 |
|
|
|
以作者查詢圖書館館藏 、以作者查詢臺灣博碩士 、以作者查詢全國書目 、勘誤回報 、線上人數：45 、訪客IP：18.118.227.19
姓名 廖于興(Yu-Xing Liao) 查詢紙本館藏 畢業系所 土木工程學系 論文名稱 New RC梁撓曲剪力設計研究
(Flexural Shear Design of New RC Beams)相關論文 檔案 [Endnote RIS 格式]
[相關文章]
[文章引用]
[完整記錄]
[館藏目錄]
[檢視]
- 本電子論文使用權限為同意立即開放。
- 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
- 請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。
摘要(中) 國家地震工程研究中心自從2010年以來推動之台灣新型高強度混凝土結構系統研發計畫(簡稱Taiwan New RC)，時至今日，已進入設計及施工概要研擬階段。本研究藉由收集、整理、歸納已完成之研究資料，進而設計兩組矩形長梁(a/d=4.4)試體，分別配置SD-420及SD-785箍筋，依照ACI374-1.05規定進行反覆載重測試，驗證是否與傳統ACI 318耐震設計規範相符。
由試驗結果得知，梁撓曲鋼筋超額強度因子會隨著鋼筋強度種類不同而有差異，以本研究SD685螺紋節鋼筋研究結果為1.13，而傳統SD420竹節鋼筋為1.25。在層間變位角DR=3.5%左右，塑鉸區混凝土仍有貢獻量，平均可達規範值之一半，即0.085√(f_c^′ )(MPa)剪應力值。高強度箍筋(SD785)應力發展，在層間變位角DR=3.5%左右，可量得箍筋應力600MPa以上，與其他學者研究結果相近。本研究亦針對規範ACI 318-11之梁剪力耐震設計規定作基礎，根據實驗結果，建議出New RC梁剪力設計方針。
摘要(英) The National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) devoted to developing new type structural system called as “Taiwan New RC Project” from 2010. The project now is drafting the structural design guideline. This research focuses on how to design the shear strength in the plastic hinge zone of New RC beams. Not only are the experimental results collected from the previous studies, but also two more rectangular cantilever beams (a/d = 4.4) with SD-420 and SD-785 stirrups, respectively, are tested to confirm the drafted design guidelines.
According to experimental results, the overstrength factor of beam flexural reinforcement is different from the grades of steel reinforcement. That is, the overstrength factor of SD-685 rebar is 1.13 whereas the SD-420 is 1.25 as the traditional specification. The concrete in plastic hinge zone at drift ratio of 3.5% can still resist the shear up to 50% of the value required in ACI-318-11. That is, the residual shear strength in beam plastic hinge zone can be designd to 0.085√(f_c′)(in MPa) as suggestion. The average stress of SD-785 stirrups is measured up to 600 MPa at the drift ratio of 3.5%, similar to previous researches. Finally, the flexural shear design guideline of New RC beams revised with reference to ACI 318-11 is proposed in study.
