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研究生:李佳鴻
研究生(外文):Chia-hung Li
論文名稱:施加防火被覆材之複材補強混凝土構件受火害高溫延時後之承載行為研究
論文名稱(外文):A Study on the Behavior of Fireproof Material Bonded FRP Confined Concrete Member Exposed to Fire
指導教授:林慶昌林慶昌引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:土木工程所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:141
中文關鍵詞:防火被覆混凝土圓柱試體混凝土樑試體碳纖維強化複材火害延時四點抗彎試驗
外文關鍵詞:carbon fiber reinforced plastics (CFRP)fireproof coatingconcrete cylindrical specimenconcrete beam specimenfire exposure durationfour-point bending test
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本研究主要探討施加防火被覆之複材補強混凝土圓柱試體與樑試體受高溫後的承載行為與防火補強效果。實驗規劃分成兩個部分,第一部分是延續混凝土圓柱試體防火被覆的試驗與數據分析,另一部分則是探討施加防火被覆材之複材補強混凝土樑試體受火害高溫延時後承載行為。實驗規劃之參數有火害溫度、防火被覆厚度、火害延時等條件。混凝土圓柱試體尺寸∅12㎝×24㎝共12顆,尺寸∅15㎝×30㎝共15顆,設計強度為210〖kg/cm〗^2;混凝土樑試體尺寸15㎝×15㎝×53㎝共36根,設計強度為280㎏/㎝^2,利用碳纖維強化複材貼片補強混凝土樑試體,並施加補強試體各種厚度之防火披覆材,然後進行4種火害溫度400、500、600、700度和火害延時30與60分鐘火害試驗,觀察試體外觀變化及防火被覆材對補強試體之防護效果。圓柱試體最後進行抗壓試驗;樑試體最後進行四點抗彎試驗,觀察試體承載行為,探討防火被覆材厚度、火害溫度等條件對混凝土試體補強效果及承載行為影響。
  試驗結果發現經碳纖維複合材料補強後之混凝土圓柱試體與樑試體,明顯可以有效的提升強度。隨著火害溫度逐漸上升,碳纖維的補強效果越來越低,試體極限載重也越低。防火被覆厚度12mm比8mm能更有效的保護著碳纖維複合材料,不讓高溫火源直接對混凝土產生影響。另外從無防火被覆400度樑試體與有防火被覆700度樑試體極限載重比對時,發現載重是相近的,可知防火被覆讓火源降低約300度~400度。本研究最後根據實驗結果以迴歸分析提出有無施加防火被覆碳纖維補強混凝土試體之抗壓強度預測,以作為結構物火害後殘餘強度趨勢之參考。
摘要 i
ABSTRACT iii
目 錄 v
表 目 錄 ix
圖 目 錄 xi
第一章 緒論 1
1-1研究緣起 1
1-2 研究動機與目的 5
1-3 研究範圍與內容 7
第二章 文獻回顧 10
2-1前言 10
2-2 CFRP圍束補強混凝土之研究 10
2-3 溫度對環氧樹脂之影響 18
2-4 混凝土火害後性能之研究 26
2-5 混凝土受溫度影響之應力及應變 29
2-6 防火被覆材料特性之介紹 34
第三章 試驗計畫 38
3-1試驗規劃與編號 38
3-2試驗材料 39
3-3試驗儀器與設備 41
3-4 試驗程序與方法 43
第四章 試驗結果與探討 49
4-1 碳纖維補強混凝土圓柱試體有防火被覆火害後外觀變化 49
4-2 碳纖維補強混凝土圓柱試體有防火被覆火害承載行為 49
4-2-1 厚度8mm防火被覆之碳纖維補強火害試體承載行為 50
4-2-2 厚度12mm防火被覆之碳纖維補強火害試體承載行為 50
4-3 有防火被覆8mm之一層碳纖維補強火害試體強度探討 50
4-4 有防火被覆之二層碳纖維補強火害試體強度探討 52
4-5 防火被覆之碳纖維補強火害試體應變探討 54
4-5-1 厚度8mm防火被覆之一層碳纖維補強火害試體應變探討 54
4-5-2 厚度8mm防火被覆之二層碳纖維補強火害試體應變探討 55
4-5-3 厚度12mm防火被覆之二層碳纖維補強火害試體應變探討 56
4-6 無防火被覆碳纖維補強混凝土樑試體火害後外觀之觀察 57
4-7 有防火被覆碳纖維補強混凝土樑試體火害後外觀之觀察 58
4-8 無防火被覆碳纖維補強混凝土樑試體火害後載重之探討 59
4-9 有防火被覆碳纖維補強混凝土樑試體火害後載重之探討 60
4-9-1 厚度12mm防火被覆之碳纖維補強火害後試體載重探討 61
4-9-2 厚度8mm防火被覆之碳纖維補強火害試體載重探討 62
4-10 有防火被覆碳纖維補強混凝土樑試體火害後樑中點變位之探討 63
4-10-1 厚度12mm防火被覆之碳纖維補強火害後樑中點變位探討 63
4-10-2 厚度8mm防火被覆之碳纖維補強火害後樑中點變位探討 64
4-11 有無防火被覆之碳纖維補強混凝土樑試體火害後各組厚度試驗結果比較 65
第五章、理論迴歸與探討 67
5-1 前言 67
5-2 施加防火被覆之碳纖維補強混凝土受高溫延時後抗壓強度迴歸分析 68
5-3 施加防火被覆之碳纖維補強混凝土受高溫延時後抗壓強度非線性迴歸分析 70
5-3-1 倒傳遞類神經網路架構 70
5-3-2 倒傳遞類神經網路學習流程 72
第六章 結論與建議 76
6-1 結論 76
6-2 建議 77
參考文獻 79
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