臺灣博碩士論文加值系統

黏貼鋼鈑於鋼筋混凝土（R.C.）構件，為一對強度直接且有效的結構補強方式。一般而言，對於承受正彎矩之R.C.樑，以貼於底部之構件受拉側最為有效；而承受負彎矩之連續樑，黏貼鋼鈑於受拉側（頂部）的方式，則經常由於樓版系統的存在，造成使用上及施工上的困難，故將鋼鈑貼於樑之側面，不失為可能的解決辦法之一。本研究將以試驗的方式，探討鋼筋混凝土樑於側貼鋼鈑後之撓曲行為。
本研究共規畫了19支十字型單元試體，藉以模擬鋼筋混凝土構架中之樑柱接頭，並以點載重方式模擬樑體承受負彎矩。所有試體均採相同尺寸、配筋及混凝土強度製作而成，並設計為極限狀態下呈撓曲破壞。至於補強方面，則分別以5種不同的鋼鈑型式，進行未加載前或損壞後補強。探討的課題包括破壞模式、極限強度、勁度及韌性…等一般補強效果。此外，採用Timoshenko樑理論，並假設鋼鈑與R.C.樑完全複合，計算複合樑之極限彎矩，以驗證補強效果。
試驗結果顯示，以兩側貼鋼鈑補強之試體，不論是強度或是勁度，其提昇量均明顯高於單側貼鋼鈑或是兩側貼深度不足鋼鈑之試體，但於韌性方面，則需以貫穿螺栓錨錠或是焊接加勁條後，方可展現極佳之能量吸收效果。於理論計算方面，試體斷面彎矩-曲率關係之模擬，已可有效地與試驗值相互驗證補強成效。

