不相同。而試驗時柱體通常為僅承受軸向荷重之靜定結構，但建築物受火害時，柱體乃為高度靜不定結構中的一個構件，且承受軸向荷重與彎矩之聯合作用，其結構行為之差異不可謂不大。因此，目前各國之標準耐火試驗方法均可能高估了真實建物中各單獨構件的防火性能。英國 Cardington 全尺寸構架之耐火試驗結果即證明了完整複合結構與單一構件之行為將有著極顯著不同的火害結構行為反應。由此可知，全尺寸梁柱複合構件火害試驗資料對高樓建築防火安全設計是極其重要的，然而，綜觀現有火害相關文獻資料，全尺寸梁、柱、樓版及牆等單獨構件之火害研究資料甚多，但梁柱複合構件的相關資料卻極其稀少，由此可見全尺寸複合構件（架）耐火試驗資料庫建立之重要性與急迫性，自當不可言喻。其中 SRC 構造形式之建築物因其勁度與強度在常溫時較鋼骨建築高，且外圍包附之混凝土有具類似防火被覆之功能，於國內新增建築案例中比例明顯增加。但整體 SRC 梁柱防火性能之相關研究付之闕如，且國內目前構件防火性能驗證部份僅針對鋼骨或 RC 型式構造加以闡述，因此，SRC 領域中有關複合構件之火害行為尚待加以研究；此外，H 型鋼梁柱、箱型鋼柱、H 型鋼梁、SRC 柱及 H 型鋼梁… 等複合構件（架）於火害時之相關研究亦有進一步探討之必要，以使不同材料之結構形式之研究規劃更為周全。本章茲對(1)常溫 SRC 梁、柱、梁柱接頭(2)RC 梁、柱、梁柱接頭(3)高溫 SRC 梁、柱、梁柱接頭(4)火害溫度對鋼材性質之影響(5)國內常見 SRC 梁、柱、梁柱接頭型式進行初步文獻與研究蒐集，最後以文獻蒐集結果為基礎提出擬規劃之研究主題進行廣泛討論，並於後續章節擬定細部實驗規劃。. 第一節常溫 SRC 梁文獻與研究蒐集國內: 蘇明鴻 (1998) 以實尺寸鋼骨鋼筋混凝土腹版開孔梁試驗，進行單向荷載實驗，分析鋼骨鋼筋混凝土梁腹版開孔鋼管加勁補強及鋼線網圍束之構件行為。並研究在不同開孔大小、鋼線網圍束區域及間距、雙開孔及偏心開孔下，整體構件之力學行為。黃明慧 (1999) 探討 SRC 構材中鋼骨與混凝土介面合成作用之力學行為，並應用一般 RC 柱設計所採用偏心距法之概念，提出一套新的 SRC 梁柱強度設計法。結果顯示，SRC 梁之極限彎矩強度主要是由鋼骨、RC 及兩者界面之合成作用等三部份所構成。方至楷 (1999) 本研究共進行包括鋼梁、混凝土梁及 SRC 梁剪力載重試驗，探討短梁剪力強度與韌性。結果顯示：(1)以 RC 剪力強度與鋼梁剪力強度疊加來估計 SRC 梁剪力強度值較為保守，(2)剪力釘對 SRC 梁剪力強度與韌性無明顯影響，(3)混凝土澆置若品質不良，降低 SRC 梁剪力強度達 10﹪(4)SRC 梁剪力延展性比 RC 梁為佳，(5)SRC 梁箍筋量越高，剪力延展性越佳。 7.

