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研究生:戴元健
研究生(外文):Yuan Chien Tai
論文名稱:纖維鋼筋混凝土受軸向載重下開裂行為之研究
論文名稱(外文):The research of rupture behavior on fiber reinforced concrete subjected by the axial tension
指導教授:陳文雄陳文雄引用關係
指導教授(外文):Wen Shung Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程研究所
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:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:128
中文關鍵詞:軸向拉力保護層厚度聚丙烯纖維混凝土鋼纖維混凝土裂縫寬度剝離長度纖維混凝土添加體積比
外文關鍵詞:axial tensionprotective cover thicknesspolypropylene fiber concretesteel fiber concretecrack widthcleavage lengthfiber concretefiber volume added
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本研究藉由受軸向拉力試體來模擬受撓曲樑之受拉區開裂行為,並基於鋼筋應力、保護層厚度、混凝土抗壓強度及鋼筋直徑為實驗變數,針對純混凝土、聚丙烯纖維混凝土(添加體積比Vf =0.25 %)及鋼纖維混凝土(添加體積比Vf =1.00 %),三種不同材質一共270支試體,研究表面裂縫寬度及內部剝離長度,得知結果如下:

鋼纖維混凝土其纖維因為有較高的抗拉能力及與水泥漿體良好之握裹力,所以在承載下,裂縫寬度與剝離長度平均值較純混凝土分別減少13.53 % 及19.23 % 。而聚丙烯纖維混凝土因其纖維材質強度不高,故只能小幅度減少裂縫寬度與剝離長度。

因為本研究中兩種纖維混凝土承載下裂縫寬度實驗值均小於以ACI Code之Gergely-Lutz裂縫寬度計算公式所得之值,所以目前ACI Code之裂縫寬度計算公式仍可適用於纖維混凝土。
In this research , the crack behavior in the tensile zone of a flexural beam is simulated by the specimen subjected to the axial tension . The four factors considered in this experiment are steel stress , protective cover thickness , the compressive strength of concrete, and bar diameter . We made 270 steel concrete specimens including three different kinds of material — plain concrete,polypropylene fiber concrete ( 0.25 % fiber volume added ) and steel fiber concrete (1.00 % fiber volume added ) . The specimens are used to investigate the behavior of crack width of the exterior and cleavage length of the interior. The present study denotes as follows :

Because steel fiber has higher tensile strength and better bond stress between fiber and cement paste , the crack width and the cleavage length of steel fiber concrete decrease by 13.53% and 19.23% respectively than plain concrete . With low elastic modulus fiber, the polypropylene fiber concrete has little effect on the decrease of the crack width and the cleavage length .

In this test , since the average crack width of fiber concrete is less than the value calculated by Gergely-Lutz formula in ACI Code , the crack width of calculation formula of ACI Code is also suitable for fiber concrete .
中文摘要I
英文摘要II
目錄III
圖目錄VII
表目錄X
符號說明XI

第一章 緒論
1.1 前言1
1.2 研究目的2

第二章 文獻回顧
2.1 混凝土裂縫控制及剝離長度3
2.2 纖維混凝土7

第三章 握裹破壞及纖維混凝土分離與加強之機理
3.1 握裹破壞之機理9
3.2 分離之機理10
3.3 纖維混凝土破壞及加強之機理10

第四章 試驗計畫
4.1 試驗目的13
4.2 試驗因子13
4.3 試體尺寸14
4.4 試體數量14
4.5 試體加載方式及大小14
4.6 試驗流程15
4.7 試驗步驟及資料量測16

第五章 材料性質、試體製作與試驗設備
5.1 材料性質17
5.2 試體製作17
5.3 試體之命名18
5.4 試驗設備18

第六章 試驗結果分析及討論
6.1 混凝土剝離長度Ws與承載下混凝土
表面裂縫寬度Wc之分析20
6.1.1 純混凝土試體20
6.1.2 聚丙烯纖維混凝土試體21
6.1.3 鋼纖維混凝土試體22
6.1.4 三種混凝土之比較分析23
6.2 承載下混凝土表面裂縫寬度Wc與
解載後混凝土表面裂縫寬度Wo之分析24
6.2.1 純混凝土試體24
6.2.2 聚丙烯纖維混凝土試體25
6.2.3 鋼纖維混凝土試體26
6.2.4 三種混凝土之比較分析27
6.3 混凝土剝離長度Ws與解載後
混凝土表面之裂縫寬度Wo之分析28
6.3.1 純混凝土試體28
6.3.2 聚丙烯纖維混凝土試體29
6.3.3 鋼纖維混凝土試體30
6.3.4 三種混凝土之比較分析31
6.4 保護層厚度因子之分析32
6.4.1 保護層厚度Dn與加載裂縫寬度Wc之分析32
6.4.1.1 純混凝土試體32
6.4.1.2 聚丙烯纖維混凝土試體33
6.4.1.3 鋼纖維混凝土試體33
6.4.2 保護層厚度Dn與解載裂縫寬度Wo之分析34
6.4.2.1 純混凝土試體34
6.4.2.2 聚丙烯纖維混凝土試體35
6.4.2.3 鋼纖維混凝土試體35
6.4.3 保護層厚度Dn與剝離長度Ws之分析36
6.4.3.1 純混凝土試體36
6.4.3.2 聚丙烯纖維混凝土試體36
6.4.3.3 鋼纖維混凝土試體37
6.4.4 三種混凝土之比較及分析37
6.5 鋼筋直徑因子之分析39
6.5.1 鋼筋直徑Db與加載裂縫寬度Wc之分析39
6.5.1.1 純混凝土試體39
6.5.1.2 聚丙烯纖維混凝土試體40
6.5.1.3 鋼纖維混凝土試體40
6.5.2 鋼筋直徑Db與解載裂縫寬度Wo之分析41
6.5.2.1 純混凝土試體41
6.5.2.2 聚丙烯纖維混凝土試體41
6.5.2.3 鋼纖維混凝土試體42
6.5.3 鋼筋直徑Db與剝離長度Ws之分析42
6.5.3.1 純混凝土試體43
6.5.3.2 聚丙烯纖維混凝土試體43
6.5.3.3 鋼纖維混凝土試體44
6.5.4 三種混凝土之比較及分析44
6.6 混凝土強度因子分析46
6.7 實驗結果討論48

第七章 結論及建議
7.1 結論53
7.2 建議55

參考文獻56
附錄:試驗數據106
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7.Bengt B.Broms , “Stress Distribution in Reinforced Concrete Members with Tension Cracks.” - ACI Journal, Proceeding Vol.62,No.9,Sep.1965,pp1095-1108.

8.Bengt B.Broms and Leroy A. Lutz , “Effect of Arrangement of Reinforcement on Concrete Cracks Width and Spacing of Reinforced Concrete Member” - ACI Journal Proceeding Vol.62,No.11, November, 1965,pp1395-pp1410.

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