111年6月24日

桃園市結構工程技師公會

『大師系列講習會(三)-鋼筋混凝土建築火害後之耐震評估及補強』

師資簡介：劉光晏 副教授                            

現職

·成功大學土木系副教授
·國家地震中心兼任研究員
·中華民國結構工程學會理事

學歷

·台灣大學土木所博士

經歷

 土木技師
 交通大學土木系合聘副教授
 國家地震中心橋梁組研究員

課程簡介：

本研究進行鋼筋混凝土柱受火害後之反覆載重實驗，並提出斷面性質與材料強度修正分析模式。
實驗內容包括1座對照組的無火害試體（CNF），及3座實驗組的有火害試體（CF1、CF2、CF3）。
柱斷面尺寸為30 cmÍ30 cm，柱高150 cm。主筋配置8-D25、箍筋為D13@10 cm。

混凝土標稱強度為21 MPa、主筋及箍筋標稱降伏強度分別為420 MPa、280 MPa。
火害條件為CNS 12514標準升溫曲線，燃燒時間為2、3小時。實驗變數為柱軸壓比，分別為0.1、0.2及0.3。

實驗結果顯示，相較於無火害試體CNF，
各有火害試體因保護層混凝土剝落後導致初始勁度明顯降低，且側向強度隨軸力及火害延時增加而下降。
此外，火害試體之遲滯迴圈中出現迴圈束縮現象，為高溫作用後鋼筋與混凝土間的握裹滑移所引致。

本研究採用集中塑鉸模式進行實驗結果比較，另搭配非破壞檢測方式驗證火場最高溫度，最終提出火害後斷面慣性矩與混凝土抗壓強度修正方式。
當搭配TEASPA程式時，側向勁度修正係數可取0.2-0.25，混凝土抗壓強度須以等溫線所包圍面積作等效強度取代。分析結果可合理掌握遲滯迴圈的包絡線，有利於快速進行火害後建築結構之耐震評估。本研究另針對有火害試體（CF1、CF2、CF3）以鋼板及無收縮水泥砂漿進行包覆修復，實驗證實可大幅提升勁度與強度，並依照斷面性質與材料強度修正分析模式，亦可吻合修復後的側推曲線。