(26) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 江銘鴻 (2000) 探討包覆型 SRC 梁在受彎矩及剪力時之力學行為，並探討剪力釘對 SRC 梁撓曲行為及繫拱行為之影響。研究發現，SRC 梁可能由於過大之翼寬比導致鋼骨翼板與混凝土介面發生剪力握裹破壞，導致 SRC 梁無法達到預期之極限強度。結果亦顯示，在鋼骨翼板加銲剪力釘可以減少 SRC 梁壓力緣混凝土的開裂現象，而有助於避免 SRC 梁發生剪力握裹破壞。陳建中 (2000) 研究包覆型鋼骨鋼筋混凝土梁試驗，施加單向兩點載重試驗，探討梁的撓曲行為。研究結果顯示：(1)水平剪力強度不足將影響斷面的合成效應(2)避免水平剪力破壞發生將可使斷面有不錯的合成效應(3)鋼骨鋼筋混凝土梁的行為與鋼筋混凝土梁類似(4)鋼骨量也會影響鋼骨鋼筋混凝土梁的延展性(5)鋼骨深度與斷面深度的比值也會影響梁的延展性。林佳宏 (2001) 探討 SRC 深梁在單向載重作用下之力學行為，並根據 SRC 深梁之實驗結果及在實驗過程中觀察到的力學行為與破壞模式，提出一個針對 SRC 深梁抗剪強度的評估新方法。研究發現 SRC 深梁與 RC 深梁均會發生繫拱作用，但是由於鋼骨的存在，SRC 深梁僅有在鋼骨翼緣左右兩側之混凝土因受到繫拱作用而被壓碎。另外，結果顯示，鋼骨腹板加銲剪力釘或配置適當的剪力筋有助於延後腹板在受到強大外力作用下發生局部挫屈現象，使得 SRC 深梁具有較佳的韌性。謝宗成 (2001) 應用斜拉鋼筋於鋼骨鋼筋混凝土梁構件設計，藉由斜拉鋼筋之作用，提昇構件之抗扭剛度。探討一系列包覆型 SRC 構件之受扭、受彎及同時承受扭矩及彎矩聯合作用其承載行為。研究結果顯示，含斜拉鋼筋之 SRC 構件在偏心載重下，其構件彎曲勁度與扭轉勁度皆優於傳統鋼骨鋼筋混凝土構件。斜拉鋼筋亦能給予核心混凝土良好的圍束效果，使核心混凝土不至於提早破壞。陳佑任 (2001) 探討鋼骨鋼筋混凝土梁之剪力行為，包括剪力傳遞機制及強度評估方法，試體測試主要採用簡支梁之雙點載重方式。試驗參數的規劃主要包括腹板深度之變化、腹板厚度之變化、鋼骨表面絕緣之變化以及鋼骨端部錨定之變化。試驗結果顯示，所有試體破壞模式皆為對角線上近載重點處混凝土擠碎之對角壓力破壞。顏聖益 (2002) 主要探討包覆型 SRC 構材之剪力強度與力學行為以及軸力與彎矩共同作用下鋼骨鋼筋混凝土構材極限強度與行為。前者進行九支包覆型鋼骨鋼筋混凝土梁剪力握裹破壞試驗，結果顯示，鋼骨翼板寬度與構材全斷面寬度之比值，對此種包覆型鋼骨鋼筋混凝土梁的破壞形式有關鍵的影響。在後者，則提出一個新的預測方法，該法以強度疊加概念為基礎將包覆型 SRC 構材中鋼筋混凝土與鋼骨部分之強度分別依 ACI-318 與 AISC-LRFD 規範中相關規定計算，以求得鋼骨鋼筋混凝土構材之強度。洪浩傑 (2003) 研究鋼骨鋼筋混凝土梁之剪力行為，包括剪力傳遞機制及強度評估方法。試體測試採用簡支梁之雙點載重方式，規劃主要包括腹板鋼材強度之變化、腹板開縫之型式、壓力方向對角鋼板、加勁板之有無及型鋼位置不同。試驗結果顯示，所有試體破壞模式皆為對角線上近載重點處混凝土擠碎之對角壓力破壞。郭明昌 (2007) 探討 SRC 梁腹板不同開孔形狀與不同彎矩-剪力交互作用下之力學行為。以 13 組實尺寸之 SRC 開孔梁試體，試驗參數為開孔形狀、彎矩-剪力之比值。結果顯示，在相同開孔深度下，矩形開孔之撓曲與剪力強度折減較開方孔及圓 8.