目 錄
◎ 摘要‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥I
◎ 目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥II
◎ 表目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥V
◎ 圖目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥V
◎ 照片目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥VII
第一章 緒論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
第二章 前人研究與文獻回顧‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3
第三章 試驗規劃‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6
3-1 試驗目的‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6
3-2 試體規畫與設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7
3-3 材料性質‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10
3-4 試體製作‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
3-5 試驗設備‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15
3-6 資料量測規畫‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17
3-7 試體安裝與儀器裝置‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥19
3-8 加載方式與數據收集‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20
第四章 試驗結果分析與討論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥21
4-1 破壞型態‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥22
4-1-1 控制試體破壞型態之觀察‥‥‥‥‥‥‥‥‥22
4-1-2 A組試體破壞型態之觀察‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥23
4-1-3 B組試體破壞型態之觀察‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24
4-1-4 C組試體破壞型態之觀察‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥25
4-1-5 D組試體破壞型態之觀察‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥26
4-1-6 E組試體破壞型態之觀察‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥27
4-1-7 破壞型態之分析與比較‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥28
4-2 補強對極限彎矩之影響‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31
4-2-1 試驗結果‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31
4-2-2 補強型式對試驗結果之影響‥‥‥‥‥‥‥‥32
4-3 補強對構件性質之影響‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥34
4-3-1 控制試體之構件性質分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥34
4-3-2 A組試體之構件性質分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥36
4-3-3 B組試體之構件性質分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥37
4-3-4 C組試體之構件性質分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥39
4-3-5 D組試體之構件性質分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥41
4-3-6 E組試體之構件性質分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥42
4-3-7 不同鋼鈑型式的補強效果比較‥‥‥‥‥‥‥44
4-4 鋼筋應變量測結果‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46
4-4-1 控制試體之試驗結果‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46
4-4-2 補強後鋼筋受力情形‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥47
4-5 補強對鋼筋受力之影響‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥49
第五章 補強效果之探討‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥51
5-1 極限載重理論值之探討‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52
5-1-1 補強對剪力之貢獻‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52
5-1-2 極限強度之補強效果探討‥‥‥‥‥‥‥‥‥53
5-2 彎矩-曲率關係比較與分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥55
5-2-1 R.C.樑控制試體之理論與試驗結果比較與分析‥55
5-2-2 試體補強後之理論與試驗結果比較與分析‥‥56
第六章 結論與建議‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥59
附錄一 理論分析方法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥62
A-1 彎矩-曲率關係演算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥63
A-2 演算流程‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥69
A-3 彎矩-曲率圖計算結果分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥70
A-3-1 極限彎矩結果‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥70
A-3-2 彎矩-曲率圖比較‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥70
A-4 ACI Code方法計算理論強度之比較‥‥‥‥‥‥‥72
A-4-1 ACI Code之計算方式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72
A-4-2 ACI Code方法與演算法之比較‥‥‥‥‥‥‥72
參考文獻‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥74
表 目 錄
表3-1 試體規劃表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥79
表4-1 試體補強前後極限彎矩表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥80
表4-2 試體極限位移與能量吸收表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥81
表4-3 勁度計算值與試驗值比較表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥82
表5-1 試體補強前後抗剪強載重與抗彎載重表‥‥‥‥‥‥‥‥83
附表1 試體補強後理論彎矩比較表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥84
圖 目 錄
圖3-1 鋼筋配置圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥85
圖3-2 鋼鈑型式及尺寸示意圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥86
圖3-3 資料擷取系統線路配置圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥88
圖3-4 新樑試驗之量測儀器配置圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥89
圖3-5 鋼鈑應變計配置圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥90
圖4-1 撓曲破壞裂縫模式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥91
圖4-2 撓-剪破壞裂縫模式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥91
圖4-3 A組破壞模式（拉力側頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥92
圖4-4 B組破壞模式（拉力側頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥92
圖4-5 C組破壞模式（拉力側頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥93
圖4-6 D組破壞模式（拉力側頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥93
圖4-7 Poisson''s Ratio對縱向裂縫之影響示意圖‥‥‥‥‥‥‥‥94
圖4-8 C組試體斷面應力分佈示意圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥94
圖4-9 試體FFN0勁度及位移比較圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥95
圖4-10 A組試體勁度及位移比較圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥95
圖4-11 B組試體勁度及位移比較圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥96
圖4-12 C組試體勁度及位移比較圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥97
圖4-13 D組試體勁度及位移比較圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥98
圖4-14 E組試體勁度及位移比較圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥98
圖4-15 不同型式鋼鈑補強後之勁度及位移比較圖‥‥‥‥‥‥99
圖4-16 試體FFN0鋼筋載重-應變圖（距柱面15mm）‥‥‥‥‥100
圖4-17 試體FAN2載重-鋼筋應變圖（距柱面15mm）‥‥‥‥‥101
圖4-18 試體FAP2載重-鋼筋應變圖（距柱面15mm）‥‥‥‥‥102
圖4-19 試體FBY2載重-鋼筋應變圖（距柱面15mm）‥‥‥‥‥103
圖4-20 試體FEN2-1載重-鋼筋應變圖（距柱面15mm）‥‥‥‥104
圖4-21 試體FAN2鋼筋及鋼鈑之載重-應變圖（距柱面15mm）‥105
圖4-22 試體FBY2鋼筋及鋼鈑之載重-應變圖（距柱面15mm）‥106
圖4-23 試體FEN2-1鋼筋及鋼鈑之載重-應變圖（距柱面15mm）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥107
圖4-24 試體FEN2-3鋼筋及鋼鈑之載重-應變圖（距柱面15mm）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥108
圖4-25 鋼鈑不同位置拉力側之載重-應變圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥109
圖5-1 控制試體FFN0彎矩-曲率圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥110
圖5-2 試體FAN2彎矩-曲率圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥110
圖5-3 試體FBN2彎矩-曲率圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥111
圖5-4 試體FCN2彎矩-曲率圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥111
圖5-5 試體FEN2-1彎矩-曲率圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥112
附圖1 Hognestad混凝土應力-應變曲線‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥113
附圖2 演算構件斷面示意圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥113
附圖3 演算流程圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114
附圖4 R.C.樑側貼不同鋼鈑厚度之M-ψ圖‥‥‥‥‥‥‥‥‥115
照 片 目 錄
照片3-1 鋼筋籠及組模‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥116
照片3-2 B組試體外貌‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥116
照片3-3 E組試體外貌‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥116
照片3-4 反力架及架設之試體‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥116
照片3-5 資料擷取系統‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥116
照片4-1 撓曲破壞試體FFN0-1‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥117
照片4-2 撓-剪破壞試體FFN0-2‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥117
照片4-3 試體FAY2破壞後拉力側裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥117
照片4-4 試體FAP2破壞後拉力側裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥117
照片4-5 試體FAY2破壞後壓力側裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥117
照片4-6 試體FAN2柱面處壓力側鋼鈑挫屈狀‥‥‥‥‥‥‥‥117
照片4-7 試體FAN2破壞後樑側面混凝土剝離狀（側視）‥‥‥118
照片4-8 試體FAN2破壞後樑側面之斜裂縫（側視）‥‥‥‥‥118
照片4-9 試體FBY2拉力側裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥118
照片4-10 試體FBN2拉力側裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥118
照片4-11 試體FBN2柱面處壓力側鋼鈑挫屈狀‥‥‥‥‥‥‥‥118
照片4-12 試體FCY2未貼鋼鈑之樑側面裂縫‥‥‥‥‥‥‥‥‥118
照片4-13 試體FCY2拉力側裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥119
照片4-14 試體FCY4側面裂縫分佈（側視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥119
照片4-15 試體FCY4拉力側縱向裂縫（側視）‥‥‥‥‥‥‥‥119
照片4-16 試體FDY2拉力側裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥119
照片4-17 試體FDY2樑柱接頭處環氧樹脂剝離‥‥‥‥‥‥‥119
照片4-18 試體FDY2壓力側鋼鈑挫屈‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥119
照片4-19 試體FEN2-1拉力側裂縫分佈（頂視）‥‥‥‥‥‥‥120
照片4-20 試體FEN2-2拉力側纖維裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥120
照片4-21 試體FEN2-2靠近拉力側之柱面裂縫‥‥‥‥‥‥‥‥120
照片4-22 試體FEN2-3拉力側力裂縫（頂視）‥‥‥‥‥‥‥‥120
照片4-23 試體FBN2製造鑽孔後之混凝土剝離狀‥‥‥‥‥‥120

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