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1 高 強 度 鋼 筋 及 續 接 器 之 鋼 材 測 試 研 究 主 講 人 : 陳 昌 雄 律 己 愛 智 樂 觀 主 講 人 : 陳 昌 雄 現 職 : 東 和 高 雄 廠 副 廠 長 10301~ 經 歷 : 東 和 高 雄 廠 副 廠 長 ( 兼 行 政 處 ) 10111~ 東 和 高 雄 廠 廠 務 處 9611 ~ 東 和 苗 栗 廠 廠 務 處 ( 技 術 處 ) 9211 ~ 9611 東 和 高 雄 廠 生 管 課 8701 ~ 9211 東 和 高 雄 廠 煉 鋼 課 7709 ~ 8612 粉 末 冶 金 / 精 密 鑄 造 7210 ~ 7708 學 歷 : 成 大 冶 金 及 材 料 工 程 學 系 6610 ~ 7006 律 己 愛 智 樂 觀

2 一 前 言 二 目 前 CNS 標 準 及 相 關 三 未 來 高 強 度 鋼 筋 相 關 規 範 四 強 化 理 論 五 490 提 升 到 六 測 試 與 研 究 七 目 前 具 體 作 法 八 未 來 努 力 方 向 九 結 論 律 己 愛 智 樂 觀 一 前 言 2013 年 月 全 球 鋼 鐵 粗 鋼 產 量 累 計 為 158,249 萬 噸, 較 2012 年 152,917 萬 噸 上 升 3.5%, 較 2011 年 150,025 萬 噸 上 升 5.5% 2013 年 1~12 月 台 灣 累 計 粗 鋼 產 量, 電 爐 萬 噸 小 於 高 爐 1, 萬 噸, 年 累 計 相 比 電 爐 成 長 1.3%, 高 爐 成 長 13.4% 鋼 筋 : 2013 年 1~12 月 累 計 表 消 579 萬 噸, 與 去 年 同 期 573 萬 噸 相 比 為 101%, 年 度 自 給 率 101% 預 估 2014 年 累 表 消 592 萬 噸, 與 2013 年 同 期 比 103%, 年 度 自 給 率 約 101% 律 己 愛 智 樂 觀

3 大 陸 今 年 預 估 2014 年 粗 鋼 產 量 8.1 億 噸 與 去 年 同 期 7.79 億 噸 比 為 成 長 3.97% 預 計 2015 年 世 界 鋼 鐵 產 能 將 達 到 億 噸, 遠 遠 超 過 億 噸 的 消 費 量 2013 年 中 國 鋼 材 出 口 量 約 為 6000 萬 噸, 2014 年 中 國 鋼 材 的 出 口 量 約 為 8000 萬 噸, 相 當 於 美 國 全 年 粗 鋼 產 量 只 有 提 升 高 附 加 價 值 産 品 才 能 有 競 爭 力 律 己 愛 智 樂 觀 表 年 國 內 鋼 筋 廠 產 能 利 用 率 類 型 家 數 2012 年 產 量 ( 單 位 : 千 公 噸 ) 市 佔 率 年 產 能 ( 單 位 : 千 公 噸 ) 產 能 利 用 率 電 爐 廠 10 4,048 70% 5,436 74% 單 軋 廠 15 1,731 30% 3,630 48% 合 計 25 5, % 9,066 64% 資 料 來 源 : 台 灣 鋼 鐵 工 業 同 業 公 會 表 4. 鋼 筋 用 途 別 鋼 種 尺 寸 分 佈 表 用 途 別 選 樣 鋼 種 分 佈 比 (%) 尺 寸 分 佈 比 (%) 工 程 數 SD280 SD280W SD420 SD420W 其 他 D10~D13 D16~D22 D25~ 公 共 工 程 營 建 業 資 料 來 源 : 豐 興 鋼 鐵 ( 股 ) 公 司 提 供 中 拉 鋼 筋 (SD280/SD280W) 與 高 拉 力 鋼 筋 (SD420/SD420W/ 其 他 如 SD490) 之 銷 售 比 例 約 為 20%/80% 營 建 業 與 公 共 工 程 耗 用 量 比 例 約 為 75%/25% 採 自 台 灣 鋼 鐵 五 十 年 專 刊 律 己 愛 智 樂 觀

4 二 目 前 CNS 標 準 及 相 關 規 範 CNS 560 鋼 筋 用 規 範 鋼 筋 鋼 液 之 化 學 成 份 種 類 符 號 C(%) Mn(%) P(%) S(%) Si(%) C.E% 光 面 鋼 筋 SR SR SD SD 竹 節 鋼 筋 SD SD280W SD420W C.E=C+Mn/6+Cu/40+Ni/20+Cr/10-Mo/50-V/10 律 己 愛 智 樂 觀 CNS 鋼 筋 機 械 性 質 機 械 性 質 種 類 符 號 降 伏 點 或 降 伏 強 度 抗 拉 強 度 實 際 抗 拉 強 度 N/mm 2 N/mm 2 實 際 降 伏 強 度 SD ~ 以 上 - SD 280W 280~ 以 上 1.25 以 上 2 號 12 以 上 未 滿 D19 SD ~ 以 上 A 號 13 以 上 D19 以 上 試 片 2 號 14A 號 伸 長 率 (%) 14 以 上 17 以 上 彎 曲 角 度 180 彎 曲 直 徑 標 稱 直 徑 之 4 倍 標 稱 直 徑 之 5 倍 標 稱 直 徑 之 6 倍 竹 節 鋼 筋 SD 420W 420~ 以 上 1.25 以 上 SD ~ 以 上 - 2 號 14A 號 2 號 14A 號 12 以 上 13 以 上 12 以 上 13 以 上 未 滿 D19 D19~ D25 超 過 D25 D25 以 下 超 過 D25 標 稱 直 徑 之 3 倍 標 稱 直 徑 之 4 倍 標 稱 直 徑 之 6 倍 標 稱 直 徑 之 5 倍 標 稱 直 徑 之 6 倍 律 己 愛 智 樂 觀

5 三 未 來 高 強 度 鋼 筋 相 關 規 範 律 己 愛 智 樂 觀 律 己 愛 智 樂 觀

6 四 強 化 理 論 1. 晶 格 2. 強 化 機 構 主 要 有 : 固 溶 強 化 在 鋼 中 添 加 溶 質 元 素, 由 於 溶 質 原 子 與 鐵 原 子 大 小 不 同, 會 造 成 晶 格 扭 曲, 增 加 差 排 移 動 阻 礙, 而 提 高 強 度 析 出 硬 化 若 添 加 的 合 金 元 素, 與 C N 的 結 合 力 很 強, 會 形 成 細 小 析 出 物, 造 成 差 排 移 動 困 難, 而 產 生 析 出 硬 化, 從 而 提 高 強 度 晶 粒 細 化 是 利 用 減 小 肥 粒 鐵 晶 粒 尺 寸, 提 高 晶 界 面 積, 當 發 生 塑 性 變 形, 差 排 移 動 遭 到 晶 界 的 阻 礙, 而 提 高 發 生 塑 性 變 形 所 需 的 應 力, 是 以 強 化 律 己 愛 智 樂 觀 認 識 鋼 鐵 鋼 鐵 不 單 只 是 包 含 鐵 與 合 金 構 成 的 固 體 鋼 鐵 具 有 分 子 晶 格 明 確 的 結 構 以 及 晶 粒, 就 像 是 鑽 石 與 水 晶 一 樣 鋼 鐵 中 最 常 見 的 分 子 晶 格 型 式 是 以 鐵 原 子 構 成 的 體 心 立 方 純 鐵 是 完 全 以 鐵 原 子 構 成 的 體 心 立 方 所 構 成 的 結 構, 鋼 鐵 則 還 帶 有 一 些 非 純 鐵 的 分 子 晶 格, 例 如 Pearlite 分 子 晶 格 堆 積 起 來 成 為 鋼 鐵 的 體 積 律 己 愛 智 樂 觀

7 (1/a,1/b,1/c) 原 子 堆 疊 模 型 晶 體 中 原 子 排 列 示 意 圖 律 己 愛 智 樂 觀 右 圖 B 和 C 區 域 TEM 圖 及 標 定 中 碳 氮 釩 鋼 淬 火 SEM 圖 律 己 愛 智 樂 觀

8 體 心 立 方 BCC 肥 粒 鐵 律 己 愛 智 樂 觀 面 心 立 方 FCC 沃 斯 田 鐵 六 方 最 密 堆 積 HCP 律 己 愛 智 樂 觀 鐵 碳 合 金 相 圖 圖 4 鐵 碳 合 金 相 圖

9 律 己 愛 智 樂 觀 晶 粒 細 化 析 出 硬 化 差 排 強 化 固 溶 強 化 基 體 強 度 律 己 愛 智 樂 觀 各 種 強 化 機 構 效 果 示 意 圖

10 置 換 固 溶 體 : 溶 質 原 子 和 溶 劑 原 子 尺 寸 相 差 較 小, 形 成 固 溶 體 時 溶 質 原 子 替 換 了 溶 劑 晶 格 中 的 一 部 分 原 子, 就 形 成 了 置 換 固 溶 體 如 :Fe 與 Mn Si Al Cr Ti Nb 等 形 成 置 換 固 溶 體 A B 置 换 固 溶 體 溶 劑 原 子 溶 質 原 子 溶 劑 原 子 溶 質 原 子 間 隙 固 溶 體 間 隙 固 溶 體 : 溶 質 原 子 和 溶 劑 原 子 直 徑 相 差 較 大, 溶 質 原 子 處 於 溶 劑 晶 體 結 構 的 間 隙 位 置 上, 則 形 成 間 隙 固 溶 體 如 :Fe 與 C,N,O,H 形 成 間 隙 固 溶 體 律 己 愛 智 樂 觀 固 溶 強 化 Solid Solution Strengthening 置 換 型 固 溶 強 化 間 隙 型 固 溶 強 化 律 己 愛 智 樂 觀

11 固 溶 強 化 固 溶 強 化 碳 (Carbon) 錳 (Manganese) 關 於 元 素 對 普 通 碳 鋼 機 械 性 質 的 影 響, 許 多 經 驗 式 可 作 一 般 的 參 考 其 中 一 經 驗 式, 如 下 所 述 含 碳 量 在 0.20~0.50% 的 範 圍 之 鋼 材, 其 抗 拉 強 度 (kgf/mm 2 )= C+ 60 C Mn 而 伸 長 率 (%)= /C C Mn C =C% 100, Mn =Mn% 100 律 己 愛 智 樂 觀 微 合 金 化 元 素 析 出 硬 化 晶 狀 細 化 律 己 愛 智 樂 觀

12 晶 粒 細 化 晶 粒 細 化 釩 (Vanadium) 鈮 (Columbium) 溫 度 軋 延 比 鋼 材 之 晶 粒 愈 細, 強 度 愈 高 早 為 人 們 所 習 知,Hall 及 Petch 進 一 步 研 究 晶 粒 和 強 度 之 關 係, 而 發 現 強 度 和 晶 粒 之 -1/2 次 方 成 正 比, 此 即 非 常 著 名 之 Hall-Petch 關 係 式 1-2 σ σ 0 k d 此 處 σ0 為 鋼 材 之 本 質 強 度,d 為 晶 粒 大 小 ( 單 位 為 mm),k 為 常 數 一 般 常 用 之 晶 粒 細 化 手 段 是 利 用 添 鈮 釩 鈦 等 元 素 進 行 來 完 成 律 己 愛 智 樂 觀 不 同 晶 粒 度 與 降 伏 強 度 的 關 係 律 己 愛 智 樂 觀

13 晶 粒 尺 寸 對 力 學 性 能 之 影 響 律 己 愛 智 樂 觀 析 出 強 化 律 己 愛 智 樂 觀

14 析 出 強 化 ( 第 二 相 硬 質 點 強 化 ) 析 出 強 化 的 機 制 是 差 排 和 顆 粒 之 間 的 相 互 作 用 在 外 力 作 用 下, 運 動 差 排 遇 到 第 二 相 硬 質 點 時 的 運 動 方 式 有 兩 種,(1) 對 提 高 強 度 有 積 極 作 用 的 繞 過 過 程 ; (2) 對 提 高 強 度 作 用 較 小 的 切 割 / 剪 切 過 程 它 們 都 會 增 加 運 動 阻 力, 可 以 提 高 材 料 的 強 度 繞 過 機 制 切 割 機 制 律 己 愛 智 樂 觀 律 己 愛 智 樂 觀

15 五 490 提 升 到 律 己 愛 智 樂 觀 律 己 愛 智 樂 觀

16 五 490 提 升 到 材 料 技 術 - 合 金 化 設 計 及 微 合 金 化 2. 設 備 發 展 - 設 備 改 造 / 自 動 控 制 系 統 3. 操 作 技 術 - 控 軋 控 冷 低 溫 軋 製 超 快 冷 技 術 律 己 愛 智 樂 觀 [6] 神 戸 製 鋼 技 報 Vol. 48 No. 1 (1998)p.85 律 己 愛 智 樂 觀 神 戶 製 鋼 化 性

17 合 金 元 素 對 CCT 曲 線 之 影 響 律 己 愛 智 樂 觀 五 490 提 升 到 材 料 技 術 - 合 金 化 設 計 及 微 合 金 化 2. 設 備 發 展 - 設 備 改 造 / 自 動 控 制 系 統 3. 操 作 技 術 - 控 軋 控 冷 低 溫 軋 製 超 快 冷 技 術 律 己 愛 智 樂 觀

18 軋 製 棒 材 對 溫 度 冷 卻 之 參 數 律 己 愛 智 樂 觀 律 己 愛 智 樂 觀

19 晶 粒 細 化 ( 機 械 加 工 ) 律 己 愛 智 樂 觀 律 己 愛 智 樂 觀 控 制 軋 延 的 軋 製 示 意 圖

20 高 溫 軋 製 再 結 晶 軋 製 部 分 再 結 晶 軋 製 再 結 晶 軋 製 示 意 圖 律 己 愛 智 樂 觀 a. 原 始 沃 斯 田 鐵 組 織 b. 變 形 60% c. 部 分 再 結 晶 沃 斯 田 鐵 d. 變 形 60% e. 再 結 晶 沃 斯 田 鐵 組 織 f. 變 形 60% 律 己 愛 智 樂 觀 含 鈮 微 合 金 鋼 沃 斯 田 鐵 和 軋 製 後 的 相 變 組 織

21 律 己 愛 智 樂 觀 住 友 新 日 鐵 控 制 軋 製 的 發 展 律 己 愛 智 樂 觀

22 表 层 心 部 温 度, Ms M B P F 自 然 冷 却 余 热 淬 火 超 快 冷 却 时 间,s 律 己 愛 智 樂 觀 Next 律 己 愛 智 樂 觀

23 律 己 愛 智 樂 觀 六. 測 試 與 研 究 續 接 器 之 ADI 熱 處 理 沃 斯 田 鐵 化 A3 步 驟 : 1. 沃 斯 田 鐵 化 (850~950 C) 溫 度 Ms 時 間 沃 斯 回 火 2. 急 冷 3. 恒 溫 變 態 (Ms 點 以 上 ) 4. 冷 卻 至 常 溫 律 己 愛 智 樂 觀 next

24 ADI 熱 處 理 設 備 ADI 金 相 加 熱 爐 鹽 浴 爐 球 墨 鑄 鐵 波 來 鐵 + 肥 粒 鐵 沃 斯 回 火 變 韌 肥 粒 鐵 + 殘 留 沃 斯 田 鐵 ( 沃 斯 肥 粒 鐵 ) 沃 斯 回 火 球 墨 鑄 鐵 螺 旋 型 鋼 筋 續 接 器 專 利 證 書 號 律 己 愛 智 樂 觀 球 墨 鑄 鐵 晶 沃 斯 回 火 後 基 地 上 的 白 色 小 隙 縫 : 柔 韌 的 沃 斯 田 鐵. 此 相 提 供 ADI 高 韌 性, 吸 震 性. 工 件 表 皮 受 磨 擦 或 撞 擊 時 轉 變 成 HRC60 的 麻 田 散 鐵. 其 相 變 化 機 制 與 高 錳 鋼 同, 石 墨 內 可 蓄 積 油 膜, 很 適 合 需 高 韌 性, 耐 磨 耗 性, 又 需 吸 震 的 地 方. 例 : 齒 輪 刀 把... 應 用 性 很 廣. 東 鋼 與 金 屬 中 心 合 作 尺 寸 鋼 筋 所 需 鎖 接 長 度 規 定 - 範 例 D25 律 己 愛 智 樂 觀

25 尺 寸 鋼 筋 所 需 鎖 接 長 度 規 定 - 範 例 D25 螺 紋 鋼 筋 與 續 接 器 組 裝 3D 面 積 分 析 單 邊 需 4 牙 設 計 安 全 係 數 1.5 螺 紋 鋼 筋 鎖 入 續 接 器 長 度 設 計 6 牙 其 它 尺 寸 同 此 模 式 設 計 律 己 愛 智 樂 觀 六 測 試 與 研 究 -- 高 強 度 鋼 筋 拉 伸 試 驗 Stress (N/mm 2 ) TH --- D36 f y = 731 N/mm f u = 937 N/mm 2 fy/fu = 1.28 > 抗 降 TTK 比 --- D32 f y = 719 N/mm f u = 930 N/mm 2 fy/fu = 1.29 > 抗 降 比 Strain Stress (N/mm 2 ) TH D36 符 合 SD 685 鋼 筋 規 格 785 TH --- D = > TTK --- D = > 律 己 愛 智 樂 觀 回 前 Strain 50