(27) 第二章文獻回顧. 孔多。另外，彎矩-剪力比值較大之試體，因箍筋與鋼骨對混凝土之圍束，試體延展性較佳；彎矩-剪力比值較小之試體，當剪力裂縫擴寬強度即開始下降。國外: Wakabayashi 等人 (1976) 針對包覆型 SRC 梁、SRC 梁柱以及包覆型 SRC 柱剪力進行一系列的實驗，並探討 SRC 構材之行為與強度有關的問題。而在設計 SRC 構件時，可將鋼骨及 RC 視為兩個獨立的個體，在個別計算其強度後再進行簡單疊加。. 第二節常溫 SRC 柱文獻與研究蒐集國內: 張維鈞 (1990) 探討 SRC 梁柱設計方法之合理性，提出兩種新的 SRC 梁柱極限設計法, 分別為應變相合法及偏心距法，乃是分別根據軸向應變相合及鋼筋混凝土梁柱設計中偏心距之應用為基礎而發展出來。結果顯示，偏心距法求得的 SRC 梁柱極限強度 P-M 交互作用曲線，在高彎矩區時比其他方法保守，但在高軸力區則為 AISC 規範所得的結果最為保守。王瑋傑 (1991) 探討被覆形鋼骨鋼筋混凝土梁柱極限強度設計法，提出剛度分配法之方法來預測 SRC 梁柱之極限強度。有關被覆形 SRC 柱設計方法比較結果顯示，當不考慮載重係數、折減係數與安全係數影響時，此建議法可得到較經濟之結果。管啟旭 (1992) 探討被覆形鋼骨鋼筋混凝土與鋼管混凝土梁柱構件之極限強度設計法。利用剛度分配法之方法以預測 SRC 梁柱構件之極限強度，並考慮構件之長度效應。結果顯示，當 SRC 構件的細長比愈大時，長度效應所扮演的角色愈重要，所以在長度效應方面，也考慮了Ｐ－δ 效應及初始變位之影響。葉士青 (1996) 藉著十根包覆型 SRC 短柱試體在軸向載重下的破壞行為，探討鋼骨斷面形狀、鋼骨含量、箍筋間距、箍筋形狀以及箍筋含量等變化參數對於 SRC 柱的影響。結果顯示，試體受軸向載重時，先有一段頗為線性之行為，之後則顯示出非線性之關係而達到極限載重。而內含十斷面形狀鋼骨的試體或箍筋間距的縮小，都可以提高圍束效應。另外，八角形箍筋可以有效地改良箍筋間距不足或鋼骨形式不良所造成之剩餘強度的損失。林義閔 (1999) 探討含 T 字型鋼骨斷面非對稱包覆型 SRC 短柱的單向載重及 SRC 梁柱軸力-彎矩載重之行為。以鋼骨型式、鋼骨含量、軸力比及偏心距作為試體參數。結果顯示，在相同的箍筋間距、鋼骨含量與鋼筋比下，偏心量與鋼骨型式於軸向極限強度之影響甚小。在非對稱斷面 SRC 梁柱構材方面，試驗參數對其極限彎矩強度及剩餘強度的表現有顯著的影響，且正、負向之極限彎矩強度差異甚大。王勝輝 (1999) 探討薄鋼管填充混凝土柱採用不同加勁方式之短柱行為。試驗參數採不同鋼管寬厚比、加勁方式、箍筋間距、箍筋斷面。試驗結果: (1)圓形斷面行為最佳(2)軸向垂直加勁板對提高鋼板挫曲強度與勁度有相當增益(3)八角形加勁對韌性與極限強度有良好增益(4)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。孫維隆 (2000) 探討加勁與未加勁鋼管填充混凝土柱在同時承受軸力與彎矩作用下，其強度、勁度及韌性之行為。規劃以加勁箍筋間距作為試驗參數，並製作未加 9.

