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研究生:劉醇儒
研究生(外文):Chun-Ju Liu
論文名稱:臨界斷面周長與有效深度比對版貫穿剪力強度之影響
論文名稱(外文):Effect of the ratio bo/d on Punching Shear Strength of Slabs
指導教授:林英俊林英俊引用關係
指導教授(外文):Ing-Jaung Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:營建工程系
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:175
中文關鍵詞:臨界斷面周長與有效深度比
外文關鍵詞:bo/d
相關次數:
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目前對於鋼筋混凝土版貫穿剪力強度的設計,係根據ACI 318-95第11.12節之規定。然而,ACI規範第11.12節之規定,乃是完全根據低強度混凝土版試驗而得。因此,必須去探討使用高強度混凝土版時,ACI規範的適用性。
本研究共製作24個試體進行試驗,以探討鋼筋混凝土版的貫穿剪力強度,參數包含混凝土強度、拉力鋼筋比及臨界斷面周長與有效深度比。依據本研究之試驗結果及前人文獻之資料,本研究提出一建議公式使鋼筋混凝土版貫穿剪力的預測能夠更加合理準確。
Currently , the design of punching shear of reinforced concrete slabs is based on the provisions of Section 11.12 of ACI 318-95 . However , the provisions of Section 11.12 in ACI Building Code are entirely based on tests of low-strength concrete slabs . Therefore , it becomes necessary to examine the applicability of current ACI Building Code when applied to high-strength concrete slabs .
In this study , twenty-four specimens were tested to investigate the punching shear strength of reinforced concrete slabs . Variables included were the concrete strength、the ratio of flexural reinforcement and the ratio . Based on test results in this study and results presented in previous studies , an equation which can more predict the punching shear strength of reinforced concrete slabs is proposed in this study .
目錄
中文摘要....................................................................................................I
英文摘要...................................................................................................II
誌謝..........................................................................................................III
目錄..........................................................................................................IV
表目錄.....................................................................................................VII
圖目錄......................................................................................................IX
第一章 緒論............................................................................................1
1.1 研究背景...................................................................................1
1.2 文獻回顧...................................................................................2
1.3 研究的方法與目的.................................................................13
第二章 試驗............................................................................................14
2.1 試驗計劃.................................................................................14
2.2 試體材料.................................................................................14
2.2.1 鋼筋..............................................................................14
2.2.2 水泥..............................................................................15
2.2.3 骨材..............................................................................15
2.2.4 強塑劑..........................................................................15
2.3 試體製作.................................................................................16
2.3.1 模版製作......................................................................16
2.3.2 放樣..............................................................................16
2.3.3 混凝土的拌合與澆置..................................................17
2.3.4 試體養護......................................................................17
2.4 試驗設備.................................................................................18
2.5 試驗步驟.................................................................................18
2.5.1 準備工作......................................................................18
2.5.2 試體安裝......................................................................19
2.5.3 試驗過程......................................................................20
第三章 試驗結果...................................................................................21
3.1 前言............................................................................................21
3.2 載重與變位的關係....................................................................21
3.2.1 試體變位情形.................................................................21
3.2.2 載重與中心點位移曲線關係.........................................22
3.3 角隅自由翹起效應....................................................................23
3.4 裂縫之分佈................................................................................23
第四章 分析與討論...............................................................................25
4.1 前言............................................................................................25
4.2 現行公式之比較........................................................................25
4.2.1 Moe公式..........................................................................26
4.2.2 ACI 318公式..................................................................27
4.2.3 BS 8110公式..................................................................28
4.2.4 陳嘉明建議公式.............................................................30
4.2.5 本研究建議公式.............................................................30