26 >0.014 V+Nb V V 律 己 愛 智 樂 觀 律 己 愛 智 樂 觀

27 D36 鋼 筋 試 片 試 驗 結 果 編 號 降 伏 強 度 N/mm 2 抗 拉 強 度 N/mm 2 抗 降 比 ε 785 破 壞 應 變 685~ 以 上 1.18 以 上 以 上 0.10 以 上 D36-1_ A D36-2_ B D36-3_ B D36-4_ A D36-5_ B D36-6_ B 律 己 愛 智 樂 觀 D36-1_ A D36-2_ B f y =744 N/mm D f u =943 N/mm 2 Stress (N/mm 2 ) Stress (N/mm 2 ) = Strain = USD 685A D Strain Stress (N/mm 2 ) 律 己 愛 智 樂 觀 0 f y =752 N/mm D = Strain Stress (N/mm 2 ) = f u =951 N/mm 2 USD 685A D Strain

28 D16 鋼 筋 試 片 試 驗 結 果 編 號 降 伏 強 度 N/mm 2 抗 拉 強 度 N/mm 2 破 壞 應 變 785 以 上 930 以 上 0.80 D16-1_ * D16-2_ D16-3_ * D16-4_ D16-5_ * D16-6_ 律 己 愛 智 樂 觀 東 和 鋼 鐵 企 業 股 份 有 限 公 司 高 雄 廠 超 高 拉 力 鋼 筋 壓 縮 比 與 Y.P T.S 分 佈 1104 Y.P 1104 T.S 推 估 160 Y.P 推 估 160 試 軋 T.S爐 號 1104 成 份 推 估 160 角 Y.P & T.S 以 上 D43 D36 150*150 軋 延 比 D32 (93.55) (95.52) (96.38) 160*160 軋 延 比 D43 (94.33) D36 (96.07) D32 (96.82) D29 (97.10) D25 (97.70) D29 (97.47) D22 D19 D16 D13 D10 (98.28) (98.70) (99.10) (99.40) (99.40) D25 D22 D19 D16 D13 D10 (98.02) (98.49) (98.88)(99.22)(99.51) (99.72) 律 己 愛 智 樂 觀

29 與 續 接 器 接 合 測 試 數 據 (SD685) SD685 D32 高 塑 性 反 覆 載 重 試 驗 數 據 ( 土 木 ) 試 體 標 號 續 接 器 本 體 長 度 (mm) 標 點 長 度 (mm) 滑 移 量 (mm) 抗 拉 強 度 N/mm2 16c 24c 32c 5εy 10εy D D43 車 製 D32 螺 紋 備 註 律 己 愛 智 樂 觀 螺 紋 鋼 筋 與 續 接 器 接 合 測 試 (SD685) 律 己 愛 智 樂 觀

30 SD685-(D32) 表 面 100 倍 N=9~10 一 般 (D32)SD420W 表 面 100 倍 N=5~6 律 己 愛 智 樂 觀 七 目 前 具 體 作 法 桃 園 廠 新 設 備 -- 最 先 進 之 製 程 律 己 愛 智 樂 觀

31 桃 園 廠 生 產 流 程 簡 介 ( 含 VCC) 律 己 愛 智 樂 觀 傳 統 單 軋 廠 製 程 : 冷 鋼 胚 加 熱 爐 > 軋 鋼 > 鋼 筋 傳 統 煉 軋 鋼 廠 製 程 : 煉 鋼 > 鋼 胚 加 熱 爐 > 軋 鋼 > 鋼 筋 熱 進 軋 延 東 鋼 直 接 軋 延 新 製 程 : 煉 鋼 > 鋼 胚 軋 鋼 > 鋼 筋 直 接 軋 延 優 點 : 沒 有 設 置 加 熱 爐 避 免 硫 氧 化 物 與 氮 氧 化 物 產 生 大 幅 降 低 能 源 耗 用 一 年 可 節 省 71,000 噸 的 CO2 排 放 量, 相 當 於 190 座 大 安 森 林 公 園 一 年 吸 收 之 CO2 量 律 己 愛 智 樂 觀

32 律 己 愛 智 樂 觀 項 目 單 位 單 軋 廠 不 熱 進 傳 統 熱 進 爐 直 接 軋 延 鋼 胚 進 爐 溫 度 ~ ~1000 鋼 胚 開 軋 溫 度 燃 油 耗 用 L/ton 電 熱 相 當 油 耗 L/ton 合 計 單 位 耗 油 L/ton 燃 油 耗 用 比 率 % 100% 68% 7% % % 2.5 7% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 合 計 單 位 耗 油 節 能 比 率 單 軋 廠 不 熱 進 傳 統 熱 進 爐 直 接 軋 延 律 己 愛 智 樂 觀

33 律 己 愛 智 樂 觀 八 未 來 努 力 方 向 1. 提 升 鋼 液 清 淨 度 2. 控 軋 控 冷 的 改 善 3. 軋 後 緩 冷 堆 疊 保 溫 4. 節 型 的 設 計 改 善 律 己 愛 智 樂 觀

34 九 結 論 敬 請 指 教 律 己 愛 智 樂 觀

35 15000psi 混 凝 土 的 產 製 與 施 工 管 理 鄭 瑞 濱 博 士 台 灣 混 凝 土 學 會 秘 書 長 潤 泰 精 密 材 料 股 份 有 限 公 司 副 總 經 理 生 產 高 強 度 混 凝 土 控 制 因 素 漿 體 強 度 過 渡 區 性 質 骨 材 性 質

36 漿 體 強 度 使 用 新 型 高 性 能 減 水 劑 - 由 於 超 高 強 度 混 凝 土 中 的 用 水 量 較 一 般 普 通 混 凝 土 降 低 許 多, 爲 了 維 持 適 當 的 工 作 性, 此 類 新 型 的 超 高 效 減 水 劑 具 有 良 好 的 流 動 性 高 減 水 率 ( 減 水 率 大 於 30%) 坍 保 效 果 佳 目 前 以 羧 酸 系 與 氨 基 磺 酸 鹽 系 兩 大 類 減 水 劑 為 主 降 低 水 膠 比 - 爲 了 盡 量 減 少 混 凝 土 中 孔 徑 50nm 的 數 量, 水 膠 比 將 控 制 在 0.38 以 下, 當 製 產 10000psi 混 凝 土 時, 水 膠 比 更 需 要 控 制 在 0.3 以 下 使 用 超 細 礦 物 摻 料 漿 體 強 度 - 目 前 超 細 礦 物 摻 料 的 比 表 面 積 可 從 6000cm2/g 到 15000cm2/g 以 上, 有 矽 灰 120 級 以 上 超 細 爐 石 粉 超 細 粉 煤 灰 超 細 沸 石 粉 超 細 稻 殼 灰 超 細 石 灰 石 粉 等 此 類 礦 物 摻 料 因 為 具 有 卜 作 嵐 活 性 反 應, 顆 粒 粒 徑 小, 具 有 極 大 的 比 表 面 積, 故 能 填 充 混 凝 土 中 細 微 的 空 隙, 並 快 速 增 加 C-H-S 膠 體 數 量, 降 低 混 凝 土 中 孔 隙 率, 增 加 緻 密 度

37 過 渡 區 性 質 的 強 化 當 攪 拌 機 可 轉 速 調 節 時, 宜 採 用 先 拌 砂 漿 法 該 作 法 攪 拌 40s 的 混 凝 土 強 度 比 傳 統 攪 拌 40s 50s 68s 時 分 別 提 高 24% 16% 4%, 且 攪 拌 速 度 可 根 據 負 荷 變 化 調 節 當 設 備 採 用 複 式 攪 拌 機 時, 宜 採 用 水 泥 裹 石 法, 該 技 術 攪 拌 50s 的 混 凝 土 強 度 比 傳 統 攪 拌 50s 68s 時 分 別 提 高 16.8% 和 4.4%, 且 由 於 上 下 兩 台 攪 拌 機 可 同 時 攪 拌, 部 分 攪 拌 時 間 的 重 疊 使 攪 拌 週 期 縮 短, 效 率 提 高 當 臥 式 攪 拌 機 為 機 械 傳 動 時, 宜 用 單 速 兩 次 投 料 攪 拌 該 技 術 攪 拌 30s 的 混 凝 土 強 度 比 雙 速 二 次 攪 拌 40s 和 傳 統 攪 拌 40s 時 分 別 提 高 4.4% 29.6%, 且 設 備 結 構 簡 單 二 次 攪 拌 製 程 的 混 凝 土 介 面 過 渡 區 的 粘 結 強 度 得 到 了 改 善 過 渡 區 性 質 的 強 化 水 泥 / 砂 水 1 水 泥 水 砂 水 水 泥 水 1 砂 / 石 水 1 t 1 石 水 2 t 2 t 1 t 2 骨 材 混 凝 土 混 凝 土 t 1 t 2 石 水 泥 水 2 t 1 t 2 砂 石 水 2 t 1 t 2 水 泥 水 2 t 3 t 3 t 3 混 凝 土 混 凝 土 混 凝 土

38 要 求 拌 合 機 拌 合 參 數 實 際 生 產 的 案 例 水 泥 爐 石 飛 灰 矽 灰 粗 骨 材 細 骨 材 用 水 量 強 塑 劑 膨 脹 劑 測 試 編 號 (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) 12K K K K K k k k k

39 1. 拌 合 時 間 220~240 秒 ( 較 一 般 SCC 長 60 秒 ) 2. 穩 定 安 培 值 為 34 安 培 ( 較 一 般 SCC 高 2A) 3. 每 小 時 可 供 應 混 凝 土 量 24m3 ( 較 一 般 SCC 低 約 10m3) 4. 量 產 無 虞 與 一 般 SCC 生 產 的 差 異 組 別 時 間 混 凝 土 流 度 空 氣 含 量 U 型 充 填 V 漏 斗 時 間 溫 度 ( ) (cm) (%) (cm) (sec) 1 08: : : : : : 骨 材 性 質 要 求

40 骨 材 強 度 與 混 凝 土 抗 壓 強 度 關 係 圖 100MPa 的 單 壓 強 度 為 骨 材 性 能 下 限 資 料 來 源 :A. Kilic, C.D. Atus, A. Teymen, O.Karahan, F.Ozacn,C.Bilim,M.Ozdemir, The influence of aggregate type on the strength concrete,cement and Concrete Research,P ,2008. 硬 質 砂 岩 的 性 能 可 以 合 乎 需 求

41 砂 石 供 應 來 源 13 寧 德 市 福 州 市 福 清 市 台 北 港 基 隆 港 XXX 砂 石 佔 混 凝 土 體 積 約 70%, 為 強 度 及 體 積 穩 定 性 之 關 鍵 材 料, 提 供 穩 定 高 品 質 之 砂 石 為 高 強 度 混 凝 土 成 功 關 鍵 大 安 溪 宜 蘭 縣 花 蓮 港 料 源 管 制 - 骨 材 洛 杉 磯 磨 損 率 與 骨 材 單 壓 強 度 關 係 14 資 料 來 源 :A. Kilic, C.D. Atus, A. Teymen, O.Karahan, F.Ozacn,C.Bilim,M.Ozdemir, The influence of aggregate type on the strength concrete,cement and Concrete Research,P ,2008.

42 料 源 管 制 - 以 化 性 確 認 來 源 生 產 管 理 - 要 求 獨 立 料 艙

43 砂 石 品 質 分 析 使 用 噴 霧 設 備, 保 持 含 水 量 穩 定 砂 石 分 倉 儲 存 生 產 管 理 - 要 求 獨 立 料 艙 南 山 廣 場 案 例 - 鋼 柱 內 填 充 無 收 縮 自 充 填 混 凝 土

44 巨 柱 泵 送 逆 打 : 需 具 有 似 SCC 的 工 作 度 巨 柱 內 混 凝 土 塑 性 沈 降 問 題 : - 限 制 沈 降 量 與 泌 水 率 1. 參 考 JASS-5T-503:2009, 混 凝 土 塑 性 沈 陷 量 測 方 法 進 行 2. 置 於 大 氣 環 境, 量 測 至 24 小 時 止 3. 泌 水 率 以 CNS1235 方 式 為 之

45 巨 柱 內 混 凝 土 自 體 收 縮 問 題 : - 添 加 膨 脹 劑 1. 參 考 ASTM C341 方 法 2. 包 封, 阻 止 水 分 交 換, 並 置 於 標 準 溫 度 環 境 3. 七 天 齡 期 前, 每 日 量 測 ; 七 天 齡 期 後, 每 週 量 測 逆 打 速 率 與 充 填 率 : 限 制 逆 打 速 率

46 柱 內 灌 漿 混 凝 土 的 性 質 : 配 比 性 能 柱 內 灌 漿 混 凝 土 的 性 質 : 使 用 原 物 料

47 柱 內 灌 漿 混 凝 土 的 性 質 : 廠 試 拌 驗 證 業 柱 內 灌 漿 混 凝 土 的 性 質 : 施 工 前 抽 驗

48 柱 內 灌 漿 混 凝 土 的 性 質 : 施 工 中 管 制 從 原 料 到 施 工 : 原 料 料 源 粗 粒 料 進 廠 管 制 生 產 管 制 施 工 管 制 水 泥 產 地 配 比 設 計 廠 試 拌 每 50m3 進 行 坍 流 度 試 驗 矽 灰 專 用 料 倉 供 料 前 一 天 ( 駐 廠 ) 每 50m3 進 行 B50 坍 流 時 間 無 收 縮 添 加 劑 設 置 監 控 錄 影 機 1. 取 樣 作 化 性 每 100m3 製 作 強 度 試 體 化 學 摻 料 水 粒 料 分 批 進 場, 分 批 檢 驗 1. S.S.D 比 重 2. 吸 水 率 3. 洛 杉 磯 磨 損 率 4. 硫 酸 鈉 健 度 試 驗 5. 扁 平 細 長 扁 平 率 6. 篩 分 析 粒 料 使 用 量 控 管 紀 錄 2. 留 樣 作 物 性 每 天 製 作 一 組 體 積 膨 脹 試 體 供 料 當 天 ( 駐 廠 ) 進 場 時 間 不 能 超 過 1 小 時 1. 每 車 次 進 行 坍 流 度 試 驗 柱 內 灌 漿 上 升 速 度 0.5m/min 以 下 2. 每 車 次 B50 坍 流 時 間 3. 塑 性 沈 降 量 量 測 <1mm 4. 每 100m3 製 作 膨 脹 率 試 體

49 結 論 : 1. 混 凝 土 材 料 是 量 身 定 做 的 2. 柱 內 灌 漿 混 凝 土 除 強 度 性 能 外, 塑 性 沈 降 泌 水 率 以 及 泵 送 能 力 的 漿 體 量, 是 重 要 的 指 標, 一 般 SCC 的 規 範 無 法 含 括 3. 南 山 柱 內 灌 漿 混 凝 土 規 範, 是 國 內 第 一 次 針 對 柱 內 灌 漿 需 求 所 研 擬 的 規 範, 可 供 未 來 工 程 參 考 4. 南 山 案 針 對 原 物 料 的 穩 定 性 問 題, 所 規 劃 的 留 樣 方 法, 符 合 統 計 的 意 義, 應 在 後 續 工 程 中 予 以 推 動 落 實 5. NewRC 構 造 物 所 使 用 的 混 凝 土 材 料, 也 應 特 別 量 身 定 做, 訂 定 出 符 合 需 求 的 項 目

50 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 NCREE,12/5, 2014 螺 紋 節 鋼 筋 在 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 之 應 用 與 握 裹 設 計 Research Fellow 林 克 強 Ker-Chun Lin 國 家 地 震 工 程 研 究 中 心 紀 凱 甯 邱 建 國 台 灣 科 技 大 學 December 05, 螺 紋 節 鋼 筋 與 竹 節 鋼 筋 2 螺 紋 節 鋼 筋 竹 節 鋼 筋

51 Contents 3 Background Objectives Geometric Pattern of Threaded Bars Experimental Program Strength Results Splitting Results Summary Contents 4 Background Geometric Pattern of Threaded Bars Demand of Bond Stress of Bar Experimental Program Strength Results Splitting Results Summary

52 日 本 New RC 建 築 經 驗 日 本 神 奈 川 縣 New RC 建 築 Toky Yield strength of Steel bars New RC 材 料 強 度 應 用 範 圍 F y (MPa) 現 行 規 範 New RC 100 Concrete compressive strength f c (MPa)

53 Taiwan New RC Group 2008~ 技 術 推 動 產 業 界 潤 弘 亞 利 東 鋼 TTK 台 大 土 木 系 台 大 材 料 系 台 科 大 營 建 系 中 央 大 學 土 木 系 雲 科 大 營 建 系 成 功 大 學 土 木 系 學 術 界 科 技 部 整 合 研 究 材 料 規 格 制 定 與 推 廣 SD685 SD785 組 織 社 團 fc 70 MPa NCREE TW New RC Project / Group 台 灣 新 型 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 系 統 TCI NCREE 研 究 單 位 構 件 行 為 研 究 與 設 計 指 針 建 立

54 主 要 構 件 行 為 研 究 Critical Technology and Devices 超 高 強 度 鋼 筋 不 允 許 銲 接 與 製 作 標 準 彎 曲 加 工 採 用 螺 紋 節 鋼 筋 配 合 預 鑄 工 法 的 應 用 灌 漿 式 鋼 筋 續 接 套 筒 灌 漿 式 鋼 筋 端 部 錨 定 裝 置 10

55 Contents 11 Background Objectives Geometric Pattern of Threaded Bars Experimental Program Strength Results Splitting Results Summary ACI and Taiwan (2011) Codes Straight Development length in tension (unit : SI) l = d A b f f y 412 MPa f c 70 MPa cb K tr db s u d b Objectives l =0.9 Limitations for Equation d K K tr tr 40A tr sn Atr fyt 10.3sn f y 1 ' f c c b +k db tr d (ACI ) (Taiwan, 2011) From 1989 b

56 Contents 13 Background Objectives Geometric Pattern of Threaded Bars Experimental Program Strength Results Splitting Results Summary Types of Rebar for Tests Thread Rebar Hot roll Height of rib h r Thread Rebar Milled Spacing of rib s r Plain Rebar

