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一：专 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 制作 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 书包含下列四种格式请学生依照-建国科技大学 建國科技大學 土木 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 系 102學年度畢業專題製作 RC A Study on the Mechanic behaviors of small model beam & column 指導老師 陳明源 製作學生 張高峯99404005 盧正崑99404048 陳婷彙99404013 0 張時釗99404049 黃聰明99404036 中 華 民 國 102 年 12 月 7 日 1 摘要 十九世紀下半世紀,有人發現利用具有高抗拉強度的鋼材補強混凝土,以克服上述混凝土的缺點。而常用的補強鋼材多為具表面竹節的圓形鋼棒,由此構成所謂的鋼筋混凝土(簡稱為 RC),藉由鋼筋良好之抗拉強度來彌補混凝土抗拉強度差的缺點。 本專題乃針對大三修習RC課程有關鋼筋混凝土樑及柱構件之力學行為,實際製作小尺寸試體,經由試驗與觀察構件的破壞情形,進行驗證與討論。 2 目錄 第一章 序言 ...................................................................................................................5 1-1 研究動機與目的 ..............................................................................................5 1-2 研究方法 ..........................................................................................................5 第二章 相關文獻回顧 ...................................................................................................6 2.1受撓曲鋼筋混凝土梁 .......................................................................................6 2.1.1 RC梁受撓曲之力學行為 ......................................................................6 2.1.2鋼筋混凝土梁之極限狀態模式 ............................................................7 2.2受剪力鋼筋混凝土梁 .......................................................................................8 2.2.1無剪力鋼筋混凝土梁之抗剪行為 ........................................................9 2.2.2斜向裂縫 ..............................................................................................10 2.2.3剪力破壞型式 ......................................................................................10 2.2.4無剪力鋼筋混凝土梁之極限剪力強度,V ...................................... 