第五章 結論...........................................................................................33
符號說明...................................................................................................35
參考文獻...................................................................................................37
附錄.........................................................................................................160
表目錄
表2.1(a) 本研究試體之詳細資料(矩形柱).........................................42
表2.1(b) 本研究試體之詳細資料(圓形柱).........................................42
表2.2 鋼筋之詳細資料...........................................................................43
表2.3 混凝土配比...................................................................................43
表3.1(a) 本研究之試體資料及試驗結果(矩形柱).............................44
表3.1(b) 本研究之試體資料及試驗結果(圓形柱).............................44
表3.2 Elastner【9】之試體資料及試驗結果.....................................45
表3.3(a) Vanderbilt【16】之試體資料及試驗結果(矩形柱).........46
表3.3(b) Vanderbilt【16】之試體資料及試驗結果(圓形柱).........46
表3.4 Marzouk【17】之試體資料及試驗結果.....................................47
表3.5 吳憲綜【20】之試體資料及試驗結果.......................................47
表3.6 王眾賢【21】之試體資料及試驗結果.......................................48
表3.7 張國榮【22】之試體資料及試驗結果.......................................49
表3.8 陳嘉明【23】之試體資料及試驗結果.......................................50
表3.9 沈文禧【24】之試體資料及試驗結果.......................................51
表3.10 陳建安【26】之試體資料及試驗結果.....................................52
表4.1 本研究試驗結果與各公式預測值之比較(矩形柱)...................53
表4.2 Elastner【9】試驗結果與各公式預測值之比較.....................54
表4.3 Vanderbilt【16】試驗結果與各公式預測值之比較
(矩形柱)....................................................................................55
表4.4 Marzouk【17】試驗結果與各公式預測值之比較.....................56
表4.5 吳憲綜【20】試驗結果與各公式預測值之比較.......................57
表4.6 王眾賢【21】試驗結果與各公式預測值之比較.......................58
表4.7 張國榮【22】試驗結果與各公式預測值之比較.......................59
表4.8 本研究試驗結果與各公式預測值之比較(圓形柱)...................60
表4.9 Vanderbilt【16】試驗結果與各公式預測值之比較
(圓形柱)..................................................................................61
表4.10 陳嘉明【23】試驗結果與各公式預測值之比較.....................62
表4.11 沈文禧【24】試驗結果與各公式預測值之比較.....................63
表4.12 陳建安【26】試驗結果與各公式預測值之比較.....................64
表4.13 所有試體Vu(test)/Vu(calc.)之統計關係(矩形柱).....................65
表4.14 所有試體Vu(test)/Vu(calc.)之統計關係(L形柱)......................65
表4.15 所有試體Vu(test)/Vu(calc.)之統計關係(圓形柱).....................66
表4.16 所有試體Vu(test)/Vu(calc.)之統計關係
(矩形柱、L形柱及圓形柱)....................................................66
圖目錄
圖2.1(a) 試體之詳細尺寸(矩形柱)......................................................67
圖2.1(b) 試體之詳細尺寸(圓形柱)......................................................68
圖2.2 詳細試驗裝置................................................................................69
圖2.3 變位計量測位置圖........................................................................70
圖3.1 I01試體載重與位移曲線圖.........................................................71
圖3.2 I02試體載重與位移曲線圖.........................................................72
圖3.3 I03試體載重與位移曲線圖.........................................................73
圖3.4 I04試體載重與位移曲線圖.........................................................74
圖3.5 I05試體載重與位移曲線圖.........................................................75
圖3.6 I06試體載重與位移曲線圖.........................................................76
圖3.7 I07試體載重與位移曲線圖.........................................................77
圖3.8 I08試體載重與位移曲線圖.........................................................78
圖3.9 I09試體載重與位移曲線圖.........................................................79
圖3.10 I10試體載重與位移曲線圖.......................................................80
圖3.11 I11試體載重與位移曲線圖.......................................................81
圖3.12 I12試體載重與位移曲線圖.......................................................82
圖3.13 I13試體載重與位移曲線圖.......................................................83
圖3.14 I14試體載重與位移曲線圖.......................................................84
圖3.15 I15試體載重與位移曲線圖.......................................................85
圖3.16 I16試體載重與變位曲線圖.......................................................86
圖3.17 C01試體載重與變位曲線圖.......................................................87
圖3.18 C02試體載重與變位曲線圖.......................................................88
圖3.19 C03試體載重與變位曲線圖.......................................................89
圖3.20 C04試體載重與變位曲線圖.......................................................90
圖3.21 C05試體載重與變位曲線圖.......................................................91
圖3.22 C06試體載重與變位曲線圖.......................................................92
圖3.23 C07試體載重與變位曲線圖.......................................................93
圖3.24 C08試體載重與變位曲線圖.......................................................94
圖3.25 I01與I09載重與位移曲線比較圖...........................................95
圖3.26 I02與I10載重與位移曲線比較圖...........................................95
圖3.27 I03與I11載重與位移曲線比較圖...........................................96
圖3.28 I04與I12載重與位移曲線比較圖...........................................96
圖3.29 I05與I13載重與位移曲線比較圖...........................................97
圖3.30 I06與I14載重與位移曲線比較圖...........................................97
圖3.31 I07與I15載重與位移曲線比較圖...........................................98
圖3.32 I08與I16載重與位移曲線比較圖...........................................98