57 Parameter of Threaded Rebar Relative Rib Area R r Height of rib h r h 135 h 90 Spacing of rib s r Gap h 45 rib A R r bearing area shear area h s r r Max. h r = h 90 Avg. h r = (h 90 +h 45 +h 135 )/3 Contents 16 Background Objectives Geometric Pattern of Threaded Bars Experimental Program Strength Results Splitting Results Summary

58 Setup of Bonding Tests Loading Procedure Design Variables of Specimens (I) 1-D25 for 160 mm 1-D32 for 160 mm 2-D25 for 230 mm 2-D32 for 260 mm 220 mm Unbonding Zone L d region Bonding Zone Unbonding Zone c = 40 mm 300 mm s b = 3d b Design variables: 1. Bar size:d25, D32 2. Number of bars:1, 2-(3d b ) 3. L d,test / L d,dem :0.6, 0.8, h r / s r : 0.126, f c :70 MPa 1400 mm 62.5 mm 75 mm

59 Design of Specimens (I) Spec. Width (mm) d b,b d b,s (mm) (mm) f c (MPa) f y (MPa) c (mm) n b s b S s K tr (mm) (mm) (mm) D. Length Ratio L d,dem L d,test Ld,test (mm) (mm) L BE BE BE BE BE BE BE BE Depth : 300 mm d,dem Design Variables of Specimens (II) 160 mm c = 40 mm 1400 mm L d region Bonding Zone 450 mm 450 mm Design variables: 1. Bar size:d32, D39 2. Geometry:Thread, Plain 3. f c :70, 100 MPa 4. f yt : 280, 420, 785 MPa 5. R r = h r / s r : 0, 0.13, 0.16, 0.18

60 Spec. Width (mm) d b,b (mm) Depth : 450 mm Design of Specimens (II) d b,s (mm) f c (MPa) f y (MPa) f yt (MPa c b (mm) S s (mm) K tr (mm) D. Length Ratio L d,dem L d,test Ld,test (mm) (mm) L SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP TD TD d,dem Actual R r of Rebar for All Spec. Specimen d b,b (mm) Geometric of Rebar h r (mm) s r (mm) R r BE1-BE BE7-BE10 32 Thread Rebar SP1-SP2 32 Hot roll SP3-SP SP5-SP6 32 Thread Rebar Milled SP7-SP8 39 Thread Rebar Hot roll SP9-SP10 32 Plain Rebar X X X SP11-SP12 39 TD1-TD2 32 Thread Rebar Hot roll Thread Rebar Hot roll

61 Contents 23 Background Objectives Geometric Pattern of Threaded Bars Experimental Program Strength Results Splitting Results Summary Actual Concrete Strength Specimen f c, Testing Day (MPa) BE1~BE BE BE7~BE BE SP SP SP SP SP SP Specimen f c, Testing Day (MPa) SP SP SP SP SP SP TD TD Only BE1-BE4 f c 70 MPa

62 Actual Reinforcement Strength Group Bar Size Series (I) Series (II) Relative of Area R r D D D , X D Type SD685 Hot Roll SD685 Hot Roll SD685 Hot Roll SD685 Milled SD490 Plain SD490 Hot Roll Yield f ya (MPa) Ultimate f ua (MPa) Test Results - Strength Development Length (mm) Length. Ratio Results (kn) Spec Lda,test Lda,test Lda,test P L d,dem L da,lmt L da,unlmtt L da,test P ya P L L L Max P d,dem SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP TD TD da,lmt da,unlmt Max ya

63 Test Results Test Results - Strength Strength No Limit for f c 70 MPa Limit for f c 70 MPa Bond Stress Bond Stress '. b s dem s b b d b b t b b c s r a d f u = f d d d c K f d A f ' ' ( ~... ) b tr ca b ca c K f d f

64 Material types #8-SD685 Hot Rolled #10-SD685 Hot Rolled (1) #10-SD685 Hot Rolled (2) #10-SD685 Hot Rolled (3) #10-SD685 Hot Rolled (4) #10-SD685 Milled #12-SD490 Hot Rolled #10-SD490 Plain Calculation for Bond Stress Max. Rib height (h r ) (mm) Avg. Rib height (h r ) (mm) Rib spacing (s r ) (mm) Relative rib area (R r = h r / s r ) Max. Avg X X X X X (C b +K tr ) /d b Top Side f ca (MPa) u test (MPa) u dem (MPa) R eff (u test /u dem ) Bond Stress u test u test /u dem Ab fs u dem = d b d 2 d ' cb K tr b f fca s 4 db ( 1~ 2. 5) 09. fs db db ' cb K tr fc a db f ' ca

65 Contents 31 Background Objectives Geometric Pattern of Threaded Bars Experimental Program Strength Results Splitting Results Summary Test Results Splitting (I) Specimen Splitting (n b = 1) Top cover Side cover Top cover Side cover BE1 BE BE7 BE BE1 BE3 BE7 BE9 c b K d b tr 3.65 is a upper bound for splitting

66 Test Results Splitting (I) Specimen (n b = 2) Top cover Side cover Bar spacing Splitting Top Side BE BE BE4 BE10 c b K d b tr 3.65 is a upper bound for splitting Test Results Splitting (II) Splitting Specimen Top cover Side cover Top cover Side cover SP1 SP SP7 SP8 SP11 SP SP1 SP6 SP7 SP8, SP11 SP12 cb K db tr 3.65 is a upper bound for splitting

67 Test Results Splitting (II) Splitting Specimen Top cover Side cover Top cover Side cover TD1 TD TD1 TD2 c b K d b tr 3.65 is a upper bound for splitting Proposed Bond Model of Threaded Rebar within HRC Development length in tension following ACI 318 code (unit : SI) l =0.9 d f y 1 ' f c c b+k db tr d b Limitations for Bond Equation f y 685 MPa f yt 412 MPa f c 100 MPa hr Rr s r 0.18 cb K tr db K tr Atr fyt 10.3sn

68 Contents 37 Background Objectives Geometric Pattern of Threaded Bars Experimental Program Strength Results Splitting Results Summary Summary (I) 試 驗 結 果 顯 示, 本 研 究 所 採 用 螺 紋 節 鋼 筋, 當 採 用 規 範 建 議 之 握 裹 模 型, 且 混 凝 土 強 度 受 70MPa 上 限 限 制 時, 均 能 發 揮 模 型 之 預 期 握 裹 性 能 l =0.9 d f y 1 ' f c c b+k db tr d 螺 紋 節 鋼 筋 之 表 面 相 對 節 面 積 平 均 R r 值 為 0.18 者, 在 應 用 規 範 建 議 之 握 裹 模 型 時, 可 不 受 混 凝 土 強 度 70MPa 上 限 之 限 制 b ' fc ' fc 70 MPa 70 MPa

69 Summary (II) 本 研 究 建 議 鋼 筋 拉 力 直 線 發 展 長 度 公 式 為 l =0.9 d f y 1 ' f c c b+k db tr d 但 是 否 能 不 受 混 凝 土 強 度 上 限 100 MPa 之 限 制, 為 未 來 研 究 方 向 上 述 模 型 建 立 在 螺 紋 節 鋼 筋 R r 值 為 0.18 以 上 之 基 礎 b f f ' c y 100 MPa 685 MPa Summary (II) (II) 4. 形 狀 尺 度 質 量 及 許 可 差 4.5 鋼 筋 之 節, 其 高 度 最 小 值 及 最 大 值 依 表 2 之 規 定 為 確 保 鋼 筋 在 混 凝 土 之 握 裹 強 度, 竹 節 鋼 筋 稱 號 D22 以 上, 其 節 之 高 度 平 均 值 不 得 小 於 其 節 距 平 均 值 之 10%; 螺 紋 節 鋼 筋 稱 號 D22 以 上, 其 節 之 高 度 平 均 值 不 得 小 於 其 節 距 平 均 值 之 18%

70 Summary (III) 試 驗 結 果 顯 示, 螺 紋 節 鋼 筋 之 相 對 節 面 積 R r 值 愈 大, 其 鋼 筋 所 能 提 供 之 握 裹 應 力 越 大 鋼 筋 實 際 握 裹 應 力 與 比 之 比 值, 約 與 R r 值 成 正 c b+k 試 驗 結 果 顯 示, 發 生 劈 裂 破 壞 之 db 約 為 3.65 ' f c tr 最 大 值 42 Thank you for your attentions

71 高 強 度 鋼 筋 續 接 器 及 錨 定 頭 之 性 能 規 範 主 講 人 : 李 宏 仁 副 教 授 1 一. 規 範 背 景 與 目 的 簡 報 大 綱 二. 鋼 筋 機 械 式 續 接 及 錨 定 工 法 介 紹 三. 續 接 器 續 接 性 能 規 範 及 測 試 四. 錨 定 頭 規 範 及 測 試 五. 結 語 2

72 背 景 2014 前 三 季 161 資 料 來 源 : 內 政 部 營 建 署 3 日 本 New RC 建 築 技 術 發 展 New RC Bar yield strength RC Concrete strength f ' c ( MPa) 4

73 參 考 日 本 超 高 層 建 築 發 展 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 預 鑄 工 法 5 鋼 筋 組 立 工 法 之 改 良 比 較 工 法 混 凝 土 / 模 板 鋼 筋 續 接 傳 統 現 場 組 立 現 場 一 體 澆 置 搭 接 螺 紋 式 續 接 預 組 工 法 現 場 一 體 澆 置 搭 接 螺 紋 式 續 接 最 經 濟 預 鑄 工 法 工 廠 預 鑄 構 件 現 場 澆 置 接 合 部 套 管 式 續 接 螺 紋 式 續 接 材 料 中 低 高 經 濟 快 速 品 質 人 力 多 中 少 工 期 慢 中 快 TOTAL COST DOWN!! 總 成 本 降 低 6

74 續 接 器 用 螺 紋 鋼 筋 簡 稱 螺 紋 節 鋼 筋 德 國 發 明 日 本 改 良 引 進 台 灣 Germany Japan 7 Prefabricated steel cages (on or off site) - 在 建 築 現 場 或 是 工 廠 內 先 將 鋼 筋 籠 組 合 - 以 機 具 協 助 組 立 節 省 施 工 時 間 - 現 場 組 模 支 撐 澆 置 混 凝 土 預 組 工 法 柱 範 例 ( 東 京 鉄 鋼 提 供 ) 預 組 工 法 - 柱

75 Prefabricated steel cages (on or off site) - 在 建 築 現 場 或 是 工 廠 內 先 將 鋼 筋 籠 組 合 - 以 機 具 協 助 組 立 節 省 施 工 時 間 - 現 場 組 模 支 撐 澆 置 混 凝 土 預 組 工 法 梁 範 例 ( 東 京 鉄 鋼 提 供 ) 預 組 工 法 - 梁 Precast Construction Method 預 鑄 工 法 專 為 預 鑄 工 法 設 計 之 續 接 套 管, 置 於 預 鑄 柱 構 件 內, 現 場 組 裝 時 注 射 特 製 砂 漿 續 接 快 速 高 品 質 建 築 範 例 預 鑄 工 法 柱 範 例 ( 東 京 鉄 鋼 提 供 )

76 Precast Construction Method 預 鑄 工 法 專 為 預 鑄 工 法 設 計 之 續 接 套 管, 現 場 對 接 梁 主 筋 時 注 射 特 製 砂 漿 完 成 續 接 現 場 只 澆 置 接 合 部 混 凝 土 ( 及 部 分 樓 板 ) 半 乾 式 工 法 快 速 高 品 質 預 鑄 建 工 築 法 範 梁 例 範 例 ( 東 京 鉄 鋼 提 供 ) 建 築 範 例 1 預 鑄 樑 到 接 合 處 2 續 接 器 接 合 3 螺 栓 固 定 4 砂 漿 注 鋼 筋 規 格 及 續 接 器 錨 定 頭 規 範 Grade #6 D19 #7 D22 #8 D25 #9 D29 #10 D32 #11 D36 #12 D39 #14 D43 TCI 鋼 筋 混 凝 土 用 鋼 筋 - SD 中 華 民 國 國 家 標 準 CNS 560 鋼 筋 混 凝 土 用 鋼 筋 CNS 土 木 附 錄 乙 & 12

77 各 等 級 鋼 筋 應 力 - 應 變 曲 線 之 比 較 TTK SD D13 Stress (N/mm 2 ) 800 TH SD D36 TTK USD D TH SD D TH SD D TTK SD D TH SD D TTK USD D32 Strain TH SD D TH SD D25 Stress (N/mm 2 )

78 一. 規 範 背 景 與 目 的 簡 報 大 綱 二. 鋼 筋 機 械 式 續 接 及 錨 定 工 法 介 紹 三. 續 接 器 續 接 性 能 規 範 及 測 試 四. 錨 定 頭 規 範 及 測 試 五. 結 語 15 機 械 式 續 接 - 鋼 筋 經 過 加 工 具 有 螺 紋 接 頭 鋼 筋 車 牙 摩 擦 銲 接 二 件 式 摩 擦 銲 接 三 件 式 摩 擦 銲 接 四 件 式 資 料 來 源 : 蘭 州 詮 新 工 程 16

79 機 械 式 錨 定 - 鋼 筋 經 過 加 工 具 有 螺 紋 接 頭 摩 擦 銲 接 螺 紋 接 合 錨 定 頭 ( 嘉 山 鋼 鐵 ) 摩 擦 銲 接 螺 紋 接 合 錨 定 頭 ( 蘭 州 / 詮 新 工 程 ) 17 機 械 式 錨 定 - 非 螺 紋 式 零 滑 動 摩 擦 壓 接 錨 定 頭 鋼 筋 (friction-welded headed bar) 鍛 造 錨 定 頭 鋼 筋 (forged headed bar) (HRC USA) 18

80 材 料 進 場 取 樣? 已 組 裝 試 體 照 片 : 新 北 市 江 翠 國 小 忠 孝 樓 新 建 工 程 19 工 地 抽 驗? 取 樣? 工 地 組 立 試 體! 扭 力 試 驗 : 鋼 筋 經 車 牙 滾 牙 或 摩 擦 銲 接 具 有 螺 牙 之 接 頭, 應 依 製 造 商 建 議 之 扭 力 值 在 工 地 現 場 鎖 緊, 在 箍 筋 及 繫 筋 未 綁 紮 固 定 之 前, 由 監 造 人 員 以 扭 力 板 手 抽 驗 其 扭 力 值 應 大 於 製 造 商 之 建 議 值, 抽 驗 數 量 不 得 低 於 該 批 產 品 數 量 之 15%, 不 合 格 部 份 須 鎖 緊 至 扭 力 值 之 外, 另 再 加 倍 抽 驗 直 到 合 格 為 止 工 地 組 立 試 體 : 施 工 過 程 中, 在 工 地 自 已 組 立 之 鋼 筋 籠 切 下 之 續 接 器 接 合 試 體 每 滿 200~300 個 取 樣 1 個 照 片 : 新 北 市 江 翠 國 小 忠 孝 樓 新 建 工 程 20

81 鋼 筋 綁 紮 完 成 才 抽 驗 不 正 確 21 機 械 式 續 接 - 鋼 筋 本 身 具 有 螺 紋 節 續 接 簡 易 快 速 降 低 施 工 成 本! 熱 軋 成 型 不 須 再 加 工 螺 紋 任 何 切 點 皆 可 接 續 錨 定 可 對 應 各 種 施 工 型 式, 施 工 簡 易 錨 定 器 ACE JOINT 螺 紋 鋼 筋 砂 漿 填 充 續 接 器 22

82 TTK Grout 600 無 機 填 充 材 配 比 :W/G ~ 36-40% 5 kg 包 裝 填 充 材 ±100 cc 的 水 水 泥 砂 漿 拌 合 程 序 與 流 度 試 驗 於 附 件 鐵 桶 內 加 入 1900cc±100cc 的 清 水 再 加 入 高 強 度 無 收 縮 水 泥 砂 漿 粉 末, 使 用 攪 拌 機 拌 合 3 分 鐘 高 強 度 無 收 縮 水 泥 砂 漿 流 度 須 在 120mm~200mm 之 間 拌 合 完 成 後 可 利 用 鐵 蓋 施 作 流 度 試 驗 24

83 圓 柱 試 體 製 作 與 注 射 準 備 確 實 將 氣 泡 釋 出, 再 以 塑 膠 袋 封 模 高 強 度 無 收 縮 水 泥 砂 漿 圓 柱 試 體 製 作 分 兩 層, 每 層 搗 實 25 下 可 利 用 細 鐵 絲 夾 於 管 壁, 以 利 塞 上 蓋 子 時 排 氣 之 後, 將 高 強 度 無 收 縮 水 泥 砂 漿 倒 入 廠 商 所 附 之 注 射 器 管 中 25 注 射 水 泥 砂 漿 於 鋼 筋 續 接 器 注 射 器 管 前 端 可 旋 下 利 用 其 尖 端 將 管 內 保 護 膜 刺 破, 再 將 其 組 合 回 去 注 射 前 先 將 其 前 端 空 氣 排 出 使 用 注 射 器 將 高 強 度 無 收 縮 水 泥 砂 漿 注 入 續 接 器 中 至 兩 旁 螺 絲 滿 漿 流 出 即 可 26

84 東 京 鉄 鋼 之 砂 漿 試 體 抗 壓 試 驗 結 果 第 1 天 拆 模 60 N/mm 2 第 2 天 起 水 養 生 圓 柱 試 體 7 天 齡 期 強 度 須 大 於 60 N/mm 2 27 填 充 材 圓 柱 試 體 抗 壓 試 驗 結 果 齡 期 ( 天 ) 抗 壓 強 度 (N/mm 2 ) 平 均 (N/mm 2 ) 大 於 60 N/mm 2 OK! 養 護 溫 度 恆 溫 為 20 度 28

