高強度混凝土柱在高軸力下之耐震圍束效應

鋼筋混凝土柱構件在軸壓下的層間變形能力，主要依靠配置於柱構件的橫向圍束鋼筋提供。一般認為鋼筋混凝土柱需具有3%弧度之側向變形能力，相關研究結果顯示，柱構件之側向變形能力與柱軸力及所配置之圍束箍筋量大小有關，美國ACI 318設計規範直至2008年版止，柱構件圍束箍筋量之設計公式仍與柱軸力大小無關，因此承受約大於0.3 Agfc'軸壓力之柱構件，配置ACI 318設計規範建議之箍筋量時，將無法提供3%弧度之側向變形能力。本文共進行五組矩形斷面為600×600 mm之高強度鋼筋混凝土柱構件試驗，評估此柱試體在0.6Ag fc'高軸力作用下的層間位移變形能力，所有試體均以ACI318-08設計規範之圍束鋼筋量設計，圍束鋼筋的設計降伏強度上限為700 MPa；其中，試體B1、B3和B5之混凝土強度為70 MPa，另外B2和B4試體的混凝土強度為100 MPa。所有試體所採用之主筋與橫向鋼筋分別為SD685和SD785，而圍束鋼筋之變化細節包括箍筋間距、每層繫筋之數量，以及繫筋尾端彎曲角度。試驗結果顯示，此柱構件之側向變形能力介於1.25至1.345%弧度之間，無法達到3%弧度變形能力。