圖3.33 I01與I05載重與位移曲線比較圖...........................................99
圖3.34 I02與I06載重與位移曲線比較圖...........................................99
圖3.35 I03與I07載重與位移曲線比較圖..........................................100
圖3.36 I04與I08載重與位移曲線比較圖..........................................100
圖3.37 I09與I13載重與位移曲線比較圖..........................................101
圖3.38 I10與I14載重與位移曲線比較圖..........................................101
圖3.39 I11與I15載重與位移曲線比較圖..........................................102
圖3.40 I12與I16載重與位移曲線比較圖..........................................102
圖3.41 I01、I02、I03及I04臨界斷面剪應力與位移曲線比較圖...103
圖3.42 I05、I06、I07及I08臨界斷面剪應力與位移曲線比較圖...103
圖3.43 I09、I10、I11及I12臨界斷面剪應力與位移曲線比較圖...104
圖3.44 I13、I14、I15及I16臨界斷面剪應力與位移曲線比較圖...104
圖3.45 C01、C02、C03及C04臨界斷面剪應力與位移曲線比較圖...105
圖3.46 C05、C06、C07及C08臨界斷面剪應力與位移曲線比較圖...105
圖3.47 I01試體裂縫分佈圖..................................................................106
圖3.48 I02試體裂縫分佈圖..................................................................106
圖3.49 I03試體裂縫分佈圖.................................................................107
圖3.50 I04試體裂縫分佈圖.................................................................107
圖3.51 I05試體裂縫分佈圖.................................................................108
圖3.52 I06試體裂縫分佈圖.................................................................108
圖3.53 I07試體裂縫分佈圖.................................................................109
圖3.54 I08試體裂縫分佈圖.................................................................109
圖3.55 I09試體裂縫分佈圖.................................................................110
圖3.56 I10試體裂縫分佈圖.................................................................110
圖3.57 I11試體裂縫分佈圖.................................................................111
圖3.58 I12試體裂縫分佈圖.................................................................111
圖3.59 I13試體裂縫分佈圖.................................................................112
圖3.60 I14試體裂縫分佈圖.................................................................112
圖3.61 I15試體裂縫分佈圖.................................................................113
圖3.62 I16試體裂縫分佈圖.................................................................113
圖3.63 C01試體裂縫分佈圖.................................................................114
圖3.64 C02試體裂縫分佈圖.................................................................114
圖3.65 C03試體裂縫分佈圖.................................................................115
圖3.66 C04試體裂縫分佈圖.................................................................115
圖3.67 C05試體裂縫分佈圖.................................................................116
圖3.68 C06試體裂縫分佈圖.................................................................116
圖3.69 C07試體裂縫分佈圖.................................................................117
圖3.70 C08試體裂縫分佈圖.................................................................117
圖4.1 Vu(test)與Moe公式計算值之比值與 之關係(矩形柱)..........118
圖4.2 Vu(test)與Moe公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) ..........118
圖4.3 Vu(test)與Moe公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) ........119
圖4.4 Vu(test)與Moe公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) ......119
圖4.5 Vu(test)與Moe公式計算值之關係(矩形柱) ..............................120
圖4.6 Vu(test)與Moe公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) ..........121
圖4.7 Vu(test)與Moe公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) ........121
圖4.8 Vu(test)與Moe公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) ......122
圖4.9 Vu(test)與Moe公式計算值之關係(圓形柱) .............................122
圖4.10 ACI規範臨界斷面之定義..........................................................123
圖4.11 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) .......124
圖4.12 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) ........124
圖4.13 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) ......125
圖4.14 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) ....125
圖4.15 Vu(test)與ACI公式計算值之關係(矩形柱) ............................126
圖4.16 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(L形柱) ........127
圖4.17 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(L形柱) .........127
圖4.18 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(L形柱) .......128
圖4.19 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(L形柱) .....128
圖4.20 Vu(test)與ACI公式計算值之關係(L形柱) ............................129
圖4.21 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) ........130
圖4.22 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) .....130
圖4.23 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) ....131
圖4.24 Vu(test)與ACI公式計算值之關係(圓形柱) ...........................131
圖4.25 BS規範臨界斷面之定義...........................................................132
圖4.26 Vu(test)與ACI公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) ......133
圖4.27 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) ..........133
圖4.28 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) .......134
圖4.29 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(矩形柱) .....134
圖4.30 Vu(test)與BS公式計算值之關係(矩形柱) .............................135
圖4.31 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(L形柱) .........136
圖4.32 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(L形柱) ...........136