85 TTK 製 品 - 螺 紋 節 鋼 筋 續 接 器 ( 預 組 預 鑄 用 ) 螺 紋 鋼 筋 砂 漿 填 充 續 接 器 螺 紋 鋼 筋 樹 脂 填 充 續 接 器 ACE JOINT EPOCH JOINT SD390 ~ SD685 螺 紋 鋼 筋 砂 漿 填 充 續 接 器 FREE JOINT SD390 ~ SD685 續 接 簡 易 可 以 同 一 斷 面 續 接 鋼 筋 未 加 工 無 銲 道 施 工 不 受 天 候 影 響 施 工 容 易 單 人 操 作 手 工 具 不 需 要 機 具 SD390 ~ SD590 TTK 製 品 - 砂 漿 填 充 式 續 接 器 ( 預 鑄 用 ) TOPSJOINT BOLTOPS 特 點 可 與 各 種 變 型 鋼 筋 接 續 減 少 接 續 部 分 的 重 疊 鋼 筋 傾 斜 方 式 也 可 以 接 續 TTK 特 製 砂 漿 品 質 穩 定 TOPSJOINT 預 鑄 用 套 管 續 接 器 內 部 的 凹 凸 設 計, 可 接 續 不 同 的 變 型 鋼 筋, 注 入 材 為 無 收 縮 性 TTK 特 製 砂 漿, 簡 易 接 續 施 工 BOLTOPS 螺 栓 固 定 砂 漿 填 充 續 接 器 允 許 誤 差 40mm, 可 以 簡 單 接 續 各 種 變 型 鋼 筋

86 TOPS JOINT 在 預 鑄 柱 之 應 用 2015/2/4 31 BOLTOPS 在 預 鑄 梁 之 應 用 預 鑄 柱 + 預 鑄 梁 下 半 部 及 接 頭 BOLTOPS 套 管 續 接 避 開 梁 塑 鉸 區 32

87 工 地 抽 驗? 取 樣? 工 地 組 立 試 體! 預 鑄 或 鋼 筋 預 組 工 法 之 工 地 組 立 試 體 應 採 用 同 批 材 料 依 相 同 程 序 於 工 地 現 場 同 時 組 立 試 體 ACE JOINT 試 體 ( 水 平 or 直 立 式 注 射 ) TOPS JOINT 試 體 ( 直 立 式 壓 力 灌 漿 ) 33 TTK 製 品 - 高 強 度 無 收 縮 水 泥 砂 漿 for TOPS JOINT and BOLTOPS Grout 拌 合 水 / 水 泥 (kg / kg) 坍 流 度 (mm) 7 日 養 護 抗 壓 強 度 (N/mm 2 ) TTK 水 泥 砂 漿 H 2.8 / 以 上 TTK 水 泥 砂 漿 / 以 上 34

88 TOPS JOINT 試 體 TTK 實 驗 室 測 試 件 固 定 架 YunTech 工 廠 測 試 件 固 定 架 鋼 管 施 工 架 組 搭 續 接 套 管 實 際 施 工 容 許 偏 心 但 是 試 體 兩 段 母 材 鋼 筋 若 未 對 準 造 成 軸 線 不 重 合 misalignment 可 能 影 響 試 驗 結 果 時 應 視 為 無 效 試 體 35 TOPS JOINT 續 接 套 管 之 壓 力 灌 漿 36

89 一. 規 範 背 景 與 目 的 簡 報 大 綱 二. 鋼 筋 機 械 式 續 接 及 錨 定 工 法 介 紹 三. 續 接 器 續 接 性 能 規 範 及 測 試 四. 錨 定 頭 規 範 及 測 試 五. 結 語 37 tci hs001 38

90 鋼 筋 續 接 器 性 能 等 級 日 本 等 級 續 接 性 能 評 估 基 準 試 驗 項 目 SA 級 強 度 變 形 延 展 性 及 韌 性 等 性 能 與 母 4 項 材 鋼 筋 相 近 ( 標 準 較 高 ) A 級 強 度 及 變 形 與 母 材 鋼 筋 相 近, 其 他 性 能 較 母 材 鋼 筋 為 劣 B 級 強 度 與 母 材 鋼 筋 相 近, 其 他 性 能 較 母 材 2 項 鋼 筋 為 劣 C 級 所 有 性 能 較 母 材 鋼 筋 為 劣 1 項 39 4 項 ( 標 準 較 低 ) 我 國 現 行 續 接 性 能 評 估 基 準 試 驗 項 目 SA 級 強 度 變 形 延 展 性 及 韌 性 等 性 能 與 母 3 項 材 鋼 筋 相 近 B 級 強 度 及 變 形 與 母 材 相 近, 其 他 性 能 較 母 材 鋼 筋 為 劣 2 項 續 接 性 能 強 度 續 接 器 性 能 分 級 與 使 用 條 件 變 形 能 力 TCI 伸 長 率 韌 性 鋼 筋 可 能 降 伏 區 ACI 分 類 SA 級 無 條 件 使 用 第 二 類 SA 級 構 件 試 驗 有 條 件 使 用 第 二 類 B 級 禁 止 第 一 類 表 示 性 能 與 母 材 鋼 筋 相 近 Type 1: 抗 拉 強 度 1.25f y Type 2: 抗 拉 強 度 1.25f y &f u 雖 然 美 國 日 本 以 及 我 國 相 關 規 範, 皆 准 許 第 二 類 機 械 式 續 接 可 以 使 用 於 構 材 可 能 的 降 伏 區, 但 前 提 是 續 接 器 施 工 品 質 要 受 到 有 效 的 監 督 和 查 驗 本 規 範 參 考 日 本 規 範 訂 定 SA 級 續 接 允 許 使 用 於 任 何 位 置, 並 沒 有 錯 置 之 規 定 B 級 續 接 則 不 允 許 使 用 於 鋼 筋 可 能 降 伏 區 域 40

91 高 強 度 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 規 範 第 一 章 通 則 1.1 適 用 範 圍 1.2 用 語 釋 義 1.3 符 號 說 明 第 二 章 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 評 估 基 準 2.1 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 等 級 與 評 估 項 目 2.2 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 試 驗 項 目 2.3 試 驗 試 體 2.4 母 材 鋼 筋 拉 力 試 驗 2.5 強 度 滑 動 量 和 伸 長 率 之 合 格 基 準 2.6 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 試 驗 方 法 2.7 鋼 筋 續 接 器 檢 驗 參 考 文 獻 41 第 一 章 通 則 本 規 範 適 用 於 鋼 筋 種 類 SD 550W 及 SD 685 所 規 定 鋼 筋 續 接 依 照 設 計 圖 說 所 規 定 之 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 等 級, 選 用 合 適 之 續 接 器 型 式 續 接 器 與 續 接 器 或 續 接 器 與 鋼 筋 之 淨 距, 不 得 小 於 混 凝 土 粗 粒 料 標 稱 最 大 粒 徑 之 1.33 倍, 且 提 供 續 接 施 工 所 需 之 空 間 耐 震 構 架 內 之 構 材, 其 縱 向 鋼 筋 採 用 鋼 筋 續 接 器 續 接 時,B 級 鋼 筋 續 接 器 續 接 不 得 使 用 於 梁 柱 接 頭 面 或 地 震 時 鋼 筋 可 能 降 伏 處 起 算 兩 倍 構 材 深 度 範 圍 內 SA 級 鋼 筋 續 接 器 續 接 則 准 許 使 用 於 任 何 位 置 SA B Beam yielding Beam yielding Joint 42

92 2.2 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 試 驗 項 目 續 接 性 能 拉 力 試 驗 續 接 器 接 合 試 體 彈 性 重 複 載 重 試 驗 彈 性 反 復 載 重 試 驗 塑 性 反 復 載 重 試 驗 母 材 鋼 筋 拉 力 試 驗 SA 級 B 級 軸 力 P 0.95 P y 第 30 週 次 拉 力 試 驗 Tensile test s <0.3 mm 30c 0.02P y 伸 長 量 彈 性 重 複 Elastic repeated loading 彈 性 反 復 Elastic cyclic loading 塑 性 反 復 Plastic cyclic loading 試 驗 試 體 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 試 驗 所 用 之 試 體, 必 須 依 據 實 際 使 用 之 材 料 與 施 工 方 法 製 作 所 有 試 體 須 使 用 性 質 相 近 之 同 一 批 次 鋼 筋, 稱 之 為 母 材 鋼 筋 母 材 鋼 筋 拉 力 試 驗 之 試 體 為 被 續 接 之 鋼 筋 ; 其 餘 試 驗 項 目 之 接 合 試 體, 係 以 鋼 筋 續 接 器 續 接 兩 段 母 材 鋼 筋 各 試 驗 項 目 之 試 體 數 量 須 能 代 表 該 型 續 接 器 實 際 續 接 之 平 均 性 能, 且 至 少 3 個 試 體 為 一 組, 取 其 平 均 值 評 估 試 體 強 度 時, 取 3 次 試 驗 值 之 中 最 小 值 為 其 強 度 評 估 滑 動 量 及 伸 長 率 時, 取 3 次 試 驗 值 之 平 均 值 接 合 試 體 在 進 行 載 重 試 驗 前 不 得 預 拉 進 行 試 驗 時 應 先 預 拉 至 標 稱 零 載 重 將 伸 長 計 讀 數 歸 零 後 再 開 始 加 載, 標 稱 零 載 重 不 得 超 過 4 N/mm 2 乘 以 鋼 筋 之 標 稱 斷 面 積 44

93 2.6 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 試 驗 方 法 接 合 試 體 之 軸 向 變 形 量 測 精 確 度 至 少 須 符 合 CNS 金 屬 材 料 拉 伸 試 驗 用 伸 長 計 標 準 等 級 2 之 規 定 軸 向 變 形 量 之 檢 測 長 度 為 自 續 接 器 兩 端 向 外 各 加 1 倍 至 3 倍 鋼 筋 標 稱 直 徑 為 原 則 若 檢 測 長 度 小 於 50 cm, 則 在 無 受 壓 挫 曲 之 疑 慮 時 最 大 可 取 50 cm, 亦 可 用 其 他 適 當 的 替 代 方 法 直 接 量 測 續 接 器 與 鋼 筋 之 滑 動 量 試 驗 裝 置 應 避 免 試 體 受 到 軸 壓 力 而 挫 曲 如 發 生 試 體 挫 曲 之 現 象, 該 試 驗 視 為 無 效 而 非 試 體 不 合 格 L 2 L 2 L 1 L 3 L 1 L 3 夾 具 鋼 筋 續 接 器 伸 長 計 L 1 = 1~3d b L 2 = 4~6d b L 3 = 3d b 伸 長 率 : 試 驗 前 使 用 適 當 之 衝 子 或 劃 線 針 於 續 接 器 兩 側 之 鋼 筋 上 分 別 標 示 兩 個 標 記 點, 標 記 點 距 離 以 3 倍 至 5 倍 鋼 筋 標 稱 直 徑 為 原 則, 於 拉 力 試 驗 破 壞 後 分 別 量 測 標 記 點 之 間 長 度 變 化 量, 求 得 兩 側 鋼 筋 實 際 伸 長 率, 取 較 大 者 45 韌 性 指 標 之 比 較 韌 性 指 標 L g A B Z Z 夾 具 鋼 筋 續 接 器 伸 長 計 d b 2d b 2d b d b 夾 具 續 接 器 d b 2d b 2d b d b 優 缺 點 接 合 試 體 之 母 材 鋼 筋 直 徑 收 縮 率 (R) 鋼 筋 拔 出, 則 兩 段 鋼 筋 R 皆 需 量 測 取 大, 量 測 繁 瑣 破 斷 位 置 落 於 R 量 測 點 時, 人 為 量 測 誤 差 大 鋼 筋 拔 出 時, 量 測 得 到 R 遠 不 及 規 範 要 求, 另 一 形 式 要 求 必 須 為 母 材 破 斷 接 合 試 體 之 母 材 鋼 筋 伸 長 率 實 驗 室 易 於 執 行 兩 側 母 材 鋼 筋 伸 長 率 取 大 值, 適 用 於 各 種 破 壞 模 式 及 異 徑 及 異 等 級 續 接 量 測 完 滑 動 量, 即 可 拆 掉 伸 長 計, 降 低 試 驗 風 險 及 費 用 46

94 2.5 強 度 滑 動 量 和 伸 長 率 之 合 格 基 準 軸 力 P 0.95 P y 第 30 週 次 0.02 P y s < 0.3 mm 30c 伸 長 量 47 軸 力 塑 性 反 復 載 重 測 試 滑 動 量 計 算 公 式 取 載 重 在 鋼 筋 規 定 降 伏 強 度 下 限 值 50% 拉 力 至 25% 壓 力 之 間, 由 拉 至 壓 及 由 壓 至 拉 之 相 對 軸 向 變 形 量 扣 除 接 該 試 體 彈 性 變 形 後 取 平 均 值 為 當 次 滑 動 量 彈 性 變 形 以 試 體 加 載 至 鋼 筋 規 定 降 伏 強 度 下 限 值 之 70% 之 割 線 彈 性 模 數 計 算 0.5f y 滑 動 量 0.25f y 滑 動 量 SA 級 續 接 器 --- 第 4 週 次 第 8 週 次 試 驗 例 48

95 2.7 鋼 筋 續 接 器 檢 驗 鋼 筋 續 接 器 施 工 前 應 先 按 本 章 規 定 執 行 一 組 續 接 性 能 試 驗 判 定 為 SA 級 或 B 級 鋼 筋 續 接 器 施 工 期 間 之 量 產 試 驗 數 量 及 頻 率 可 由 買 賣 雙 方 約 定 之 或 按 表 規 定 辦 理 取 樣 送 驗 結 果 不 符 合 規 定, 加 倍 取 樣 複 驗 至 合 格, 否 則 拒 收 表 鋼 筋 續 接 器 施 工 現 場 取 樣 之 參 考 頻 率 續 接 器 數 量 接 合 試 體 拉 力 試 驗 每 200 個 取 樣 1 個 已 組 裝 試 體 以 及 1 個 工 地 組 立 試 體, 第 一 階 段 個 以 內 且 至 少 須 各 取 樣 3 個 第 二 階 段 - 第 2001 個 起 每 300 個 取 樣 1 個 已 組 裝 試 體 以 及 1 個 工 地 組 立 試 體 若 取 樣 試 驗 結 果 有 複 驗 或 拒 收 情 形 發 生, 取 樣 頻 率 應 回 到 第 一 階 段 已 組 裝 試 體 : 在 工 地 自 已 完 成 加 工 之 鋼 筋 及 續 接 器 中 抽 樣, 並 在 工 地 依 標 準 程 序 完 成 組 裝 之 試 體 工 地 組 立 試 體 : 在 工 地 自 已 組 立 之 鋼 筋 籠 切 下 之 續 接 器 接 合 試 體 預 鑄 或 鋼 筋 預 組 工 法 之 工 地 組 立 試 體 應 採 用 同 批 材 料 依 相 同 程 序 於 工 地 現 場 同 時 組 立 固 定 註 : 預 鑄 或 鋼 筋 預 組 工 法 之 工 地 組 立 試 體 應 採 用 同 批 材 料 依 相 同 程 序 於 工 地 現 場 同 時 組 立 試 體 49 SD685 鋼 筋 續 接 器 性 能 測 試 50

96 SD685 鋼 筋 續 接 器 性 能 測 試 (2013) Tensile test Elastoplastic cyclic loading test TS 1.25f y & f u 20ε y ductility or 4% elongation 51 Slip 0.3 mm Slip mm 51 Grade Couplers and Sleeves Nov Dec Jan Feb Mar ACE JOINT SD685 D25 EPOCH JOINT TOPS JOINT X 51 Grade, Size SD685-D25 母 材 鋼 筋 拉 伸 試 驗 Yield Strength (N/mm 2 ) Tensile Strength (N/mm 2 ) Elongation (%) TS/YS 達 降 伏 強 度 上 限 之 應 變 Criteria 685~ SD685,D SD685,D25 (Retest) Stress (N/mm 2 ) E=223,369 N/mm 2 E=196,481 N/mm Strain SD685 D25 Tensile tests 52

97 參 考 規 範 :TCI 高 強 度 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 規 範 + 日 本 繼 手 指 針 SA-Coupler Criteria Tensile Strength f u & 1.25f y Elongation 6% ACE JOINT 685 ( 螺 紋 鋼 筋 砂 漿 填 充 續 接 器 ) EPOCH JOINT 685 ( 螺 紋 鋼 筋 樹 脂 填 充 續 接 器 ) 抗 拉 強 度 及 伸 長 率 符 合 SA 級 要 求 53 SD685 續 接 器 滑 動 量 (Slip) SA-Coupler Criteria ACE JOINT 685 ( 螺 紋 鋼 筋 砂 漿 填 充 續 接 器 ) Tensile test Elastoplastic cyclic loading test (δ s ) 0.9fy 0.3 mm (δ s ) 20c 0.3 mm (δ s ) 24c 0.3 mm (δ s ) 28c 0.9 mm EPOCH JOINT 685 ( 螺 紋 鋼 筋 樹 脂 填 充 續 接 器 ) 54

98 ACE JOINT 試 驗 前 後 EPOCH JOINT 試 驗 前 後 55 SD685 鋼 筋 續 接 器 性 能 測 試 (2013) Tensile test Elastoplastic cyclic loading test TS 1.25f y & f u 20ε y ductility or 4% elongation 56 Slip 0.3 mm Slip mm 56 Grade Couplers and Sleeves Nov Dec Jan Feb Mar SD685 D25 ACE JOINT EPOCH JOINT TOPS JOINT X 56