11 c 2.2.5有剪力鋼筋混凝土梁之抗剪機構 ...................................................... 11 2.2.6剪力鋼筋之剪力計算強度,V .......................................................... 11 s 2.3鋼筋混凝土柱 .................................................................................................14 2.3.1 RC柱受軸力載重之力學行為 ............................................................14 2.3.2鋼筋混凝土柱斷面之塑性中心 ..........................................................14 2.3.3軸心壓縮柱之強度P ........................................................................15 n0 2.3.4承受單向偏心軸力柱之破壞模式 ......................................................15 第三章 試驗計畫 .........................................................................................................16 3.1試體規劃 .........................................................................................................16 3.2試體試驗 .........................................................................................................19 第四章 結果與討論 .....................................................................................................24 4.1第一批次試驗結果 .........................................................................................24 4.2第二批次試驗結果 .........................................................................................25 4.3第三批次試驗結果 .........................................................................................26 第五章 結論 .................................................................................................................29 3 參考文獻 .......................................................................................................................30 4 第一章 序言 1-1 研究動機與目的 混凝土基本上係由水泥、細粒料(砂)、粗粒料(石子)與水以適當配比拌和而成,是屬於較脆性的材料。混凝土具有較高的抗壓強度,適合用在主要承受壓力的構材,如柱和拱。