鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

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鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國

100 年 12

月

（（（（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見））））

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100301070000G1002

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

受委託者：國立交通大學

研究主持人：陳誠直教授

協同主持人：趙文成教授

研究助理：林家毅黃政勳林政億

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國 100 年 12 月

（（（（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見））））

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I

表次表次表次 表次... III 圖次圖次圖次 圖次... V 摘摘摘摘要要要要...VII 第一章第一章第一章第一章緒論緒論緒論_緒論...1 第一節第一節第一節第一節研究緣起與背景研究緣起與背景研究緣起與背景_{研究緣起與背景 ...1} 第二節第二節第二節第二節研究目的研究目的研究目的_{研究目的...1} 第三節第三節第三節第三節研究方法研究方法研究方法_{研究方法...2} 第四節第四節第四節第四節規範與文獻回顧規範與文獻回顧規範與文獻回顧_{規範與文獻回顧 ...2} 第二章第二章第二章第二章鋼材與混凝土材料之高溫性質鋼材與混凝土材料之高溫性質鋼材與混凝土材料之高溫性質鋼材與混凝土材料之高溫性質 ... 11 第一節第一節第一節第一節材料高溫試驗方法材料高溫試驗方法材料高溫試驗方法材料高溫試驗方法 ... 11 第二節第二節第二節第二節鋼材高溫性質鋼材高溫性質鋼材高溫性質鋼材高溫性質 ...13 第三節第三節第三節第三節混凝土高溫性質混凝土高溫性質混凝土高溫性質_{混凝土高溫性質 ...20} 第三章第三章第三章第三章鋼骨鋼筋混凝土柱斷面溫度分佈之實驗鋼骨鋼筋混凝土柱斷面溫度分佈之實驗鋼骨鋼筋混凝土柱斷面溫度分佈之實驗_{鋼骨鋼筋混凝土柱斷面溫度分佈之實驗 ...35} 第一節第一節第一節第一節試驗規劃試驗規劃試驗規劃_{試驗規劃...35} 第二節第二節第二節第二節試體規劃試體規劃試體規劃_{試體規劃...36} 第三節第三節第三節第三節實驗裝置實驗裝置實驗裝置_{實驗裝置...45} 第四節第四節第四節第四節實驗步驟實驗步驟實驗步驟實驗步驟...46 第四章第四章第四章第四章實驗結果與討論實驗結果與討論實驗結果與討論實驗結果與討論 ...49 第一節第一節第一節第一節高溫試驗各測點溫度歷時高溫試驗各測點溫度歷時高溫試驗各測點溫度歷時_{高溫試驗各測點溫度歷時 ...49} 第二節第二節第二節第二節高溫試驗時各試體軸向變形及柱端相對總轉角高溫試驗時各試體軸向變形及柱端相對總轉角高溫試驗時各試體軸向變形及柱端相對總轉角_{高溫試驗時各試體軸向變形及柱端相對總轉角 ...81}

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II 第三節第三節第三節第三節高溫試驗後各試體破壞模式高溫試驗後各試體破壞模式高溫試驗後各試體破壞模式_{高溫試驗後各試體破壞模式 ...83} 第四節第四節第四節第四節不同混凝土強度溫度歷時比較不同混凝土強度溫度歷時比較不同混凝土強度溫度歷時比較_{不同混凝土強度溫度歷時比較 ...88} 第五節第五節第五節第五節不同斷面形狀溫度歷時比較不同斷面形狀溫度歷時比較不同斷面形狀溫度歷時比較_{不同斷面形狀溫度歷時比較 ...91} 第六節第六節第六節第六節不同受火面溫度歷時比較不同受火面溫度歷時比較不同受火面溫度歷時比較不同受火面溫度歷時比較 ...94 第五章第五章第五章第五章斷面溫度分佈之熱傳分析模式斷面溫度分佈之熱傳分析模式斷面溫度分佈之熱傳分析模式斷面溫度分佈之熱傳分析模式 ...97 第一節第一節第一節第一節熱傳分析之驗證熱傳分析之驗證熱傳分析之驗證熱傳分析之驗證 ...97 第二節第二節第二節第二節鋼骨鋼筋混凝土柱之熱傳分析鋼骨鋼筋混凝土柱之熱傳分析鋼骨鋼筋混凝土柱之熱傳分析_{鋼骨鋼筋混凝土柱之熱傳分析 ...102} 第三節第三節第三節第三節實尺寸與縮尺寸實尺寸與縮尺寸實尺寸與縮尺寸實尺寸與縮尺寸 SRC 柱斷面溫度分佈之比較柱斷面溫度分佈之比較_{柱斷面溫度分佈之比較 ... 119}柱斷面溫度分佈之比較第六章第六章第六章第六章結論與建議結論與建議結論與建議_{結論與建議 ...121} 第一節第一節第一節第一節結論結論結論_結論...121 第二節第二節第二節第二節建議建議建議建議...122 附錄一附錄一附錄一 附錄一審查意見與答覆審查意見與答覆審查意見與答覆審查意見與答覆 ...124 附錄二附錄二附錄二 附錄二結構耗能概結構耗能概結構耗能概結構耗能概論論_{論 ...139}論參考書目參考書目參考書目 參考書目...141

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III

表次

表表表 表 1-1 承重柱耐火規定與評定承重柱耐火規定與評定承重柱耐火規定與評定_{承重柱耐火規定與評定 ...3} 表表表 表 2-1 比較比較比較比較 SN 490B、、、、SM400、、、、A572 Gr.50 與與與與 Eurocode 3 之鋼材受溫度影之鋼材受溫度影之鋼材受溫度影之鋼材受溫度影響力學性質折減係數響力學性質折減係數響力學性質折減係數 響力學性質折減係數 ...14 表表表 表 2-2 Eurocode 4 高溫下混凝土抗壓強度折減與對應之應變高溫下混凝土抗壓強度折減與對應之應變高溫下混凝土抗壓強度折減與對應之應變_{高溫下混凝土抗壓強度折減與對應之應變...21} 表表表 表 2-3 高溫下混凝土之力學性質折減係數高溫下混凝土之力學性質折減係數高溫下混凝土之力學性質折減係數_{高溫下混凝土之力學性質折減係數 ...23} 表表表 表 3-1 試體規劃試體規劃試體規劃試體規劃 ...37 表表表 表 4-1 試體試體試體試體 SN4 試驗結果試驗結果試驗結果試驗結果 ...52 表表表 表 4-2 試體試體試體試體 SN4 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 ...53 表表表 表 4-3 試體試體試體試體 CN4 試驗結果試驗結果試驗結果_{試驗結果 ...56} 表表表 表 4-4 試體試體試體試體 CN4 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時_{各測點溫度歷時 ...57} 表表表 表 4-5 試體試體試體試體 SN3 試驗結果試驗結果試驗結果_{試驗結果 ...60} 表表表 表 4-6 試體試體試體試體 SN3 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時_{各測點溫度歷時 ...61} 表表表 表 4-7 試體試體試體試體 CN2 試驗結果試驗結果試驗結果_{試驗結果 ...64} 表表表 表 4-8 試體試體試體試體 CN2 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 ...65 表表表 表 4-9 試體試體試體試體 SH4 試驗結果試驗結果試驗結果試驗結果...68 表表表 表 4-10 試體試體試體試體 SH4 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時...69 表表表 表 4-11 試體試體試體試體 CH4 試驗結果試驗結果試驗結果_{試驗結果 ...72} 表表表 表 4-12 試體試體試體試體 CH4 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時_{各測點溫度歷時 ...73} 表表表 表 4-13 試體試體試體試體 SH3 試驗結果試驗結果試驗結果_{試驗結果...76} 表表表 表 4-14 試體試體試體試體 SH3 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時_{各測點溫度歷時...77} 表表表 表 4-15 試體試體試體試體 CH2 試驗結果試驗結果試驗結果_{試驗結果 ...80} 表表表 表 4-16 試體試體試體試體 CH2 各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時各測點溫度歷時 ...81 表表表 表 4-17 高溫試驗時各試體軸向變形及柱端相對總轉角高溫試驗時各試體軸向變形及柱端相對總轉角高溫試驗時各試體軸向變形及柱端相對總轉角高溫試驗時各試體軸向變形及柱端相對總轉角 ...82