(28) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 勁之方形及圓形斷面與之比較。實驗結果顯示在軸壓強度方面，八角形加勁方式可明顯提升方形鋼管對核心混凝土的圍束作用。林庚達 (2001) 研究 SRC 短柱試驗，測試主要採用單點偏心集中載重之方式。試驗參數包括翼板面積、橫向鋼骨深度變化、橫向鋼骨腹板及橫隔板位置之影響。實驗結果顯示：(1)所有試體破壞模式皆為短跨徑對角線上近載重點處混凝土擠碎之，型鋼外緣混凝土擠碎之對角壓力破壞；(2)翼板面積越大，剪力強度越高；(3)橫向鋼骨深度越深，剪力應變硬化越嚴重，且強度發生前後降伏平台越大；(4)橫向鋼骨腹板對剪力強度提昇有貢獻。蔣迪 (2005) 研究 SRC 短柱試體之單向載重試驗，探討鋼骨、箍筋、角隅繫筋對混凝土圍束之效應，以及角隅繫筋對柱主筋提供側向支撐之能力，並配置不同箍筋量以探討在軸向載重下，箍筋、鋼骨對於混凝土圍束之效應。經試驗證明，角隅繫筋對於抑制柱主筋挫屈有良好的功效，鋼骨腹板有類似箍筋的功能，能提供混凝土圍束所需的拉力。李讓 (2005) 進行 20 支包覆型鋼骨鋼筋混凝土短柱試體之軸向抗壓試驗，並依據力學原理探討耐震設計時 SRC 柱中所需之圍束箍筋用量。結果顯示，鋼骨翼板寬度愈寬確實能夠對 SRC 柱核心混凝土提供愈好的圍束作用。另一方面，由於 SRC 柱中的鋼骨能分擔一部份的柱軸力，使得 SRC 柱中混凝土所需要承擔之軸力相對的降低，故柱中所需之箍筋用量亦得以減少。廖文賢 (2006) 探討鋼骨鋼筋混凝土 SRC 梁柱構材承受純彎矩與軸力-彎矩載重之行為，由彎矩-曲率關係曲線圖探討混凝土受箍筋與鋼骨圍束於 SRC 構材極限彎矩強度與韌性行為之影響。結果顯示，箍筋間距較密者具有較佳之圍束能力；T 字型鋼骨 SRC 構材受撓曲作用時，鋼骨偏向拉力側則擁有較高之極限彎矩強度；SRC 構材承受較高軸力作用下，其韌性表現皆不如承受較低軸力作用的試體。毛宗傑 (2006) 研究 SRC 短柱試體之軸向載重試驗，試求斷面內各圍束情況下混凝土之應力-應變曲線，並探討 SRC 柱中鋼骨與混凝土之交互影響行為。實驗中發現，測試區的螺桿會偏移，以致量測結果有很大的誤差，欲避免螺桿產生偏移，可將螺桿置於混凝土中，或焊在有連結板的翼板上。林盛夫 (2006) 研究針對 SRC、RC 短柱試體，進行單向載重試驗，探討鋼骨、箍筋、角隅繫筋、橫隔板對混凝土圍束之效應，並於 SRC 柱箍筋需求量提出修正初步建議。試驗結果顯示，使用角隅繫筋配置在第一種鋼骨斷面較深之柱斷面，尚有良好之軸向行為，若配置在 SRC 梁柱接頭中，加上接頭區橫隔板與外伸梁的圍束效應，可以預估其可行性頗高，仍需進一步研究。而使用角隅繫筋配置在第二種傳統的柱斷面效果則較差，需要較多的角隅繫筋量。陳冠宇 (2007) 本文完成四組包覆型 SRC 柱反覆載重試驗，探討梁柱接頭區以角隅箍筋取代閉合箍筋是否可以有效抑止主筋挫屈。根據試驗觀察及試驗數據分析結論如下: 若梁柱接頭區角隅箍筋之間距與塑性鉸區箍筋間距相同，角隅箍筋可有效抑止主筋挫屈；雙軸彎矩作用下，配置於角落之主筋量可以有效提升斷面彎矩容量；十字型鋼骨腹板深度加深之 NSRC 柱斷面對於彎矩強度貢獻之差異不大。呂承儒 (2007) 探討一種新型的「複合式螺旋箍筋」應用於矩形鋼骨鋼筋混凝土柱 10.

