獲獎論文： Laughery, L., Ichinose, T., Kasai, K., Mogili, S., and Hwang, S. J. (2024). “Experimental Investigation of Size Effect on Shear Strength of Reinforced Concrete Pile Caps,” ACI Structural Journal, Vol. 121, No. 1, pp. 105-117.
【獲獎介紹】
工程師在設計結構時，依據物理原理、實驗結果以及經驗進行。但隨著需求不斷增加，現今的結構建造尺度已遠遠超出經驗與實驗測試的範圍。Bažant 在 1984 年精準地總結了這個問題：「大多數實驗室測試都是在縮小尺度下進行的，但實務的結構尺寸較大，其強度並未隨幾何尺寸呈等比例增加，故應考慮尺寸效應對單位剪力強度予以縮減。」美國ACI 318-19規範接受 Bažant的建議，對未配置剪力鋼筋的構件加入尺寸效應的考量。由於ACI 318-19現行尺寸效應公式，係以較薄的單向版實驗來推導驗證，但缺乏較厚雙向版的驗證數據。業界已有抱怨，指出ACI 318-19尺寸效應公式應用在基礎的深厚構件時，剪力強度折減過大與既有經驗不符，此項爭議亟待實驗數據來判定。本研究係於國震中心台南實驗室，對不同尺寸的帽梁做剪力強度測試。實驗規劃係嚴格控制試體參數的一致性，僅變化其尺寸參數。藉以量化尺寸效應所造成的剪力強度折減，以填補此知識缺口。本研究呈現了有效高度為 250、500 與 1000 mm的三種樁帽實驗結果。結果顯示，從 250 mm 增加到 500 mm 時，ACI 318規範預測剪力強度降低了18%，但實驗量測僅降低13%，而從 250 mm 增加到 1000 mm 時，ACI 318規範預測剪力強度降低了37%，但實驗量測僅降低 14%。研究結果指出，現行 ACI 318-19 的尺寸效應係數確實低估了深樁帽的強度，應作調整修正之。