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VI

圖次

圖圖圖 圖 1-1 軸壓力軸壓力軸壓力軸壓力 0.2 高高高高性能混凝土試體中心升溫曲線之影響性能混凝土試體中心升溫曲線之影響性能混凝土試體中心升溫曲線之影響_{性能混凝土試體中心升溫曲線之影響 ...6} 圖圖圖 圖 2-1 示差掃描熱量分析儀示差掃描熱量分析儀示差掃描熱量分析儀_{示差掃描熱量分析儀(DSC) ...11} 圖圖圖 圖 2-2 Eurocode 3 高溫下鋼材之力學性質折減係數高溫下鋼材之力學性質折減係數高溫下鋼材之力學性質折減係數_{高溫下鋼材之力學性質折減係數...15} 圖圖圖 圖 2-3 Eurocode 3 高溫下鋼材之應力應變關係高溫下鋼材之應力應變關係高溫下鋼材之應力應變關係_{高溫下鋼材之應力應變關係...15} 圖圖圖 圖 2-4 Eurocode 2 高溫下熱軋鋼筋之應力應變關係高溫下熱軋鋼筋之應力應變關係高溫下熱軋鋼筋之應力應變關係_{高溫下熱軋鋼筋之應力應變關係...16} 圖圖圖 圖 2-5 高溫下鋼材之熱傳導係數比較高溫下鋼材之熱傳導係數比較高溫下鋼材之熱傳導係數比較高溫下鋼材之熱傳導係數比較 ...17 圖圖圖 圖 2-6 高溫下鋼材之比熱高溫下鋼材之比熱高溫下鋼材之比熱高溫下鋼材之比熱 ...18 圖圖圖 圖 2-7 高溫下鋼材之熱伸長比較高溫下鋼材之熱伸長比較高溫下鋼材之熱伸長比較高溫下鋼材之熱伸長比較 ...20 圖圖圖 圖 2-8 Eurocode 4 高溫下混凝土之抗壓強度折減係數高溫下混凝土之抗壓強度折減係數高溫下混凝土之抗壓強度折減係數_{高溫下混凝土之抗壓強度折減係數...21} 圖圖圖 圖 2-9 Li and Purkiss 高溫下混凝土之彈性模數折減係數高溫下混凝土之彈性模數折減係數高溫下混凝土之彈性模數折減係數_{高溫下混凝土之彈性模數折減係數...24} 圖圖圖 圖 2-10 Eurocode 2 高溫下混凝土之力學性質折減係數高溫下混凝土之力學性質折減係數高溫下混凝土之力學性質折減係數_{高溫下混凝土之力學性質折減係數...24} 圖圖圖 圖 2-11 Eurocode 4 高溫下混凝土之熱傳導係數上下限高溫下混凝土之熱傳導係數上下限高溫下混凝土之熱傳導係數上下限_{高溫下混凝土之熱傳導係數上下限...25} 圖圖圖 圖 2-12 高溫下普通混凝土之熱傳導係數高溫下普通混凝土之熱傳導係數高溫下普通混凝土之熱傳導係數_{高溫下普通混凝土之熱傳導係數 ...27} 圖圖圖 圖 2-13 Eurocode 2 高溫下混凝土之熱傳導係數高溫下混凝土之熱傳導係數高溫下混凝土之熱傳導係數高溫下混凝土之熱傳導係數...28 圖圖圖 圖 2-14 Kodur 高溫下高強度混凝土之熱傳係數比較高溫下高強度混凝土之熱傳係數比較高溫下高強度混凝土之熱傳係數比較高溫下高強度混凝土之熱傳係數比較...28 圖圖圖 圖 2-15 Eurocode 4 高溫下混凝土之比熱高溫下混凝土之比熱高溫下混凝土之比熱高溫下混凝土之比熱...29 圖圖圖 圖 2-16 高溫下高強度混凝土之熱容量比較高溫下高強度混凝土之熱容量比較高溫下高強度混凝土之熱容量比較_{高溫下高強度混凝土之熱容量比較 ...32} 圖圖圖 圖 2-17 Kodur 高溫下高強度混凝土之熱膨脹係數高溫下高強度混凝土之熱膨脹係數高溫下高強度混凝土之熱膨脹係數_{高溫下高強度混凝土之熱膨脹係數...34} 圖圖圖 圖 3-1 柱受火面示意圖柱受火面示意圖柱受火面示意圖_{柱受火面示意圖 ...36} 圖圖圖 圖 3-2 鋼骨設計圖鋼骨設計圖鋼骨設計圖_{鋼骨設計圖 ...38} 圖圖圖 圖 3-3 鋼骨鋼筋混凝土柱斷面示意圖鋼骨鋼筋混凝土柱斷面示意圖鋼骨鋼筋混凝土柱斷面示意圖_{鋼骨鋼筋混凝土柱斷面示意圖 ...38} 圖圖圖 圖 3-4 鋼柱設計圖鋼柱設計圖鋼柱設計圖鋼柱設計圖 ...39 圖圖圖 圖 3-5 箍筋配置圖箍筋配置圖箍筋配置圖箍筋配置圖 ...39 圖圖圖 圖 3-6 方形方形方形方形 SRC 邊柱熱電偶線配置圖邊柱熱電偶線配置圖邊柱熱電偶線配置圖邊柱熱電偶線配置圖 ...40 圖圖圖 圖 3-7 方形方形方形方形 SRC 中間柱熱電偶線配置圖中間柱熱電偶線配置圖中間柱熱電偶線配置圖中間柱熱電偶線配置圖 ...41 圖圖圖 圖 3-8 圓形圓形圓形圓形 SRC 邊柱熱電偶線配置圖邊柱熱電偶線配置圖邊柱熱電偶線配置圖_{邊柱熱電偶線配置圖 ...42} 圖圖圖 圖 3-9 圓形圓形圓形圓形 SRC 中間柱熱電偶線配置圖中間柱熱電偶線配置圖中間柱熱電偶線配置圖_{中間柱熱電偶線配置圖 ...43}

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VII 圖圖圖 圖 3-10 柱試體施工照片柱試體施工照片柱試體施工照片_{柱試體施工照片 ...44} 圖圖圖 圖 3-11 小型複合高溫爐小型複合高溫爐小型複合高溫爐_{小型複合高溫爐 ...45} 圖圖圖 圖 3-12 試驗設置示意圖試驗設置示意圖試驗設置示意圖試驗設置示意圖 ...45 圖圖圖 圖 3-13 柱頂端位移計架設柱頂端位移計架設柱頂端位移計架設柱頂端位移計架設 ...46 圖圖圖 圖 3-14 標準加熱溫度標準加熱溫度標準加熱溫度標準加熱溫度-時間曲線時間曲線時間曲線時間曲線...47 圖圖圖 圖 4-1 試體試體試體試體 SN4 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時_{測點溫度歷時 ...51} 圖圖圖 圖 4-2 試體試體試體試體 CN4 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時_{測點溫度歷時 ...55} 圖圖圖 圖 4-3 試體試體試體試體 SN3 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時_{測點溫度歷時 ...59} 圖圖圖 圖 4-4 試體試體試體試體 CN2 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時_{測點溫度歷時 ...63} 圖圖圖 圖 4-5 試體試體試體試體 SH4 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時_{測點溫度歷時...67} 圖圖圖 圖 4-6 試體試體試體試體 CH4 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時_{測點溫度歷時 ...71} 圖圖圖 圖 4-7 試體試體試體試體 SH3 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時...75 圖圖圖 圖 4-8 試體試體試體試體 CH2 測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時測點溫度歷時 ...79 圖圖圖 圖 4-9 試體試體試體試體 SN4 與試體與試體與試體與試體 SH4 高溫試驗後外觀變化高溫試驗後外觀變化高溫試驗後外觀變化_{高溫試驗後外觀變化...84} 圖圖圖 圖 4-10 試體試體試體試體 CN4 與試體與試體與試體與試體 CH4 高溫試驗後外觀變化高溫試驗後外觀變化高溫試驗後外觀變化_{高溫試驗後外觀變化 ...86} 圖圖圖 圖 4-11 試體試體試體試體 SN3 與試體與試體與試體與試體 SH3 高溫試驗後外觀變化高溫試驗後外觀變化高溫試驗後外觀變化_{高溫試驗後外觀變化...87} 圖圖圖 圖 4-12 試體試體試體試體 CN2 與試體與試體與試體與試體 CH2 高溫試驗後外觀變化高溫試驗後外觀變化高溫試驗後外觀變化_{高溫試驗後外觀變化 ...88} 圖圖圖 圖 4-13 試體試體試體試體 SH4 與與與與 SN4 測點溫度歷時比較測點溫度歷時比較測點溫度歷時比較_{測點溫度歷時比較...91} 圖圖圖 圖 4-14 試體試體試體試體 SN4 與與與與 CN4 測點溫度歷時比較測點溫度歷時比較測點溫度歷時比較_{測點溫度歷時比較 ...93} 圖圖圖 圖 4-15 試體試體試體試體 SH4 與與與與 SH3 測點溫度歷時比較測點溫度歷時比較測點溫度歷時比較測點溫度歷時比較 ...96 圖圖圖 圖 5-1 四面受火之有限元素分析模型四面受火之有限元素分析模型四面受火之有限元素分析模型四面受火之有限元素分析模型 ...98 圖圖圖 圖 5-2 三面受火之有限元素分析模型三面受火之有限元素分析模型三面受火之有限元素分析模型三面受火之有限元素分析模型 ...99 圖圖圖 圖 5-3 分析四面受火試體加溫一小時之斷面溫度分佈分析四面受火試體加溫一小時之斷面溫度分佈分析四面受火試體加溫一小時之斷面溫度分佈_{分析四面受火試體加溫一小時之斷面溫度分佈 ...100} 圖圖圖 圖 5-4 分析三面受火之試體加溫一小時分析三面受火之試體加溫一小時分析三面受火之試體加溫一小時分析三面受火之試體加溫一小時斷面溫度分佈斷面溫度分佈斷面溫度分佈_{斷面溫度分佈 ...100} 圖圖圖 圖 5-5 四面受火試體試驗值與分析值比較四面受火試體試驗值與分析值比較四面受火試體試驗值與分析值比較_{四面受火試體試驗值與分析值比較 ...101} 圖圖圖 圖 5-6 三面受火試體試驗值與分析值比較三面受火試體試驗值與分析值比較三面受火試體試驗值與分析值比較_{三面受火試體試驗值與分析值比較 ...102}