(29) 第二章文獻回顧. 的可行性。新型的複合螺箍是由一組星形螺箍與一組圓形螺箍共同交織而成，它可以對矩形 SRC 柱之混凝土提供良好的圍束。結果顯示，在相同的縱向總用鋼量之情況下，複合螺箍 SRC 柱之韌性明顯優於配置傳統橫箍筋的 RC 柱，亦優於同樣配置複合螺箍之 RC 柱。國外: Stevens (1965) 進行 35 支軸向載重柱及 24 支對弱軸彎曲的偏心載重柱，發現對軸向載重短柱而言，其極限強度可視為是鋼骨與 RC 的極限強度之和；對軸向載重長柱而言，其力學行為與鋼筋混凝土柱的力學行為相似；同樣的，對偏心載重柱，其力學行為亦與鋼筋混凝土柱類似。 Hudson 和 Fred (1966) 測試橫箍筋柱，探討不同間距對於柱極限強度之影響，探討參數包括柱之大小、箍筋間距、混凝土大小、箍筋量、柱主筋量及載重位置，結果顯示上述參數對於柱之極限強度並無顯著的影響。 Furlong (1967) 利用實驗探討鋼管混凝土同時受軸壓及彎矩之極限強度，並將所得與估算公式比較。軸壓結果顯示:厚壁鋼管試體中，當應變達 0.2%，核心混凝土開始軟化，由於鋼管限制核心混凝土之變形，因此混凝土強度有增強之趨勢；但在薄壁鋼管試體，管壁則開始挫屈。 Roderick 和 Rogers (1969) 以端點鉸接並受集中或偏心載重的 SRC 柱為研究對象，並發展出一套有限元素法的 slope-deflection 的程式，求解基本的靜力平衡方程式，得到一系列 SRC 柱最大軸向承載力的數值解。 Wakabayashi 等人 (1976) 針對包覆型 SRC 梁、SRC 梁柱以及包覆型 SRC 柱剪力進行一系列的實驗，並探討 SRC 構材之行為與強度有關的問題。而在設計 SRC 構件時，可將鋼骨及 RC 視為兩個獨立的個體，在個別計算其強度後再進行簡單疊加。 Roeder (1984) 探討 SRC 桿件中鋼骨與混凝土介面之合成強度，而其主要是由鋼骨翼板與混凝土接觸面所提供，鋼骨腹板相較於翼板所能提供之合成強度有限，可予以忽略。另外也發現合成強度主要與混凝土之強度有關，而鋼骨埋置長度、鋼骨和混凝土表面狀況、箍筋大小及間距對於合成強度亦有些微之影響。西村等人 (1991) 以實驗的方式製作八支包覆型SRC 柱試體，構材斷面為30 x 30 cm，內置鋼骨為I型鋼，e/h=0.1。探討鋼骨偏心對SRC 柱彎矩行為的影響，並與一般疊加法的計算值做比較，結果顯示其試驗值與一般疊加法計算的結果十分吻合。齊藤等人 (1992) 透過實驗的方式探討非對稱斷面對包覆型 SRC 柱彎矩行為的影響，構材斷面為 30 x 30 cm，內置鋼骨為 T 字型鋼，e/h=0.1。並與一般疊加法的計算值做比較，結果顯示，試驗值與計算值接近。 Mirza 和 Skrabek (1991、1992) 以統計學的方式，研究包覆型 SRC 受壓構件中混凝土強度、鋼骨強度、細長比以及軸力偏心距等變數對極限強度之影響。結果顯示，對於 SRC 短柱，混凝土強度及軸力偏心距會影響構材的抗壓強度；對 SRC 長柱而言，細長比、鋼骨量及軸力偏心距會影響構材之抗壓強度，而混凝土強度只對細長比小於 33 之柱有影響。此外，鋼材的等級以及應變硬化的影響可以被忽略。 Ge 和 Usami (1993) 探討薄壁方形斷面，在變化寬厚比與不同軸向加勁版之情況 11.