但相對地,混凝土具有較小的抗拉強度,致減低其用在斷面全部或部份承受拉力構材上的經濟性。十九世紀下半世紀,有人發現利用具有高抗拉強度的鋼材補強混凝土,以克服上述混凝土的缺點。而常用的補強鋼材多為具表面竹節的圓形鋼棒,由此構成所謂的鋼筋混凝土(簡稱為 RC),藉由鋼筋良好之抗拉強度來彌補混凝土抗拉強度差的缺點。 本專題乃針對三年級RC課程所上的鋼筋混凝土梁及柱結構在力學行為上之變化,而實際去製作試體,經由試驗與觀察結構的破壞形式,進行驗證與討論。 1-2 研究方法 本研究採試體試驗方式進行,並根據試驗紀錄及觀察得到的資料,進行整理分析,其所以採此方式,是基於混凝土為一特異質脆性材料,其力學性質頗為複雜,故以試驗方式,從試驗上來分析箍筋圍束對於梁、柱所造成之影響。 5 第二章 相關文獻回顧 2.1受撓曲鋼筋混凝土梁 承受均佈載重之純混凝土簡支梁,一旦最外(底)緣受到拉應力值達到混凝土所能抵抗之抗拉強度時,此梁將從底緣處開裂,隨即斷裂破壞。相較於純混凝土簡支梁,若於接近梁底緣處配置有鋼筋,則當梁最底緣所承受之拉應力值達到混凝土所能抵抗之抗拉強度時,梁將從底緣開裂,但因近底緣處有鋼筋橫過裂縫,可接替混凝土承擔拉應力,阻止裂縫持續向上發展,此時梁並未發生隨即之斷裂破壞,仍可繼續承受載重,直到頂緣區域之混凝土壓碎而破壞。 2.1.1 RC梁受撓曲之力學行為 梁受載後之行為隨著斷面承受彎矩之增大,約可分成幾個階段,其各階段斷 示,並說明如下, 面對應之應變及應力分布圖詳如圖2.1所 階段1 當梁斷面承受之彎矩M,斷面之開裂彎矩M,此時混凝土最外(底)緣受拉cr 應力f,混凝土之開裂模數f,故斷面尚未開裂。 tr 開裂彎矩M乃指混凝土最外緣受拉應力f達混凝土之開裂模數f時之彎矩大crtr小,可據此值以判別梁斷面是否開裂,即若梁斷面承受之彎矩M,M,則斷面cr未開裂,若M?M,則斷面將發生開裂。 cr 階段2 , 當梁斷面承受之彎矩M開裂彎矩M,斷面將由最外受拉應力緣處產生開cr 裂,此階段材料受到之應力仍在線彈性範圍內。此階段,不計混凝土抗拉強度,僅由鋼筋承擔拉力。可利用轉換斷面觀念,使成為全混凝土之均質斷面,再利用材料力學中之撓曲應力公式f,My/I計算混凝土壓應力f或鋼筋拉應力f,但此cs時之I值係指開裂後轉換斷面對其中性軸之慣性矩I。 cr 6 階段3 隨著梁斷面所承受之彎矩M的增大,斷面持續開裂,混凝土之應力-應變關 ’係進入非線性範圍內,受拉鋼筋之應力f或尚未降伏或已達降伏點,其中,0.45fsc ’,f,f,ε,ε,f可能,或,或,f,即f可能,或,f。 c3cc3cus3ys3y 階段4 當最外受壓緣之混凝土應變ε達其極限應變值ε時,梁將因混凝土破碎而c4cu 發生破壞,此同時之鋼筋拉應力f可能,或,f,將視鋼筋拉應變ε,或,或,s4ys4ε而定,即若ε,εε,則f,Eε,f,若ε?ε,則f,f。其中ε,鋼筋剛ys4ys4ss4ys4ys4yy好降伏時之應變值,即鋼筋達其降伏點時之應變值。 雖然不同試驗顯示,混凝土之最大破碎壓應變可自0.003至0.008(在特殊狀況下,甚至超過0.008),但一般配比與材料之混凝土在極限彎矩時之應變約在0.003至0.004間。所以規範將混凝土最外受壓纖維之極限應變ε規定為0.003。 cu 2.1.2鋼筋混凝土梁之極限狀態模式 梁受撓曲達極限狀態時,依其配置鋼筋量之多寡而有四種模式,(1)平衡應變狀態,(2)拉力控制斷面,(3)壓力控制斷面,(4)壓力-拉力控制過渡斷面。 (1)平衡應變狀態 平衡應變狀態為混凝土之最外受壓纖維達到假設極限應變0.003之同時,最外受拉鋼筋之應變恰達到降伏應變值ε(,f/E)。即圖2.2之ε,0.003,ε,ε, yysc4s4yf,f。 s4y (2)拉力控制斷面 拉力控制斷面為受壓混凝土達到規定極限應變0.003時,最外受拉鋼筋之淨拉應變ε大於或等於0.005。即圖2.2之ε,0.003,ε?0.005,f,f。 tc4s4s4y『淨拉應變ε』定義為不含預力潛變乾縮及溫度效應最外受拉鋼筋之拉應變。 t 拉力控制斷面破壞前可能產生大變形量或裂縫,將有充分之預警。 7 (3)壓力控制斷面 壓力控制斷面為受壓混凝土達到規定極限應變0.003時,最外受拉鋼筋之淨拉應變ε小於或等於壓力控制應變界限。