臺灣博碩士論文加值系統

本研究探討針對結構用竹木複合樑之開發與其靜曲性質，評估複合樑及箱型樑組合中，有關竹種類、層積方向、層積厚度等因子對彎曲性質之影響，在複合樑方面，心層均採用柳杉構材，表層有麻竹及孟宗竹兩種竹種，孟宗竹有垂直及水平兩種不同層積方向，而厚度有0.6cm、1.8 cm及3cm等三種不同表層厚度，麻竹進行表層三種不同厚度水平方向層積。在箱型樑方面，樑腹材均採用柳杉構材，樑翼材有柳杉及孟宗竹兩種，而孟宗竹區分為垂直與水平兩種層積方向，且垂直層積方向複合之箱型樑，在樑腹材與樑翼材之膠合面有兩種補強方式，包括10d箱用釘及長6.35cm之木螺釘。另設與複合樑及箱型樑同斷面之實大樑對照組兩種。
靜曲試驗結果顯示，竹木複合樑之破壞模式主要為引張側翼材中央指接處破壞而成為關鍵，孟宗竹複合樑之靜曲強度高於麻竹複合樑17%。竹木複合樑之靜曲強度較實木樑高55.7%，彈性係數高34.4%，竹木箱型樑之靜曲強度及彈性係數為53.3%及29.4%，又較實木樑高39.6%及47.5%。如以10d釘及木螺釘補強後，箱型樑之靜曲強度較實木樑高67.2%及70%，彈性係數則提高56.3%及53.9%。

The development of structural bamboo/wood composite beams and the evaluation on the bending properties was performed in the study. The factors include bamboo species, orientation of bamboo lamina, and thickness of laminated bamboo. Japanese cedar lumber was used as flange materials. Bamboo member was laminated in either vertical or horizontal directions to from the thickness of 0.6, 1.8, and 3.0 cm. The box beams were also reinforced with either 10d box nail or wood screws along the connection between flange and web. The solid wood beams and box beams were also included for the comparison.
The results indicated that the critical failures were always occurred at the finger joints located at lower edges of center part of beams. The value of MOR for Moso bamboo composite beams is 17% higher than that of Ma bamboo beams. In general, values of MOR and MOE for bamboo/wood composite beams are 55.7% and 34.4% higher than those of Japanese cedar solid wood beams, respectively. Similarly, the values of MOR and MOE for bamboo/wood box beams are 39.6% and 47.5% higher than those of solid wood beams in same cross section of dimension, respectively. The improvement in MOR of Bamboo/wood box beams is found, i.e., 67.2% and 70%, respectively when the connection between flanges and webs are reinforced with 10d box nails or wood screws.

壹、前言‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 1
貳、文獻回顧‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3
一、柳杉之基本性質‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3
(一)、比重‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3
(二)、機械強度‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 3
二、竹材之性質‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 4
三、複合樑之彎曲性質‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 5
(一)、非破壞性試驗‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 5
(二)、指接性質‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 7
(三)、樑理論‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 8
參、竹木複合樑之構材基本性質及非破壞性試驗‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 11
一、竹木複合樑之構材基本性質測定‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 11
(一)、試驗材料與設備‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 11
(二)、試驗方法‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 14
(三)、結果與討論‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 22
肆、竹木複合樑之靜曲性質‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 30
一、試驗材料與設備‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 30
二、試驗方法‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 32
(一)、複合樑‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 32
(二)、箱型樑‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 34
(三)、柳杉實木樑‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 39
(四)、複合樑與箱型樑之靜曲試驗‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 39
(五)、竹木複合樑靜曲應變之量測‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 43
三、結果與討論‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 44
(一)、複合樑之破壞模式‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 44
(二)、箱型樑之破壞模式‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 46
(三)、竹木複合樑之靜曲性質‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 48
(四)、竹木箱型樑之靜曲性質‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 55
(五)、設計變位限制之載重值‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 57
(六)、靜曲載重下樑應變與應力之分布‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 59
伍、結論‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 66
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