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研究生:張景涵
研究生(外文):Ching-Han Chang
論文名稱:黏結砂礫之FRP板與混凝土複合梁之力學分析研究
論文名稱(外文):Mechanical Analysis Of Aggregate- Coated FRP-Concrete Composite Beams
指導教授:陳振川陳振川引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:118
中文關鍵詞:纖維強化塑膠黏結砂礫複合結構有限元
外文關鍵詞:FRPAggregate- CoatedComposite StructureFinite Element Analysis
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國外學者把FRP與混凝土兩種材料做複合,期待複合後能夠發揮自身既有的優點,彌補彼此不足與缺點,形成更有效率、更臻完善之橋面板系統。
FRP與混凝土的有效黏結是保證FRP-混凝土組合結構正常工作的基礎。為增強黏結效果,對FRP板表面採取了黏結砂石與礫石的措施。FRP-混凝土複合梁於加載時兩者界面一旦出現變形不連續和滑移的情況,會改變其荷載-位移曲線。黏結砂石與礫石複合梁之最後破壞模式雖然相同,但在荷載-位移曲線有不同的結果,顯然與界面的破壞特徵有關係。
分析研究成果主要集中在荷載-位移曲線的模擬,對於構件的破壞形態未做過多的考慮。本研究希望藉由加入接觸元素的方式來嘗試模擬界面的黏結-滑移行為,進一步的與實驗值去做探討使用的可行性,並可得到一些無法由實驗中得到或發現的結果。


目錄
誌謝 i
摘要 ii
目錄 iii
表目錄 vii
圖目錄 ix
照片目錄 xii
第1章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究範圍與內容 2
第2章 文獻回顧 4
2.1 纖維強化複合材料 4
2.1.1 複合材料之介紹 4
2.1.2 纖維強化複合材料的歷史 5
2.1.3 纖維強化複合材料的組成 6
2.1.4 纖維強化複合材料的特性 7
2.1.5 纖維強化複合材料在土木工程上的應用 9
2.2 FRP-混凝土複合橋面板 9
2.3 FRP-混凝土複合結構相關文獻 12
第3章 實驗計畫與結果討論 16
3.1 實驗背景 16
3.2 試驗流程 16
3.3 試驗材料 17
3.4 試驗儀器設備 18
3.5 混凝土試體製作流程 19
3.5.1 試驗材料及儀器 19
3.5.2 拌合程序 19
3.5.3 混凝土坍流度試驗 20
3.5.4 試體灌製 21
3.5.5 養護流程 21
3.6 試驗內容與方法 21
3.6.1 抗壓強度試驗 21
3.6.2 彈性模數量測 22
3.6.3 試驗結果 23
3.7 FRP抗拉伸試驗 23
3.7.1 試驗材料及儀器 23
3.7.2 試驗流程 23
3.7.3 試驗計算方法 24
3.8 FRP四點抗彎試驗 25
3.8.1 試驗材料及儀器 25
3.8.2 試驗流程 26
3.8.3 試驗計算方法 26
3.9 FRP-混凝土黏結-滑移性能試驗 27
3.9.1 試驗材料及儀器 27
3.9.2 試體製作流程 27
3.9.3 FRP-混凝土黏結-滑移性能試驗 28
3.9.4 破壞特徵 29
3.9.5 平均黏結力與黏結-滑移關係 29
3.9.6 試驗結果 30
3.10 摩擦係數實驗 30
3.10.1 目的 30
3.10.2 原理 30
3.10.3 實驗器材 31
3.10.4 實驗步驟 31
3.11 複合梁力學行為試驗 32
3.11.1 試驗材料 32
3.11.2 試驗儀器 32
3.11.3 試體製作流程 32
3.11.4 梁力學行為試驗 33
3.11.5 FRP-混凝土梁荷載-位移曲線分析 33
3.11.6 FRP-混凝土梁破壞分析 34
第4章 有限元素分析 36
4.1 前言 36
4.2 分析流程 36
4.3 有限元素分析介紹 37
4.3.1 元素種類與適用性 37
4.3.2 FEM分析假設 39
4.4 材料參數設定 40
4.4.1 混凝土材料參數 40
4.4.2 FRP材料參數 42
4.5 FRP-混凝土複合梁模型建立 43
4.5.1 概論 43
4.5.2 建立模型 44
4.5.3 加載與邊界條件 44
4.6 網格密度收斂性 45
4.7 界面的模擬 45
4.7.1 界面模擬的困難點 45
4.7.2 接觸分析 47
4.8 求解和荷載步選項 48
4.9 ANSYS非線性分析介紹及流程 49
4.10 分析結果 49
4.10.1 荷載-位移曲線分析 50
4.10.2 界面的滑移量與摩擦應力 52
第5章 結論與建議 53
5.1 結論 53
5.2 建議 55
參考文獻 57



參考文獻
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