壓力控制應變界限為平衡應變狀態之淨t 拉應變。即圖2.1之ε,0.003,ε,ε, f,Eε,f。若使用規定降伏強度fc4s4ys4ss4yy 2等於4200 kgf/cm之鋼筋或所有預力鋼筋,壓力控制應變界限可設為0.002(4200/2040000,0.00206?0.002)。 壓力控制斷面可能產生欠缺預警之瞬間脆性破壞。 (4)壓力-拉力控制過渡斷面 『壓力-拉力控制過渡斷面』為最外受拉鋼筋之淨拉應變介於『壓力控制應變界限』與『拉力控制應變界限』0.005間之斷面。 就單筋梁而言,其不同斷面極限狀態下之材料應變及應力情況詳如表2.1。 表2.1 單筋梁斷面各極限狀態下之應力及應變 斷面 最外緣混凝土壓應變 最外層拉力筋應變 拉力筋應力 ε ε f cts極限狀態 平衡應變 0.003 ε f yy 拉力控制 0.003 ?0.005 f y 壓力控制 ,ε ,f yy0.003 壓力-拉力 ε,ε,0.005 yt0.003 f y控制過渡 2.2受剪力鋼筋混凝土梁 0 剪力之主要作用是在與剪力作用面成45之斜面上產生拉應力,與彎矩拉應力一起作用,使梁被拉裂以致破壞。斜拉應力導致之梁破壞是無預警而危險的,設計上應防止此情況的發生。規範以設計具韌性破壞之梁為目標,於剪力設計上採用較彎矩設計為大之安全因數,例如剪力之強度折減因數 ,0.75,較拉力控 8 制斷面彎矩之 ,0.9為低,以確保彎矩破壞先於剪力破壞。 2.2.1無剪力鋼筋混凝土梁之抗剪行為 考慮圖2.2所示之RC梁,梁中央1/3跨長之BC段,其剪力為零,僅承受等值彎矩,裂縫在垂直於彎曲拉應力的方向上延伸。梁兩側各1/3跨長之AB、CD段,同時承受剪力及彎矩,裂縫起始方向為垂直方向,但越往上裂縫斜率越小, 0近斷面深度之中央處則成45,在受壓應力區,裂縫漸趨近於水平,於臨界載重值下,該斜向裂縫可能突然延伸至梁受壓應力緣,使梁發生脆性破壞。此斜向裂縫延伸方向之變化,可就各點之應力狀態,利用莫爾圓應力分析所得之主拉應力方向予以確認。 A B C D 剪力圖 彎矩圖 圖2.2 簡支RC梁之斜向裂縫 梁產生斜向開裂後,取如下圖2.2(a)所示之自由體圖,垂直方向上之外加作用剪力V,分別由未裂面受壓區混凝土抗剪力V,撓曲鋼筋綴縫作用(Dowel uc Action)提供之抗剪力V,以及沿斜裂縫面上互鎖作用之抗剪力V所共同承擔。da即主要的抗剪機構為V,V，Va，Vucd P1 C V c V a V dT V=R-P u1 V,V,V,V ucdaR (a) (b) 圖2.2 9 短梁(深梁)受載之拱作用行為,如上圖2.2(b)所示之梁,略去張力區內已開裂之混凝土,將梁視為繫拱,由拉力鋼筋承擔拱軸壓力之水平分量。 深,為載重與支撐分別位於構材之頂面與底面,使壓桿形成於載重及支點之間,且符合,(1)淨跨l,大於4倍,總深,或(2)集中載重作用區與支承面之距,n 小於2倍,總深。 2.2.2斜向裂縫 鋼筋混凝土梁受剪力產生之斜向裂縫可區分為兩種, <1>腹-剪裂縫 發生在剪力大,撓曲彎矩小之斷面,可能由斷面深度之中央處產生斜向裂縫開始,例如簡支承處及連續梁之反曲點上,參見圖3.3。非預力梁中很少發現斜向裂縫發生在撓曲裂縫之前,但常發生在預力結構中的I型梁,其具有較薄腹版和較寬大翼版。試驗結果指出,產生腹-剪裂縫情況下之平均剪應力(V/bd), 'f0.93。 c (a) (b) 圖2.3 (a)腹-剪裂縫 (b)撓-剪裂縫 <2>撓-剪裂縫 發生在彎矩大於開裂彎矩且剪力大之斷面,一般由撓曲裂縫點開始延伸,參 'fc見圖3.3(b)。試驗結果指出,撓-剪裂縫情況下之平均剪應力,0.5,其較腹-剪裂縫情況為小,係因撓曲裂縫減少了可抵抗剪力之斷面積。 2.2.3剪力破壞型式 剪力強度受剪力跨距a/有效深度d之比值的影響,隨a/d的不同而有不同之破壞型式, a/d?1(或跨深比L/d較小),深梁,斜向裂縫,繫拱,錨定破壞、承壓破壞、n 10 撓曲破壞、拱肋破壞。 1,a/d,2.5,短梁,撓剪裂縫,剪拉破壞(錨定破壞)、剪壓破壞。 2.5,a/d,6,中等長度梁 a/d,6,長梁,彎矩最大斷面處破壞,始於拉力筋降伏,終於混凝土壓碎。 