臺灣博碩士論文加值系統

本文主要研究方法採用基本理論主要參考Thomas. T.C. Hsu所發展遲滯軟化模元模型(Cyclic Softened Membrane Model, CSMM)鋼筋混擬土理論，再以C++程式語言撰寫CSPanel程式，並繪製鋼筋混土與混擬土莫爾圓及鋼筋應力與應變圖，來探討鋼筋混凝土版受撓剪力作用下受力變形行為。撰寫程式功能除可考慮純剪應力CSMM[1]，亦可考慮正向應力Generalized SMM模型[24]。為了使讀者能容易瞭解CSMM計算方法，本研究特別設計一套計算流程與計算式結合分析流程圖表達方法。經由程式計算結果可得知鋼筋混土與混擬土及鋼筋莫爾圓，滿足力平衡方程式、變形諧和方程式三大力學基本定律。實驗[1] [24]與數值分析結果比對證明成程式的精確性與可信度。

In this study, the main purpose is to develop a numerical program using cyclic softened membrane model (CSMM) of shear wall. This Program called CSPanel. The C++ programming language is used to write this numerical code. The CSPanel can be used to simulate having the normal stresses on the reinforced concrete (RC). CSPanel can output two stress Mohr circles of RC and concrete, and one concrete strain Mohr circles. In addition, the CSPanel have output files of the stress-strain relationships. In order to express the computing procedures of the CSMM, a simple flow chart is proposed. This CSMM flow char is easy to explain two concepts of the equilibrium and compatibility of RC. According to compare the experiments and the numerical results, they are very close. It confirms the effective and accurate of proposed two formulates of the concrete.

目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XVI
第一章 序論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 本文研究內容 10
第二章 定轉角剪力理論 11
2.1 純剪作用力下之軟化構件理論介紹 11
2.1.1 純剪作用力下之軟化構件理論應力莫爾圓 27
2.2 考慮正向應力下之軟化構件理論 29
2.2.1 考慮正向力作用下之軟化構件理論應力莫爾圓 30
2.3 遲滯軟化元模型Cyclic Softened Membrane Model(CSMM) 32
2.3.1 混凝土受反覆載重之應力應變實驗曲線 32
2.3.2 混凝土受反覆載重之應力應變程式簡化曲線 37
2.3.1 鋼筋受反覆載重之應力應變實驗曲線 41
2.3.2 鋼筋受反覆載重之應力應變程式簡化曲線 43
第三章 算例分析 48
3.1 多元牛頓-瑞福生法 48
3.2 軟化構件模式(SMM) CSPanel程式數值算例 49
3.2.1 Panel B1 51
3.2.2 Panel B2 55
3.2.3 Panel B3 59
3.2.4 Panel B4 63
3.2.5 Panel B5 67
3.2.6 Panel B6 71
3.2.7 Panel M1 75
3.2.8 Panel M2 79
3.2.9 Panel M3 83
3.2.10 Panel M4 87
3.2.11 Panel M5 91
3.2.12 Panel M6 95
3.3 考慮正向力之軟化構件模式數值算例 99
3.3.1 Panel NA1 100
3.3.2 Panel NA2 104
3.3.3 Panel NA3 108
3.4 遲滯軟化元模型(CSMM)數值算例 112
3.4.1 Panel CA3 113
3.4.2 Panel CE3 118
第四章 結論與建議 123
4.1 結論 123
4.2 建議 125
參考文獻 126
附錄 131
CSPanel Input檔案格式介紹(SMM) 131
CSPanel Input檔案格式介紹(CSMM) 132
CSPanel Output檔案格式介紹 133
Mohr circles Output檔案格式介紹 134
 
圖目錄
圖 1.2.1定轉角剪力理論與變轉角剪力理論之鋼筋混凝土元素裂縫之應力狀態示意圖[1] 6
圖 1.2.2二維鋼筋混凝土元素示意圖[1] 6
圖 1.2.3變轉角理論元素於應力狀態之示意圖[1] 7
圖 2.1.1定轉角剪力理論彌散鋼筋混凝土元素示意圖[1] 12
圖 2.1.2定轉角剪力理論鋼筋混凝土元素示意圖[1] 15
圖 2.1.3鋼筋混凝土應力與主應力示意圖[1] 16
圖 2.1.4混凝土元素應力狀態示意圖[1] 16
圖 2.1.5許朱參數 之試驗數據[1] 17
圖 2.1.6許朱參數 之試驗數據[1] 17
圖 2.1.7混凝土材料受拉應力應變關係曲線[1] 20
圖 2.1.8 混凝土材料受壓應力應變關係曲線[1] 20
圖 2.1.9雙線性模式鋼筋應力應變關係示意圖[1] 24
圖 2.1.10 SMM程式計算流程圖 26
圖 2.1.11 純剪作用力下鋼筋混凝土應力莫爾圓示意圖( ) 28
圖 2.1.12 純剪作用力下鋼筋混凝土應力莫爾圓示意圖( ) 28
圖 2.1.13純剪作用力下鋼筋混凝土應力莫爾圓示意圖( ) 28
圖 2.2.1考慮正向力作用下鋼筋混凝土應力莫爾圓示意圖( ) 31
圖 2.2.2考慮正向力作用下鋼筋混凝土應力莫爾圓示意圖( ) 31
圖 2.2.3考慮正向力作用下鋼筋混凝土應力莫爾圓示意圖( ) 31
圖 2.3.1混凝土受反覆載重應力應變實驗曲線點編號圖[1] 33
圖 2.3.2混凝土受反覆載重之應力應變實驗曲線線段編號圖 34
