五螺箍矩形RC柱之反復載重試驗與耐震性能

翁正強 ； 尹衍樑 ； 王瑞禎 ； 梁景裕 ； 林光奕

《結構工程》 26卷1期 (2011/03) Pp. 57-91

https://doi.org/10.6849/SE.201103_26(1).0006

摘要

本研究成功的進行四組實尺寸(Full Scale)矩形斷面鋼筋混凝土(Reinforced Concrete，RC)柱之水平反復載重試驗，包括三組配置新型「五螺箍」(5-Spirals)之RC柱及一組配置傳統矩形橫箍(Rectangular Hoop)之RC柱以作為對照組。本研究主要在探討五螺箍RC柱在反復載重作用下的耐震性能；此外，由於五螺箍有別於傳統的單一螺箍，故對於目前ACI-318-08規範要求「RC柱之螺旋箍筋最大淨間距不得大於75 mm」的限制，是否仍適用於配置「五螺箍」之RC柱的問題，本研究亦進行初步的探討。試驗結果顯示，三組實尺寸五螺箍RC柱之遲滯迴圈(Hysteretic Loop)均相當飽滿，其層間變位角(Drift Angle)分別可以到達5.2％、5.4％與5.7％弧度。在反復載重試驗過程中，可以看出五螺箍RC柱具備良好的韌性及穩定的強度，且不易發生快速崩塌之現象。五螺箍RC柱底部之塑鉸區可以發揮良好之韌性，五螺箍所圍束之混凝土大致保持完好，主筋無明顯的挫屈，箍筋亦未發生斷裂之情形，顯示五螺箍矩形RC 柱具備優越之耐震性能。另一方面，試驗中亦發現，五螺箍RC柱在箍筋間距放寬至120 mm之情況下，其遲滯迴圈仍相當飽滿，層間變位角可達5.4％弧度。因此，在符合強度與韌性之要求下，本研究顯示五螺箍RC柱在箍筋間距達120 mm的情況下，其行為仍與間距75mm的五螺箍試體相當，柱底塑鉸機制明顯，同時相較於等箍筋間距(120 mm)的傳統試體，耐震性能明顯優異許多。