2.2.4無剪力鋼筋混凝土梁之極限剪力強度,V c 剪力強度係基於在全部有效斷面bd上之平均剪應力。無剪力鋼筋之構材剪w 力假設由混凝土腹版承受。有剪,鋼筋之構材部分剪,假設由混凝土承受,其餘則由剪,鋼筋承受。,,,有無剪,鋼筋,其混凝土剪,計算強,V皆假設一c樣,且取為造成明顯斜向開,時之剪,。 'fc V,0.53bd cw 2.2.5有剪力鋼筋混凝土梁之抗剪機構 梁之斜向開裂尚未發生前,肋筋並未承受剪力,當斜向開裂發生後,肋筋開始承擔部分剪力。此外,藉由肋筋限制斜向裂縫之長度,可改善梁之行為,因此而增加抵抗剪力之混凝土面積。肋筋藉著將構材繫在一起,亦可以增加梁之延展性。 斷面承受剪力之設計應依據, ΦV?Vnu 式中V為在所考慮斷面上之設計剪力。而V則為依下式計算之剪力計算強度, un V,V，Vncs 其中之V為混凝土之剪力計算強度,V為由剪力鋼筋提供之剪力計算強度。 cs 2.2.6剪力鋼筋之剪力計算強度,Vs 剪力鋼筋為斜向肋筋時 Af，，dsin,，cos,vyt sV, s 11 o α為斜向肋筋與構材縱軸之交角,α?45,f為肋筋之降伏強度,A為剪力ytv鋼筋於s距離內之面積,通常為兩肢斷面積之和。 0剪力鋼筋為垂直肋筋時,即α,90,則 Afd00vytV, , ? cos90,0,sin90,1 ss 垂直肋筋 縱向主筋 圖2.4 垂直肋筋之3D視圖 2 圖2.4所示s間距內之D10(斷面積A,0.713 cm)垂直肋筋的兩肢穿過剪力b 2 開裂面,所以A,2×0.713,1.426 cm。v 剪力鋼筋為一根彎起鋼筋或一組平行鋼筋在距支承點相同距離處彎起時, 'fV,Afsinα?0.80bd,α為彎起鋼筋與構材縱軸之交角。 svywc 剪力鋼筋為多根或多組鋼筋在距支承點不同距離處平行彎起時, ，，sin,，cos,Afdvy sV, s 12 , c2,f f ,c1f c1c3c3c2 N. A. N. A. M N. A. , ,s2f s3f fs2s3, s1s1 階段1 階段2 階段3 , f c4c4 N. A. M , f s4s4 階段4 圖2.1 承受撓曲彎矩M之梁斷面,其各階段對應之應變及應力分布圖 13 2.3鋼筋混凝土柱 柱為承受軸壓力為主之構材,其高度與最小橫向尺寸比值超過3者,短柱,15未支撐高度/斷面最小橫向尺寸3,考慮主要彎矩,忽略次要彎矩(由P-?效,, 應所產生),次要彎矩大小主要彎矩之5%,長柱,未支撐高度/斷面最小橫向尺, 寸,15,需同時考慮主要彎矩和次要彎矩,次要彎矩大小,主要彎矩之5%。 鋼筋混凝土受同心軸,實驗需要極大的,,,受限於實驗設備,所以往往必須製作縮尺試體模型。 2.3.1 RC柱受軸力載重之力學行為 具相同鋼筋量及混凝土斷面之橫箍柱及螺箍柱,兩者之極限強度差不多,但螺箍柱之韌性則較橫箍柱為佳,詳如圖2.2。 載 重 螺箍柱保護層剝離 螺箍柱 橫箍柱 變形(縮短) 圖2.2 螺箍柱與橫箍柱之韌性行為 2.3.2鋼筋混凝土柱斷面之塑性中心 鋼筋混凝土柱斷面之塑性中心乃為斷面軸向力之合力作用點。施加之軸向載重P若通過塑性中心,則斷面將產生均勻應變(壓縮)。若P未通過塑性中心,即nn 有偏心距e(作用軸力與塑性中心之距離),則斷面將同時承受壓力P及彎矩nM(=Pe),並產生不均勻之應變。若斷面(含配筋)對稱,則其塑性中心即等於斷面nn 之形心。 14 2.3.3軸心壓縮柱之強度P n0 ‘‘ P,fA+0.85f(A,A) (1) 或?fA+0.85fA (忽略鋼筋所佔用n0ystcgstystcg之混凝土面積) ‘ fA為鋼筋提供之抗壓力,0.85f(A,A)為混凝土提供之抗壓力。 ystcgst 式(1)亦可表為下式(1a), ‘’ P,0.85fA+(f,0.85f)A (1a) n0cgycst ‘ 0.85fA係假定鋼筋所佔用面積先補滿混凝土之全斷面積混凝土抗壓力,再cg ’’於計算鋼筋提供之抗壓力時,扣除0.85f,即(f,0.85f)A,如此可方便計算各cycst別合力之作用點。實際計算軸心載重強度P時,有時為方便計,而忽略鋼筋佔n0用混凝土面積之影響。 