臺灣博碩士論文加值系統

高樓建築，在多維地震力的作用之下，容易產生彎矩及扭矩聯合作用於梁構件，造成非預期的破壞模式。構件在彎矩、扭矩組合載重作用下，易因混凝土損壞而損失其抗扭及抗彎強度，針對此一現象，極需加以補強。
本研究應用斜拉鋼筋於鋼骨鋼筋混凝土梁構件設計，藉由斜拉鋼筋之作用，提昇構件之抗扭剛度，避免構件因過早開裂而損失抗彎強度。藉由一系列包覆型鋼骨鋼筋混凝土構件之受扭、受彎及同時承受扭矩及彎矩聯合作用實驗，探討其承載行為。
研究結果顯示：含斜拉鋼筋之鋼骨鋼筋混凝土構件在偏心載重下，其構件彎曲勁度與扭轉勁度皆優於傳統鋼骨鋼筋混凝土構件。斜拉鋼筋亦能給予核心混凝土良好的圍束效果，使核心混凝土不至於提早破壞。至於斜拉鋼筋的握裹效應，由於＃2鋼筋為光面鋼筋，其雖有足夠之握裹長度，但其效果仍無法完全發揮。對於#4斜拉鋼筋而言，雖然為竹節鋼筋，但發揮的效果不若#3系列試體所預期來的理想，因此，此類試體應有其最佳鋼筋比。

Structural members involve application of concrete are usually vulnerable to torsion due to the low tensile and shear strengths of the material. Premature cracks of concrete due to torsion usually results in inadequate performance when members are subjected to loading coupled with torsion. Therefore, remedy to improve members’ torsional resistance and to enhance their bearing performance is essential to the concrete-related designs. This study is focused on the flexural-torsional behavior of steel reinforced concrete (SRC) members strengthened with inclined bars. Test results show that the torsional rigidities of members with inclined bars were significantly increased. It is also found from test comparisons that both flexural and torsional performances of the strengthened members were significantly improved when subjected to combined bending and torsion.

