跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.211.239.1) 您好!臺灣時間:2023/01/31 06:13
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:翁敏哲
研究生(外文):Ming Zher Weng
論文名稱:數值模擬應用於污水下水道樹脂混凝土推進管抗壓特性
論文名稱(外文):Numerical Simulation of the Compression Strength at Joint for PRCP Sewage Jacking Pipes
指導教授:謝啟萬謝啟萬引用關係
指導教授(外文):Chiwan Hsieh
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:土木工程系碩士班
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:樹脂混凝土推進工法有限元素法ANSYS
外文關鍵詞:PRCPPipe JackingFinite Element AnalysisANSYS
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:289
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
下水道管線推進施工時,因受到地質、舊有地下結構物及施工等影響,易於接頭產生偏向、受力不平均、漏水等狀況,以至於應力集中,而引發爆管,後續修復艱鉅耗時,對工程影響甚大。因此本研究藉由有限元素軟體ANSYS,模擬推進管接頭抗壓特性,探討管軸向抗壓及接頭彎曲與強度折減關係,供下水道系統推進設計之參考應用。
本研究依據CNS14814聚脂樹脂混凝土規範,選用國內工程界常用之300mm、400mm、500mm樹脂混凝土推進管厚管,以樹脂混凝土圓柱試體抗壓試驗結果為設定參數,極限抗壓強度為900kg/cm2,平均彈性模數約為11.9GPa,波松比(Poisson’s ratio)約為0.32,管體選用Solid65元素,模擬樹脂混凝土材料行為,橡膠墊圈部分則以Solid185元素進行模擬,接頭部分以接觸對元素Conta174及Targe170模擬接頭接觸互制之行為。
研究結果顯示管容許軸向抗壓力量與實際管斷面計算結果相近,接頭容許推進應力與撓曲角度成反比之關係,角度愈大,容許推進應力愈小,最大應力集中於公接頭端斷面緊縮處,裂縫亦發生於公接頭端應力集中處,且往管外緣延伸,300mm管撓曲角度為0.5、1.0、1.5、2.0度時,接頭應力折減率為92.3%、85.7%、81.4%、73.7%;400mm管為84.1%
The maximum jacking load, stress and strain behavior of polymer concrete pipes under axial jack load with different de-alignment angles at joint was studied using a commercial finite element program ANSYS in the study. 300mm, 400mm, and 500mm thick wall PRCP jacking pipes according to CNS 14814 standard were used in the study. Compressive strength of 882.9 kPa, elastic modulus of 11.9 GPa, and Passion’s ratio of 0.32, obtained from previous study were used. Solid65 and solid185 elements were used to model the polymer concrete and rubber pad. Conta174 and Targe170 elements were modeled the behavior at the interface between polymer concrete and rubber materials.

The results of the analyses indicated that the nonlinear stress strain behavior of polymer concrete under compression load can be simulated using ANSYS with selecting appropriate parameters. The maximum jacking load decreased as the increasing of the de-alignment angle at joint. The highest compression stress and cracks under the maximum jacking load condition were located near the contact surface at the de-alignment joint. The maximum jacking load approximately linear decreased as increasing the de-alignment angle. For the analyzed 300mm PRC pipe, the maximum compressive jacking load for a 2% de-alignment angle is only about 73.7% of that for perfect aligned pipe. The ratio of reduction loads were 69.0% and 67.4% for 400mm and 500mm pipes under 2% de-alignment angle, respectively.
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅲ
誌謝 Ⅴ
目錄 Ⅵ
表目錄 XII
圖目錄 XIII
第1章 緒論 1
1.1緣起 1
1.2研究目的 1
1.3研究內容與方法 1
1.4論文架構 2
第2章 文獻回顧 3
2.1污水下水道推進管 3
2.1.1鋼筋混凝土推進管(Jacking Reinforced Concrete Pipes) 3
2.1.2鋼襯混凝土管(Reinforced Concrete Cylinder Pipes) 4
2.1.3延性鑄鐵管(Ductile Iron Pipes) 5
2.1.4聚酯樹脂混凝土管(Polyester resin concrete pipes) 6

2.2污水下水道曲線推進 7
2.3管線數值模擬 13
2.4非線性有限元素程式-ANSYS 16
2.4.1簡介 16
2.4.2前處理(Preprocessor)模組 17
2.4.3分析計算(Solution)模組 18
2.4.4後處理(Postprocessor)模組 20
2.5 ANSYS之SOLID65 (3D-Structure Solid)元素 20
2.6 ANSYS之SOLID 185 (3D 8-Node)元素 22
