臺灣博碩士論文加值系統

於高層樓建築中，建築物底層中之柱承受相當高之軸向壓力，使用高強度混凝土材料能有效降低斷面尺寸、減少材料用量、增加建築物室內空間、降低生產成本等優點，然而高強度混凝土材料與傳統混凝土力學行為有相當大的差異，由於高強度混凝土於破壞時呈現脆性破壞，材料特性也不盡相同，其原先之應力應變預測模式已無法準確預測，故本研究希望利用本土化材料及施工方式，建立高強度混凝土於圍束效應下之應力應變模式。
本研究主要利用改變箍筋間距、改變橫向鋼筋量之手段，並嘗試放寬規範，觀察柱構件中核心混凝土受到圍束效應程度上的不同，所表現出之韌性行為及其應力應變曲線，並且整理歸納出適用於本土化材料之應力應變模式。施作不同箍筋間距及橫向鋼筋量，透過柱軸壓實驗對圍束效應之影響予以量化，並以韌性比對柱構件韌性行為進行量化分析。柱軸壓實驗結果發現減少箍筋間距及增加橫向鋼筋量能有效提升柱構件之變形能力，增加其韌性容量，並改變其脆性破壞之特性，顯示增加圍束效應能有效提升柱構件軸壓行為之表現，使其具備更好之耐震消能之能力。
利用本研究實驗結果並且參考現有應力應變模式，對部分參數進行回歸分析，並以軸壓試驗的方式，提出適合本土化材料之高強度混凝土應力應變模式，以供未來使用此材料進行結構設計時，設計高強度鋼筋混凝土參考之用。

Column members placed below high-rise constructions usually bear relatively high vertical loads. The application of high-strength concrete offers several advantages, such as reducing sizes of cross-section and material usage, increasing interior space, and minimizing production costs. However, there are significant differences in mechanics between high-strength concrete material and normal concrete in terms of their characteristics of materials. One of the examples is that high-strength concrete demonstrates brittle fracture after destruction. Hence, the original stress-strain model fails to perform accurate prediction. The study aimed to utilize local materials and construction approaches to build another stress-strain model under the circumstance of high-strength concrete with confinement.
By altering space of stirrup and lateral reinforcement, the research explored how concrete core within column members performs toughness as well as stress and strain while experiencing different levels of confinement; furthermore, a model of stress and strain adaptable to local was established.
The purpose of this research was to propose an adoptable stress and strain model for local materials via the axial compression experiment and regression analysis on partial parameters with reference to the current model, as a foundation for any structural design with high-strength concrete materials in the future.
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第一章 緒論 1
1.1 動機與目的 1
1.2 研究範圍與內容 2
第二章 文獻回顧 4
2.1橫向鋼筋量規範 4
2.1.1 ACI 318-14 [ 2 ] 4
2.1.2 CSA A23.3-04[ 4 ] 7
2.1.3 NZS 3101:2006 [ 6 ] 13
2.2 柱構件之強度預測 14
2.3 核心混凝土應力-應變模式 16
2.3.1林士平模式，2005 [ 12 ] 16
2.3.2 Cusson, D., and Paultre, P. 模式[ 17 ] 20
2.3.3 小室 努 模式 [ 21 ] 22
2.4 韌性比 25
2.4.1 韌性指標定義 25
2.4.2 鋼筋混凝土韌性比回歸公式 27
2.5 實驗曲線修正 28
第三章 試驗計畫 44
3.1 試驗背景 44
3.2 試驗材料及配比 44
3.2.1 試驗材料 44
3.2.2試驗配比 45
3.3試體編號命名 45
3.4試體設計 45
3.4.1設計細節 46
3.4.2橫向鋼筋量設計 46
3.4.3軸向強度預測 47
3.4.4韌性比預測 48
3.5實驗儀器與設備 48
3.5.1測試系統與設備 49
3.5.2內部量測系統 50
3.5.3外部量測系統 50
3.5試體製作 51
3.5.1 應變計的黏貼 51
3.5.2 鋼筋籠施作及應變計走線作業 52
3.5.3試體澆置 53
3.6 材料性能試驗 53
3.6.1 坍流度試驗 53
3.6.2 U型箱填充試驗 54
3.6.3 V型漏斗流出試驗 54
3.6.4 鋼筋拉伸試驗 54
3.6.5 混凝土抗壓強度試驗 55
3.7 試驗流程 55
3.7.1 試驗前置作業 55
3.7.2 試驗進行與結束 56
第四章 試驗結果與分析 80
4.1 材料試驗 80
4.1.1 高強度鋼筋 80
4.1.2 高強度混凝土 81
4.2 柱軸壓試驗 82
4.2.1 力量位移曲線修正 82
4.2.2 軸向強度 83
4.2.3試體勁度 84
4.2.4韌性比表現 84
4.2.5 鋼筋降伏 85
4.2.6 破壞模式 86
第五章 應力應變模式 105
5.1 核心混凝土應力應變曲線 105
5.1.1 本研究試體應力-應變曲線 105
5.1.2 相關應力應變模式比較 107
5.2 本研究應力應變模式 107
5.2.1 最大軸向應力(fcc) 108
5.2.2 最大軸向應力對應之應變(εcc) 108
5.2.3 50%最大軸向應力對應之應變(εc50c) 109
5.2.4 本研究所修正應力應變模式計算方式 109
第六章 結論與建議 128
6.1結論 128
6.2建議 129
參考文獻 131
附錄A 134
附錄B 142
附錄C 166
附錄D 174

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