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VIII

摘

要

關鍵詞：鋼骨鋼筋混凝土、火害、溫度分佈一一一一、、、、研究緣起研究緣起研究緣起研究緣起

鋼骨鋼筋混凝土(Steel Reinforced Concrete, SRC)結構結合鋼與鋼筋混凝土的優點，包覆型SRC構造因有混凝土包覆是為良好之防火被覆。結構材料於高溫下將折減其力學性質，構件斷面溫度分佈將影響火害中構件之行為，深入探討SRC 構件於高溫下斷面溫度分佈與行為有其必要性。二二二二、、、、研究方法與過程研究方法與過程研究方法與過程研究方法與過程 本研究首先將進行收集鋼材與混凝土材料之高溫熱性質試驗，包括熱傳導、比熱、熱膨脹等試驗。鋼骨鋼筋混凝土柱之斷面溫度分佈將進行8支柱試體實驗，參考相關規範進行試驗。實驗參數包括不同斷面形狀(方型與圓形)、受熱面以及混凝土強度。再者，利用有限元素分析軟體ABAQUS，模擬柱試體斷面溫度分佈情形，並與實驗數據比對，以確立分析模型的正確性。三三三三、、、、重要發現重要發現重要發現重要發現 圓形柱相對於方型柱於高溫試驗中皆產生嚴重地爆裂行為，推測柱斷面形狀對混凝土結構之耐火性能有重要地影響。較高強度之混凝土柱試體有較高的升溫趨勢，但影響並不顯著。不同受火面影響柱試體斷面溫度之分佈，試體會因不均勻之溫度分佈使柱試體膨脹產生撓曲現象。鋼骨於高溫試驗過程中皆較鄰近之混凝土測點溫度高，可知包覆型鋼骨鋼筋混凝土柱中心升溫主要由鋼骨傳入熱能，影響斷面溫度之分佈。此外，在混凝土保護層未剝落或爆裂的情況下，本研究之有限元素熱傳分析模型能合理預測斷面溫度分佈趨勢。四四四四、、、、主要建議事項主要建議事項主要建議事項主要建議事項 建議一實尺寸包覆十字鋼骨之鋼筋混凝土柱高溫耐火性能研究:立即可行之建議

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IX 主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：行政院國家科學委員會鋼骨鋼筋混凝土柱之耐火性能國內鮮少有實尺寸研究成果，本研究僅進行縮小尺寸試體之試驗，斷面溫度分佈是否受到尺寸效應的影響尚未十分明朗，故可就本次實驗規劃進一步一系列實驗探討其行為，如載重比、偏心載重、保護層厚度、鋼骨比等參數了解其耐火性能。建議二實尺寸鋼骨鋼筋混凝土柱之火害殘餘強度之研究：長期性建議主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：行政院國家科學委員會台灣屬環太平洋火山地震帶，能夠抵抗地震力是設計的重要考量，柱構件承受火災後，強度大減，到底還保有多少抵抗地震力的能力是建築物決定拆除或補強的重要因素，可進行相關殘餘強度之數值模擬與實驗作探討。建議三營建材料高溫材料熱學性質之研究：長期性建議主辦機關：行政院國家科學委員會協辦機關：內政部建築研究所台灣的結構物多屬混凝土及鋼兩種材料，此兩種材料受火災高溫破壞後，其熱學性質如熱傳導係數及比熱係數均隨著溫度上升而改變，而這兩種熱學性質對火害中結構物之溫度場分佈有著決定性影響，國內對高溫材料熱學性質的研究只有少數零星的研究，未累積足夠多的數據。未來可參考本研究所提出之建議，進行一系列常用鋼材及混凝土之高溫材料熱性質試驗，建立本土之高溫材料熱學性質公式，有助了解火害中之結構行為。

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1

第一章

緒論

第一節

研究緣起與背景

內政部消防署統計資料顯示，民國98年台灣地區一年發生2621件火災，造成 413人傷亡與7億6千多萬的財物損失，由以上數據可知，火災對於生命財產造成相當嚴重的傷害，因此，應當正視結構於火害下之行為。近一、二十年來大型建築結構務遭受火害之案例不少，美國911事件世貿大樓之倒塌肇因於大火，與國內東帝士大樓之嚴重火害，使人們再次關注構造的耐火能力。

鋼骨鋼筋混凝土(Steel Reinforced Concrete, SRC)結構因優良的行為已逐漸受到重視及採用，SRC結構為複合結構，結合鋼骨(Steel, S)與鋼筋混凝土(Reinforced Concrete, RC)兩種材料，結合鋼與鋼筋混凝土的優點。鋼骨可增加構件之韌性，而鋼骨受混凝土包覆，延緩鋼骨因受壓而產生挫屈行為。SRC構件勁度較純鋼骨大，可有效增加建築物之側向勁度，降低建築物側向位移；相同設計強度下，使用SRC柱可減小構件之斷面，增加可用空間。包覆鋼骨的混凝土亦可為良好之防火被覆。此外，永續發展為目前國內外政府之重要政策，建築產業消耗了大量的能源，並產生了許多的營建廢物與排放了大量的二氧化碳。建築產業於永續性扮演了重要的角色。由研究指出包覆型鋼骨鋼筋混凝土柱有最小的二氧化碳排放量且耗能最少，而最有利於永續性，詳可見於附錄二。結構材料於高溫下將折減其強度，構件於無法承受荷重時可能造成建築局部或整體崩塌。包覆型SRC構造因有混凝土包覆於鋼骨與鋼筋外，其防火時效除考慮鋼筋保護層外亦需考慮鋼骨的保護層，況且於火場溫度場之分佈差異與斷面溫度分佈將影響火害中之結構行為，深入探討SRC柱構件高溫下之行為有其必要性。

第二節

研究目的

本研究目的主要探討鋼骨鋼筋混凝土柱於火害中斷面溫度分佈之行為，研究內容包括：(1) 鋼骨鋼筋混凝土柱在不同斷面(方型與圓形)、受熱面、混凝土強度之斷面溫度分佈；(2) 進行鋼材、混凝土等材料之熱傳導、比熱等高溫熱性質

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2 研究；(3) 建議本研究中相關材料測試方法，供國內測試標準研擬之參考依據。

第三節

研究方法

鋼骨鋼筋混凝土柱之斷面溫度分佈擬進行8支SRC柱試體高溫實驗，參考規範設計試體，模擬火災高溫情境依照我國CNS12514「建築物構造部份耐火試驗法」相關規定進行試驗研究，試體設計則依造我國「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」設計。再者，本研究利用有限元素分析軟體ABAQUS，模擬鋼骨鋼筋混凝土柱構件受軸向載重與實驗加溫爐之加溫曲線，探討試體火害中之斷面溫度分佈情形，並與實驗量測溫度數據比對，確立分析模型的正確性，以發展SRC構件火害中之熱傳評估模式。

第四節

規範與文獻回顧

耐火試驗國內外已有相關的規範，並有諸多文獻研究，以下對主要規範與重要相關文獻簡述之。壹壹壹壹、、、、國國國國內外耐火試驗規範內外耐火試驗規範內外耐火試驗規範內外耐火試驗規範

對於軸向柱構件之耐火試驗規範，包括 ISO 834 (International Organization for Standardization)、英國標準 BS 476 (British Standards Institution) 及美國 UL 263 (Underwriters Laboratories Inc.)。我國耐火試驗為 CNS 12514「建築物構造部分耐火試驗法」。 ISO 834 與與與與 CNS 12514 規範規範規範規範國際標準組織 ISO 834 規範之標準升溫曲線為T=345log₁₀(8t+1)+20，其中 T 為平均爐內溫度(°C)、t 為試驗經過時間(min)；柱試體受熱長度，並無要求。對於柱之性能基準評定以構件承重能力判別，其規定承重構造破壞條件為超過最大軸向壓縮量 (C) ，

C

=

h/100

(mm) ；與超過最大軸向壓縮速率 (dC/dt) ，

3h/1000

=

dC/dt

(mm/min)。我國 CNS 12514 規範主要參考 ISO 834 規範修訂。對於上述各項規定，除柱

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3 試體受熱長度至少 3 公尺之規定與 ISO 834 規範不同，其餘皆相同。 BS 476 規範規範規範規範 BS 476 規範之標準升溫曲線為T=345log₁₀(8t+1)+20；柱試體受熱長度要求至少 3 公尺；以承重能力規定破壞條件為最大軸向壓縮量超過 120 mm 與最大軸向壓縮速率超過 25 mm/min。 UL 263 規範規範規範規範 UL 263 規範之加熱條件要求 5 分鐘須達到 538°C，10 分鐘須達到 704°C， 30 分鐘須達 843°C，1 小時須達到 927°C，2 小時須達到 1010°C，4 小時須達到 1093°C。對於試體受熱長度要求柱長至少 2.7 公尺，而具防火被覆之柱長至少 2.4 公尺。關於性能基準評定，其柱試體乃根據不同試驗分類來要求；但具防火被覆之柱試體則要求熱電偶測點溫度超過 649°C 或平均溫度超過 538°C，即判定試體破壞。相關耐火規定與評定之比較如表 1-1 所示。由表 1-1 得知試體受熱長度，僅 ISO 834 規範無要求；載重試驗破壞基準，僅 UL 263 規範以有、無防火被覆之試體分別規定。表表表 表 1-1 承重柱耐火規定與評定承重柱耐火規定與評定承重柱耐火規定與評定承重柱耐火規定與評定 CNS 12514 ISO 834 BS 476 UL 263 試體受熱長度 ≧ 3 m 無要求 ≧ 3 m ≧ 2.7 m (具防火被覆之柱長≧ 2.4 m) 載重試驗破壞基準 (1) 最大軸向壓縮量超過 h/100 (2) 最大軸向壓縮速率超過 3h/1000 (1) 最大軸向壓縮量超過 h/100 (2) 最大軸向壓縮速率超過 3h/1000 (1) 最大軸向壓縮量超過 120 mm (2) 最大軸向壓縮速率超過 25 mm/min 以不同試驗分類要求。 (具防火被覆試體採熱電偶測點溫度超過 649°C 或平均溫度超過 538°C) (資料來源：本研究整理)