圖 2.3.3混凝土受反覆載重之應力應變程式簡化曲線點編號圖 38
圖 2.3.4混凝土受反覆載重支應力應變程式簡化曲線線段編號圖 39
圖 2.3.5 鋼筋受反覆載重之應力應變實驗曲線點編號圖[1] 41
圖 2.3.6 鋼筋受反覆載重之應力應變實驗曲線線段編號圖 42
圖 2.3.7 鋼筋受反覆載重之應力應變程式簡化曲線點編號圖 44
圖 2.3.8 鋼筋受反覆載重之應力應變程式簡化曲線線編號圖 45
圖 2.3.9 CSMM理論流程圖 46
圖 2.3.10 CSMM正向應力混凝土元素計算流程圖 47
圖 3.2.1 Panel M3鋼筋混凝土受力示意圖 49
圖 3.2.2 CSPanel程式數值算例B1之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 51
圖 3.2.3 CSPanel程式數值算例B1之混凝土剪應力剪應變曲線 52
圖 3.2.4 CSPanel程式數值算例B1之混凝土壓應力壓應變曲線 52
圖 3.2.5 CSPanel程式數值算例B1之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 53
圖 3.2.6 CSPanel程式數值算例B1之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 53
圖 3.2.7 CSPanel程式數值算例B1之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 54
圖 3.2.8 CSPanel程式數值算例B1之軸向雙軸應力應變曲線 54
圖 3.2.9 CSPanel程式數值算例B2之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 55
圖 3.2.10 CSPanel程式數值算例B2之混凝土剪應力剪應變曲線 56
圖 3.2.11 CSPanel程式數值算例B2之混凝土壓應力壓應變曲線 56
圖 3.2.12 CSPanel程式數值算例B2之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 57
圖 3.2.13 CSPanel程式數值算例B2之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 57
圖 3.2.14 CSPanel程式數值算例B2之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 58
圖 3.2.15 CSPanel程式數值算例B2之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 58
圖 3.2.16 CSPanel程式數值算例B3之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 59
圖 3.2.17 CSPanel程式數值算例B3之混凝土剪應力剪應變曲線 60
圖 3.2.18 CSPanel程式數值算例B3之混凝土壓應力壓應變曲線 60
圖 3.2.19 CSPanel程式數值算例B3之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 61
圖 3.2.20 CSPanel程式數值算例B3之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 61
圖 3.2.21 CSPanel程式數值算例B3之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 62
圖 3.2.22 CSPanel程式數值算例B3之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 62
圖 3.2.23 CSPanel程式數值算例B4之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 63
圖 3.2.24 CSPanel程式數值算例B4之混凝土剪應力剪應變曲線 64
圖 3.2.25 CSPanel程式數值算例B4之混凝土壓應力壓應變曲線 64
圖 3.2.26 CSPanel程式數值算例B4之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 65
圖 3.2.27 CSPanel程式數值算例B4之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 65
圖 3.2.28 CSPanel程式數值算例B4之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 66
圖 3.2.29 CSPanel程式數值算例B4之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 66
圖 3.2.30 CSPanel程式數值算例B5之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 67
圖 3.2.31 CSPanel程式數值算例B5之混凝土剪應力剪應變曲線 68
圖 3.2.32 CSPanel程式數值算例B5之混凝土壓應力壓應變曲線 68
圖 3.2.33 CSPanel程式數值算例B5之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 69
圖 3.2.34 CSPanel程式數值算例B5之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 69
圖 3.2.35 CSPanel程式數值算例B5之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 70
圖 3.2.36 CSPanel程式數值算例B5之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 70
圖 3.2.37 CSPanel程式數值算例B6之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 71
圖 3.2.38 CSPanel程式數值算例B6之混凝土剪應力剪應變曲線 72
圖 3.2.39 CSPanel程式數值算例B6之混凝土壓應力壓應變曲線 72
