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研究生:盧錦嫻
研究生(外文):Chin-hsien Lu
論文名稱:校舍隔間磚牆面外耐震性能與碳纖維貼片補強之實尺寸實驗研究
論文名稱(外文):Out-of-plane Seismic Behavior and CFRP Retrofitting of the RC Frames Infilled with Brick walls
指導教授:黃世建黃世建引用關係
指導教授(外文):Shyh-Jiann Hwang,
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:150
中文關鍵詞:面外磚牆CFRP補強
外文關鍵詞:Out-of-plane Brick wallsCFRP Retrofitting
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有鑑於921地震時學校建築物的大量損壞倒塌,以致於學校建築物之安全堪慮。目前全國之老舊校舍為數眾多,要做全面的重建實有其困難度,而如何提升校舍耐震能力,實為迫切之課題。本研究主要探討學校建築物之隔間磚牆在面外方向受震行為,另外對磚牆部分加以碳纖維貼片補強,希望藉以達到補強功效,提昇學校建築物之耐震能力。
在本研究中共設計7座試體,其中包含空構架試體、空構架含0.5B磚牆(先砌後砌)試體、空構架含1B磚牆(先砌後砌)試體、空構架含1B磚牆(先砌後砌)CFRP補強試體,在實驗室中模擬實尺寸校舍隔間磚牆在面外方向雙曲率反覆載重作用,希望能對磚牆在面外方向受震行為有更進一步的瞭解。
本次實驗中,隔間磚牆面外方向在強度上並沒有顯著的提升,但在垂直承載力方面,磚牆提供較佳的殘餘強度,當柱桿件喪失垂直承載能力後,磚牆替代了原本傳力機制,支撐建築物不發生立即的倒塌。在補強試體方面,試體的強度的提升並不如預期,但 CFRP補強之試體的垂直承載力優於未補強之試體。
Due to the severe damage of many school buildings during Chi-Chi earthquake, these buildings are particularly vulnerable structures in Taiwan. It will be very tough to re-construct all these old school buildings, so there is an urgent need to enhance the seismic capacities of school buildings. This study focused on the out-of-plan seismic behavior of reinforced concrete (RC) frames infilled with brick walls. Also, for the purpose to enhance the seismic capacities of school buildings, the effect of retrofitting brick wall using FRP laminates was verified through experimental tests.
7 specimens were constructed and tested to study the out-of-plan seismic behavior of RC frames infilled with brick wall subjected to double curvature deformation and cyclic loads. Test specimens included pure frame, frame infilled with half-thickness brick wall (pre-laid and post-laid), frame infilled with one-thickness brick wall (pre-laid and post-laid), and frame infilled with one-thickness brick wall (pre-laid and post-laid) retrofitted FRP laminates.
Test results showed that the out-of-plan lateral strength of brick wall seemed not so obvious; however, the residual strength which brick walls provided could take over the mechanism of force transferring after columns loose their axial capacities. For the retrofitted specimens, the vertical capacities were better than that of un-retrofitted ones; however, the increased strength by FRP was not as high as the prediction.
目錄
表索引 V
圖索引 VI
符號說明 IX
第一章 緒論
1. 1 研究動機與目的 1
1. 2研究內容與方法……………………………………………… 2

第二章 文獻回顧
2. 1 美國ACI318-02規範相關規定 4
2. 1. 1強度相關規定 4
2. 1. 2位移相關規定 7
2. 2 SST軟化壓拉桿模型之簡易評估法 8
2. 2. 1力傳遞路徑 9
2. 2. 2 B、D區域之劃分 9
2. 2. 3剪力破壞模式 11
2. 2. 4 D、B區域壓桿擠碎強度 13
2. 2. 5 B區域拉桿降伏強度 17
2. 2. 6塑鉸區剪力強度之衰減 17
2. 3柱桿件位移預測 20
2. 4 柱倒塌行為之研究 24
2. 5 現地試驗之結果 25
2. 5. 1 新城國中現地試驗 25
2. 5. 1. 1 新城國中簡介 25
2. 5. 1. 2靜態推垮試驗 26
2. 5. 1. 3 試驗之結果 26
2. 5. 2 口湖國小現地試驗 26
2. 5. 2. 1 口湖國小簡介 26
2. 5. 2. 2靜態推垮試驗 27
2. 5. 2. 3試驗之結果 27
2. 6相關實驗回顧 ………...……………………………………..27

第三章 試驗規劃與執行
3. 1試體規劃 30
3. 2試體設計 32
3. 2. 1空構架試體(PF-2) 32
3. 2. 2空構架含0.5B磚牆試體(BH-2、AH-2) 35
3. 2. 3空構架含1B磚牆試體(B1-2、A1-2) 36
3. 2. 4空構架含1B磚牆面外包覆碳纖維貼片試體(B1-2-F、A1-2-F) 36
3. 2. 5混凝土質量塊 36
3. 3試體製作 37
3. 3. 1基腳與地梁之施作 37
3. 3. 2柱梁版之施作 39
3. 3. 3磚牆之施作 40
3. 4試體CFRP補強 41
3. 4. 1試體CFRP補強設計 41
3. 4. 2試體CFRP補強之施作 44
3. 5量測佈置 45
3. 5. 1內部量測 45
3. 5. 2外部量測 46
3. 6測試佈置與步驟 47
3. 6. 1雙曲率變形 47
3. 6. 2測試佈置 47
3. 6. 3防落裝置 51
3. 6. 4加載方式….…………………………………..……………51

第四章 試驗結果
4. 1材料試驗 53
4. 1. 1混凝土 53
4. 1. 2鋼筋 54
4. 1. 3紅磚 55
4. 1. 4灰漿 55
4. 1. 5 CFRP碳纖維貼片 56
4. 1. 6環氧樹脂補土、底漆、積層樹脂 56
4. 2載重與位移關係行為 56
4. 3裂縫發展與破壞模式 63
4. 4變形量測 71
4. 4. 1基腳之滑動與旋轉量量測 71
4. 4. 2柱之變形量測 71
4. 4. 3磚牆之變形量測 72
4. 5鋼筋應變計量測 72
4. 6 分析與討論………………..…………………………………..72

第五章 結論與建議
5. 1 結論 76
5. 2 建議與展望 78

參考文獻
參考文獻
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