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4 貳貳貳貳、、、、鋼骨鋼筋混凝土規範鋼骨鋼筋混凝土規範鋼骨鋼筋混凝土規範鋼骨鋼筋混凝土規範 我國「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」(SRC 規範)適用範圍是以鋼骨鋼筋混凝土為主所建造的一般建築物，對於鋼骨比規定，一般要求若試體斷面鋼骨比大於全斷面積之 2%，則參照 SRC 規範設計；反之，小於 2%，則依據「混凝土工程設計規範與解說」設計試體。對於包覆型鋼骨鋼筋混凝土柱之鋼骨斷面肢材寬厚比(b/t)規定，塑性設計斷面須小於規範 3.4.3 表規定

λ

_pd，主筋、箍筋、混凝土保護層厚度均應符合規範第 4.3、4.4 及 4.5 節之規定，鋼骨規定降伏強度不宜大於 3520 kgf/cm2，鋼筋降伏強度不宜大於 5600 kgf/cm2_{，混凝土規定抗壓強度不宜小於 210 kgf/cm}2_。對於柱試體設計受壓強度採用「強度疊加法」，；其中φcs為鋼骨部分強度折減係數(0.85)；Pns為鋼骨部份標稱受壓強度；φcrc為鋼筋混凝土部份之強度折減係數(包覆型鋼骨鋼筋混凝土柱為橫箍為 0.65，螺箍筋為 0.7)；Pnrc為鋼筋混凝土部份標稱受壓強度。参参参参、、、、高溫材料性質實驗高溫材料性質實驗高溫材料性質實驗高溫材料性質實驗 Arioz (2007) 探討混凝土於高溫下的物理變化。混凝土試體暴露於 200~1200°C 高溫後，測定重量損失與抗壓強度試驗。高溫後混凝土表面，600°C 時表面裂縫為肉眼可見，並且隨著溫度上升到 1000°C 裂縫趨明顯。混凝土受到 1200°C 高溫後完全地分解。升溫時重量緩慢地減少一直持續到 800°C，在超過 800°C 時試體重量急速減少。由實驗結果可知，水灰比和骨材種類對混凝土重量損失的影響並不明顯，矽質骨材混凝土之相對強度受溫度影響較顯著。

Kodur (2010)等人探討 ASCE 與 Eurocode 高溫下鋼材之力學與熱學推估公式，並與其他文獻之實驗數據互相比較其力學與熱學性質。結果顯示，低於 700°C 時美國(ASCE)與歐洲規範(Eurocode 3)高溫熱性質相差不大，但高於 700°C 則有顯著的差異。另指出高溫下鋼材潛變對於構件耐火性有顯著的影響，且 Eurocode 3 由於考慮的高溫潛變的影響，故 Eurocode 高溫下應力應變曲線較 ASCE 符合鋼材高溫之行為。

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5 Kodur (2003)以矽質與石灰質骨材之高強度混凝土試體進行高溫材料熱性質試驗，包括熱傳導、比熱、熱膨脹與燒失量。實驗參數包含骨材種類和鋼纖維的添加量，並利用實驗數據得到高溫熱性質公式。其中熱傳導係數將隨溫度升高遞減；比熱則是超過 600°C 會有顯著變化；熱膨脹隨溫度升高而遞增；實驗結果顯示加入鋼纖維對於混凝土之高溫熱性質沒有明顯影響，但骨材種類對混凝土高溫熱性質有顯著影響，此外石灰質骨材 HSC 柱表現出較矽質骨材 HSC 較佳之耐火性。林銅柱(1995)於「高性能混凝土耐火性能之探討」探討過以下實驗，混凝土試體在管狀爐加溫過程中受軸向壓力試體與未受軸向壓力試體，在加溫過程中有其差別如圖 1-1 所示，在溫度 800 °C 及軸壓力 0.2 時，試體中心升溫曲線比未施加壓力之試體有偏高的趨勢，且在試體中心達到最高溫度時所需加溫延時有縮短的現象。文獻推測施加軸向壓力，混凝土會因壓密作用使混凝土的熱傳導速率有增快的趨勢，可知混凝土加載與否會影響其熱傳性質。圖圖圖 圖 1-1 軸壓力軸壓力軸壓力 0.2軸壓力高性能混凝土試體中心升溫曲線之影響高性能混凝土試體中心升溫曲線之影響高性能混凝土試體中心升溫曲線之影響高性能混凝土試體中心升溫曲線之影響 (資料來源：林銅柱 1995)

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6 陳舜田、沈進發等人(1999)參考國外火害災後安全評估文獻並整理台科大歷年火害相關研究，提出火害後混凝土結構物安全評估程序，其中將評估模式分為初勘、複勘與結構安全鑑定三階段。初勘主要內容為混凝土受高溫後外觀變化，包括混凝土表面顏色變化、混凝土表面裂縫與爆裂情況、混凝土剝落及鋼筋外露情況用以初步判斷混凝土結構物的安全性。危時秀(2003)探討普通混凝土之熱傳性質，實驗參數為粗骨材含量、水灰比及含水量。其中粗骨材用量有三種：正常用量、相對於正常用量增加 20%、增加 40%。水灰比變化有兩種 w/c=0.4、w/c=0.5。以及試體三種含水量：烘乾、氣乾、飽和。試驗所使用的試體為長方形試體。以單面加熱進行熱傳試驗，升溫速率為 5 °C/min ，加熱溫度分別由常溫 25 °C 至爐溫 800 °C。實驗量測溫度配合傅立葉熱傳導公式求得熱傳導係數。結果顯示增加粗骨材含量與含水量會增加熱傳導係數，增加水灰比則會降低熱傳導係數。肆肆肆肆、、、、火害下柱構件溫度分析火害下柱構件溫度分析火害下柱構件溫度分析火害下柱構件溫度分析 Lie (1994) 以有限差分法計算圓形柱的斷面溫度分佈、軸向變形能力和防火時效，將圓柱以徑向分層的方式，根據能量守恆並代入石灰質骨材混凝土及鋼材之高溫熱性質，並考慮混凝土內部水分對斷面溫度之影響。分析模擬結果和實驗量測數據作比較，得到吻合的結果。 Huang 等人(2008)以數值分析模擬包覆 I 型 SRC 柱斷面溫度分佈，試體以 ISO 834 升溫曲線四面受火，使用 SAFIR 進行斷面 2 維斷面溫度分佈預測，鋼材與混凝土的熱性質採用 Eurocode 4，溫度分佈分析結果大致與實驗結果吻合。 Yu 等人(2007)以實驗與分析研究 SRC 柱構件火害下行為，發展出一個程序用以預測斷面的溫度分佈與極限強度，結合有限元素及有限差分法分析溫度分佈，實驗測得的溫度大致與分析值吻合。徐瑞祥等人(2004)以有限差分法之熱傳導理論，模擬受火害後之混凝土梁斷面溫度分佈；引入熱傳學中塊狀系統(Lumped system)觀念分析，能合理和偏安全的計算應用於各種火場升溫、不同火害延時和不同受火面之計算試體斷面溫度分

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7 佈。張雲妃(2006)以有限差分近似值代換熱傳方程式偏導數，再利用 Peaceman & Rachford 提出的交替方向隱含法進行求解，可預測鋼筋混凝土斷面在同一時刻、四面環境溫度不一致之條件下各點溫度，與火害後最高溫度。文中鋼筋混凝土柱假設鋼筋量多寡對柱斷面的溫度分佈並無影響，因此在分析鋼筋混凝土內部溫度分佈時將構件視為純混凝土構造。賴政忠(2006)以有限分析軟體 ANSYS 模擬鋼筋混凝土梁柱試體斷面溫度分佈，採用 ISO 834 標準升溫曲線四面受火，高溫熱傳係數及比熱分別採用 Ellinwood 與 Lin 的建議值及 Eurocode 2 與文獻數據比較，結果顯示以 ANSYS 輸入 Eurocode 2 的熱性質建議值可得到可靠的斷面溫度分佈。