圖 3.2.40 CSPanel程式數值算例B6之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 73
圖 3.2.41 CSPanel程式數值算例B6之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 73
圖 3.2.42 CSPanel程式數值算例B6之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 74
圖 3.2.43 CSPanel程式數值算例B6之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 74
圖 3.2.44 CSPanel程式數值算例M1之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 75
圖 3.2.45 CSPanel程式數值算例M1之混凝土剪應力剪應變曲線 76
圖 3.2.46 CSPanel程式數值算例M1之混凝土壓應力壓應變曲線 76
圖 3.2.47 CSPanel程式數值算例M1之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 77
圖 3.2.48 CSPanel程式數值算例M1之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 77
圖 3.2.49 CSPanel程式數值算例M1之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 78
圖 3.2.50 CSPanel程式數值算例M1之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 78
圖 3.2.51 CSPanel程式數值算例M2之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 79
圖 3.2.52 CSPanel程式數值算例M2之混凝土剪應力剪應變曲線 80
圖 3.2.53 CSPanel程式數值算例M2之混凝土壓應力壓應變曲線 80
圖 3.2.54 CSPanel程式數值算例M2之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 81
圖 3.2.55 CSPanel程式數值算例M2之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 81
圖 3.2.56 CSPanel程式數值算例M2之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 82
圖 3.2.57 CSPanel程式數值算例M2之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 82
圖 3.2.58 CSPanel程式數值算例M3之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 83
圖 3.2.59 CSPanel程式數值算例M3之混凝土剪應力剪應變曲線 84
圖 3.2.60 CSPanel程式數值算例M3之混凝土壓應力壓應變曲線 84
圖 3.2.61 CSPanel程式數值算例M3之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 85
圖 3.2.62 CSPanel程式數值算例M3之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 85
圖 3.2.63 CSPanel程式數值算例M3之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 86
圖 3.2.64 CSPanel程式數值算例M3之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 86
圖 3.2.65 CSPanel程式數值算例M4之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 87
圖 3.2.66 CSPanel程式數值算例M4之混凝土剪應力剪應變曲線 88
圖 3.2.67 CSPanel程式數值算例M4之混凝土壓應力壓應變曲線 88
圖 3.2.68 CSPanel程式數值算例M4之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 89
圖 3.2.69 CSPanel程式數值算例M4之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 89
圖 3.2.70 CSPanel程式數值算例M4之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 90
圖 3.2.71 CSPanel程式數值算例M4之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 90
圖 3.2.72 CSPanel程式數值算例M5之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 91
圖 3.2.73 CSPanel程式數值算例M5之混凝土剪應力剪應變曲線 92
圖 3.2.74 CSPanel程式數值算例M5之混凝土壓應力壓應變曲線 92
圖 3.2.75 CSPanel程式數值算例M5之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 93
圖 3.2.76 CSPanel程式數值算例M5之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 93
圖 3.2.77 CSPanel程式數值算例M5之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 94
圖 3.2.78 CSPanel程式數值算例M5之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 94
圖 3.2.79 CSPanel程式數值算例M6之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 95
圖 3.2.80 CSPanel程式數值算例M6之混凝土剪應力剪應變曲線 96