(30) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 下，鋼管填充混凝土柱之力學特性，並採用高強度混凝土作為比較。 Ricles 和 Paboojian (1993) 利用 8 組試體以實驗的方式進行包覆型 SRC 受壓構材的耐震分析，並深入探討在反覆載重下最大箍筋間距及箍筋量的配置，對混凝土圍束情況及構材之韌性容量的影響。研究結果顯示，該實驗所計算得到的強度相對於 ACI 及 LRFD 規範中計算求得之結果較大，且 SRC 柱中之鋼骨腹板承受大部分的剪力。另外，在鋼骨翼板上加焊剪力釘對於增強 SRC 柱之側向勁度及撓曲強度並無明顯的效用。 El-Tawil (1995) 利用建立模型的解析方式比較ACI-318 與AISC-LRFD 兩規範對於鋼骨鋼筋混凝土梁柱強度之規定。研究結果顯示，短柱或細長柱，由ACI-318 規範之設計，有較輕微的不保守趨勢。在AISC-LRFD 規範方面，對於短柱之設計有41% 的保守程度，對於鋼骨含量較大的細長柱而言，則其設計與解析之結果一致。 Ninakawa 和 Sakino (1996) 探討鋼管混凝土柱同時受軸力與反覆彎矩下的非彈性行為。試驗結果顯示:(1)圓形鋼管混凝土柱有較佳的韌性，在單向傳遞彎矩測試顯示極限彎矩因圍束應增大(2)試體受反覆彎矩的遲滯型為受軸力影響大(3)鋼管混凝土柱受高軸力與反覆彎矩作用時，軸向變形與累積曲率成正比。 Mirza (1996) 進行對強軸彎曲之 SRC 梁柱(Beam-Column)試驗，試驗主要針對不同偏心比之 SRC 梁柱進行試驗。研究亦製作不同合成狀態之包覆型 SRC 梁柱試體，以探討不同合成力貢獻之強度。研究結果指出 SRC 梁柱中鋼骨與混凝土間之剪力聯結器對於極限彎矩強度並無明顯的貢獻。 Chen 和 Lin (2006) 探討包覆型 SRC 受壓構材之應力行為的研究，使用 Mander 所提出的混凝土應力-應變關係模式，將包覆型 SRC 斷面中之混凝土分為非圍束，次圍束及高圍束等三個區域，此研究探討包覆型 SRC 柱受軸向載重下，不同鋼骨斷面型式對於混凝土圍束的影響。結果顯示，在相同的箍筋間距下十字型鋼骨斷面的圍束效應比 I 字型鋼骨斷面佳，且分析模式均能準確地預測出與試驗值相符合的結果。. 第三節常溫 SRC 梁柱接頭文獻與研究蒐集國內: 程幼棣 (1997) 針對 SRC 構造中梁、柱構材之剪力設計、扭力設計、SRC 梁柱接頭區之剪力設計及 SRC 剪力牆設計等問題，提出相關之建議與新的設計方法。結果顯示，研究中所提出的剪力破壞及建議攻勢能合理的預估包覆型 SRC 構材之剪力強度。梁宇宸 (2002) 本研究採用軟化壓拉桿理論，建立鋼骨梁-鋼筋混凝土柱結構系統梁柱接頭剪力強度之分析模型，並收集 RCS 梁柱接頭實驗，評估所建立之軟化壓拉桿分析模型可靠性與準確性。研究結果如下：(1)軟化壓拉桿模型準確性最佳(2)鋼骨與混凝土間具有合成效應，而混凝土之軟化亦會影響鋼骨與混凝土之合成效應 (3)接頭交會區鋼骨腹板開孔，軟化壓拉桿模型亦能準確的分析。林永斌 (2004) 探討包覆型鋼骨鋼筋混凝土梁與梁柱接頭區之剪力行為、剪力傳遞機制及強度評估方法。根據試驗結果可得結論如後。深梁部分:(1)跨深比越大，試 12.

