試驗過程
RC柱與基礎接合試驗
3.1 材料試驗
為了解RC柱力學行為特性,首先必須先確定材料之真實強度,因此對於試體所使用的材料,混凝土、無收縮水泥砂漿以及鋼筋,分別做了混凝土圓柱抗壓試驗以及鋼筋拉伸試驗,藉以獲得試體中各項材料之真實強度,以便於分析時使用。混凝土每支試體共有四個混凝土圓柱試塊,分別試驗澆置後1天、7天、28天與試體試驗當日之混凝土強度,本試驗混凝土設計強度為41.2MPa,各試體混凝土強度如表6所示。試體以無收縮水泥砂漿進行套管續接時,製作兩個邊長為5cm之正方體壓力試塊,以試驗無收縮水泥砂漿7天與28天的強度,試驗結果如表7所示。鋼筋拉伸試驗總共試驗了四組,每組兩支鋼筋拉伸試片,分別為11號、10號與6號的主筋,以及4號的箍筋,主筋設計強度為412MPa,箍筋設計強度為275MPa,試驗結果如表8所示。表8中有-R者乃因為試體FRL60於進行試驗前,因為實驗場地之油壓致動器失去控制發生暴衝,造成試體柱身迅速斷裂,故須重新製作一支試體,材料試驗亦需重做導致。
試驗過程
(1)FFH08
試體柱身側位移角(記為θ)為θ為0.01弧度時,柱身開始產生斜45度的剪力裂縫,不過裂縫寬度都很小,到θ為0.02弧度時,柱身靠近基礎面開始出現較大的裂縫,並且有些許剝落的現象,當θ為0.03弧度時,裂縫開始大量延伸,柱身靠近基礎面剝落區域開始往上移,此時柱頂側力已達本試驗之極值。實驗進行到θ為0.05弧度時,柱身底部發生大塊混凝土剝落現象,但是柱身強度卻沒有下降的現象,一直到了θ為0.07弧度時,柱身底部因為混凝土大量剝落造成鋼筋外露,並可看出柱主筋有挫屈現象發生,但是柱身強度仍然沒有下降可知本試體韌性(ductility)相當優良。
(2)FFL08
θ為0.01弧度時,柱身開始產生斜45度的剪力裂縫,到θ為0.015弧度時,剪力裂縫增多並且開始延伸,到θ為0.02弧度時,此時已不再有新的裂縫產生,原本細小的裂縫開始變大。當θ為0.03弧度時,側力已達本試驗之極值。當θ為0.04弧度時,柱身底部混凝土開始出現剝落,裂縫寬度亦開始增大。當θ為0.05弧度時,柱身撓曲裂縫寬度遽增,柱身底部混凝土塊持續剝落。實驗進行到θ為0.06弧度時,聽到兩聲巨響,柱身強度下降,判斷為主筋斷裂,西側柱身大型混凝土塊剝落造成箍筋外露。到了θ為0.07弧度時,又聽到另一聲巨響,柱身強度遽降。
(3)FRL08
θ為0.01弧度時,整個柱身已有許多撓曲裂縫,直到θ為0.03弧度之前,裂縫並沒有明顯地增加,僅是已產生之裂縫寬度增大與延伸而已,此時側力已達本試驗之極值。θ為0.04弧度時,剪力裂縫開始產生,並有少許混凝土塊剝落。到了θ為0.05弧度時,柱身已出現大型混凝土塊欲剝落的現象,直到θ為0.06弧度時,大型混凝土塊剝落並造成箍筋外露,此時柱身強度已有下降的趨勢。最後當θ為0.07弧度第二個迴圈時,鋼筋發生斷裂,使強度急速下降。
(4)FRL60
θ為0.02弧度,柱身底部開始有小塊混凝土剝落,柱身撓曲裂縫鮮少增加與延伸。到了θ為0.03弧度時,柱身強度持續上升,在柱底產生垂直向之裂縫。到了θ為0.05弧度時,柱底部產生大量的垂直裂縫,但柱身強度持續上升,到了θ為0.06弧度時,大型混凝土塊開始剝落,在試體北側與南側開始有些許剪力裂縫產生,此時側力已達本試驗之極值。到了θ為0.07弧度時,柱身強度雖不再上升,但仍維持相同的強度。
頂層RCS梁柱接頭試驗結果與分析
材料試驗
為了解RCS各構件之力學行為特性,首先必須先確定材料之真實強度,混凝土每支試體共有四個混凝土圓柱試塊,分別試驗澆置後1天、7天、28天與試體試驗當日之混凝土強度,本試驗混凝土設計強度為41.2MPa,各試體混凝土強度如表9所示。鋼板方面有鋼梁翼板,鋼梁腹板等不同厚度的鋼板,每種厚度製作兩片金屬拉伸試片,根據CNS國家標準中金屬材料拉伸試驗之規定進行抗拉試驗,試片尺寸採用5號非比例試片,試驗結果如表10所示。
試驗過程
(1)RE
θ為0.01弧度時,交會區出現了第一條剪力裂縫,θ為0.015弧度時,鋼梁翼板石膏漆出現交叉的掉漆現象,顯示鋼梁翼板已開始發生降伏,θ為0.03弧度時,強度出現明顯地掉落,觀察後發現是鋼梁上翼板發生挫屈,但是下翼板則沒有挫屈現象,除了上翼板挫屈之外,亦可觀察出腹板降伏段有往腹板中心延伸的現象, RC柱與交會區的裂縫則沒有增加的現象。到了θ為0.06弧度第一個迴圈時正向力時,上翼板出現裂縫,試體強度開始有下降的趨勢,且聽到鋼板的斷裂聲,整個上翼板因為挫屈扭折的關係,造成由上翼板往腹板整個斷裂,試驗進行至此結束。
(2)RA
θ為0.01弧度時,RC柱裂縫持續延伸,交會區出現多條剪力裂縫。當θ為0.015弧度時,鋼梁翼板出現降伏現象,但RC柱已不再出現新的裂縫,θ為0.03弧度時,鋼梁翼板發生挫屈,此時鋼梁腹板亦有明顯地降伏現象。到了θ為0.06弧度第一迴圈時,鋼梁翼板出現斷裂現象,試體強度下降,試驗進行至此結束。