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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:周君鴻
研究生(外文):Chou Chun-Hung
論文名稱:雙向鋼筋縱向傾斜之自動化探測
論文名稱(外文):Automation Measurement of Two Way Reinforced Bars with Slop in Longitudinal
指導教授:朱明信朱明信引用關係
指導教授(外文):Chu Ming-Hsin
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系
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:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:非破壞檢測磁漏法鋼筋掃瞄儀
外文關鍵詞:Nondestructive Test MethodMagnetic MethodFe Depth Meter
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在一般的R.C.結構物中,其混凝土的強度及鋼筋的埋設深度、排列位置、排列方式和數量都是工程品質重要的考量因素。本研究是利用非破壞檢測法之磁漏法(Magnetic Method)的觀念,來檢測混凝土中縱向傾斜的雙向等間距排列鋼筋。
由於綱筋間磁場會互相干擾產生不規則變化,若以人工直接判讀,其效率及準確度都不甚理想。本研究期望利用電腦為控制中樞,配合鋼筋掃瞄儀(Fe Depth Meter)、拉線式位移計、應變放大器、PCL-818卡、接線盒及其他輔助儀器,建立出一套自動化的檢測系統:將鋼筋掃瞄儀所得到的電壓訊號和位移計得到的相對位移資料,經由訊號接收單元傳送到電腦,再透過自動擷取資料程式直接顯示於螢幕上並作儲存。
吾人首先依縱向筋尺寸、橫向筋尺寸、間距、深度及縱向傾斜作不同條件之不等深度等間距雙向排列鋼筋試驗,並建立資料庫;其次利用不同排列狀況之圖形特點撰寫電腦判讀程式;最後對未知雙向鋼筋縱向傾斜進行探測試驗,試驗資料經由判讀程式分析,判讀出鋼筋之尺寸、間距、埋設位置、埋設深度及傾斜情形。
總目錄
摘要………………………………………………………I
本文目錄…………………………………………………II
圖目錄……………………………………………………V
照片目錄…………………………………………………IX
本文目錄
第一章 緒 論…………………………………………1
1-1 前言…………………………………………………1
1-2 文獻回顧……………………………………………2
1-3 研究動機……………………………………………3
1-4 研究方法……………………………………………3
第二章 儀器設備………………………………………5
2-1 鋼筋掃瞄儀的原理…………………………………5
2-2 儀器設備簡介………………………………………6
2-2.1 鋼筋掃瞄儀………………………………………6
2-2.2 拉線式位移計……………………………………7
2-2.3 應變計式放大器…………………………………7
2-2.4 訊號接收單元……………………………………7
2-2.5 微電腦控制中樞…………………………………9
第三章 試驗原理與分析方法…………………………10
3-1 試驗原理與方法……………………………………10
3-2 電腦自動擷取資料程式……………………………11
3-3 試驗規劃與評估……………………………………13
3-4 建立資料庫…………………………………………15
3-5 圖形分析與資料判讀………………………………17
3-5.1 圖形分析…………………………………………17
3-5.2 判讀步驟…………………………………………18
第四章 電腦判讀程式簡介……………………………22
4-1 關於Excel VBA……………………………………22
4-2 資料庫之規劃………………………………………23
4-3 電腦判讀流程………………………………………25
4-4 電腦判讀程式………………………………………26
4-4.1 鋼筋間距之判讀…………………………………26
4-4.2 鋼筋號數之判讀…………………………………26
4-4.3 埋設深度之內插…………………………………27
4-4.4 相對不等深度之內插……………………………28