圖4.33 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(L形柱) .........137
圖4.34 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(L形柱) .......137
圖4.35 Vu(test)與BS公式計算值之關係(L形柱) ..............................138
圖4.36 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) ..........139
圖4.37 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) ........139
圖4.38 Vu(test)與BS公式計算值之比值與 之關係(圓形柱) ......140
圖4.39 Vu(test)與BS公式計算值之關係(圓形柱) ............................140
圖4.40 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(矩形柱)....................................................................................141
圖4.41 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(矩形柱)....................................................................................141
圖4.42 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(矩形柱)....................................................................................142
圖4.43 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(矩形柱)....................................................................................142
圖4.44 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之關係(矩形柱) ..............143
圖4.45 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(L形柱).....................................................................................144
圖4.46 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(L形柱).....................................................................................144
圖4.47 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(L形柱).....................................................................................145
圖4.48 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(L形柱).....................................................................................145
圖4.49 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之關係(L形柱) ...............146
圖4.50 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(圓形柱)....................................................................................147
圖4.51 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(圓形柱)....................................................................................147
圖4.52 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之比值與 之關係
(圓形柱)....................................................................................148
圖4.53 Vu(test)與陳嘉明建議公式計算值之關係(圓形柱)...............148
圖4.54 與 之關係(矩形柱).........................................149
圖4.55 與 之關係(L形柱)..........................................150
圖4.56 與 之關係(圓形柱).........................................151
圖4.57 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(矩形柱)....................................................................................152
圖4.58 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(矩形柱)....................................................................................152
圖4.59 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(矩形柱)....................................................................................153
圖4.60 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(矩形柱)....................................................................................153
圖4.61 Vu(test)與本研究建議公式計算值之關係(矩形柱)...............154
圖4.62 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(L形柱).....................................................................................155
圖4.63 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(L形柱) ....................................................................................155
圖4.64 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(L形柱) ....................................................................................156
圖4.65 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(L形柱) ....................................................................................156
圖4.66 Vu(test)與本研究建議公式計算值之關係(L形柱) ...............157
圖4.67 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(圓形柱) ...................................................................................158
圖4.68 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(圓形柱) ...................................................................................158
圖4.69 Vu(test)與本研究建議公式計算值之比值與 之關係
(圓形柱) ...................................................................................159
圖4.70 Vu(test)與本研究建議公式計算值之關係(圓形柱) ..............159
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18.林欽仁,"高強度混凝土版之貫穿剪力強度",國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所碩士論文,民國81年6月。
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20.吳憲綜,"含開口時高強度混凝土版之貫穿剪力強度",國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所碩士論文,民國84年6月。
21.王眾賢,"柱形狀對高強度鋼筋混凝土版貫穿剪力之影響",國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所碩士論文,民國85年6月。
22.張國榮,"柱形狀對含開口高強度鋼筋混凝土版貫穿剪力之影響",國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所碩士論文,民國85年6月。
23.陳嘉明,"圓形柱載重下鋼筋混凝土版之貫穿剪力強度",國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所碩士論文,民國86年6月。
24.沈文禧,"圓形柱載重作用下含開口鋼筋混凝土版之貫穿剪力強度",國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所碩士論文,民國86年6月。
25.張瑞杰,"偏心柱載重作用下鋼筋混凝土版之貫穿剪力強度",國立台灣科技大學營建工程技術研究所碩士論文,民國87年6月。
26.陳建安,"L形柱載重作用下鋼筋混凝土版之貫穿剪力強度",國立台灣科技大學營建工程技術研究所碩士論文,民國87年6月。
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