目錄..........................................................Ⅰ
表目錄........................................................Ⅲ
圖目錄........................................................Ⅳ
照片目錄......................................................Ⅶ
第一章　緒論..................................................1
1-1　前言.....................................................1
1-2　研究動機與目的...........................................1
1-3　研究方向與內容...........................................2
第二章　文獻回顧..............................................3
2-1　相關研究概述.............................................3
2-2　SRC相關規範概述..........................................4
2-3　鋼筋混凝土之抗扭強度.....................................5
2-4　鋼骨抗扭強度.............................................6
第三章　理論闡述與推導........................................8
3-1　彎矩強度.................................................8
3-2　斜拉鋼筋扭矩強度計算.....................................9
3-3　鋼骨鋼筋混凝土構件EI值估算...............................9
第四章　實驗規劃與過程.......................................12
4-1　試體配置................................................12
4-2　試體製作................................................13
4-3　試驗周邊設備............................................14
4-4　實驗方法與流程..........................................15
第五章　實驗結果與分析.......................................19
5-1　實驗觀察................................................19
　5-1-1　純彎矩實驗..........................................19
　5-1-2　純扭矩實驗..........................................20
　5-1-3　偏心反覆載重........................................21
5-2　實驗結果分析............................................25
　5-2-1　破壞模式............................................25
　5-2-2　構件等效勁度........................................27
　5-2-3　構件極限強度........................................28
　5-2-4　強度衰減分析........................................30
　5-2-5　勁度衰減分析........................................31
　5-2-6　構件韌性容量分析....................................32
第六章　結論與建議...........................................34
6-1　結論....................................................34
6-2　建議....................................................35
參考文獻.....................................................36
附表.........................................................40
附圖.........................................................50
照片.........................................................85
表　目　錄
4.1　材料試驗強度表..........................................40
4.2　實驗試體規格配置表......................................41
5.1　實驗位移加載歷時........................................42
5.2　純彎矩系列試體降伏位移與極限位移........................43
5.3　純扭矩開裂扭轉角與極限扭轉角............................43
5.4　試體混凝土剝離位置與長度................................44
5.5　等效彈性勁度Keq與等效EI值...............................45
5.6　等效扭轉勁度與開裂後扭轉勁度............................46
5.7　極限彎矩強度與實驗值比較................................47
5.8　極限扭轉強度與實驗值比較................................48
5.9　偏心反覆載重試體韌性比..................................49
圖　目　錄
2.1　鋼筋混凝土斷面扭轉剪應力分佈圖..........................50
2.2　鋼筋混凝土斷面立體桁架類比示意圖........................50
3.1　斜拉鋼筋承受剪力機制....................................51
3.2　斜拉鋼筋受扭轉剪力圖....................................51
4.1　斜拉鋼筋尺寸圖..........................................52
4.2　試體配置圖..............................................53
4.3　試體試驗段..............................................54
4.4　試體斷面配置............................................54
4.5　應變計位置與斷面配置....................................55
4.6　純彎矩試驗配置上視圖....................................56
4.7　純彎矩實驗配置等角視圖..................................57
4.8　純扭矩實驗配置上視圖....................................58
4.9　純扭矩實驗配置等角視圖..................................59
4.10　偏心載重實驗配置上視圖.................................60
4.11　偏心載重實驗配置等角視圖...............................61
5.1　試體M-1荷重位移關係圖...................................62
5.2　試體M-2荷重位移關係圖...................................62
5.3　試體M-3荷重位移關係圖...................................63
5.4　試體M-4荷重位移關係圖...................................63
5.5　試體T-1荷重位移關係圖...................................64
5.6　試體T-2荷重位移關係圖...................................64
5.7　試體T-3荷重位移關係圖...................................65
5.8　試體T-4荷重位移關係圖...................................65
5.9　試體TM1-1荷重位移關係圖.................................66
5.10　試體TM1-2荷重位移關係圖................................66
5.11　試體TM1-3荷重位移關係圖................................67
5.12　試體TM1-4荷重位移關係圖................................67
5.13　試體TM2-1荷重位移關係圖................................68
5.14　試體TM2-2荷重位移關係圖................................68
5.15　試體TM2-3荷重位移關係圖................................69
5.16　試體TM2-4荷重位移關係圖................................69
5.17　試體極限強度變化圖.....................................70
5.18　試體極限強度變化近似曲線圖.............................70
5.19 強度衰減係數k與斷面鋼筋量關係圖........................71
5.20　M系列試體正規化彎矩勁度與位移關係圖....................72
5.21　T系列試體正規化扭矩勁度與位移關係圖....................72
5.22　TM1系列試體正規化彎矩勁度與位移關係圖..................73
5.23　TM1系列試體正規化扭矩勁度與位移關係圖..................73
5.24　TM2系列試體正規化彎矩勁度與位移關係圖..................74
5.25　TM2系列試體正規化扭矩勁度與位移關係圖..................74
5.26　M系列試體包絡線........................................75
5.27　T系列試體包絡線........................................75
5.28　TM1系列試體包絡線......................................76
5.29　TM2系列試體包絡線......................................77
5.30　構件位移－荷重包絡線(1)................................78
5.31　構件位移－荷重包絡線(2)................................79
5.32　試體位移韌性比比較圖...................................80
5.33　試體位移韌性比比較圖...................................80
5.34　構件Pu/Py關係圖........................................81
5.35　構件累積消能能量關係圖(1)..............................82
5.36　構件累積消能能量關係圖(2)..............................83
5.37　構件累積消能能量關係圖(3)..............................84
5.38　構件累積消能能量關係圖(4)..............................85
照　片　目　錄
1　斜拉鋼筋全景..............................................86
2　試體固定端製作............................................86
3　試體斜拉鋼筋配置圖........................................87
4　試體斜拉鋼筋配置圖........................................87
5　實驗試體製作..............................................88
6　實驗試體全景..............................................88
7　試體應變計黏貼............................................89
8　試體應變計黏貼............................................89
9　純彎矩實驗試體破壞情形....................................90
10　純扭矩實驗試體破壞情形...................................91
11　偏心載重實驗TM1系列試體破壞情形..........................92
12　偏心載重實驗TM2系列試體破壞情形..........................93
13　試體TM1-4主筋挫曲情形....................................94
14　試體TM2-2箍筋被拉開情形..................................94

【1】Building Code Requirements for Reinforced Concrete （ACI 318-95），American Concrete Institute, Detroit, June, 1995.
【2】Standards for Structural Calculation of Steel Reinforced Concrete Structures . Architectural Institute of Japan （AIJ）, 1993.
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【18】翁正強、廖慧明、張荻薇、陳誠直，“鋼骨鋼筋混凝土構造（SRC）設計規範與解說研究”，內政部建築研究所籌備處專題研究計劃成果報告，中華民國八十五年六月三十日。
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【22】陳正誠、張大鵬、方志楷，“鋼骨鋼筋混凝土短梁之剪力實驗行為”，中國土木水利工程學刊，第十二卷，第三期，民國八十九年，PP.511-520。
【23】方一匡、蕭志坤、李俊興，“高性能混凝土預力梁之抗扭行為研究” 中國土木水利工程學刊，第十一卷，第三期，民國八十八年，PP.493-501。
【24】許協隆、王志倫，“扭矩影響下之鋼骨鋼筋混凝土構件行為” 國立中央大學土木工程學研究所碩士論文，民國八十五年六月。
【25】許協隆、梁禮麟，“中空鋼骨鋼筋混凝土扭轉橈曲行為研究”國立中央大學土木工程學研究所碩士論文，民國八十九年七月。