黃彰斌(2006)以數值分析模擬鋼筋混凝土梁受火害時之溫度分佈與殘餘強度，分析主要採用熱傳學塊狀系統的概念，將斷面分割成塊狀單元，這些塊狀單元假設為均溫沒有溫度梯度存在，以單元中心點之溫度及力學性質代表該單元，引入初始條件與邊界條件後，將火害延時 2 小時及 3 小時梁斷面溫度和同尺寸純混凝土 Lin and Abrams (1985)實驗比較，3 面受火梁的溫度分佈分析結果大致與實驗結果吻合。楊華等人(2010)以有限元素分析模擬矩形鋼管混凝土柱於四面和單面火害下之溫度場分析，由研究成果得知單面受火將影響構件力學行為，其可分為材料損傷所引起偏心效應與熱膨脹變形產生撓曲行為，此兩種行為皆會造成試體耐火能力降低。對於材料損傷引起偏心效應乃因斷面溫度呈單對稱型式，使試體強度折減也呈單對稱，造成斷面合力中心偏移，進而形成附加偏心距；對於熱膨脹產生撓度變形為受火面之材料熱膨脹變形較非受火面大，不一致之熱膨脹能力將造成試體產生撓度變形。伍伍伍伍、、、、火害下柱構件實驗火害下柱構件實驗火害下柱構件實驗火害下柱構件實驗 Ellobody 與 Young (2010)建立非線性三維有限元素模型來分析 SRC 柱受火害下之行為，非線性高溫材料性質之變化考慮鋼材、混凝土、縱向及橫向鋼筋，並分別以不同斷面尺寸、型鋼斷面、粗骨材、載重比為實驗參數，進行加載柱之火

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8 害試驗，以有限元素分析模型可精準預測柱火害下之行為。結果顯示減少細長比或增加內部斷面鋼骨面積可延長 SRC 柱之防火時效，而位移於火害下之歷時關係與混凝土粗骨材有關。並將分析結果與 Eurocode 4 做比較，結果顯示 Eurocode 4 預測之防火時效較保守。 Huang (2008)等人以數值分析研究包覆 I 型 SRC 柱之防火時效，探討斷面尺寸和載重比對於柱防火時效之影響，分成 4 組方形斷面來探討，每一組分別承受四種載重比：0.2、0.3、0.4 和 0.5。數值分析結果顯示高載重比下，斷面尺寸小柱耐火性能較差，為了確保分析模型可靠性，進行實驗佐證。斷面溫度分佈和結構行為的分析結果和實驗一致。柱防火時效經由 Eurocode 4 Part 1.2 來預測，結果顯示 Eurocode 4 和有限元素分析結果相當吻合。

Mao 與 Kodur (2011)等人實驗 CES (concrete encased steel)柱之耐火性能，實驗參數考慮柱尺寸大小、受火面、載重比、載重偏心。結果顯示柱試體於 3 面受火較 4 面受火有較高之防火時效；載重比、載重偏心對也有顯著地影響。對照實驗結果及 Eurocode 4、ASCE29 及 Zheng 與 Han (2006)提出的防火時效公式，結果顯示現行規範並不保守。

Raut and Kodur (2011)等人以實驗研究 6 支 RC 柱之防火時效，實驗參數包含混凝土強度、升溫曲線、載重比和聚合纖維添加量。分析與實驗結果用於比較高強度混凝土(HSC)柱和普通強度混凝土(NSC)柱之耐火性能；實驗結果顯示 HSC 柱表現較 NSC 柱低之防火時效，並指出添加聚合纖維於混凝土內有助減少柱試體之爆裂行為提升防火時效。林草英(2000) 研究雙 H 型鋼骨鋼筋混凝土柱火害後之強度評估，在不同混凝土強度、保護層厚度及火害時程下，柱體內部斷面溫度分佈情況，探討對殘餘強度之影響。試驗結果顯示保護層厚度與火害時程對柱體殘餘強度有密切關係，混凝土強度對其強度折減所造成的差異較小。王天志(2002)以實尺寸高性能混凝土柱進行火害試驗，探討高性能混凝土柱於高溫下的力學性質與熱學性質。發現偏心載重無法模擬實際火場建築物的行為，且混凝土含水量越高，越容易發生爆裂，降低柱之防火時效。文獻並建立數

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第二章

鋼材與混凝土材料之高溫性質

第一節

材料高溫試驗方法

火害中斷面溫度之分佈與材料之熱傳導係數及比熱有重大關聯，回顧國外文獻與規範中，鋼材與混凝土高溫材料性質相關測試方法。材料之熱傳導係數、比熱等試驗儀器主要使用示差掃描熱量分析儀 (Differential Scanning Calorimeter, DSC)以及 Hot Disk 熱傳導分析儀。示差掃描熱量分析儀，如圖 2-1 所示，可量測試料反應型態（相變化）作為判斷材料的熔解溫度、熔解熱、玻璃轉移溫度、結晶化、硬化、比熱測量、酸化氧化誘導時間等材料特性的依據。可量測之溫度範圍在-170°C～725°C 之間。

Hot Disk 熱傳導分析儀則採用先進的瞬變平面熱源法 (Transient Plane Source Method)，可在數秒內完成熱傳導率(Thermal Conductivity)、熱擴散率 (Thermal Diffusivity)和比熱(Heat Capacity)的測試，且不會受到接觸電阻的影響。其量測範圍為 0.005~500W/mK，量測溫度範圍為 10K~1000K (-196°C ~ 700°C)。圖圖圖 圖 2-1 示差掃描熱量分析儀示差掃描熱量分析儀示差掃描熱量分析儀(DSC) 示差掃描熱量分析儀 (資料來源：先馳精密儀器股份有限公司) 壹壹壹壹、、、、混凝土材料高溫性質試驗混凝土材料高溫性質試驗混凝土材料高溫性質試驗混凝土材料高溫性質試驗 熱傳導與比熱為混凝土高溫下重要性質，試驗方法可參考 ISO/TR 15655

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(2003)內所述。在高溫時混凝土將有化學性質與物理性質改變，如水氣損失、脫水、脫碳、晶相改變等。此些變化將對混凝土於高溫下的熱性質與機械性質有極大的影響，故在試驗上以暫態加熱狀態(Transient heating condition)較適合的。

混凝土比熱混凝土比熱混凝土比熱 混凝土比熱 因混凝土為熱的不良導體，ISO/TR15655 建議試驗時加熱速率在 0.5 °C /min，到 10 °C/min 的範圍，且最高溫度為 1000°C。在國際標準上比熱的測定採示差掃描熱量分析儀 (Differential scanning calorimeter, DSC)，ISO 11357-1 (2009)內有詳細說明，然限制其應用到約 500°C 的溫度。比熱測試於實驗室的試驗方法則主要有日本與瑞典的研究文獻。混凝土熱傳導混凝土熱傳導混凝土熱傳導 混凝土熱傳導 下列的國家標準可以用於試驗混凝土的熱傳導，各項加熱方法皆基於穩態的加熱狀態(Steady state heating condition)：BS 1902-5.5、BS 1902-5.8、JIS A1412-1、 JIS A1412-2、JIS A1412-3、ISO 8301、ISO 8302 等。

熱傳導於實驗室的試驗為以瞬變平面熱源法(Transient Plane Source, TPS)測定，其方法將導電材料(鎳)作為探頭夾置於兩個樣品之間，置於加熱爐內量測樣品的熱傳導，惟目前此法僅能應用在穩態加熱狀態。貳貳貳貳、、、、鋼材材料高溫性質試驗鋼材材料高溫性質試驗鋼材材料高溫性質試驗鋼材材料高溫性質試驗 金屬材料熱性質之試驗建議於 ISO /TR 15655 標準，加熱速率一般為 1 °C/min 至 50 °C/min，鋼材最高溫度為 1200 °C。比熱比熱比熱比熱對於比熱的測定並無國際標準，但可參考 ISO /TR 11357-1 內以示差掃描熱量分析儀(DSC)測定。實驗室的試驗一般採示差掃描熱量分析儀(DSC)測定，對於鋼材在暫態加熱狀態下加熱速率最高為 10 °C/min。惟鋼材在轉變溫度約 720 °C 以上則不適用。另外試驗方法為 potential drop calorimeter，可用在鋼材溫度高達 1300 °C，相似於電絕熱(electrical adiabatic)的技術，亦以加熱速率 3 °C/min，用以測定鋼材的比

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14 熱。雖然標準尚未建立，但試驗方法已行之多年，可作為制定標準的基礎。熱傳導熱傳導熱傳導 熱傳導 熱傳導的國際標準有 ISO 8301 與 ISO 8302，兩者皆為試驗穩態下的熱性質，實驗室的測定方法則可引用文獻，以量測暫態加熱狀態下的熱傳導。

第二節

鋼材高溫性質

壹壹壹壹、、、、高溫下鋼材之力學性質高溫下鋼材之力學性質高溫下鋼材之力學性質高溫下鋼材之力學性質 鋼材之力學性質包括了降伏強度、抗拉強度、彈性模數以及應力應變曲線等。鋼材的優點為兼具高強度與韌性，缺點是耐火性能不佳，當鋼材溫度到達 500°C 時，彈性模數降為室溫下的六成，溫度到達 600°C 時，降伏強度大幅下降至室溫的一半以下，可見高溫對於鋼材影響相當大。依據 Eurocode 3 之規定，受溫度影響下鋼材力學性質之彈性模數、降伏強度與極限張力強度等，與常溫下力學性質之比值為折減係數。對於國內 SN490B 鋼材和 Eurocode 3 規定之鋼材受溫度影響力學性質之折減係數，如表 2-1 與圖 2-2 所示。其中 SN490B 鋼材之力學性質，採用林子賓(2006)針對各溫度下 SN490B 鋼材應力-應變關係之材料試驗數據。A572 Grade 50 則是依據莊有清(2003)之試驗數據。SM400 則是依據簡承宏(2005)之試驗數據。由表 2-1 與圖 2-2 得知，鋼材溫度在達 500°C 之後，折減係數之折減量增加；鋼材溫度於 800°C 後，折減係數小於 0.1，且曲線斜率減緩。