(31) 第二章文獻回顧. 體剪力強度越低(2)箍筋的配置能提升試體之剪力強度。梁柱接頭區部分:(1)柱腹板對抗剪較強，而柱橫向鋼骨翼板參與抗剪權重甚低(2)梁柱接頭交會區若有側向梁的配置，可對接頭區外圍混凝土提供有效的圍束，提升接頭區剪力強度。國外: Wakabayashi 等人(1976) 針對包覆型 SRC 梁、SRC 梁柱以及包覆型 SRC 柱剪力進行一系列的實驗，並探討 SRC 構材之行為與強度有關的問題。而在設計 SRC 構件時，可將鋼骨及 RC 視為兩個獨立的個體，在個別計算其強度後再進行簡單疊加。 Matsui 等人 (1987) 配合日本生產花紋型鋼，與一般性型鋼進行梁柱接頭在單向載重及反覆載重下強度及韌性的比較，其中並將梁柱接頭以鋼筋錨定於柱內傳遞彎矩之試體，與鋼筋在柱面前中斷而由鋼梁翼板及鋼柱加勁板來傳遞彎矩之試體進行探討。 Sheikh 等人(1989) 利用 15 組三分之二尺寸之試體進行一系列包括鋼梁及 RC 或 SRC 柱之合成構造梁柱接頭實驗，研究中除了詳述合成構造梁柱接頭之力學行為外，並依據實驗分析結果提出計算梁柱接頭強度之計算公式。 Chou 和 Uang (2002) 進行 2 支實尺寸之 SRC 柱接鋼梁之梁柱接頭實驗研究，其鋼梁翼板均有做切削處理，為一減弱式梁柱接頭。結果顯示，在 SRC 柱中鋼骨與鋼梁彎矩強度為強柱弱梁，且梁柱交會區之剪力強度也大於梁柱交會區需求剪力牆度，試體鋼梁均有形成良好的塑性鉸，且都有不錯的韌性。. 第四節高溫 RC 梁文獻與研究蒐集國內: 李文友 (1980) 針對一組鑽心試體抗壓強度與超音波速迴歸，求火燒試體與未燒超音波速比值，探討鋼筋混凝土 T 型梁火燒後極限彎矩之改變，提出評估鋼筋混凝土 T 型梁火燒後彎矩強度之方法。結果顯示，與標準火燒比值相較，可得其上當標準火燒試驗火燒時間，從而得其極限彎矩的析減比值，以判定梁的損害程度。何象鏞 (1989) 針對 20 支實尺寸鋼筋混凝土矩形梁以四種不同延燒時間，試燒其中之 14 支試體，並以不同配筋量及載重型式來控制梁試體的破壞型態。探討鋼筋混凝土梁受火害後其力學行為的改變，及利用環氧樹脂及無收縮混凝土進行火害後梁構件修補之可行性。結果顯示，以此修補方法幾乎可全部恢復梁之原抗彎、抗剪強度。何象鏞等人 (1989) 指出鋼筋混凝土之梁延燒時間越長，火害構件之抗彎強度、抗剪強度以及勁度折減越大。鋼筋混凝土之梁試體於火害後以環氧樹指及無收縮混凝土進行修補，結果顯示，幾乎可以全部回覆鋼筋混凝土梁試體之原有抗彎強度以及抗剪強度。林英俊等人 (1990) 研究火害後鋼筋混凝土梁之抗剪強度，得之火害梁之抗剪強度會隨著延燒時間增加而遞減。文中並指出在英國 BS476 標準升溫曲線加溫後，利用 ACI 規範、Zsutty、林總仁等公式，來預測火害後鋼筋混凝土梁之剪力強度的方 13.