圖 3.2.81 CSPanel程式數值算例M6之混凝土壓應力壓應變曲線 96
圖 3.2.82 CSPanel程式數值算例M6之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 97
圖 3.2.83 CSPanel程式數值算例M6之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 97
圖 3.2.84 CSPanel程式數值算例M6之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 98
圖 3.2.85 CSPanel程式數值算例M6之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 98
圖 3.3.1 CSPanel程式數值算例NA1之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 100
圖 3.3.2 CSPanel程式數值算例NA1之混凝土剪應力剪應變曲線 101
圖 3.3.3 CSPanel程式數值算例NA1之混凝土壓應力壓應變曲線 101
圖 3.3.4 CSPanel程式數值算例NA1之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 102
圖 3.3.5 CSPanel程式數值算例NA1之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 102
圖 3.3.6 CSPanel程式數值算例NA1之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 103
圖 3.3.7 CSPanel程式數值算例NA1之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 103
圖 3.3.8 CSPanel程式數值算例NA2之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 104
圖 3.3.9 CSPanel程式數值算例NA2之混凝土剪應力剪應變曲線 105
圖 3.3.10 CSPanel程式數值算例NA2之混凝土壓應力壓應變曲線 105
圖 3.3.11 CSPanel程式數值算例NA2之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 106
圖 3.3.12 CSPanel程式數值算例NA2之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 106
圖 3.3.13 CSPanel程式數值算例NA2之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 107
圖 3.3.14 CSPanel程式數值算例NA2之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 107
圖 3.3.15 CSPanel程式數值算例NA3之鋼筋混凝剪應力剪應變曲線 108
圖 3.3.16 CSPanel程式數值算例NA3之混凝土剪應力剪應變曲線 109
圖 3.3.17 CSPanel程式數值算例NA3之混凝土壓應力壓應變曲線 109
圖 3.3.18 CSPanel程式數值算例NA3之鋼筋垂向單軸應力應變曲線 110
圖 3.3.19 CSPanel程式數值算例NA3之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 110
圖 3.3.20 CSPanel程式數值算例NA3之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 111
圖 3.3.21 CSPanel程式數值算例NA3之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 111
圖 3.4.1 Panel CA3試體受力情況示意圖 112
圖 3.4.2 Panel CE3試體受力情況示意圖 112
圖 3.4.3 CSPanel程式數值算例CA3之模擬遲滯迴圈應變加卸載行為 113
圖 3.4.4 CSPanel程式數值算例CA3之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 114
圖 3.4.5 CSPanel程式數值算例CA3之混凝土剪應力剪應變曲線 114
圖 3.4.6 CSPanel程式數值算例CA3之混凝土應變1於拉壓區應力應變曲線 115
圖 3.4.7 CSPanel程式數值算例CA3之混凝土應變2於拉壓區應力應變曲線 115
圖 3.4.8 CSPanel程式數值算例CA3之垂向單軸應力應變曲線 116
圖 3.4.9 CSPanel程式數值算例CA3之軸向單軸應力應變曲線 116
圖 3.4.10 CSPanel程式數值算例CA3之垂向雙軸應力應變曲線 117
圖 3.4.11 CSPanel程式數值算例CA3之軸向雙軸應力應變曲線 117
圖 3.4.12 CSPanel程式數值算例CE3之模擬遲滯迴圈應變加卸載行為 118
圖 3.4.13 CSPanel程式數值算例CE3之鋼筋混凝土剪應力剪應變曲線 119
圖 3.4.14 CSPanel程式數值算例CE3之混凝土剪應力剪應變曲線 119
圖 3.4.15 CSPanel數值算例CE3之混凝土應變1於拉壓區應力應變曲線 120
圖 3.4.16 CSPanel數值算例CE3之混凝土應變2於拉壓區應力應變曲線 120
圖 3.4.17 CSPanel程式數值算例CE3之鋼筋垂向單軸應力應變 121
圖 3.4.18 CSPanel程式數值算例CE3之鋼筋軸向單軸應力應變曲線 121
圖 3.4.19 CSPanel程式數值算例CE3之鋼筋垂向雙軸應力應變曲線 122
圖 3.4.20 CSPanel程式數值算例CE3之鋼筋軸向雙軸應力應變曲線 122
 
表目錄
表 1.2.1變轉角與定轉角理論比較 9
表 2.1.1程式變數名稱與參數對應表 12
表 3.1.1 Series M與Series B試體參數 50
表 3.2.1 Series NA 試體參數 99
表 3.2.2 與 值 99
表 3.3.1 CA3、CE3試體參數值 112

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