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15 表表表 表 2-1 比較比較比較 SN 490B、比較、、SM400、、、、A572 Gr.50 與、 與 Eurocode 3 之鋼材受溫與與之鋼材受溫之鋼材受溫度之鋼材受溫度度度影響力學性質折減係數影響力學性質折減係數影響力學性質折減係數影響力學性質折減係數 溫度 (°C) EC 3 SN 490B A572 Grade 50 SM400 EC 3 SN 490B A572 Grade 50 SM400 (0.2%offset) EC 3 SN 490B A572 Grade 50 SM400 20 1.00 1.00 1.000 1.00 1.00 1.00 1.000 1.00 1.25 1.52 1.304 − 100 1.00 0.83 − − 1.00 0.92 − − 1.25 1.37 − − 200 0.90 0.80 0.916 0.94 1.00 0.84 0.956 1.00 1.25 1.46 1.482 − 300 0.80 0.71 0.824 0.89 1.00 0.72 0.772 0.71 1.25 1.48 1.477 − 400 0.70 0.72 0.853 0.72 1.00 0.67 0.696 0.65 1.00 1.32 1.211 − 500 0.60 0.54 0.675 0.57 0.78 0.58 0.631 0.56 0.78 0.92 0.948 − 600 0.31 0.33 0.575 0.37 0.47 0.39 0.389 0.33 0.47 0.48 0.567 − 700 0.13 0.26 0.400 0.24 0.23 0.17 0.201 0.16 0.23 0.20 0.281 − 800 0.09 0.12 − 0.05 0.11 0.09 − 0.08 0.11 0.15 − − 900 0.0675 − − − 0.06 − − − 0.06 − − − 1000 0.0450 − − − 0.04 − − − 0.04 − − − 1100 0.0225 − − − 0.02 − − − 0.02 − − − 註：相對於之切線模數折減係數。

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為相對於之極限張力折減係數。

EC 3為 Eurocode 3 建議鋼材受溫影響之力學性質折減係數。

SN 490B為依據林子賓(2006)之試驗數據。A572 Grade 50 為依據莊有清(2003)之試驗數據。SM 400 為依據簡承宏(2005)之試驗數據。

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17 圖圖圖 圖 2-2 Eurocode 3 高溫下高溫下高溫下高溫下鋼材之力學性質折減係數鋼材之力學性質折減係數鋼材之力學性質折減係數鋼材之力學性質折減係數 (資料來源：Eurocode 3) 鋼材在高溫下之應力應變關係有歐洲規範可比對，Eurocode 3 高溫下之鋼材強度與變形性質在每分鐘 2 至 50K 加熱速率之情形下所得之應力應變關係，如圖 2-3 所示。圖圖圖 圖 2-3 Eurocode 3 高溫下高溫下高溫下高溫下鋼材之應力應變關係鋼材之應力應變關係鋼材之應力應變關係鋼材之應力應變關係 (資料來源：Eurocode 3) Eurocode 2 於熱軋鋼筋在高溫下之應力應變關係如圖 2-4 所示。

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18 圖圖圖 圖 2-4 Eurocode 2 高溫下高溫下高溫下高溫下熱軋鋼筋之應力應變關係熱軋鋼筋之應力應變關係熱軋鋼筋之應力應變關係熱軋鋼筋之應力應變關係 (資料來源：Eurocode 2) 貳貳貳貳、、、、熱傳導熱傳導熱傳導熱傳導 熱傳導(Thermal conductivity)為物質傳導熱能之性能，而隨溫度變化，其熱傳導也隨之不同，如圖 2-5 所示。Eurocode 3 訂出鋼材熱傳導係數(W/m °C)，如公式(2-1)至(2-2)所示。 C 800 T 20≤ ≤ ° k_s=54−3.33×10−2 (2-1) C 1200 T 800≤ ≤ ° k_s =27.3 (2-2) 美國土木工程師學會 ASCE (1992)於鋼材隨溫度變化下熱傳導係數之建議公式，如公式(2-3)至(2-4)所示。 C 900 T 20≤ ≤ ° k_s =−0.022T+48 (2-3) C 1200 T 900≤ ≤ ° k_s=28.2 (2-4)

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19 T h e rm al con d u ct iv it y (W/ m K ) 圖圖圖 圖 2-5 高溫下高溫下高溫下高溫下鋼材之熱傳導係數比較鋼材之熱傳導係數比較鋼材之熱傳導係數比較鋼材之熱傳導係數比較 (資料來源：本研究整理) 參參參參、、、、比熱比熱比熱比熱比熱(Specific heat)的定義為單位物質升高 1°C 所需之熱能，隨溫度變化下鋼材之比熱(J/kg K)如圖 2-6 所示，可知當溫度約 750°C 時鋼材比熱突然升高。依據 Eurocode 3 規定，鋼材之比熱可由公式(2-5)至(2-8)計算。 C 600 T 20≤ ≤ ° c_s=425+7.73×10−1T−1.69×10−3T2 3 6 T 10 22 . 2 × − + (2-5) C 735 T 600≤ ≤ ° T 738 13002 666 c_s − + = (2-6) C 900 T 735≤ ≤ ° 731 T 17820 545 c_s − + = (2-7) C 1200 T 900≤ ≤ ° c_s =650 (2-8) 美國土木工程師學會 ASCE (1992)於鋼材隨溫度變化下比熱之建議公式，如公式(2-9)至(2-12)所示。

(32)

20 C 650 T 20≤ ≤ ° 6 s s 10 3 . 3 T 004 . 0 c _×       ρ + × = (2-9) C 725 T 650≤ ≤ ° 6 s s 10 3 . 38 T 068 . 0 c _×       ρ − × = (2-10) C 800 T 725≤ ≤ ° 6 s s 10 35 . 73 T 086 . 0 c _×       ρ + × − = (2-11) C 1200 T 900≤ ≤ ° 6 s s 10 55 . 4 c × ρ = (2-12) 其中為鋼材的密度，依 Eurocode 3 規定，鋼材密度為 7850 kg/m3_。 0 200 400 600 800 1000 1200 Temperature ( C) 0 1000 2000 3000 4000 5000 ASCE Eurocode 圖圖圖 圖 2-6 高溫下高溫下高溫下高溫下鋼材之比熱鋼材之比熱鋼材之比熱鋼材之比熱 (資料來源：本研究整理) 由圖 2-6 可知，在約 750°C 時，會有一峰值出現，其原因是原子排列方式由面心立方堆積轉變為體心立方堆積，此為吸能反應 Kodur (2010)。ASCE 與 Eurocode 3，在 700°C 以下相差不大，而於 750°C 的峰值有明顯差異，於 800°C 以上則大致吻合。肆肆肆肆、、、、熱膨脹熱膨脹熱膨脹熱膨脹 熱伸長(Thermal elongation)定義為材料溫度每上升 1°C，造成材料之伸長，

(33)

21 可由熱膨脹係數乘上溫度差值求得。鋼材隨溫度變化下之熱伸長如圖 2-7 所示。 Touloukian et al. (1977)以三階多項式計算鋼熱膨脹係數，如公式(2-13)所示。

( )

3 3 2 2 1 0 T T T T =α +α +α +α α (2-13)

( )

1 6 0 7.3633 10 C − − ° × = α

( )

2 8 1 1.8723 10 C − − _° × = α

( )

3 12 2 9.8382 10 C − − _° × − = α

( )

4 16 3 1.6718 10 C − − ° × = α

( )

T T L / L =α ×∆ ∆ (2-14) 根據 Eurocode 4 規定，熱伸長可由公式(2-15)至(2-17)計算。 C 750 T 20≤ ≤ ° ∆L/L=−2.416×10−4+1.2×10−5T 2 8 T 10 4 . 0 × − + (2-15) C 860 T 750≤ ≤ ° ∆L/L=11×10-3 (2-16) C 1200 T 860≤ ≤ ° ∆L/L=-6.2×10-3+2×10-5T (2-17)

(34)

22 圖圖圖 圖 2-7 高溫下高溫下高溫下高溫下鋼材之熱伸長比較鋼材之熱伸長比較鋼材之熱伸長比較鋼材之熱伸長比較 (資料來源：本研究整理)

第三節

混凝土高溫性質

壹壹壹壹、、、、抗壓強度抗壓強度抗壓強度抗壓強度 根據 Eurocode 4 規定，常重混凝土之受溫度影響的抗壓強度與常溫抗壓強度 ( f_c)之比值為折減係數，其折減係數(k_c_,_T)如表 2-2 與圖 2-8 所示。由表 2-2 得知受溫度影響之抗壓強度與抗壓應變相互對應數據。

(35)

23 表表表 表 2-2 Eurocode 4 高溫下混凝土抗壓強度折減與對應之應變高溫下混凝土抗壓強度折減與對應之應變高溫下混凝土抗壓強度折減與對應之應變 高溫下混凝土抗壓強度折減與對應之應變混凝土溫度T_c[ C° ] kc,T = fc,T / fc 3 ,T