(32) 複合構件 SRC 柱及 H 型鋼梁之火害行為研究－先期規劃研究. 仍是屬於可行的方法。沈得縣等人 (1996) 探討遭受火害之RC梁，由於混凝土及鋼筋之強度均受影響，故其強度亦會折損，對此可採用有限元素法MARC程式以及修正傳統法來做分析的部分。由於火害後梁構件內各處材料之強度各異，分析時須將構件分格處理。研究結果顯示，考慮火害後混凝土強度及鋼筋強度折減之修正傳統法可合理估算火害後混凝土梁之殘餘強度。蔡東宏 (1997) 針對不同箍筋間距之 12 支鋼筋混凝土梁，進行火害試驗及荷重試驗，探討火害後鋼筋混凝土梁之撓曲強度、撓曲勁度與剪力強度。結果顯示，火害後梁撓曲勁度損失最嚴重，剪力強度次之，而撓曲強度則較小，低鋼筋比之主筋設計及考慮火害後混凝土剪力強度損失而增加剪力箍筋，能避免梁之脆性破壞而獲致合理之梁延性。陳舜田等人 (1999) 對火害後鋼筋混凝土梁之延性進行研究，規畫 12 支試體，探討火害後鋼筋混凝土梁之撓曲強度、撓曲勁度與剪力強度。結果顯示，火害後鋼筋混凝土梁之撓曲強度、撓曲勁度與剪力強度都有明顯的折損。負彎矩撓曲強度折損較正彎矩嚴重，剪力強度折損較撓曲強度嚴重，而撓曲勁度折損又比剪力強度嚴重。陳舜田等人 (1999) 探討火害後鋼筋混凝土之構件行為，研究包含混凝土材料與鋼筋混凝土構件在高溫後之性能測試。主要的內容有:(1)彙整各國火害混凝土結構物安全評估程序。(2)高溫後混凝土材質的改變及火場溫度推估方法。(3)火害後鋼筋混凝土梁之剪力強度。(4)火害鋼筋之握裏特性。(5)火害後鋼筋混凝土柱構件之力學行為。(6)火害後鋼筋混凝土梁之延性。(7)火害後鋼筋混凝土構造之安全評估方法。林慶元 (2003) 探討鋼筋混凝土結構梁鋼板貼片補強火害後耐火性能。結果顯示，撓曲側貼覆鋼板對梁之撓曲強度提升十分明顯。建議鋼板除梁底面貼布外亦應延伸到梁腹。超音波法對受高溫侵襲的鋼板貼片補強混凝土作檢測，具有簡便的特性，若能於火災現場直接取樣分析，了解黏結層受損程度，亦可推估殘存的補強效用。陳俊嘉 (2005) 針對斜壓桿件之有效抗壓係數因高溫所受之影響，分析火害後鋼筋混凝土梁之剪力強度，並將抗壓強度、彈性模數及劈裂強度整理成建議式方便後續研究之用；由本研究建立之壓拉桿模型分析高溫試體之主要斜壓桿件有效抗壓係數的比值均較常溫時為大，可見於設計火害後之鋼筋混凝土梁時，可直接採用常溫之有效抗壓係數。商慧賢 (2005) 針對混凝土圓柱試體、竹節鋼筋及短梁試體受高溫之測試結果，來建立一套以壓拉桿模式評估鋼筋混凝土梁在火害中破壞強度隨時間之折減關係。結果顯示，短梁試體拉桿溫度超過 600℃時，拉桿計算低於實際承受之力量，理論分析火害中梁試體之破壞時間與實驗測得的破壞時間相差約半個小時。賴政忠 (2006) 利用數值方法並配合已發表之實驗數據，分析火害中梁與柱強度歷時變化，評估其耐火時效。結果顯示，模擬得之溫度與 CEB-FIP 數據極為接近。模擬無偏心及有偏心加載柱構件，皆可有效預測耐火時效。模擬連續梁時，當破壞發生在正彎矩處，其分析值與實驗值非常接近；破壞發生在負彎矩處時，耐火時效皆低於實驗值。 14.