99 參 考 規 範 :TCI 高 強 度 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 規 範 + 日 本 繼 手 指 針 SA-Coupler Criteria Tensile Strength f u & 1.25f y Elongation 6% TOPS JOINT 685 ( 預 鑄 用 套 管 式 續 接 器 ) N/A TOPS JOINT 685 Retest ( 預 鑄 用 套 管 式 續 接 器 ) N/A Tensile Strengths > f u =860 MPa & 1.25f y Bar pullout failure 57 SD685 續 接 器 滑 動 量 (Slip) SA-Coupler Criteria TOPS JOINT 685 ( 預 鑄 用 套 管 式 續 接 器 ) Tensile test Elastoplastic cyclic loading test (δ s ) mm (δ s ) 20c 0.3 mm (δ s ) 24c 0.3 mm (δ s ) 28c 0.9 mm TOPS JOINT 685 Retest ( 預 鑄 用 套 管 式 續 接 器 ) 58

100 TOPS JOINT 試 驗 前 後 TOPS JOINT (Retest) 試 驗 前 後 59 SD685 鋼 筋 續 接 器 性 能 測 試 結 果 (2013~2014) Grade Couplers and Sleeves Nov Dec Jan Feb Mar Apr 判 定 ACE JOINT SA SD685 D25 EPOCH JOINT SA TOPS JOINT X A~SA 強 度 及 滑 動 量 符 合 SA 級 規 定 且 經 構 件 試 驗 證 明 其 韌 性 符 合 耐 震 性 能 要 求, 亦 可 視 為 SA 級 續 接 器, 或 稱 之 為 有 條 件 的 SA 級, 仍 可 考 慮 使 用 於 塑 鉸 區 60

101 或 經 構 件 試 驗 證 明 其 韌 性 符 合 要 求 鋼 筋 續 接 器 接 合 試 體 之 強 度 及 滑 動 量 符 合 表 中 SA 級 規 定 且 經 構 件 試 驗 證 明 其 韌 性 符 合 耐 震 性 能 要 求, 亦 可 視 為 SA 級 續 接 器 ( 台 科 大 歐 昱 辰 教 授 提 供 ) 61 梁 下 層 筋 以 不 同 型 式 續 接 錨 定 之 預 鑄 梁 柱 接 頭 耐 震 性 能 - 李 宏 仁 等 (2012) 62

102 梁 下 層 筋 以 不 同 型 式 續 接 錨 定 之 預 鑄 梁 柱 接 頭 耐 震 性 能 - 李 宏 仁 等 (2012) 63 梁 下 層 筋 以 不 同 型 式 續 接 錨 定 之 預 鑄 梁 柱 接 頭 耐 震 性 能 - 李 宏 仁 等 (2012) 64

103 梁 下 層 筋 以 不 同 型 式 續 接 錨 定 之 預 鑄 梁 柱 接 頭 耐 震 性 能 - 李 宏 仁 等 (2012) 65 彈 性 模 數 續 接 器 ACE JOINT 226, , EPOCH JOINT 226, , TOPS JOINT 226, , TOPS JOINT 212, ,

104 一. 規 範 背 景 與 目 的 簡 報 大 綱 二. 鋼 筋 機 械 式 續 接 及 錨 定 工 法 介 紹 三. 續 接 器 續 接 性 能 規 範 及 測 試 四. 錨 定 頭 規 範 及 測 試 五. 結 語 67 鋼 筋 錨 定 頭 材 料 和 製 造 錨 定 頭 與 母 材 鋼 筋 之 續 接 : 摩 擦 銲 接 之 母 材 鋼 筋 須 符 合 CNS 560 標 準 之 SD280W 或 SD420W 鋼 筋, 其 它 鋼 筋 不 宜 銲 接, 除 非 供 應 商 經 買 方 同 意 能 提 出 相 關 試 驗 證 明 鋼 筋 銲 接 後 性 能 符 合 要 求 錨 定 頭 之 淨 承 壓 面 積 不 得 少 於 鋼 筋 標 稱 剖 面 積 之 4 倍 錨 定 頭 之 淨 承 壓 面 積 應 由 垂 直 鋼 筋 軸 向 之 投 影 面 積 構 成, 鋼 筋 因 摩 擦 銲 接 造 成 之 表 面 隆 起 之 障 礙 投 影 面 積, 應 予 以 扣 除 鋼 筋 表 面 之 節 因 摩 擦 銲 接 而 隆 起 之 不 平 整 範 圍, 距 離 承 壓 面 不 得 超 過 2 倍 鋼 筋 標 稱 直 徑, 直 徑 亦 不 得 大 於 1.5 倍 鋼 筋 直 徑 1.5d b d b 2d b 68

105 具 錨 定 頭 鋼 筋 之 檢 驗 (1/2) 拉 伸 試 驗 每 滿 [300][ ] 個 取 樣 [1 個 ], 但 各 號 數 錨 定 頭 鋼 筋 至 少 取 樣 [3 個 ][ ] 其 抗 拉 強 度 至 少 應 達 到 鋼 筋 規 定 降 伏 強 度 下 限 值 之 1.25 倍 或 鋼 筋 抗 拉 強 度 規 定 值 伸 長 率 應 達 到 母 材 鋼 筋 伸 長 率 規 定 值 以 上 800 Stress (N/mm 2 ) D25-1 D25-2 D D Strain 具 錨 定 頭 鋼 筋 之 檢 驗 (2/2) 滑 動 量 試 驗 以 螺 紋 接 合 之 錨 定 頭 鋼 筋 於 執 行 拉 伸 試 驗 時 應 同 時 量 測 接 合 部 之 殘 留 滑 動 量 無 滑 動 量 疑 慮 之 銲 接 或 鍛 造 的 錨 定 頭 得 省 略 滑 動 量 試 驗 Stress (N/mm 2 ) USD685A D Strain

106 Test setup at NCREE Load frame Specimen Hinge support Hinge support Roller support Load cell Load ram at back support 71 Confined Specimens (typ.) Separate tested ends Separate tested ends 45º 5db clear spacing 2db clear spacing 72

107 Effect of bar spacing 2 db clear spacing 5 db clear spacing This comparison is true between confined specimens Specimens f c (psi) Peak load (kips ) Stress (fs) ksi Bar (As) area failure mode 3 #8C 7k Tie Yielding 2 #10C 7k Tie Yielding 73 Effect of bar spacing 2db clear spacing 5 db clear spacing 2 #10C 7k Failed at higher load 326kips ( As 2.37 in²) Failed at lower loads kips (As 2.46 in²) 74

108 Heads with or without grouting Failed at kips Failure more of a pullout type, at ½ the load capacity of similar specimen 75 一. 規 範 背 景 與 目 的 簡 報 大 綱 二. 鋼 筋 機 械 式 續 接 及 錨 定 工 法 介 紹 三. 續 接 器 續 接 性 能 規 範 及 測 試 四. 錨 定 頭 規 範 及 測 試 五. 結 語 76

109 新 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 技 術 委 員 會 報 告 主 任 委 員 : 黃 世 建 國 立 台 灣 大 學 土 木 工 程 系 教 授 執 行 幹 事 : 李 宏 仁 國 立 雲 林 科 技 大 學 營 建 系 副 教 授 執 行 幹 事 : 林 克 強 國 家 地 震 工 程 研 究 中 心 研 究 員 2015/2/4 97 年, 台 大 引 進 日 本 東 京 鐵 鋼 高 強 度 鋼 筋 樣 品 少 量 鋼 筋 母 材 試 驗, SA 級 續 接 器 試 驗, 錨 定 頭 試 驗, 梁 柱 接 頭 構 件 試 驗 年,TCI 兩 年 期 計 畫 與 經 濟 部 一 年 期 科 專 計 畫 早 先 參 考 日 本 鋼 筋 規 格 及 規 範, 建 議 前 述 三 項 材 料 規 格 及 規 範 草 案 98 年 7 月 15 日 10 月 30 日 召 開 二 次 專 家 座 談 會 蒐 集 意 見 修 訂 部 分 內 容 年 間 台 灣 鋼 廠 小 爐 試 軋 生 產 鋼 筋 SD685/785 鋼 筋 NCREE 執 行 鋼 筋 母 材 試 驗, 續 接 器 試 驗, 錨 定 頭 試 驗, 構 件 試 驗 年, 台 灣 鋼 廠 改 造 生 產 線 到 大 量 生 產 並 不 順 利 缺 少 量 產 品 測 試 經 驗, 部 分 項 目 如 鋼 筋 之 韌 性 續 接 器 性 能 等 仍 有 疑 慮 前 述 三 項 材 料 規 格 及 規 範 草 案 暫 停 保 留 2 年 未 提 交 委 員 會 審 查 年 執 行 國 科 會 整 合 型 計 畫 及 日 本 東 京 鐵 鋼 委 託 國 震 中 心 執 行 之 量 產 品 及 構 件 測 試 累 積 足 夠 之 實 驗 數 據, 釐 清 諸 多 疑 慮, 更 新 前 述 三 項 材 料 規 格 及 規 範 草 案 103 年 提 交 高 強 度 鋼 筋 及 其 附 件 之 規 範 草 案, 交 由 本 學 會 之 技 術 委 員 會 與 規 範 委 員 會 審 議 通 過, 公 開 參 考 使 用 78

110 審 議 委 員 會 之 組 成 由 本 學 會 之 技 術 委 員 會 與 規 範 委 員 會 共 同 審 議 職 稱 姓 名 職 稱 姓 名 技 術 委 員 會 規 範 委 員 會 李 釗 主 任 委 員 主 任 委 員 黃 世 建 技 術 委 員 會 規 範 委 員 會 侯 琮 欽 委 員 委 員 趙 文 成 技 術 委 員 會 委 員 干 裕 成 委 員 蔡 益 超 委 員 陳 正 誠 委 員 宋 裕 祺 委 員 陳 國 隆 委 員 陳 奕 信 委 員 王 炤 烈 委 員 夏 沛 禹 委 員 吳 子 良 委 員 何 長 慶 79 審 查 會 議 與 書 面 審 查 第 一 次 審 查 會 議 : 於 6/10, 假 國 家 地 震 工 程 研 究 中 心 舉 行 第 二 次 審 查 會 議 : 於 6/30, 假 國 家 地 震 工 程 研 究 中 心 舉 行 第 三 次 審 查 會 議 : 於 7/22, 假 國 家 地 震 工 程 研 究 中 心 舉 行 第 四 次 審 查 會 議 : 於 8/13, 假 國 家 地 震 工 程 研 究 中 心 舉 行 第 一 次 書 面 審 查 : 審 查 期 間 為 8/18 至 9/1 第 二 次 書 面 審 查 : 審 查 期 間 為 9/9 至 9/23 80

111 高 強 度 鋼 筋 及 其 配 件 規 範 之 出 版 鋼 筋 混 凝 土 用 鋼 筋 SD550W SD685 SD785 高 強 度 鋼 筋 續 接 器 續 接 性 能 規 範 鋼 筋 混 凝 土 用 鋼 筋 錨 定 頭 規 範 審 查 已 於 9 月 底 完 成, 並 已 在 學 會 網 站 公 告, 相 關 規 範 已 可 供 外 界 下 載 81 簡 報 結 束 感 謝 聆 聽 陳 智 軒 82

112 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 設 計 研 討 會 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 構 架 接 頭 之 耐 震 設 計 建 議 李 宏 仁 Associate Professor at YunTech, Taiwan Member of Joint ASCE-ACI Committee 352, Joints and Connections in Monolithic Concrete Structures & Task Group for High-strength materials in beam-column connections Acknowledgements 國 科 會 補 助 台 灣 新 型 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 研 發 子 計 畫 : 梁 柱 接 頭 耐 震 性 能 研 究 及 資 料 庫 建 構 Database construction 357 test data published in Japan, US, NZ, and Taiwan Unified database for normal-strength and high-strength RC Beam-column joints without trans. beams/slabs, eccentricity Column bar f y versus f c TW 7% NZ 5% KO 1% US 12% New RC JP 75% RC

113 Geometry of test data Beam-to-column width ratios h b b b Joint aspect ratios bc hc Test Data classified by failure modes Failure mode Interior Exterior Beam flexure failure (B failure) Joint shear failure occur with beam yielding (BJ failure) Joint shear failure occur without beam yielding (J failure) Anchorage failure of beam bar in the joint (BJa failure) Total

114 Q Failure modes and ductility Joint shear capacity Q Joint shear capacity Q n 3 Q 4 n B Q m C Qf Beam flexure capacity D Q u 3 4 Q n Q n B Q m CQ f D Q u Beam flexure capacity A 3 4 n n f B Q n u θ A 3 4 n n B-failure BJ-failure J-failure B Q n f u θ J Q n B Q n Definitely well B Q n Okay with ductility J Q n Not acceptable Outline Frame Mechanism Avoid Story Mechanism Hinge Development Capacity design Joint shear demand Joint Shear Design Joint shear strength Joint transverse reinforcement Development Length Requirements for Joints Concluding remarks

115 Frame Mechanisms strong column weak beam (a) Story Mechanism (b) Intermediate Mechanism (c) Beam Mechanism Avoid story mechanism Avoid joint failure Inadequate confinement Required Column Moment Strength M top nc M bot nc 6 M 5 nb M nb M R 1.2 top M nc top M nc M nb M nb M nb M nb bot M n c Sway Right bot M n c Sway Left Figures courtesy of Jack P. Moehle

116 Moment Strength Ratio Int. Joints, for M R >2, B-failures for most of interior joints Ext. Joints, there is no conclusive result for M R G. L. Beam mechanism Ductility Ductility Outline Frame Mechanism Avoid Story Mechanism Hinge Development Capacity design Joint shear demand Joint Shear Design Joint shear strength Joint transverse reinforcement Development Length Requirements for Joints Concluding remarks

117 Special Moment-Resisting Frames - Probable Moment Capacity - V col For seismic design, beam yielding defines demands w l c M pr M pr Beam M pr V p V p l nb V p V col Figures courtesy of Jack P. Moehle M pr Beam Section Joint shear demands Typical = 1.25 for SD420 For SD685, =? T s1 = A s f y V b1 V col C 2 = T s2 V b2 C 1 = T s2 (b) internal stress resultants acting on joint V col V col T s2 = A s f y T s1 C2 (a) moments, shears, axial loads acting on joint Figures courtesy of Jack P. Moehle V u =V j = Ts1 + C 1 - V col (c) joint shear

118 Laboratory Specimen under Cyclic Deformation Loading Axial Load 6 m m + Laboratory testing

119 Outline Frame Mechanism Avoid Story Mechanism Hinge Development Capacity design Joint shear demand Joint Shear Design Joint shear strength Joint transverse reinforcement Development Length Requirements for Joints Concluding remarks V V n n γ Shear strength for confined joints γ 12 f b h c c j c f b h j ( f in psi) c c or ( f in MPa) values for special frame joints c = 20 = 15 Joint effective area b c x 2 x b j b x b j b h b 2 x h (ACI 318) h c b b 4 x 1 x 1 = 12 (Proposed) b h c 2 h c 2 h 4 c j, pro bb min, xi b c

120 Joint Shear Strength Ductility Trends Experimental joint shear force, normalized to effective joint area and in MPa There is no J failures below the -value of 15 for interior joints, but quite a few below the -value of 12 for exterior joints. (To be evaluated later) ' f c =15 =12 Ductility Ductility bc Aj bb hc Change of Effective Joint Depth =15 =12 Ductility Ductility

121 A c g sh 0. 3sbc f 1 yt A ch A Confinement of trans. reinforcement sh, ratio f A A A sh, provided sh, required sb Ash ratio is a key influence parameter (Kim and LaFave) Because the confining stress developed by transverse reinforcement depends on its stress-strain relations and configurations, a modified Ash ratio is used in this paper by taken a maximum yield strength of 800 MPa for transverse reinforcement. f yt min( f yt, 800) MPa c f c f yt 19 Confinement Requirements Confinement reinforcement in the direction of loading may be reduced by 50% for the joints confined two opposite faces. Ash is adequate for exterior joints without transverse beams. =15 =12 Modified Ash ratio dt( h) 0.75h c Modified Ash ratio

122 Seismic Testing for Interior Beam-Column Joints 16-D32 Int. Joints tested in D D25 16-D25 16-D25 C19 B24 6 m A24 A24T M R = m Joint Beam f c :100 MPa D13:SD 785 D25:SD 685 D32:SD 685

123 Story Shear, Q (kn) Q Test parameters Beam flexural capacity J-type BJ-type BJ-type C19 B24 A24T A24 Joint shear capacity =21 h c / d b =19 A sh,ratio =0.9 =18 h c / d b =24 A sh,ratio =0.9 C19 B24 A24T =15 h c / d b =24 A sh,ratio =0.4 =15 h c / d b =24 A sh,ratio =0.9 A J-type μ Q n 1251kN W W +Q E Q +Q Q E kN -1.0 μ Story Drift (%) Q Drift (kn) (%) Yield Max Failure W - Q Q E W +Q E +Q Q (kn) Drift (%) Yield Max Failure Story Shear, Q (kn) Q/Qn

124 結 論 與 建 議 接 頭 剪 力 強 度 之 衰 減 曲 線 是 可 以 預 測 的 測 試 結 果 顯 示 現 行 ACI 規 範 之 構 架 接 頭 剪 力 計 算 強 度 公 式 沿 用 至 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 構 架 接 頭 仍 可 以 控 制 梁 在 2% 層 間 變 位 產 生 塑 鉸 而 接 頭 破 壞 在 4%-6% 層 間 變 位 A24 A24T Story Shear, Q (kn) Joint Shear Deformation, j (rad)

125 ACI 規 範 雙 向 雙 向 1.0 A sh 0.5 A sh 本 研 究 建 議 Y X 接 頭 兩 對 面 接 梁, 接 頭 有 效 寬 度 內 之 繫 筋 量 可 以 減 少, 但 接 頭 箍 筋 維 持 與 柱 端 相 同 之 箍 筋 間 距 不 放 寬! X Y 向 要 求 之 Ash 不 同 垂 直 未 圍 束 面 才 要 求 1.0 Ash 27 Seismic Testing for Exterior Beam-Column Joints 28

