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研究生:劉紹魁
研究生(外文):Liou,Shou-Kuei
論文名稱:中空鋼筋混凝土橋柱韌性與剪力強度之研究
論文名稱(外文):A Study for Ductility and Shear Strength of Hollow Reinforcement Concrete Column
指導教授:蔡益超蔡益超引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
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:93
中文關鍵詞:中空鋼筋混凝土橋柱軟化桁架模型彎矩曲率法剪力強度韌性圍束混凝土
外文關鍵詞:Hollow Reinforcement Concrete ColumnSoften Truss ModelMoment Curvature MethodShear StrengthDuctilityConfined Concrete
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中空橋柱對於台灣而言,應用極為廣泛。然而目前對於這方面的研究還相當缺乏,尚無一定的規範可循,故在作設計時,大部分都利用實心斷面的方式作依據來推導。故本文主要透過彎矩曲率法,軟化桁架理論來分析中空橋柱的韌性與剪力行為之關係,並配合Priestley的剪力強度應用與之比較。
本文中先以彎矩曲率法求出曲率與彎矩的關係,並由這些關係得到韌性與彎矩的關係。對於橋柱軟化桁架的模型建立則主要將其分為軸向應變受壓側與軸向應變受拉側兩區,再配合兩區混凝土壓桿破壞時之水平分力之和作為剪力強度,進而找出不同韌性下之剪力強度。透過這樣的分析流程分別對於實心矩形、中空矩形、實心圓形與中空圓形作不同軸力、不同箍筋數量與不同開孔率下的比較歸納作為設計時的一項參考依據。
文中並依照Priestley的剪力強度計算法則,對於中空斷面的剪力強度計算提供了一份參照的準則。
摘要…………………………………………………………………一
目錄…………………………………………………………………二
表目錄………………………………………………………………五
圖目錄………………………………………………………………六
第一章 緒論…………………………………………………… 1
1.1 前言………………………………………………………… 1
1.2 研究目的…………………………………………………… 1
1.3 研究內容…………………………………………………… 2
第二章 橋柱強度設計準則…………………………………… 4
2.1 橋柱的韌性容量設計……………………………………… 4
2.1.1實心圓形橋柱的圍束箍筋量設計…………… ………..4
2.1.2實心矩形橋柱的圍束箍筋量設計…………… …………5
2.1.3中空圓形橋柱的圍束箍筋量設計…………… …………7
2.1.4中空矩形橋柱的圍束箍筋量設計…………… …………8
2.2 橋柱的剪力設計強度………………………………………10
2.2.1 ACI Code的設計剪力強度……………………………10
2.2.2 Priestley的設計剪力強度………….…………………12
第三章 理論分析與模型建立……………………………………15
3.1 彎矩曲率法…………………………………………………15
3.2 圍束混凝土應力應變模式…………………………………16
3.3 軟化桁架理論………………………………………………19
3.3.1二維力平衡方程式………………..…………………... 19
3.3.2莫耳諧和條件……………………..…………………... 20
3.3.3混凝土雙軸軟化組成律模式………………………….21
3.3.3混凝土雙軸軟化組成律模式…………………………. 21
3.3.4鋼筋的材料組成律模式………………………………. 22
3.4 軟化桁架模型建立…………………………………………23
3.4.1彎矩曲率法的運用……………………………………. 23
3.4.2力平衡模型……………………………….………….…24
3.4.3應變諧和模型…………………………………………. 26
3.4.4混凝土應力應變曲線模型………………………….….27
3.4.5鋼筋的材料組成律模型…………………………….….28
3.5 軟化桁架模型剪力強度求解程序…………………………28
3.5.1受拉側壓桿破壞模式………………………………….29
3.5.2受壓側壓桿破壞模式………………………………… 31
第四章 中空橋柱的剪力設計原則………………………………32
4.1 中空矩形橋柱的剪力強度…………………………………32
4.2 中空圓形橋柱的剪力強度…………………………………34
第五章 橋柱韌性與剪力行為之分析與比較……………………37
5.1 橋柱韌性行為………………………………………………37
5.1.1橋柱韌性的計算…………………………………….….37
5.1.2韌性容量與剪力的關係……………………………….. 38
5.2 實心矩形橋柱的韌性與剪力行為…………………………39
5.2.1不同軸力下的韌性與剪力行為………………………...40
5.2.2不同圍束箍筋量下的韌性與剪力行為…………………41
5.3 中空矩形橋柱的韌性與剪力行為…………………………41
5.3.1不同軸力下的韌性與剪力行為………………………..43
5.3.2不同圍束箍筋量下的韌性與剪力行為…………….….43
5.3.1不同開孔率下的韌性與剪力行為……………………..44
5.4 實心圓形橋柱的韌性與剪力行為…………………………44
5.4.1不同軸力下的韌性與剪力行為………………………..45
5.4.2不同圍束箍筋量下的韌性與剪力行為…………….….46
5.5 實心圓形橋柱的韌性與剪力行為…………………………46
5.5.1不同軸力下的韌性與剪力行為………………………...48
5.5.2不同圍束箍筋量下的韌性與剪力行為…………………48
5.5.1不同開孔率下的韌性與剪力行為……………………...49
第六章 結論與未來展望…………………………………………50
參考文獻……………………………………………………………53
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