2.7 ANSYS之接觸對CONTAC & TARGE元素 22
第3章 推進管接頭數值模擬 25
3.1數值模擬推進管軸向抗壓試驗 25
3.1.1基本假設 25
3.1.2元素選用與模型建立 26
3.1.3材料參數之設定 27
3.1.4邊界條件與荷載方式 29
3.1.5破壞判斷之準則 29
3.1.6剪力傳遞係數驗證 31
3.2數值模擬接頭撓曲抗壓試驗 33
3.2.1基本假設 33
3.2.2元素選用與模型建立 33
3.2.3材料參數之設定 34
3.2.4邊界條件與荷載方式 35
3.2.5數值模擬破壞判斷之準則 35
3.2.6剪力傳遞係數驗證 35
第4章 結果分析與討論 36
4.1數值模擬推進管軸向抗壓試驗 36
4.1.1 管徑300mm推進管軸向抗壓試驗 36
4.1.2 管徑400mm推進管軸向抗壓試驗 40
4.1.3 管徑500mm推進管軸向抗壓試驗 43
4.2數值模擬推進管撓曲抗壓試驗 46
4.2.1 管接頭撓曲角度與應力分佈之分析 46
4.2.2 管接頭撓曲角度與裂縫分佈之分析 49
4.3 撓曲角度與接頭應力折減之分析 52
第5章 結論與建議 56
5.1結論 56
5.2建議 57
第6章 參考文獻 58
1.倪至寬(2005)衛生下水道施工與標準作業程序(上)(下)。詹氏書局。
2.侯信宇(2002)地下延性鑄鐵管通過斷層之接頭布設研究。國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
3.康文碩(2002)自來水延性鑄鐵管接頭耐震數值模擬。國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
4.顏崑益(2005)污水管用樹脂混凝土配比與工作特性。國立屏東科技大學土木工程研究所碩士論文。
5.陳柏仰(2005)國內污水下水道推進工法用管材介紹。環保產業雙月刊第32期。
6.潘一毅,国电机械设计研究所杭州和达机电工程有限公司。
7.聚酯樹脂混凝土管推(頂)進暨明挖施工用說明書2005.4.8版。
8.辛拯,水利部山西水利水电勘测设计研究院。 http://www.chnpipe.com/jishu/jishu_x/jishu_17.htm
9.CNS 14814,聚酯樹脂混凝土管(推進施工用)。
10.CNS 10774,自來水管件用橡膠製品。
11.”下水道-曲線推進工法設計”,㈱ソフトウェアセンター。
12.ACI 548.5R-94 (1998) ”Guide for Polymer Concrete Overlays,” Reported by ACI Committee 548.
13.ACI 548.6R-96, ”Polymer Concrete-Structural Applications State-of- the-Art,” Report, Reported by ACI Committee 548.
14.ANSYS Theory Reference Version10.0,ANSYS Inc. 2005.
15.Jeewoong Kim (2003)” Concrete Sewer Pipe-Joint Infiltration Leak-Rate Testing,” Final Report-concrete.
16.J.B. Choi , B,K. Goo , J.C. Kim , Y.J. Kim , W.S. Kim (2003) ,” Development of limit load solutions for corroded gas pipelines," International Journal of Pressure Vessels and Piping 80:121-128.
17Spyros A. Karamanos(2002),”Bending instabilities of elastic tubes,” International Joural of Solid and Structures 39:2059-2085.
18.(Elasto-Plastic Deformation of Circular Tube under Cyclic Pure Bending)
19.Bruschi, R., Monti, P., Bolzoni, G. and Tagliaferri, R., ”Finite Element Method as Numerical Laboratory for Analysis Pipeline Response under Internal Pressure, Axial Load, Bending Moment”, Proceedings of the 14th Offshore Mechanics and Arctic Engineering Conferene, Vol.5,pp. 389~401 . 1995.
20.DiBattista, J.D., Cheng, J, R., Murray, D. W. and Zhou,Z. J., ”Laboratory Tests and Numerical of Sleeper-Supported Line Pipe”, Proceedings of International Pipeline Conference, Vol. 2, pp. 789-795,1998.
21.Singhal ,A., “Nonlinear Behavior of Ductile Iron Pipeline Joints”, Journal of Technical Topics in Civil Engineering, Vol.110,No.1,pp.29~37,1984.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 許毓斌、吳慧君(2000)。肌酸的補充對無氧運動能力之影響。體育學報,28,359-368。
2. 許毓斌、吳慧君(2000)。肌酸的補充對無氧運動能力之影響。體育學報,28,359-368。
3. 傅正思、洪新來、林作慶(2002)。肌酸補充對體內肌酸含量身體質量及垂直跳之影響。中州學報,15,207-217。
4. 傅正思、洪新來、林作慶(2002)。肌酸補充對體內肌酸含量身體質量及垂直跳之影響。中州學報,15,207-217。
5. 傅正思、洪新來、陳嘉康(2002)。肌酸補充對無氧能量及最大肌力之影響。中州學報,15,193-199。
6. 傅正思、洪新來、陳嘉康(2002)。肌酸補充對無氧能量及最大肌力之影響。中州學報,15,193-199。
7. 黃頂立(2000)。肌酸-奧運奪標的秘密武器。健康世界,177,72-76。
8. 黃頂立(2000)。肌酸-奧運奪標的秘密武器。健康世界,177,72-76。
9. 張蘋蘋(1999)。肌酸增補對運動表現的影響。中華體育,12(5),62-68。
10. 張蘋蘋(1999)。肌酸增補對運動表現的影響。中華體育,12(5),62-68。
11. 張蘋蘋(2001)。肌酸增補對於游泳運動的影響。中華體育,15(3)
12. 張蘋蘋(2001)。肌酸增補對於游泳運動的影響。中華體育,15(3)
13. 張瑞泰(2000)。肌酸補充。高師大體育,1,6-10。
14. 張瑞泰(2000)。肌酸補充。高師大體育,1,6-10。
15. 蔡崇濱(2005)。運動員的肌酸增補之道。國民體育季刊,34(1),12-19。