4-4.5 垂直傾角之判讀…………………………………28
4-4.6 實際不等深度之判讀……………………………28
第五章 試驗的步驟、配置及判讀結果的
分析與討論……………………………………29
5-1 試驗的步驟…………………………………………29
5-2 試驗的配置…………………………………………30
5-3 結果分析與討論……………………………………31
5-3.1 判讀結果分析……………………………………31
5-3.2 試驗結果之討論…………………………………34
第六章 結論與建議……………………………………36
參考文獻…………………………………………………38
圖目錄
圖 1-1 縱向筋一端產生縱向傾斜之示意圖…………………………40
圖 2-1 鋼筋掃瞄儀探測試驗自動化配置圖…………………………41
圖 2-2 探測器發出磁場圖……………………………………………42
圖 2-3 鋼筋掃瞄儀之原理……………………………………………42
圖 3-1 鋼筋探測試驗之原理及探測器尺寸…………………………43
圖 3-2 縱向傾斜鋼筋之示意圖………………………………………44
圖 3-3 鋼筋一端產生縱向傾斜時之量測結果………………………45
圖 3-4 試驗配置圖與掃瞄結果………………………………………46
圖 3-5 木板與混凝土掃瞄結果之比較圖……………………………47
圖 3-6 探測器掃瞄速度快慢對電壓讀數之影響……………………47
圖 3-7 蓄電池電壓隨時間變化對掃瞄結果之影響…………………48
圖 3-8 蓄電池續電百分比對掃瞄結果之影響………………………48
圖 3-9 鋼筋掃瞄儀是否歸零對電壓讀數之影響……………………49
圖 3-10 探測器在縱向掃瞄位置上的三種放置情況…………………50
圖 3-11 不同縱向掃瞄位置掃瞄結果比較示意圖……………………51
圖 3-12 探測器橫向掃瞄及縱向掃瞄之圖形…………………………52
圖 3-13 橫向筋號數不同,縱向筋條件相同,圖形會交叉…………53
圖 3-14 不同縱向筋尺寸圖形會有交叉現象…………………………53
圖 3-15 三根#3橫向筋間距150mm 四根#6縱向筋間距120mm,
變化不同深度之結果…………………………………………54
圖 3-16 三根#4橫向筋間距150mm 四根#8縱向筋間距120mm,
變化不同深度之結果…………………………………………55
圖 3-17 三根#3橫向筋間距150mm 四根#6縱向筋間距160mm,
埋設深度36.26mm 第三根作不等深度之變化………………56
圖 3-18 三根#4橫向筋間距150mm 四根#8縱向筋間距140mm,
埋設深度41.80mm 第三根作不等深度之變化………………57
圖 3-19 截取等深度區域作圖形不交叉比對…………………………58
圖 3-20 搜尋最接近的電壓值圖形……………………………………59
圖 3-21 呼叫最接近之電壓值圖形的不等深度資料…………………59
圖 3-22 作兩次不同縱向位置之縱向掃瞄圖形………………………60
圖 4-1 資料圖形分為等深度區域及不等深度區域…………………61
圖 4-2 將資料庫分成等深度及不等深度區域儲存…………………62
圖 4-3 由等深度區域中的兩個波峰值計算鋼筋間距………………63
圖 4-4 在等深度區域中判斷鋼筋號數之示意圖……………………63
圖 4-5 以內插法求得鋼筋之埋設深度………………………………64
圖 4-6 由垂直傾斜角可推算出真正不等深度………………………64
圖 5-1 試驗第一組之一的掃瞄圖形…………………………………65
圖 5-2 試驗第一組之一截取等深區域作不交叉比對………………65
圖 5-3 試驗第一組之一埋設深度之內插……………………………66
圖 5-4 試驗第一組之一兩次不同縱向位置之不等深度圖形………66
圖 5-5 試驗第一組之二的掃瞄圖形…………………………………67
圖 5-6 試驗第一組之二截取等深區域作不交叉比對………………67
圖 5-7 試驗第一組之二埋設深度之內插……………………………68
圖 5-8 試驗第一組之二兩次不同縱向位置之不等深度圖形………68
圖 5-9 試驗第二組之一的掃瞄圖形…………………………………69
圖 5-10 試驗第二組之一截取等深區域作不交叉比對………………69
圖 5-11 試驗第二組之一埋設深度之內插……………………………70
圖 5-12 試驗第二組之一兩次不同縱向位置之不等深度圖形………70
圖 5-13 試驗第二組之二的掃瞄圖形…………………………………71