2.3.4承受單向偏心軸力柱之破壞模式 , 承受單向偏心軸力P,即自塑性中心量起之偏心距e0,則柱將同時承受軸n 力P及偏心彎矩M,Pe。隨著偏心距之不同,柱破壞時之(P,M)是多樣組合nnnnn 的。將各組(P,M)點連接即繪成P-M相互作用曲線圖,詳如圖2.3所示, nn Pn0 壓力控制斷面 平衡應變狀態 Pnb 壓力-拉力控制過渡斷面&拉力控制斷面 MMn nb 圖2.3 相互作用曲線圖 15 第三章 試驗計畫 3.1試體規劃 本研究採以試體試驗方式進行,並根據試驗紀錄觀察得到的資料,進行整理分析,其所以採此方式,是基於混凝土為一特異質脆性材料,其力學性質頗為複雜,從巨觀上來分析構件的行為。共製作三批次試體,各批次試體資料詳如表3.1、3.2及3.3。表中之試體編號說明如下, 第一組英文字母,、,、:分別代表第一、二、三批次,第二組英文字母BM表示梁試體,CL為柱試體,第三組英文字母PC表示無配置鋼筋,RC表示有配置鋼筋,最後一組數字則表示同一型式之流水號碼。 第一、二批次試驗梁試體之剖面及配筋詳如圖3.1a、3.1b、3.2a、3.2b,第三批次試驗柱試體之剖面及配筋詳如圖3.3a、3.3b、3.3c、3.3d。每批試體澆置混凝土之同時均製作ψ10cm×h20cm之圓柱試體,並與梁、柱試體在同一狀態下養護,俾能求得梁、柱試體實際之混凝土抗壓強度。各批次混凝土拌和之配比詳如表3.4。 本研究試體內之使用鋼筋皆為D10號鋼筋,試體中之箍筋則於主筋長度內等間距分配。 表3.1 第一批次試體資料 梁長度內 梁尺寸 試體編號 拉力主筋 D10橫向 W×H×L(cm) 箍筋數 無 無 A-BM-PC-1 15×15×53 A-BM-RC-1 15×15×53 2-D10 5 16 圖3.1a梁試體剖面圖 圖3.1b梁試體尺寸及配筋詳圖 表3.2 第二批次試體資料 梁尺寸 梁長度內D10橫向 試體編號 拉力主筋 箍筋數 W×H×L(cm) 無 無 B-BM-PC-1 15×15×53 B-BM-RC-1 15×15×53 3-D10 11 圖3.2a梁試體剖面圖 17 圖3.2b梁試體尺寸及配筋詳圖 表3.3 第三批次試體資料 柱尺寸 柱長度內 試體編號 拉力主筋 橫向箍筋數 W×H×L(cm) 無 無 C-CL-PC-1 15×15×53 C-CL-RC-1 16.5×17×51 4-D10 3 C-CL-RC-2 17×17×51 4-D10 7 3.3a RC-1柱試體剖面圖 3.3b RC-2柱試體剖面圖 3.3c RC-1柱試體尺寸及配筋詳圖 3.3d RC-2試體尺寸及配筋詳圖 18 3表3.4 混凝土採用之配比(單位,kg/m) 水泥 水 細骨材 粗骨材 400 210 760 965 3.2試體試驗 試體試驗採用本系混凝土實驗室之萬能試驗機來進行測試,除了電腦螢幕上顯示之數據外,並在試驗中加裝了載重計及變位計以量測應力與應變之數據。 試體實驗進行之步驟簡述如下,,參見圖3.3~3.12, 1. 將試體至於萬能試驗機上,裝置裝置載重計及變位計。 2. 以電腦控制油壓載重徐徐加載,同時觀測梁之開裂情形。 3. 持續加載直至梁試體破壞為止。 圖3.3 萬能試驗機電腦螢幕顯示之力-位移曲線 19 圖3.4 圓柱試體抗壓強度試驗 圖3.5 梁試體載重試驗 圖3.6 數據讀取機 20 圖3.7 梁試體試驗裝置 圖3.8a梁試體破壞之情形 21 圖3.8b 梁試體破壞之情形 圖3.9 純混凝土柱 圖3.10 破壞面 圖3.11 RC柱 22 圖3.12 敲開混凝土保護層之觀察 23 第四章 結果與討論 本研究共分三批次進行梁、柱試體之抗彎及抗壓試驗,現就各批次試驗之結果分批討論,試驗結果如詳表4.1~4.3。 4.1第一批次試驗結果 表4.1a第一批次試驗結果-圓柱試體強度 圓柱試體 試體1. 試體2. 試體3. 