126 Benchmark specimen Beam 10-D Unit:mm Joint 16-D D25:SD685 D13:SD785 f c:70 MPa Benchmark A5 29 Design Concept Q Story Shear, Q (kn) (%) Joint shear capacity C3 C5 B3 B5 A5 Beam flexure capacity Story Drift (%) C5 =17.4 J-Failure A sh,ratio =1.00 B5 =13.4 BJ-Failure A5 C3 =17.4 BJ-Failure A sh,ratio =1.67 =9.5 BJ-Failure B3 =13.4 BJ-Failure A sh,ratio =1.00 A sh,ratio =1.67 A sh,ratio =

127 Connection Parameters A5 B5 B3 C5 C3 m 70 (70) MPa m 70 (64) MPa 70 (69) MPa m 70 (70) MPa 70 (71) MPa M R (2.05) (1.53) (1.55) (1.27) (1.27) (10.21) (14.38) (14.00) (15.50) (16.65) BJ-Failure BJ-Failure BJ-Failure J-Failure BJ-Failure 31 Test results (1/5) A5 B5 B3 C5 C3 D13@125m D13@125m D13@75mm D13@125m D13@75mm m 70 (70) MPa m 70 (64) MPa 70 (69) MPa m 70 (70) MPa 70 (71) MPa M R (2.05) (1.53) (1.55) (1.27) (1.27) P Drift (10.21) (14.38) (14.00) (15.50) μ (kn) (%) (16.65) Yield Max BJ-Failure BJ-Failure BJ-Failure Failure J-Failure BJ-Failure 32

128 Strain Gages A5 33 Maximum value of f yt 800 MPa permitted for computing the amount of A sh No. of Drift Gages 3% beyond 箍 筋 降 伏 Yield 數 量 Strain (3% Drift) A5 B5 C5 B3 C Drift 4% 箍 筋 降 伏 數 量 No. of Gages beyond Yield Strain (4% Drift) A5 B5 C5 B3 C3 A5 B5 C5 B3 C3 Average stress (MPa) 3% Drift % Drift

129 試 體 值 討 論 Envelope Curve =17.38 =13.39 = 試 體 值 討 論 Envelope Curve =13.39 =

130 試 體 值 討 論 Envelope Curve =17.38 = 接 頭 剪 力 裂 縫 (1/2) A5 Drift -4% N B5 Drift -4% N B3 Drift -4% N N N N 38

131 接 頭 剪 力 裂 縫 (2/2) A5 Drift ±4% N B5 Drift ±4% N B3 Drift ±4% N N N N Joint Shear Strength-Ductility Trends Experimental joint shear force, normalized to effective joint area and in MPa There is no J failures below the -value of 15 for interior joints, but quite a few below the -value of 12 for exterior joints. (To be evaluated later) ' f c =15 =12 Ductility Ductility bc Aj bb hc

132 Change of Effective Joint Depth Obviously improved, but =15 =12 Ductility Ductility Outline Frame Mechanism Avoid Story Mechanism Hinge Development Capacity design Joint shear demand Joint Shear Design Joint shear strength Joint transverse reinforcement Development Length Requirements for Joints Concluding remarks

133 dh Hooked and Headed Bars Anchorage Development length for a bar with a standard 90-degree hook f ydb f ydb ( f c in psi) or f f c c (ACI , ) ( f in MPa) c Development length for headed deformed bars (ACI , ) dt f ydb f ydb ( f c in psi) or ( f c in MPa) f f c and value of f c shall not exceed 6000 psi 10,000 psi? Bar f y shall not exceed 60,000 psi 100,000 psi? Net bearing area of head A brg shall be at least 4A b Clear cover for bar shall be at least 2d b Clear spacing between bars shall be at least 4d b 2d b c Evaluation of Anchorage Requirements Anchorage failures (BJa) fall in 3 rd quadrant The development requirements are proper for headed bars and hooked bars Headed bars Hooked bars =12 =12 Required dt f y d f b ' c Required dh f y d f b ' c

134 Anchorage Length 16.3d b 2d b 2d b Column Beam f d 685d y b b dt required, 5.2 f c d b A brg =5.5A b f y =685 MPa f c =70 MPa (ACI , ) 45 dt, provided dt, required d b Clear spacin g Strain Profiles of Beam Bars 46

135 Outline Frame Mechanism Avoid Story Mechanism Hinge Development Capacity design Joint shear demand Joint Shear Design Joint shear strength Joint transverse reinforcement Development Length Requirements for Joints Concluding remarks V n γ Concluding remarks f b h c j j ( f in psi) or γ Vn f cbjhj ( f c in MPa) 12 -values for special frame joints = 20 c - effective joint depth l dt Joint effective area x b j b x b j b h b 2 x h (ACI 318) = 15 = 12 48

136 ACI 規 範 雙 向 雙 向 1.0 A sh 0.5 A sh 本 研 究 建 議 Y X 接 頭 兩 對 面 接 梁, 接 頭 有 效 寬 度 內 之 繫 筋 量 可 以 減 少, 但 接 頭 箍 筋 維 持 與 柱 端 相 同 之 箍 筋 間 距 不 放 寬! X Y 向 要 求 之 Ash 不 同 垂 直 未 圍 束 面 才 要 求 1.0 Ash 49 Concluding remarks - Headed bars A brg =5.5A b f y =685 MPa 2d b bar spacing f c =70 MPa ACI For headed deformed bars satisfying , development in tension shall be in accordance with , except clear spacing between bars shall be permitted to be at least 3d b or greater. dt f ydb f ydb ( f c in psi) or ( f c in MPa) f f c and value of f c shall not exceed 14,000 psi 100 MPa Bar f y shall not exceed 100,000 psi 690 MPa Clear spacing between bars shall be at least 2d b c

137 Concluding remarks - Transverse reinf. Grade SD 785 SD 685 Specified yield strength 785 MPa (114 ksi) 685 MPa (100 ksi) Key Design Parameters te f c Moment strength ratio Joint shear strength Confinement M R Anchorage of beam reinforcement Y X V n 1.2 f b h ' c A sh, provided Ash, required dt for headed bars Maximum value permitted for design calculations Bar f y 100,000 psi [690 MPa] Bar f yt 116,000 psi [800 MPa] Concrete f c 14,000 psi [100 MPa] j c

138 Effective confining ratio-tbd V n γ f b h c j j ( f in psi) γ Vn f cbjhj ( f c in MPa) 12 -values for special frame joints = 20 c = 15 = 12 or Further study To develop a deformation based model of the degradation of the joint shear strength. In , we plan to test 8 beam column slab connections made with HS reinforcement and concrete

139 試 體 統 計 Failure mode Int.S Ext.S Int. Ext. SUM B 破 壞 BJ 破 壞 BJa 破 壞 J 破 壞 CY 破 壞 SUM CY 破 壞 : 柱 產 生 塑 鉸 破 壞, 非 本 研 究 主 要 破 壞 模 式 55 資 料 庫 數 據 範 圍 New RC New RC 柱 主 筋 降 伏 強 度 RC 柱 梁 主 筋 降 伏 強 度 RC 梁 56

140 接 頭 剪 應 力 m v.s. 韌 度 韌 度 57 內 部 接 頭 接 頭 箍 筋 量 可 以 減 半, 外 部 接 頭 則 待 確 認 1 2 接 頭 箍 筋 量 f yt min( f yt, 800) MPa 58

141 Thanks for your attentions 姚 天 佑 王 孔 君 小 梁 哥 陳 安 志 莊 勝 智 張 又 仁 張 家 榮 陳 惠 雅

142 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 柱 之 耐 震 圍 束 設 計 黃 世 建 國 家 地 震 中 心 副 主 任 國 立 臺 灣 大 學 土 木 工 程 系 教 授 Dec. 5, 2014 簡 報 大 綱 前 言 設 計 公 式 實 驗 規 劃 測 試 結 果 預 鑄 應 用 結 論 2

143 前 言 3 臺 灣 高 樓 層 建 築 發 展 2.7 m 1.2 m 2.2 < 高 深 比 < 3 柱 尺 寸 過 大 使 用 高 強 度 材 料 縮 減 尺 寸 4

144 高 樓 層 建 築 之 底 層 柱 G. L. 底 層 柱 承 受 極 大 之 軸 力 變 形 能 力 降 低 耐 震 圍 束 效 果? 5 變 形 能 力 之 合 格 標 準 0.8V max 時 之 層 間 位 移 比 設 計 地 震 ( 回 歸 期 為 475 年 ) 最 大 考 量 地 震 ( 回 歸 期 為 2500 年 ) 2% 3% 6

145 設 計 公 式 7 現 行 設 計 公 式 橫 箍 柱 (ACI 土 木 ) A sb sh c f c 009. f yt max f A c g fyt Ach 保 護 層 剝 落 其 中 f yt 700MPa 8

146 修 正 設 計 公 式 橫 箍 柱 (ACI ) f c 009. f yt A sh f A c g max sbc f yt Ach f A c 0.2kkk f n p f yt A g ch 當 或 P > 0.3A f g c f c > 70MPa 其 中 f yt 700MPa 9 混 凝 土 強 度 參 數 k f Ash f A c 0.2k f kk n p sb f A k f c yt ch f c g 混 凝 土 強 度 圍 束 箍 筋 量 10

147 彎 鉤 有 效 性 參 數 k n A sb k n 0.2k knk f A sh c g f p c f yt Ach nl n -2 l n l 為 受 耐 震 彎 鉤 圍 束 之 主 筋 數 量 主 筋 必 須 使 用 耐 震 彎 鉤 加 以 圍 束 n l k n 軸 力 參 數 k p A sb k p 0.2kkk f A sh c g f n p c f yt Ach P A f g c 承 受 軸 力 A sh / sbc P > 0.3A g f c 圍 束 箍 筋 量 P / A g f' c 12

148 圍 束 箍 筋 量 之 差 異 A sh / sb c ACI ACI 箍 筋 量 隨 軸 力 變 化 而 調 整 無 論 軸 力 大 小, 箍 筋 量 維 持 不 變 壓 力 控 制 下 矩 形 柱 設 計 軸 力 P o = 0.52P o Study Case: 1.59% 0.99% A A sh sh / sb / sb f = 70 MPa f f c y yt = 685 MPa = 785 MPa c, ACI c, ACI = P / A g f' c 13 圍 束 箍 筋 配 置 之 差 異 P = 0.45 > 0.3 A g f c Study Case: ( mm) ACI ACI 普 通 強 度 f = 30 MPa f c yt = 420 MPa D13@100mm A sb sh c = 0.73% D13@120mm A sb sh c = 1.02% +40% 高 強 度 f = 70 MPa f c yt = 785 MPa D16@100mm A sb sh c = 1.14% D16@120mm A sb sh c = 1.59% +40% 14

149 PEER 資 料 庫 ( 橫 箍 柱 ) 保 守 3% NG 不 滿 足 規 範 OK 不 保 守 1 滿 足 規 範 不 滿 足 ACI 318 滿 足 ACI 318 P / A f < 0.2 g c 0.2 P / A f < P / A f g g c c P / A f < 0.2 g c 0.2 P / A f < P / A f g g c c ACI Q2 Q ACI Q2 Q1 8 Drift Ratio, % Q3 A sh, Test / A sh, ACI Q4 1 0 Q3 Q A sh, Test / A sh, ACI 實 驗 規 劃 16

150 柱 試 體 規 劃 符 合 柱 定 義 (H/B 3) 600 mm 作 用 剪 力 高 V mn M n = H / 2 柱 1800 mm M n B V mn H M n V mn 17 NCREE 實 驗 設 備 Multi-Axial Testing System 反 力 牆 x z y Load (tf) Disp. (m) x y z ,000 ±1.2 ±

151 實 驗 規 劃 Lateral Load Axial Load T 彎 鉤 交 錯 配 置 彎 鉤 柱 1800 mm T 彎 鉤 彎 鉤 端 19 實 驗 規 劃 Lateral Load Axial Load T 彎 鉤 非 交 錯 配 置 彎 鉤 柱 1800 mm T 彎 鉤 彎 鉤 端 20

152 試 體 參 數 T70-1 T70-2 T70-3 T70-4 斷 面 尺 寸 (mm) 彎 鉤 型 式 f c (MPa) 70 f y (MPa) 685 f yt (MPa) 785 垂 直 鋼 筋 4-D32, 8-D25 主 筋 比 2.60% 橫 向 鋼 筋 D13@90mm A sh /sb c 1.35% 21 側 力 加 載 歷 時 Axial Load P kn A g f c Lateral Load Drift Ratio (%) % % % % % 0.25% 0.50% % % 1.50% % % % Cycle 22

153 測 試 結 果 23 測 試 結 果 T % 1.0% 2.0% 3.0% 24

154 Specimen ID 遲 滯 迴 圈 與 包 絡 線 f c (MPa) V max (kn) Drift@V max (%) 0.8V max [email protected] max (%) T T T70-1 T70-2 遲 滯 迴 圈 4000 T70-1 T70-2 包 絡 線 Load, kn 0 Load, kn Drift Ratio, % Drift Ratio, % 25 Specimen ID 遲 滯 迴 圈 與 包 絡 線 f c (MPa) V max (kn) Drift@V max (%) 0.8V max [email protected] max (%) T T T70-3 T70-4 遲 滯 迴 圈 4000 T70-3 T70-4 包 絡 線 Load, kn 0 Load, kn Drift Ratio, % Drift Ratio, % 26

155 討 論 27 紐 西 蘭 設 計 公 式 橫 箍 柱 (NZS 3101: 2006) A 1.3 m A f P sb A f A f ' sh t g c ' c 3.3 ch yt g c 其 中 f yt 800MPa 28

156 NCREE 歷 年 矩 形 柱 試 體 年 度 試 體 數 量 f c (MPa) f y (MPa) 685 f yt (MPa) 785 主 筋 比 2.25% 2.25% 2.94% 2.60% 0.87% A sh /sb c ~ 1.22% P/A g f c 0.52 ~ % ~ 1.90% 0.29 ~ % 1.35% ~ 橫 向 鋼 筋 f yt 放 寬 至 800 MPa P / A f 0.2 g c 0.2 P / A f P / A f g g c c 10 f yt 700 MPa 10 f yt 800 MPa Drift Ratio, % Drift Ratio, % A sh, Test / A sh, ACI A sh, Test / A sh, ACI

157 設 計 公 式 之 修 訂 ACI f c 009. f yt A sh f A c g max sbc f yt Ach f A c 0.2kkk f n p f yt A g ch 修 訂 建 議 f c 009. f yt A sh f A c g max sbc f yt Ach f A c 0.2kkk f n p f yt A g ch 其 中 f yt 700MPa 其 中 f yt 700MPa 800MPa 31 降 低 圍 束 箍 筋 量 0.02 ACI Modification for ACI Study Case: A sh / sb c A A sh sh / sb / sb c, Modification c, ACI = % 1.16% f = 70 MPa f f c y yt = 685 MPa = 785 MPa 700 MPa: D16@140mm, A sh /sb c = 1.36% 0 0.4A g f c P / A g f' c 800 MPa: D13@100mm, A sh /sb c = 1.22% 32

158 等 值 矩 形 應 力 塊 計 算 撓 曲 強 度 a) Strain Distribution b) 2 nd order Parabolic Stress Distribution and Equivalent Force c) ACI Rectangular Stress Block and Equivalent Force 33 計 算 撓 曲 強 度 ITG-4.3R-07 等 值 矩 形 應 力 塊 參 數 0 1 c ( f -55) c ( f - 28) (f c in MPa) Alpha 1 Beta 1 主 筋 壓 力 降 伏 強 度 f y 550 MPa f' c (MPa) 34

159 撓 曲 強 度 T70-1 Test f c = MPa P = kn f c (MPa) V test (kn) V mn (kn) V test /V mn T T T T 預 鑄 應 用 36

160 高 強 度 鋼 筋 預 鑄 用 套 管 式 續 接 器 37 銲 接 閉 合 型 高 強 度 箍 筋 熔 接 點 Power Ring f yt = 785 MPa 38

161 Axial Load 柱 試 體 測 試 0.03 ACI A sh / sbc P / A g f' c A sh A sh / sb / sb c, test c, ACI = 1.39 標 準 配 筋 套 管 式 續 接 器 套 管 式 續 接 器 + 銲 接 閉 合 型 箍 筋 A f g c 測 試 結 果 TC2 V max = 2853 kn TC4 V max = 3014 kn TC6 V max = 2925 kn [email protected] max = 3.6% [email protected] max = 3.5% [email protected] max = 3.5% 40

162 預 鑄 預 鑄 vs. 場 鑄 場 鑄 3000 DriftRatio(%) Lateral Load (kn) TC2 V max = 2853 kn [email protected] max = 3.6% TC6 V max = 2925 kn [email protected] max = 3.5% Displacement (mm) TC10 V max = 2654 kn [email protected] max = 2.3% 41 結 論 42

163 結 論 承 受 高 軸 力 作 用 下 之 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 柱, 其 變 形 能 力 符 合 需 求 彎 鉤 型 式 對 於 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 柱 之 變 形 能 力 影 響 並 不 明 顯, 但 彎 鉤 之 試 體 強 度 衰 減 速 度 較 快 橫 向 鋼 筋 f yt 放 寬 至 800 MPa, 可 降 低 圍 束 箍 筋 量 43 設 計 公 式 修 訂 建 議 橫 箍 柱 (ACI ) f c 009. f yt A sh f A c g max sbc f yt Ach f A c 0.2kkk f n p f yt A g ch 當 或 P > 0.3A f g c f c 70MPa 其 中 f yt 800MPa 44

164 結 論 以 預 鑄 方 式 製 作 之 柱 試 體, 高 軸 力 作 用 下 之 變 形 能 力 亦 符 合 需 求, 可 改 善 傳 統 耐 震 彎 鉤 施 工 不 易 之 問 題 閉 合 型 箍 筋 耐 震 彎 鉤 45 簡 報 結 束, 感 謝 聆 聽