圖 5-14 試驗第二組之二截取等深區域作不交叉比對………………71
圖 5-15 試驗第二組之二埋設深度之內插……………………………72
圖 5-16 試驗第二組之二兩次不同縱向位置之不等深度圖形………72
圖 5-17 試驗第三組之一的掃瞄圖形…………………………………73
圖 5-18 試驗第三組之一截取等深區域作不交叉比對………………73
圖 5-19 試驗第三組之一埋設深度之內插……………………………74
圖 5-20 試驗第三組之一兩次不同縱向位置之不等深度圖形………74
圖 5-21 試驗第三組之二的掃瞄圖形…………………………………75
圖 5-22 試驗第三組之二截取等深區域作不交叉比對………………75
圖 5-23 試驗第三組之二埋設深度之內插……………………………76
圖 5-24 試驗第三組之二兩次不同縱向位置之不等深度圖形………76
圖 5-25 試驗第一組之一的判讀結果…………………………………77
圖 5-26 試驗第一組之二的判讀結果…………………………………77
圖 5-27 試驗第二組之一的判讀結果…………………………………78
圖 5-28 試驗第二組之二的判讀結果…………………………………78
圖 5-29 試驗第三組之一的判讀結果…………………………………79
圖 5-30 試驗第三組之二的判讀結果…………………………………79
圖 5-31 以相對高度控制垂直傾斜角示意圖…………………………80
圖 6-1 在縱向筋上找尋電壓最小值…………………………………81
照片目錄
照片一 鋼筋掃瞄儀……………………………………………………82
照片二 拉線式位移計…………………………………………………82
照片三 應變計式放大器………………………………………………83
照片四 接線盒…………………………………………………………83
照片五 儀器配置圖……………………………………………………84
照片六 試驗操作圖……………………………………………………84
1.侯國琛 譯,“非破壞檢測法”,徐氏基金會出版,P.219~P.288,
1985.
2.Lauer,K.R.,“Magnetic/Electrical Method”,CRC Handbook on
Nondestructive Testing of Concrete,P.202~P.211,1991.
3.Moor,K.R.,”Rapid Measurement of Concrete Cover ON Bridge
Decks”,Pubic Roads,1975.
4.British Standard 4408 P.1, ”Non-destructive Methods of
Test for Concrete-electromagnetic Cover Measuring
Devices” ,London,1974.
5.葉正國,“鋼筋探測自動化之研究”,中興大學土木工程研究所碩士
論文,民國82年。
6.黃文君,“平行鋼筋之自動化探測”,中興大學土木工程研究所碩士
論文,民國83年。
7.李怡蘋,“雙向鋼筋之自動化探測”,中興大學土木工程研究所碩士
論文,民國84年。
8.陳貴芳,“不等間距鋼筋之自動化探測”,中興大學土木工程研究所
碩士論文,民國85年。
9.王志隆,“不等間距雙向鋼筋之自動化探測”,中興大學土木工程研
究所碩士論文,民國86年。
10.李淑君,“不等深度等間距雙向鋼筋之自動化探測”,中興大學土木
工程研究所碩士論文,民國87年。
11.方富雄,“縱向鋼筋雙向傾斜之自動化探測”,中興大學土木工程研
究所碩士論文,民國88年。
12.廖慶隆,“電腦輔助結構試驗程式簡介”,第七屆電子計算機在工程
上之應用研討會論文集,P.87~P.94,1983。
13.Fe Depth,User’s Manual.
14.DPM-6H,Portable Dynamic Strain Amplifier,Operation Manual.
15.PCL-818,High Performance Data Acquisition Card ,User’s
Manual.
16.Chu-Kia Wang,Charles G.Salmon,“Reinforced Concrete
Design”5th Ed.,1992.
17.林玲君、賴玉屏 譯,“精通Excel 2000 VBA”,博碩文化股份有限
公司出版。
18.何東隆、李美真 編著,“Excel 2002 VBA與進階應用”,文魁資訊
股份有限公司發行。
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