平均 編號 抗壓強度382.6 389.1 336.4 369.4 2 kgf/cm 表4.1b第一批次試驗結果-梁試體 試驗 計算 試體梁 拉力 試驗/計算 箍筋 彎矩值彎矩值編號 主筋 彎矩比值 M(tf-m) Mn(tf-m) A-BM-PC-1 0.303 0.216 1.403 無 無 A-BM-RC-1 2-D10 D10@12cm 1.952 0.608 3.211 梁試體試驗彎矩值之計算, 1.PC梁試驗載重P=3.57tf,PC梁彎矩值1.785×0.17=0.303 tf-m 2.RC梁試驗載重P=22.96tf,RC梁彎矩值11.48×0.17=1.952 tf-m 依規範之計算彎矩值, 21.f '=369.4 kgf/cm c 222.A=2×0.7133=1.4266 cm,f=3878 kgf/cm sy 3.C=T , 4710a=5532得a,1.175cm,d=11.57 cm c 4.Mn=0.608 tf-m 從表4.1b之試驗彎矩值與計算彎矩值的比值均大於1之結果顯示規範之試驗彎矩值較為保守。其中之A-BM-RC-1梁試體破壞如圖4.1,由此試驗觀察到之梁破壞模式乃為剪力破壞。試驗結果顯示梁之剪力筋(箍筋)間距過大,剪力位置剛 24 好落於箍筋間距內,並未提供梁有效之抗剪強度。本梁試體因剪力跨距與有效深度之比值接近1,其行為近似深梁行為。 剪力筋位置 圖4.1剪力筋間距不足造成之剪力破壞 4.2第二批次試驗結果 表4.2a第二批次試驗結果-圓柱試體強度 圓柱試體 試體1. 試體2. 平均 編號 抗壓強度409.1 406.9 408 2 kgf/cm 表4.2b第二批次試驗結果-梁試體 試驗 計算 試體梁 拉力 試驗/計算 箍筋 彎矩值彎矩值編號 主筋 彎矩比值 M(tf-m) Mn(tf-m) B-BM-PC-1 0.333 0.227 1.467 無 無 B-BM-RC-1 3-D10 D10@5cm 2.145 0.894 2.40 梁試體試驗彎矩值之計算, 1.PC梁試驗載重P=3.5tf,PC梁彎矩值1.75×0.19=0.333 tf-m 2.RC梁試驗載重P=22.57tf,RC梁彎矩值11.29×0.19=2.145 tf-m 依規範之計算彎矩值, 25 21.f '=408 kgf/cm c 222.A=3×0.7133=2.14 cm,f=3878 kgf/cm sy 3.C=T , 5606a=8298得a,1.594cm c 4.Mn=0.894 tf-m 本批次梁試體為避免造成剪力破壞特別加強剪力筋之配置,試驗結果顯示,試體仍因近似深梁,先有斜向裂縫之產生,但因較密之剪力筋橫過裂縫,避免剪力破壞,梁最終為撓曲破壞,詳如圖4.2。從表4.2b中之試驗彎矩值與計算彎矩值的比值均大於1之結果顯示說明規範較為保守。 圖4.2 梁受撓曲破壞之情形 4.3第三批次試驗結果 表4.3a第三批次試驗結果-圓柱試體強度 圓柱試體 試體1. 試體2. 試體3. 平均 編號 抗壓強度279.2 222.9 268.7 256.9 2 kgf/cm 表4.3b第三批次試驗結果-柱試體 試驗軸心 軸心載重 試體柱 試驗/計算 載重值 計算值 編號 軸心載重 (kgf) Pn0(kgf) 26 比值 C-CL-PC-1 37300 49132 0.759 C-CL-RC-1 58685 72316 0.812 C-CL-RC-2 67965 74172 0.916 由試驗結果得知,C-CL-RC-1柱具有較疏箍筋之柱發生柱主筋挫屈之現象是為箍筋圍束不足,其柱主筋亦未能發揮其應有之強度,最後僅由混凝土提供強度,加上柱試體澆置時搗實欠佳,具有甚多空隙至影響強度。C-CL-RC-2之箍筋間距小於C-CL-RC-1之箍筋間距,其具有較佳之圍束,故獲得較高之軸心載重強度,柱破壞情形詳見圖4.3、4.4 圖4.3 圍束較疏之柱發生主筋挫屈現象 27 圖4.4圍束較疏之柱之各面向 28 第五章 結論 本研究採試體試驗方式進行,並根據試驗紀錄及觀察得到的資料,進行整理分析,經由試體數據之分析與討論,初步獲致以下之結論: 1. 試驗顯示發現鋼筋有助於增加一般混凝土結構之拉力強度不足的部分。 2. 由於剪力跨a/有效深度d接近,,梁近似深梁模式,其行為有待進一步研讀。 3. 柱的軸心載重由壓力主筋及混凝土共同承擔,但壓力主筋需有良好的圍束, 才能發揮應有的抗壓強度。 29 參考文獻 1. 陳明源編著,「鋼筋混凝土講義」,102年2月23日。 30