165 SHEAR DESIGN OF NEW RC COLUMNS Yu-Chen Ou Associate Professor Outline Current ACI shear strength equations and limitations NCREE shear tests on New RC columns New RC column shear strength database Evaluation of ACI shear strength equations using the database Proposed changes to ACI shear strength equations for New RC columns Evaluation of proposed changes using the database Proposed shear strength equations

166 Outline Current ACI shear strength equations and limitations NCREE shear tests on New RC columns New RC column shear strength database Evaluation of ACI shear strength equations using the database Proposed changes to ACI shear strength equations for New RC columns Evaluation of proposed changes using the database Proposed shear strength equations ACI shear strength provisions Nominal shear strength V V V n c s Vc Nominal shear strength of concrete Vs Nominal shear strength of shear reinforcement

167 ACI shear strength provisions Shear strength of concrete Provision Concrete compressive strength Note ACI Chapter f ' c 8.3 MPa Or f ' c 70 MPa ACI Chapter Simplified shear strength of concrete P u Vc A g f bd ' c Eq (11-4) ACI shear strength provisions Shear strength of concrete Provision Detailed shear strength of concrete Upper limit shear strength of concrete Note ACI Chapter ' Vd u Vc 0.16 fc 17w bd M m 4h d Mm Mu Pu 0 8 ACI Chapter ' 0.29P u Vc 0.29 fcbd 1 A g Eq (11-5) Eq (11-6) Eq (11-7)

168 ACI shear strength provisions Shear strength of reinforcement Provision Yield strength of shear reinforcement ACI Chapter f yt f yt 420 MPa 550 MPa Note For deformed bars For welded deformed wires Minimum shear reinforcement ACI Chapter A v,min f ' c bs 0.35bs f f yt yt Eq (11-13) ACI shear strength provisions Shear strength of reinforcement Provision Shear strength of reinforcement Maximum shear strength of reinforcement Note ACI Chapter ACI Chapter V Afd v y Vs Eq (11-15) s s,max 0.66 f bd ' c

169 ACI shear strength provisions Outline Current ACI shear strength equations and limitations NCREE shear tests on New RC columns New RC column shear strength database Evaluation of ACI shear strength equations using the database Proposed changes to ACI shear strength equations for New RC columns Evaluation of proposed changes using the database Proposed shear strength equations

170 Specimen Design Columns P ' ' f ' Ag f cs f c c A A A A E-1 10% E E B-1 15% B-2 18% B B E-3 20% Longitudinal Reinforcement f yls f yl l 685 (MPa) 685 (MPa) 735 (MPa) 735 (MPa) 3.62% (16 D32) 785 (MPa) 3.38% (24 D25) 3.62% (16 D32) 3.38% (24 D25) Transverse Reinforcement f yts f yt t 785 (MPa) 862 (MPa) 862 (MPa) 0.15% (3D13-450) 0.26% (3D13-260) 0.59% (4D13 150) 0.98% (4D13 90) 0.15% (3D13-450) 0.26% (3D13-260) 0.59% (4D E C % C % (3D % C (MPa) (MPa) (16 D32) (Mpa) (MPa) 0.26% C (3D13-260) D % D % (3D % D (MPa) (MPa) (16 D32) (MPa (MPa) 0.26% D (3D13-260) Specimen Design Construction of Specimen Testing Setup

171 Testing Procedure % Drift Ratio (%) % 1.00% 0.25% 0.50% 0.375% 0.75% 1.50% % Cycle Testing Setup Loading Protocol Experimental Result Column with 0.1 axial load ratio P Diagonal Cracking Ultimate Condition ' Columns ' Af f Drift Drift g c c st Vtest Vs test Vctest st Vtest Vs test Vctest (%) (%) (MPa) (kn) (kn) (kn) (MPa) (kn) (kn) (kn) A A A A-4 10% E E Significant increase in Vtest from diagonal cracking to ultimate condition. Transverse reinforcement not yielding for most of the columns (could be due to strain gauges not at critical locations)

172 Experimental Result Column with 0.2 axial load ratio Columns P Af ' g c ' fc Drift (%) st Diagonal Cracking Vtest Ultimate Condition (MPa) (kn) (kn) (kn) (MPa) (kn) (kn) (kn) B-1 15% B-2 18% B B % E E The difference between Vtest at diagonal cracking and that at ultimate condition reduces as the increase of axial load. Transverse reinforcement not yielding for most of the columns (could be due to strain gauges not at critical locations) Vs test Vctest Drift (%) st Vtest Vs test Vctest Experimental Result Column with 0.3 axial load ratio Diagonal Cracking Ultimate Condition P ' Columns ' f Af c Drift Drift g c st Vtest Vs test Vctest st Vtest Vs test Vctest (%) (%) (MPa) (kn) (kn) (kn) (MPa) (kn) (kn) (kn) C C % C C Vtest at diagonal cracking is equal to that at ultimate condition for C1, C2, and C3 (failure right after diagonal cracking ). Transverse reinforcement not yielding for the only column that does not show failure right after diagonal cracking (could be due to strain gauges not at critical locations)

173 Experimental Result Column with 0.4 axial load ratio Columns P ' f c Diagonal Cracking Ultimate Condition ' Af g c Drift st Vtest Vs test Vctest Drift st Vtest Vs test Vctest (%) (MPa) (kn) (kn) (kn) (%) (MPa) (kn) (kn) (kn) D D-2 40% D D All the column showed failure right after diagonal cracking. Meaningless to discuss stress in transverse reinforcement at the ultimate condition. Experimental Result Shear cracking angles P Af ' g c Diagonal Crack 44 (Range: 41-52) 32 (Range: 25-41) 17 (Range: 14-19) 15 (Range: 12-16) Ultimate Condition 33 (Range: 26-39) 24 (Range: 28-20) 17 (Range: 14-19) 15 (Range: 12-16)

174 Conclusions from NCREE tests A term to include axial load effect in the minimum shear reinforcement to prevent failure right diagonal cracking is needed. Design stress in transverse reinforcement for shear may have to be limited to be less than the yield stress. Cracking angles are less than 45 degrees. Outline Current ACI shear strength equations and limitations NCREE shear tests on New RC columns New RC column shear strength database Evaluation of ACI shear strength equations using the database Proposed changes to ACI shear strength equations for New RC columns Evaluation of proposed changes using the database Proposed shear strength equations

175 Researcher Sakaguchi (1990) Maruta (2008) Takami (1997) Takaine (2010) Kuramoto (1992) Aoyama (2001) Shinohara (2008) Akihiko (1990) Database of New RC columns 78 shear-critical columns No Column f ' c f yl f yt P A ' a/d g f c l t % % Sibata (1997) Ou Database of New RC columns Ranges of design parameters of the database (78 columns) Parameter Concrete compressive strength f ' c Yield strength of long. Reinforcement f yl Range MPa MPa Yield strength of long. Reinforcement f yt MPa Axial load ratio P A ' g fc Aspect ratio ad Ratio of long. Reinforcement l 2.14% % Ratio of trans. Reinforcement 0.15% 1.80% t

176 Outline Current ACI shear strength equations and limitations NCREE shear tests on New RC columns New RC column shear strength database Evaluation of ACI shear strength equations using the database Proposed changes to ACI shear strength equations for New RC columns Evaluation of proposed changes using the database Proposed shear strength equations Evaluation of ACI shear strength Examination of ACI simplified shear strength with the database V n ACI Simplified (kips) V max Experimental (kn) Mean =1.43 COV = Reseacher's columns Ou's columns V n ACI Simplified (kn) Vmax Experimental (kips) V test / V n ACI simplified Researcher's columns Ou' columns Axial load ratio (P/A g f c ') Conservative for most of the columns (73/78 conservative prediction).

177 Evaluation of ACI shear strength Examination of ACI detailed shear strength with the database V n ACI Detailed (kips) V max Experimental (kn) Mean = COV = Researcher's columns Vmax Experimental (kips) V test / V n ACI detailed Researcher's columns Ou's columns Ou's columns V n ACI Detailed (kn) Axial load ratio (P/A g f c ') 45/78 columns show unconservative prediction. Evaluation of ACI minimum shear reinforcement Reserve Strength (V max /V ctest ) <P/A g f c '< <P/A g f c '< <P/A g f c '< <P/A g f c '< <P/A g f c '< <P/A g f c '< t / t ACI min The ACI minimum shear reinforcement does not provide similar reserve strength (Vmax/Vctest) for different axial load ratio. As the axial load ratio increases, the reserve strength decreases..

178 Conclusions for database evaluation ACI simplified shear strength is conservative for most of the columns. ACI detailed shear strength is not conservative for most of the columns. ACI minimum shear reinforcement can not reflect the effect of axial load on reserve strength Outline Current ACI shear strength equations and limitations NCREE shear tests on New RC columns New RC column shear strength database Evaluation of ACI shear strength equations using the database Proposed changes to ACI shear strength equations for New RC columns Evaluation of proposed changes using the database Proposed shear strength equations

179 Shear strength of concrete Vc ACI simplified concrete shear strength V c ACI Simplified (kips) V diagonal Experimental (kn) Mean =1.59 COV = Researcher's columns Ou's columns V c ACI Simplified (kn) Vdiagonal Experimental (kips) V test / V c ACI simplified Researcher's columns Ou's columns Axial load ratio (P/A g f c ') Conservative for most of the columns (74/78 conservative prediction). Shear strength of concrete ACI detailed concrete shear strength (upper bound) V c ACI Upper Bound (kips) V diagonal Experimental (kn) Mean =0.96 COV = Researcher columns Ou's columns V c ACI Upper Bound (kn) Vdiagonal Experimental (kips) V test / V c ACI Upper Bound Researcher's columns Ou's columns Axial load ratio (P/A g f c ') 49/78 columns show unconservative prediction.

180 Proposed modification to ACI detailed upper bound concrete shear strength The ACI detailed upper bound equation was derived based on principal tensile cracking strength. The equation was modified to consider the softening effect of axial compression on principal tensile strength V c N u f t (max) N u c Vc bwd 1 (3) f t (max) F f (max) b d 2 t w Softening coefficient f ' = MPa 28 c Eq. (11) f ' = MPa 28 c Eq. (11) f ' = 76.60MPa 26 c 1 MPa = psi t 0 ' f c 0.05 The softening coefficient is based on biaxial test results of high-strength concrete c ' f c c for ' f c Eq. (11) f ' = MPa 26 c t Since c P Ag, the above equation can be simplified as c c t Eq. (11) c ' f c P ' Ag f c for P Af ' g c

181 Proposed equation Proposed upper bound equation for detailed calculation of concrete shear strength V ' c 0.29 fcbwd 1 2P f bd ' c w P ' Af g c for P Af g ' c Minimum shear reinforcement V s,min V c A f d v,min yt s,min 0.38Vc V s

182 Proposed concrete shear strength equations Vc Simplified shear strength equation V V V P f bd ' v yt n c s c 14 A g s Detailed shear strength equation Af d Vd Af v ytd s ' u Vn Vc Vs 0.16 fc 17w bd M n ' 2P Af v ytd 0.29 fc 1 bd fbd s ' c Proposed reinforcement shear strength equations Vs Minimum shear reinforcement Vs Av,min 0.38 c f d Maximum shear strength of reinforcement yt V s,max 0.66 f bd ' c Maximum yield strength of shear reinforcement f yt 600 MPa

183 Outline Current ACI shear strength equations and limitations NCREE shear tests on New RC columns New RC column shear strength database Evaluation of ACI shear strength equations using the database Proposed changes to ACI shear strength equations for New RC columns Evaluation of proposed changes using the database Proposed shear strength equations Simplified shear strength equations P Af ' v ytd Vn Vc Vs fcbd 14 A g s 3 V s > V smax 3 Reseacher's columns V test / V n ACI simplified t < t min.prop Reseacher's columns Ou's columns Axial load ratio (P/A g f c ') V test / V n ACI simplified Mean =1.42 Cov = 0.22 Ou's columns Axial load ratio (P/A g f c ') After applying Vsmax and Vsmin, 47 columns were removed. For the 31 columns left, only 1 showed unconservative prediction with Vtest/Vn=0.99

184 Detailed shear strength equations Vd Af v ytd s ' u Vn Vc Vs 0.16 fc 17w bd M n ' 2P Af v ytd 0.29 fc 1 bd fbd s ' c 4 V s > V smax 4 Researher's columns V test / V n Proposed t < t min.prop Reseacher's columns Ou's columns Axial load ratio (P/A g f c ') V test / V n Proposed Mean =1.47 Cov = 0.29 Ou's columns Axial load ratio (P/A g f c ') All 31 columns showed conservative prediction. Outline Current ACI shear strength equations and limitations NCREE shear tests on New RC columns New RC column shear strength database Evaluation of ACI shear strength equations using the database Proposed changes to ACI shear strength equations for New RC columns Evaluation of proposed changes using the database Proposed shear strength equations

185 Proposed shear strength equations for New RC Columns Shear strength of concrete Provision ACI Proposed Simplified shear P ' Vc fcbd strength of concrete 14 A g ' Vd u Detailed shear strength Vc 0.16 fc 17w bd M m of concrete 4h d Mm Mu P 8 ' 2P Upper Bound shear Vc 0.29 fc 1 bd ' ' 0.29P fbd u c strength of concrete Vc 0.29 fcbd 1 A P P g for ' ' Af g c fa c g Proposed shear strength equations for New RC Columns Shear strength of reinforcement Provision ACI Proposed Limit stress of shear reinforcement f yt 420 MPa f yt 600 MPa Shear strength of reinforcement V s Afd v s y Minimum shear reinforcement A v,min f ' c bs f yt 0.35bs f yt A v,min 0.38 c s V df yt Maximum shear strength of reinforcement V s,max 0.66 f bd ' c

186 THANK YOU

187 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 高 拉 力 強 度 鋼 纖 維 於 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 柱 之 應 用 評 估 廖 文 正 國 立 台 灣 大 學 土 木 工 程 學 系 Outline 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Background and Objective Highly Flowable Strain Hardening Fiber Reinforced Concrete (HF-SHFRC) Proposed Toughness Ratio / Shear Strength Equation Experimental Programs Conclusions

188 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Background and Objective New RC Project Change in Yield Strength of Longitudinal Bars Change in Specified Concrete Strength Background and Objective 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 fc f c HSC High Strength Concrete Brittle Less Deformation Capacity Early spalling and brittle failure 0.45 fc E c NSC f t o ult c

189 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Background and Objective 0.8 x 0.65 x 0.85 = 0.43 The required transverse reinforcement calculated according to ACI DO NOT consider different axial loading levels UNSAFE for HSC!! ACI 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Background and Objective Alternative solution: Fibers V f =0% V f =0.75% V f =1.0% V f =1.5% brittle less major cracks

190 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Highly Flowable Strain Hardening Fiber Reinforced Concrete (HF-SHFRC) Key parameters of Fiber Reinforced Concrete 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 V f b f Fiber volume fraction Fiber Aspect Ratio (L/d) bond strength between fiber and matrix

191 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Why τ b talks? Pullout Energy = Frictional Energy + Plastic Deformation Energy (Straight part) (Hooked-end part) Selection of fibers 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Fiber Type Diameter (mm) Length (mm) Density (g/cc) Aspect ratio Tensile Strength (MPa) Elastic Modulus (GPa) High strength Normal Strength

192 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Pullout energy 250 Pullout Load (N) Slip (mm) Steel Fiber Pullout Curve of 28 Days Experiment Prediction (Xu, 2011) Pullout Energy Pullout Energy τ (N-mm) eq (MPa) (N-mm) τ eq (MPa) Error (%) Average Std. Deviation Main Obstacles for Fiber Reinforced Concrete 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, Workability 2. Mechanical performances is not as good as expected. 3. Expensive; no main advantages on normal structural applications.