×

10

cu

ε

20 1.00 2.5 100 1.00 4 200 0.95 5.5 300 0.85 7 400 0.75 10 500 0.60 15 600 0.45 25 700 0.30 25 800 0.15 25 900 0.08 25 1000 0.04 25 1100 0.01 25 1200 0 − (資料來源：本研究整理) 0 400 800 1200 Temperature (oC) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 R ed u ct io n f a ct o r 圖圖圖 圖 2-8 Eurocode 4 高溫下高溫下高溫下高溫下混凝土之抗壓強度折減係數混凝土之抗壓強度折減係數混凝土之抗壓強度折減係數混凝土之抗壓強度折減係數 (資料來源：本研究整理)

(36)

24 壹壹壹壹、、、、彈性模數彈性模數彈性模數彈性模數 Li 與 Purkiss (2005)建議混凝土在不同溫度下彈性模數 E(T)與常溫下彈性模數 E0之比值，如圖 2-9 所示，計算如下。 C 60 T≤ ° E(T)=E₀ (2-18) C 800 T 60< ≤ ° E0 740 T 800 ) T ( E = − (2-19) 其中 E(T)為混凝土高溫下彈性模數，E0為混凝土常溫下彈性模數。 Eurocode 2 訂出混凝土在不同溫度下抗壓、抗拉強度與常溫下抗壓、抗拉強度之比值，如表 2-3 與圖 2-9、圖 2-10 所示。當溫度到達 600℃時，混凝土的彈性模數與抗壓強度都降至常溫的一半以下，溫度對於混凝土強度影響甚鉅。

(37)

25 表表表 表 2-3 高溫下混凝土之力學性質折減係數高溫下混凝土之力學性質折減係數高溫下混凝土之力學性質折減係數高溫下混凝土之力學性質折減係數 在 θa溫度相對於 20°C 之抗壓強度 fc、抗拉強度 ft 或彈性係數 Ea之折減係數 混凝土溫度 Ta 抗壓強度折減係數 (相對於 fc) y T y T y

f

K

_,

=

_, 抗拉強度折減係數 (相對於 ft) y T p T p

f

K

_,

=

_, 彈性模數折減係數 (相對於 E0) a T a T E

E

K

_,

=

_, 20°C 1.00 1.00 1.00 100°C 1.00 1.00 1.00 200°C 0.95 0.80 0.95 300°C 0.85 0.60 0.81 400°C 0.75 0.40 0.68 500°C 0.60 0.20 0.54 600°C 0.45 0.00 0.41 700°C 0.30 0.00 0.27 800°C 0.15 0.00 0.14 900°C 0.08 0.00 0.00 1000°C 0.04 0.00 0.00 註：可由線性內插求得介於混凝土溫度間之值。 (資料來源：本研究整理)

(38)

26 0 200 400 600 800 Temperature (o_C) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 R ed u ct io n o f in it ia l ta n g en t m o d u lu s , E /E 0 圖圖圖 圖 2-9 Li and Purkiss 高溫下高溫下高溫下混凝土之彈性模數折減係數高溫下混凝土之彈性模數折減係數混凝土之彈性模數折減係數 混凝土之彈性模數折減係數

(資料來源：Li and Purkiss 2005)

圖圖圖

圖 2-10 Eurocode 2 高溫下高溫下高溫下混凝土之力學性質折減係數高溫下混凝土之力學性質折減係數混凝土之力學性質折減係數 混凝土之力學性質折減係數

(39)

27 貳貳貳貳、、、、熱傳導熱傳導熱傳導熱傳導 根據 Eurocode 4 規定，受溫度影響之常重混凝土熱傳導(kc)乃由上、下限值決定，其分別為公式(2-20)與(2-21)，亦如圖 2-11 顯示；如以簡易計算時，熱傳導則取 1.6 W/m K。 20≤T_c≤1200°C 2 c c c 2 0.2451(T /100) 0.0107(T /100) k = − + (2-20) 20≤T_c≤1200°C 2 c c c 1.36 0.136(T /100) 0.0057(T /100) k = − + (2-21) 圖圖圖 圖 2-11 Eurocode 4 高溫下高溫下高溫下高溫下混凝土之熱傳導係數上下限混凝土之熱傳導係數上下限混凝土之熱傳導係數上下限混凝土之熱傳導係數上下限 (資料來源：本研究整理) 根據 Harmathy (1973)建議的混凝土熱傳導公式(W/m°C)。 C 800 T C 0° ≤ ≤ ° 5 . 1 T 000625 . 0 k=− + (2-22) C 800 T> ° 1 k = (2-23) 根據 Ellingwood (1980)等人建議的混凝土熱傳導公式(W/m K)。

(40)

28 C 300 T C 0° < ≤ ° 100 / T 62 . 0 81 . 1 ) T ( k_c = − (2-24) C 800 T C 300° < ≤ ° 500 / T 60 . 0 55 . 1 ) T ( k_c = − (2-25) C 1500 T C 800° < ≤ ° 700 / T 20 . 0 81857 . 0 ) T ( k_c = − (2-26) Eurocode 2 訂出混凝土熱傳導係數，計算公式如下(W/m K)。 C 1200 T C 20° < ≤ °

( )

(

)

2 c 2 0.2451T 0.0107T100 k = − + (2-27) 其中k_c為混凝土的熱傳導係數。 Eurocode 2 訂出矽質骨材混凝土熱傳導係數，計算公式如下(W/m K)。 C 1200 T C 20° < ≤ °

( )

(

)

2 c 2 0.24T /120 0.012T/120 k = − + Eurocode 2 訂出石灰質骨材混凝土熱傳導係數，計算公式如下(W/m K)。

( )

(

)

2 c 1.6 0.16T /120 0.008T/120 k = − + 根據 Kodur (2003)等人建議的高強度混凝土熱傳公式。其中依混凝土骨材的不同又分為矽質骨材混凝土(Siliceous aggregate concrete)與石灰質骨材混凝土 (Carbonate aggregate concrete)。見圖 2-14 所示，兩者均隨溫度增加而遞減，矽質骨材混凝土有較石灰質骨材混凝土高的熱傳導係數，300°C 以後石灰質骨材混凝土之熱傳導係數下降較快。 1. 矽質骨材混凝土熱傳 C 1000 T C 0° < ≤ ° T 0011 . 0 00 . 2 k= − (2-28) 2. 石灰質骨材混凝土熱傳

(41)

29 C 300 T C 0° < ≤ ° T 0013 . 0 00 . 2 k= − (2-29) C 1000 T C 300° < ≤ ° T 0020 . 0 21 . 2 k= − (2-30) 圖圖圖 圖 2-12 高溫下普通高溫下普通高溫下普通高溫下普通混凝土之熱傳導係數混凝土之熱傳導係數混凝土之熱傳導係數混凝土之熱傳導係數 (資料來源：本研究整理) 由圖 2-12 所示，可知 Ellingwood 所提供的高溫混凝土熱傳導公式和 Eurocode 2 有相近的趨勢，熱傳導係數皆隨溫度增加而遞減，但 Eurocode 2 建議之熱傳導係數較 Ellingwood 高。

(42)

30 圖圖圖 圖 2-13 Eurocode 2 高溫下高溫下高溫下混凝土之熱傳導係數高溫下混凝土之熱傳導係數混凝土之熱傳導係數 混凝土之熱傳導係數 (資料來源：本研究整理) 由圖 2-13 可知 Eurocode 2 常重混凝土高溫熱傳公式和矽質骨材混凝土高溫熱傳公式有相近的趨勢，兩者均隨溫度遞減，但矽質骨材混凝土的熱傳係數較常重混凝土高；石灰質骨材混凝土則幾乎維持為定值。圖圖圖 圖 2-14 Kodur 高溫下高溫下高溫下高溫下高強度混凝土之熱傳係數比較高強度混凝土之熱傳係數比較高強度混凝土之熱傳係數比較高強度混凝土之熱傳係數比較 (資料來源：本研究整理)

(43)

31 參參參參、、、、比熱比熱比熱比熱對於常重混凝土之比熱(cc)依照 Eurocode 4。若以簡易計算方法時，比熱取 1000 J/kg K；或以公式(2-31)至(2-34)計算不同溫度範圍下之比熱參數；或以公式 (2-35)計算隨溫度變化之比熱近似值，如圖 2-15 所示。然而當溫度介於 100 至 200°C 之間，混凝土濕度會影響比熱，使其產生尖峰值。 (1) 條件計算︰ 20≤ T≤100°C c_c=900 (2-31) 100< T≤200°C c_c =900+

(

T−100

)

(2-32) 200< T≤400°C c_c =1000+

(

T−200

)

2 (2-33) 400< T≤1200°C c_c=1100 (2-34) (2) 近似計算︰

(

)

(

)

2 T , c 890 56.2T/100 3.4T100 c = + − (2-35) 0 200 400 600 800 1000 1200 Temperture (oC) 0 200 800 1000 1200 S p ec if ic h ea t (J /k g K ) Simple calculation Dependent conditions Approximate calculation 圖圖圖 圖 2-15 Eurocode 4 高溫下高溫下高溫下混凝土之比熱高溫下混凝土之比熱混凝土之比熱 混凝土之比熱 (資料來源：Eurocode 4) 對於混凝土密度(ρc)依照 Eurocode 4 之規定。常重混凝土於靜態載重下且不考慮溫度影響，其常重純混凝土之密度(ρc,NC)為 2300 kg/m3；若常重混凝土考慮

