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研究生:張文澤
研究生(外文):Chang, Wen-Tzen
論文名稱:混凝土非線性有限元素分析法之研究
論文名稱(外文):Study of Non-linear Finite Element Analysis for Concrete
指導教授:張大鵬
指導教授(外文):Ta-peng Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立台灣工業技術學院
系所名稱:營建工程技術研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1997
畢業學年度:85
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:裂縫帶裂縫破裂能量有限元素分析法
外文關鍵詞:crack band modelcrackfracture energyfinite elemwnt analysis
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混凝土主要是由骨材、水、水泥及摻料等組合而成的異向性複合材料,在
水化凝結過程中受溫度變化、體積變化、乾縮、潛變及化學作用會產生裂
縫。在混凝土硬固後,因骨材和水泥砂漿各具有不同的彈性模數及強度,
使得混凝土本身能夠承受張力不一致的情況下,易產生裂縫而形成破壞。
本研究是採用裂縫帶模式之有限元素分析,裂縫帶模式是假設裂縫是一均
佈之微裂紋帶狀區,使用裂縫帶分析之好處為 : 1.有限元素之網格不用
重新分割 2.裂縫位置與方向不須事先預設。為達到數值分析的收斂性,
計算上網格元素之尺寸不可大於(2 G_f E )/ ft'2。裂縫依循著預測之方
向延伸 ; 由破裂帶理論之數值分析顯示 : 在相同破壞能量下,材料所能
承受之應力隨預裂縫長度增加而遞減,在相同預裂縫長度之情況下,材料
所能承受之最大應力相等,不隨網格疏密而改變,材料的破壞能量、起始
彈性係數及張力強度影響混凝土材料的結構行為。

Concrete is an anisotropic material which is composed of
aggregates, water,cement and admixtures. Cracks in concrete are
easily occurred by thetemperature change,volume change, dry
shrinkage, creep and chemical reaction duringhydration process.
After the concrete is hardened, diffient moduli ofeleasticity
and strengths in the aggregates and cement paste willcause the
concrete to bear nonuniform tension and easily produce cracksand
damages.This research applies the finite element method using
crack band model to study thestructural response of a cracked
concrete structure. Crackis assumed to be smeared to a band of
spread microcracks .The advantages for using crack band analysis
are : 1. The mesh of finiteelement dose not require remeshing.2.
The position and direction can bearbitrary. In order to achieve
the converged result, the element sizefor finite element mesh
shall not be larger than (2 Gf E )/ ft'2.The numberical results
from thefinite element analysis based on the crack band
formulation show that :Cracks are extended along the expected
direction. Under the same fractureenergy, the allowable stress
for the material is reduced with the increaseof the crack
length. Under same crack length the allowable maximum stressfor
the material will be equal regardless of the change in the mesh
sizes.Fracture energy, initial modulus of elasticity and tensile
strength determinethe structural response of concrete material.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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