193 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Highly Flowable Strain Hardening Fiber Reinforced Concrete SCC Self-Consolidating Concrete; Self-Compacting Concrete HPFRCC High Performance Fiber-Reinforced Cementitious Composites a highly workable concrete that can flow under its own weight without segregation and vibration. strain-hardening response under tension accompanied by multiple cracking 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Highly Flowable Strain Hardening Fiber Reinforced Concrete

194 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Highly Flowable Strain Hardening Fiber Reinforced Concrete 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Highly Flowable Strain Hardening Fiber Reinforced Concrete

195 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Highly Flowable Strain Hardening Fiber Reinforced Concrete 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Highly Flowable Strain Hardening Fiber Reinforced Concrete

196 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Proposed Toughness Ratio / Shear Strength Equation 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Fibers as an alternative for transverse reinforcement 1. Confinement Efficiency Lateral reinforcement ratio Ductility Fiber Volume, aspect ratio, τ b Ductility 2. Shear Capacity

197 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Confinement Efficiency Toughness Ratio, TR ' f c TR Area OABC 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Proposed Toughness Ratio Equation k e = confinement effectiveness coefficient ρ s = transverse reinforcement ratio f yt = yield strength of transverse reinforcement f c = compressive strength of concrete V f = steel fiber volume fraction L/φ = aspect ratio of steel fiber X f = fiber efficiency factor, f (stirrups spacing) τ eq = equivalent bond strength

198 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Shear Capacity ACI Minimum shear reinforcement (f) Beams constructed of steel fiber-reinforced, normal weight concrete with f c not exceeding 6000 psi, h not greater than 24 in., and V u not greater than 2 f c b w d. R (f) This exception is intended to provide a design alternative to the use of shear reinforcement, as defined in , for members with longitudinal flexural reinforcement in which V u does not exceed 2 f c b w d. Fiber-reinforced concrete beams with hooked or crimped steel fibers in dosages as required by have been shown, through laboratory tests, to exhibit shear strengths larger than 3.5 f c b w d. Proposed Shear Strength Equation F eff 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 v (0.15 f ' 70 d ) F a ( MPa) u c eff F F po Lf ( ) Vfeq D f p o f c

199 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Experimental Program 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Experimental Program Multi-Axial Resting System (MATS) Axial loading capacity: up to 60 MN Cross Beam National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) P l a t e n Platen Lateral actuator

200 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Experimental Program Specimen: 600 x 600 x 1800 mm #8 Level 5 Level 4 Level 3 Level 2 Level 1 1. Double Curvature 2. Aspect ratio is 3 only 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Drift Ratio (%) Experimental Program Loading Protocol % % % % % 0.25% 0.50% % % 1.50% % % % Cycle Ref: ACI Committee 374, Acceptance Criteria for Moment Frames Based on Structural Testing and Commentary(ACI ), American Concrete Institute, Criteria: Ultimate drift ratio, UDR (drift ratio corresponding to 80% Max lateral capacity) > 3.0%

201 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Experimental Program No. Section s (mm) TR S140-0 (ACI ) #8, SD685 #4, SD S (V f = 1.5%) #8, SD685 #4, SD S (V f = 1.5%) #8, #10, SD685 #5, SD (d/2) 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Experimental Program Failure modes prediction of S140-0 and S P-M Curve of S Failure Mode of S S A gf' c Shear Force(tf) ACI_Simple ACI_Detail Sezen Lin Moment Analysis Moment(KN-m) Ductility(%)

202 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results S140-0 VS. S 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results S140-0 S

203 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results S140-0 S Test Results 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 S140-0 (UDR: 1.25%) VS. S (UDR: 3.23%)

204 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results Drift ratio: 1.0% S140-0 (Max Lateral Capacity) S 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results Drift ratio: 1.5% S140-0 S (Max Lateral Capacity)

205 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results Failure S140-0 (2 nd cycle of 1.5%) S (4.0%) 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results S (spacing D/2)

206 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results Test Results (S ) 1.0% 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results Test Results (S ) 2.0% S Before 2% Ulitmate Load Drift Ratio

207 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Test Results Test Results (S ) failure UDR= 3.15% 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Conclusions (1) Addition of fibers provides high ductility to brittle concrete, particularly for high strength concrete (NEW RC) (2) The transverse reinforcement requirement in ACI seems not adequate for high strength concrete / under high axial loading (S140-0). (3) Compared to HSC, HF-SHFRC presents high toughness, damage tolerance and excellent shear capacity while allowing good workability. The experimental results shows that addition of fibers can be an effective alternative for transverse reinforcement in NEW RC columns. (4) By increasing the spacing to d/2 and under 0.43 axial loading level, excellent performance and damage tolerance can be still observed in S It shows the great potential to apply HF- SHFRC to NEW RC columns.

208 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 台 北, 12/5, 2014 Thank you 國 立 台 灣 大 學 土 木 工 程 學 系 助 理 教 授 廖 文 正

209 PRELIMINARY DESIGN RECOMMENDATION FOR FLEXURAL MEMBER WITH HIGH STRENGTH MATERIALS Min-Yuan Cheng National Taiwan University of Science and Technology 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 結 構 桿 件 設 計 研 討 會 December 5 th, 2014 Outline Design Equation Experimental Verification Issues Conclusions

210 Design Equation (Flexure) Flexural : Equivalent Stress Block (ACI ITG-4) 0.85 remains the same Design Equation (Shear) V n = V c +V s V c = 0 ; f yt 600 MPa V u : Evaluated from M pr using f y = 1.25 f y For SD685 longitudinal bars use 1.25 x 685 MPa In general V u = larger (V e1, V e2 )

211 Experimental Verification SP1 SP2 SP3 Beam Design a (mm) Specified Material Properties: f c = MPa and f y = 1.25 x 685 MPa f yt = 600 MPa Experimental Verification Experimental Setup Shear span=

212 Experimental Verification Loading History Experimental Verification Test Result SP1 3 % (West) (d u ) avg = 4.56 % (West) flexure-shear 4 % (West) (d u ) avg = 4.56 % (North)

213 Experimental Verification Test Result SP2 3 % (West) (d u ) avg = 4.50 % (West) flexure-shear 4 % (West) (d u ) avg = 4.50 % (North) Experimental Verification Test Result SP3 3 % (West) (d u ) avg = 5.61 % (West) flexure 4 % (West) (d u ) avg = 5.61 % (North)

214 Experimental Verification Strength Deformation (d u ) avg (%) SP SP SP Envelope from first cycle hysteresis loop SP1 SP2 SP3 Design Issues (Transition of Stress Block) f y = 414 MPa unit : mm ACI ACI ITG

215 Design Issues f y = 414 MPa unit : mm ACI ACI ITG-4 ϕ n,aci / ϕ n,aci ITG (1) Tension-control limit (2) Need of Special Boundary Element Design Issues A S (mm 2 )

216 Conclusion Preliminary of Design Equation are proposed for flexural members with High Strength Material. Through experimental verification, the following conclusion is drawn: Conclusion 4. A minimum of 5% drift can be achieved for a high-strength flexural beam specimen that fails in flexural governed mode. 5. Future research is needed to verify steel strain limit for tensioncontrolled section. A practical spacing for transverse reinforcement to prevent buckling is needed.

217

218 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 梁 撓 曲 剪 力 行 為 研 究 與 設 計 探 討 王 勇 智 國 立 中 央 大 學 土 木 系 教 授 1 1 2

219 ACI 與 NZS 梁 撓 曲 剪 力 設 計 項 目 ACI NZS 計 算 材 料 強 度 計 算 剪 力 強 度 3 項 目 ACI NZS 非 塑 鉸 區 塑 鉸 區 4

220 項目 ACI NZS 非 塑 鉸 區 橫 向 箍 筋 間 距 限 制 塑 鉸 區 dbl 主筋直徑 5 項目 ACI NZS 地震引致之剪力 6

221 RC 梁 撓 曲 剪 力 實 驗 印 證 7 試 體 規 劃 (1/3) 試 體 編 號 b,mm d,mm s,mm a/d NRB-d NRB-d/ (468) (497) NRB-d/ HRB-d HRB-d/ (754) (840) HRB-d/4 85 8

222 懸 臂 梁 測 試 構 架 (1/3) 9 10

223 遲 滯 迴 圈 圖 與 裂 縫 圖 (1/3) HRB(New RC) d/4 & NRB(Normal RC) d/4 實 驗 過 程 DR=4% 實 驗 終 止 DR=7% 11 HRB d/2 & NRB d/2 實 驗 過 程 DR=4% 實 驗 終 止 DR=6% 12

224 HRB d & NRB d 實 驗 過 程 DR=4% 實 驗 終 止 DR=5% 試 驗 結 果 統 計 試 體 編 號 加 載 方 向 最 大 載 重 P max, kn 降 伏 位 移 y mm 初 始 勁 度 K, i kn/mm ( 取 0.6P max 斜 率 ) 斜 裂 縫 角 度, DR=4% 相 對 消 能 比 β DR=4% HRB d HRB d/2 HRB d/4 NRB d NRB d/2 NRB d/4 正 負 正 負 正 負 正 負 正 負 正 負 % 24% 34% 24% 24% 32% 14

225 箍 筋 應 變 量 測 (0) 15 混 凝 土 剪 力 衰 減 情 形 NRB 混 凝 土 剪 力 衰 減 曲 線 圖 HRB 混 凝 土 剪 力 衰 減 曲 線 圖

226 17 試 體 編 號 bw (mm) h (mm) a/d HRB d/4 (+) HRB d/4 ( ) HRB d/2 (+) HRB d/2 ( ) R685 NC (+) R685 NC ( ) R685 C110C(+) R685 C110C( ) R685 C140C(+) R685 C140C( ) HR1a(+) HR1a( ) HR2c(+) HR3c(+) HT1b HT1a HT1c BS T (+)

227 試 體 編 號 bw (mm) h (mm) BS T ( ) BS W (+) BS W ( ) BF W (+) BF W ( ) BS FT (+) BS FT ( ) BS FTN (+) BS FTN ( ) BF T (+) BF T ( ) mean 1.14 Upper bound 1.16 Lower bound

228 21 報 告 完 畢, 謝 謝 聆 聽 22

229 HRB d/4 DR=0.25% 1 st cycle NRB d/4 DR=0.25% 1 st cycle HRB d/4 DR=0.5% 1 st cycle NRB d/4 DR=0.5% 1 st cycle 23 HRB d/4 DR=0.75% 1 st cycle NRB d/4 DR=0.75% 1 st cycle HRB d/4 DR=1.0% 1 st cycle NRB d/4 DR=1.0% 1 st cycle 24

230 1 1. 研 究 目 的 2. 實 驗 規 劃 3. 實 驗 結 果 與 分 析 4. 設 計 公 式 建 議 5. 結 論 簡 報 大 綱 2

231 研 究 目 的 (1/3) Serviceability Reparability Full-size experiment 性 能 設 計 使 用 性 能 與 修 復 性 能 AIJ, 2010 Allowable shear crack width 3 研 究 目 的 (2/3) 損 傷 評 估 ( 裂 縫 寬 度 與 變 形 角 ) R R f +R s Serviceability Limit Reparability Limit I Reparability Limit II R R s f Wf n f maxw f = D x D x n Ws cos ns max s n W cos L L 構 件 非 線 性 分 析 時 之 性 能 點 決 定 4

232 研 究 目 的 (3/3) 本 試 驗 主 要 使 用 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 之 足 尺 寸 梁 試 體 以 了 解 剪 力 裂 縫 發 展 行 為 各 試 體 於 單 向 載 重 作 用 下, 分 別 量 測 並 統 計 其 於 尖 峰 變 形 角 時 最 大 剪 力 裂 縫 寬 度 及 殘 留 最 大 剪 力 裂 縫 寬 度 與 試 體 斷 面 平 均 剪 應 力 關 係, 再 分 別 以 0.3 mm (ACI: 0.4 mm) 及 1.0 mm 為 上 限 並 決 定 其 對 應 之 容 許 剪 應 力 及 使 用 性 能 確 保 之 剪 力 設 計 公 式 1. 平 均 斷 面 剪 應 力 與 尖 峰 變 形 角 時 最 大 剪 力 裂 縫 寬 度 2. 平 均 斷 面 剪 應 力 與 殘 留 最 大 剪 力 裂 縫 寬 度 3. 最 大 剪 力 裂 縫 寬 度 之 殘 留 比 ( 與 剪 力 變 形 角 關 係 ) 4. 最 大 剪 力 裂 縫 寬 度 與 容 許 應 力 ( 平 均 斷 面 剪 應 力 ) 之 關 係 5. 使 用 性 能 確 保 之 剪 力 設 計 公 式 5 實 驗 規 劃 (1/6) 102~103 年 共 進 行 22 組 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 梁 試 驗 12H100 6

233 實 驗 規 劃 (2/6) 102~103 年 共 進 行 22 組 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 梁 試 驗 6W70 (BC-W) 6m 4m 2m 7 實 驗 規 劃 (3/6) 試 體 規 劃 與 參 數 設 定 103 年 104 年 102 年 102 年 TTK 104 年 8

234 實 驗 規 劃 (4/6) 試 體 設 計 與 配 筋 細 節 BC-W BC-T 實 驗 規 劃 (5/6) 應 變 設 置 與 裂 縫 量 測 裂 縫 量 測 位 置 10

235 實 驗 規 劃 (6/6) 測 試 構 架 與 載 重 歷 時 Loading Procedure 實 驗 結 果 與 分 析 (1/8) 混 凝 土 劈 裂 強 度 102 年 之 試 體 ( 混 凝 土 剪 力 開 裂 強 度 ) 劈 裂 試 驗 結 果 比 較 f t_experiment /f t_code_ (MPa) ACI f c ' (MPa) AIJ f c ' (MPa) AIJ f c ' (MPa) JSCE f c ' (MPa)

236 實 驗 結 果 與 分 析 (2/8) 混 凝 土 剪 力 開 裂 強 度 剪 力 開 裂 強 度 定 義 : 觀 測 到 第 一 條 剪 力 裂 縫 時 所 對 應 之 斷 面 平 均 剪 應 力 用 以 定 義 長 期 荷 重 下 之 混 凝 土 容 許 剪 應 力 13 實 驗 結 果 與 分 析 (3/8) 混 凝 土 剪 力 極 限 強 度 試 體 之 極 限 剪 力 扣 除 鋼 筋 貢 獻 之 剪 力 用 以 定 義 短 期 荷 重 下 之 混 凝 土 容 許 剪 應 力 混 凝 土 剪 力 極 限 強 度 1 號 箍 筋 2 號 箍 筋 14

237 實 驗 結 果 與 分 析 (4/8) 混 凝 土 剪 力 極 限 強 度 15 實 驗 結 果 與 分 析 (5/8) 使 用 性 確 保 剪 力 裂 縫 控 制 剪 力 裂 縫 寬 度 與 斷 面 平 均 剪 應 力 之 關 係 跨 深 比 16

238 實驗結果與分析(6/8) 使用性確保剪力裂縫控制 剪力裂縫寬度與箍筋應變之關係 跨深比 17 實驗結果與分析(7/8) 使用性確保剪力裂縫控制 跨深比與混凝土容許剪應力 18

239 實 驗 結 果 與 分 析 (8/8) 跨 深 比 與 混 凝 土 容 許 剪 應 力 修 復 性 確 保 剪 力 裂 縫 控 制 19 設 計 公 式 建 議 (1/9) 斷 面 平 均 剪 應 力 與 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 ( 箍 筋 785MPa) 使 用 性 確 保 剪 力 裂 縫 控 制 10 v/v cr 1 1E-008 1E-007 1E-006 1E (w ps,max /d)*(p w ) 20

240 設計公式建議(2/9) 使用性確保剪力裂縫控制 箍筋容許應力值 (剪力裂縫最大寬度0.3 mm) MPa 1 Pwfs (MPa) pw 設計公式建議(3/9) 梁試驗結果驗證(I)-跨深比3.33 (單向載 重) 22

241 設 計 公 式 建 議 (4/9) 梁 試 驗 結 果 驗 證 (II)- 反 覆 載 重 斷 面 尺 寸 :400 mm 700 mm 跨 深 比 :3.33 箍 筋 間 距 :120 mm (ρ ts =0.53%) 主 筋 比 :ρ s =0.02 Negative Moment 23 設 計 公 式 建 議 (5/9) 使 用 性 確 保 剪 力 裂 縫 控 制 使 用 性 確 保 與 耐 震 需 求 之 箍 筋 比 24

242 設 計 公 式 建 議 (6/9) Assume: s =0.025; d=0.9d; f y =685 MPa; w a = kgf/m 2 ; w u =1000* kgf/m 2 f sa =0.125f yt (785 MPa); f su =550 MPa; B/L=1.0. B/L (fc'=70 MPa) b/d B/L (fc' = 100 MPa) b/d 使 用 性 確 保 之 剪 力 裂 縫 控 制 L/D Stirrup ratio, Pw B/D=0.50, Pwu B/D=0.55, Pwu B/D=0.60, Pwu B/D=0.65, Pwu B/D=0.50, Pwa B/D=0.55, Pwa B/D=0.60, Pwa B/D=0.65, Pwa L/D = L/D 25 設 計 公 式 建 議 (7/9) 使 用 性 確 保 之 剪 力 裂 縫 控 制 L/D 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 值 = 0.3 及 0.4 mm 0.4 mm 0.3 mm Pt fc' Pt fc'

243 設 計 公 式 建 議 (8/9) 使 用 性 確 保 之 剪 力 裂 縫 控 制 L/D 可 靠 度 分 析 0.4 mm Random variables b/d: B/L: Dead Load : kgf/m 2 Live Load: kgf/m mm L/D max (L/D) = 12 (0.9997, 0.40mm) f y : 685 Mpa f yt : 785 Mpa f su : 550 MPa f sa : 0.125or 0.15 f yt MCS Reliability 27 設 計 公 式 建 議 (9/9) 尖 峰 變 形 角 時 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 與 殘 留 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 之 比 值 分 佈 本 研 究 考 量 構 件 於 地 震 後 之 殘 留 剪 力 裂 縫 最 大 值 以 不 超 0.4 mm 為 原 則, 以 建 立 修 復 性 能 確 保 下 之 箍 筋 容 許 應 力 值 若 取 尖 峰 變 形 角 時 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 與 殘 留 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 之 比 值 2.5 計 算 尖 峰 變 形 角 時 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度, 則 約 為 1.0 mm 若 以 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 1.0 mm 為 控 制 目 標, 則 其 對 應 之 容 許 箍 筋 應 力 可 定 為 MPa ( 約 為 0.20 倍 之 箍 筋 規 定 降 伏 應 力 ) 28

244 梁 構 件 性 能 點 結 論 容 許 剪 應 力 計 算 式 (MPa) 剪 力 裂 縫 發 生 點 長 期 荷 重 使 用 性 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 0.4mm Or max (L/D) = 12 短 期 荷 重 修 復 性 剪 力 裂 縫 最 大 寬 度 1.0 mm 29 高 強 度 鋼 筋 混 凝 土 梁 之 裂 縫 發 展 與 控 制 30

245 ACI ACI AIJ 規範 限制值(mm) Z Factor Spacing Control ~ 曲げひび割れ幅算定式 ACI Z Factor wmax = βf s 3 dc A 2 (, 1 10 te F p e p k k k t s c fs s 2 d c2 + ( )2 Es 2 Wav =lav ε s,av +lav ε sh s E v a s wc = Wmax =1.5Wav v a l ACI Spacing Control AIJ 曲げひび割れ幅算定式 ) ( 1 2 ) 31 實驗結果比較 觀察範圍 四點荷重簡支梁試體等彎矩段內裂縫寬度 裂縫寬度種類 0.3/0.33/0.41/0.53 mm 32

246 鋼 筋 應 力 f s ACI Spacing Control f s w c = 2 d +( ) E 2 s 2 2 c s 鋼 筋 應 力 (MPa) 撓 曲 裂 縫 寬 度 (mm) 33 AIJ 2010 容 許 應 力 檢 核 剪 力 開 裂 應 力 靜 載 + 活 載 34