(44)

32 溫度影響，則以近似公式計算，如公式(2-36)所示。

(

T100

)

47 . 23 2354 ρ_c_,_T = − (2-36) Lie（1994）建議的混凝土高溫熱容量公式 J/(m3) °C。 C 400 T C 0° < ≤ ° 6 c cc =2.566×10 ρ (2-37) C 410 T C 400° < ≤ ° 6 c cc =(0.1765T−68.034)×10 ρ (2-38) C 445 T C 410° < ≤ ° 6 c cc =(−0.05043T+25.00671)×10 ρ (2-39) C 500 T C 445° < ≤ ° 6 c cc =2.566×10 ρ (2-40) C 635 T C 500° < ≤ ° 6 c cc =(0.01603T−5.44881)×10 ρ (2-41) C 715 T C 635° < ≤ ° 6 c cc =(0.16635T−100.90225)×10 ρ (2-42) C 785 T C 715° < ≤ ° 6 c cc =(−0.22103T+176.07343)×10 ρ (2-43) C 785 T> ° 6 c cc =2.566×10 ρ (2-44) Kodur 等人(2003)建議的高強度混凝土高溫熱容量公式 J/(m3) °C。矽質骨材高強度混凝土熱容量 C 200 T C 0° < ≤ ° 6 c cc =(0.005T+1.70)×10 ρ (2-45)

(45)

33 C 400 T C 200° < ≤ ° 6 c cc =2.7×10 ρ (2-46) C 500 T C 400° < ≤ ° 6 c cc =(0.0013T−2.5)×10 ρ (2-47) C 600 T C 500° < ≤ ° 6 c cc =(−0.0013T+10.5)×10 ρ (2-48) C 1000 T C 600° < ≤ ° 6 c cc =2.70×10 ρ (2-49) 石灰質骨材高強度混凝土熱容量 C 400 T C 0° < ≤ ° 6 c cc =2.45×10 ρ (2-50) C 475 T C 400° ≤ ≤ ° 6 c cc =(−0.0260T+12.850)×10 ρ (2-51) C 650 T C 475° ≤ ≤ ° 6 c cc =(0.0143T−6.295)×10 ρ (2-52) C 735 T C 650° ≤ ≤ ° 6 c cc =(0.1894T−120.11)×10 ρ (2-53) C 800 T C 735° ≤ ≤ ° 6 c cc =(−0.2630T+212.40)×10 ρ (2-54) C 1000 T C 800° ≤ ≤ ° 6 c cc =2×10 ρ (2-55) Kodur（2003）等人提出高強度混凝土高溫熱容量公式，對於石灰質骨材混凝土，根據 Kodur 的研究，如圖 2-16 所示，在 150°C 到 400°C 之間會有一尖峰

(46)

34 值；然而對於矽質骨材混凝土則是在於 500°C 時有一尖峰值。根據 Lie(1972)的研究認為第一個上昇是由於混凝土孔隙水的氣化，第二個峰值是由於水泥砂漿內結晶水氣化；在此溫度範圍大部份的熱能用於水氣化。矽質骨材混凝土由於含有大量的石英，在大約 573°C 時產生晶相轉換，使熱容量有明顯地上昇。高強度混凝土比熱和普通強度混凝土相似；但超過 600°C 後，也受到水泥砂漿與骨材性質的影響。石灰質骨材混凝土超過 600°C 後，此時石灰質骨材熱容量為矽質骨材混凝土熱容量十倍，延緩溫度的上升，這使得石灰質骨材混凝土較矽質骨材混凝土不容易產生爆裂的現象。圖圖圖 圖 2-16 高溫下高溫下高溫下高強度混凝土之熱容量比較高溫下高強度混凝土之熱容量比較高強度混凝土之熱容量比較 高強度混凝土之熱容量比較 (資料來源：本研究整理) 如圖 2-16 所示，Kodur 所提供的石灰質骨材混凝土高溫熱容量公式與 Lie 研究所提供的高溫熱容量公式趨勢接近，在 400°C 以前維持定值，兩者在皆約略 750°C 時有明顯的突峰值。肆肆肆肆、、、、熱膨脹熱膨脹熱膨脹熱膨脹 依 Eurocode 4 規定，簡易計算常重混凝土熱伸長率為 18×10-6(Tc-20)；受溫度影響，各溫度階段伸長率可由公式(2-56)與(2-57)計算。

(47)

35 C 700 C 20° ≤Τ_c≤ ° 3 c 11 c 6 4 T 10 3 . 2 T 10 9 10 8 . 1 L / L =− × − + × − + × − ∆ (2-56) C 1200 C 700° ≤Τ_c ≤ ° 3 10 14 L / L = × − ∆ (2-57) Lie (1994)研究建議混凝土在高溫下熱膨脹係數公式，計算公式如下。

(

0.008T 6

)

106m/(mC) c = + × ° α − (2-58) 其中α_c為混凝土的熱膨脹係數(m/m°C)。 Kodur 等人（2003）研究提出高強度混凝土高溫下熱膨脹係數公式。矽質骨材高強度混凝土(m/m°C) C 450 T C 0° ≤ ≤ ° T 000011 . 0 0002 . 0 c =− + α (2-59) C 650 T C 450° ≤ ≤ ° T 000036 . 0 0115 . 0 c =− + α (2-60) C 1000 T C 650° ≤ ≤ ° 0119 . 0 c = α (2-61) 石灰質骨材高強度混凝土 C 450 T C 0° ≤ ≤ ° T 000008 . 0 0002 . 0 c=− + α (2-62) C 920 T C 450° ≤ ≤ ° T 000021 . 0 0061 . 0 c=− + α (2-63) C 1000 T C 920° ≤ ≤ ° T 000012 . 0 0242 . 0 c= − α (2-64) 由圖 2-17 比較 Kodur 建議的高溫高強度混凝土熱膨脹係數公式，兩種不同

(48)

36 骨材混凝土的熱膨脹趨勢相當接近，800°C 以前矽質骨材高強度混凝土較石灰質骨材高的熱膨脹係數。骨材的種類對混凝土熱膨脹有極大的影響，對矽質骨材混凝土而言，熱膨脹隨著溫度增加，到 700°C 後維持定值；對石灰質骨材高強度混凝土，過了 500°C 後熱膨脹急遽地升高；超過 800°C 後由於碳酸鹽熱解成二氧化碳，混凝土收縮，熱膨脹稍為下降。 0 200 400 600 800 1000 Temperature (oC) 0 0.004 0.008 0.012 0.016 0.02 T h er m a l ex p a n si o n ( m /m oC ) Kodur carbonate HSC (2003) Kodur siliceous HSC (2003) 圖圖圖 圖 2-17 Kodur 高溫下高溫下高溫下高溫下高強度混凝土之熱膨脹係數高強度混凝土之熱膨脹係數高強度混凝土之熱膨脹係數高強度混凝土之熱膨脹係數 (資料來源：本研究整理)

(49)

37

第三章

鋼骨鋼筋混凝

鋼骨鋼筋混凝土

土

土柱

柱

柱斷面溫度分佈之實驗

斷面溫度分佈之實驗

SRC 斷面溫度場之分佈差異易造成不對稱之結構變形，使結構提早產生破壞，因此本章採用實驗與分析方法探討 SRC 斷面溫度之分佈，以供未來防火設計所需。

第一節

試驗規劃

本計劃目的在於利用實驗了解鋼骨鋼筋混凝土柱受火害下之斷面溫度分佈，設計柱試體將根據「鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說」設計，對於模擬火災高溫情況，則依據 CNS 12514「建築物構造部分耐火試驗法」之相關規定，規劃 5 小時(加溫爐最大限)高溫試驗進行研究。試驗參數模擬火場內不同位置之柱構件受熱情形(邊柱、中間柱)，如圖 3-1 所示；此外尚有柱之斷面形狀(矩形、圓形)及混凝土強度(普通強度混凝土、高強度混凝土)。 (a) 三面受火三面受火三面受火(邊柱三面受火邊柱邊柱) 邊柱

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

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中華民國

100 年 12

月

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

鋼骨鋼筋混凝土高溫材料性質之研究

受委託者 ：國立交通大學

研究主持人：陳誠直 教授

協同主持人：趙文成 教授

研究助理 ：林家毅 黃政勳 林政億

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國 100 年 12 月

目次

目次

目次

目次

表次

表次

表次

表次

圖次

圖次

圖次

圖次

摘

摘

摘

摘

要

要

要

要

第一章

第一章

第一章

第一章

緒論

緒論

緒論

緒論

第一節

第一節

第一節

第一節

研究緣起與背景

研究緣起與背景

研究緣起與背景

研究緣起與背景

第二節

第二節

第二節

第二節

研究目的

研究目的

研究目的

研究目的

第三節

第三節

第三節

第三節

研究方法

研究方法

研究方法

研究方法

第四節

第四節

第四節

受委託者：國立交通大學

研究主持人：陳誠直教授

協同主持人：趙文成教授

研究助理：林家毅黃政勳林政億