關鍵字(中) ★ 新型鋼筋混凝土
★ 鋼筋超額強度因子
★ 塑鉸區混凝土貢獻
★ 剪力設計關鍵字(英) ★ Taiwan New RC
★ Overstrength Factor of Steel Reinforcement
★ Shear Contribution of Concrete in Plastic Hinge Zone
★ Shear Design論文目次 摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
符號說明 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的與方法 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 現行規範剪力設計之規定 3
2.1.1 規範ACI 318-11 之剪力設計 3
2.1.1.1 基本剪力設計公式 3
2.1.1.2 耐震設計篇規定 5
2.1.2 規範 NZS 3101-2006 之剪力設計 6
2.1.2.1 混凝土剪力強度 6
2.1.2.2 剪力箍筋之剪力強度 7
2.1.2.3 箍筋提供主筋側向約束之規定 8
2.1.3 規範AIJ[3]之剪力強度計算式 10
2.2 New RC 報告剪力設計之建議 11
2.2.1 NIST GCR 14-917-30報告之剪力設計建議 11
2.2.1.1 箍筋降伏強度上限 11
2.2.1.2 箍筋預防挫屈之間距限制 12
2.2.2 ACI ITG-4.3R-07報告 12
2.2.2.1 混凝土應力塊因子 13
2.2.2.2 混凝土等值應力塊深度因子 13
2.3 學者建議公式 13
2.3.1 N.J Brooke[6]提出之鋼筋超額強度因子計算式 13
第三章 試體規劃與試驗步驟 16
3.1 試體規劃 16
3.2 材料試驗 17
3.2.1 鋼筋拉伸試驗 17
3.2.2 混凝土抗壓強度 18
3.3 試體設計 18
3.4 試體製作 19
3.4.1 應變計黏貼步驟 19
3.4.2 鋼筋籠綁紮 20
3.4.3 應變計走線 21
3.4.4 錨定T-head 21
3.4.5 模板釘製與組裝 22
3.4.6 混凝土澆置 23
3.4.7 試體養護與拆模 24
3.4.7.1 試體上架 24
3.5 試驗設備 24
3.5.1 加載系統 25
3.5.1.1 雙向千斤頂 25
3.5.1.2 非試驗段柱頭預力 25
3.5.1.3 反力鋼梁 26
3.5.2 量測系統 26
3.5.2.1 荷重計 26
3.5.2.2 位移計 26
3.5.2.3 應變計 27
3.5.2.4 手持式電子測微計 27
3.5.2.5 傾斜儀 27
3.6 試驗方法與步驟 27
3.7 試驗數據處理 28
3.7.1 理論標稱載重Pn 28
3.7.2 真實側位移∆ 28
3.7.2.1 非試驗段旋轉角所產生之額外側位移∆cb 29
3.7.2.2 臨界斷面曲率貢獻之位移∆f,cri 29
3.7.2.3 撓曲位移∆fi 30
3.7.2.4 剪力位移∆si 30
3.7.3 降伏位移與初始勁度 31
3.7.4 斷面分析之理論初始勁度 32
3.7.5 層間變位角DR與韌性位移比μ∆ 32
3.7.6 相對消能比β 33
3.7.7 箍筋與混凝土對剪應力之貢獻 34
3.7.8 箍筋標稱剪力強度與斜裂縫角度 35
3.7.9 第二、第三循環衰減率 36
3.7.10 載重正規化 37
3.7.11 計算主應力角θp與斜裂縫角度 37
3.7.12 箍筋使用效率SEF 38
第四章 試驗結果 40
4.1 整體耐震行為 41
4.1.1 試體HRB-L1 41
4.1.2 試體HRB-L2 48
第五章 試驗結果討論 55
5.1 初始勁度與量測(EcIe) m之比較 56
5.2 試體塑性變形對位移之貢獻 56
5.3 相對消能比之比較 57
5.1 正規化載重包絡線與第二、第三衰減率 57
5.2 塑鉸區混凝土之剪力貢獻比較 58
5.3 塑鉸區剪力筋發展情形 58
5.3.1 剪力筋應變發展情形 58
5.3.2 剪力筋使用效率SEF之比較 59
5.4 裂縫發展及斜裂縫角度 59
5.4.1 斜裂縫之發展情況 59
5.4.2 計算角度與量測角度之比較 60
5.5 預測破壞模式及保守程度之討論 60
5.6 New RC梁撓曲剪力設計概要之建議 61
5.6.1 混凝土應力塊因子α1 61
5.6.2 混凝土等值應力塊深度因子β1 62
5.6.3 超額強度因子αo 62
5.6.4 標稱剪力強度 62
5.6.5 剪力箍筋降伏強度 63
5.6.6 其他細節設計 64
第六章 建議與討論 65
6.1 結論 65
6.2 建議 66
參考文獻 68
附錄A試體標稱強度計算 171
A.1 試體標稱彎矩強度計算 172
A.2 HRB-L1、HRB-L2塑鉸區剪力強度計算 175
A.2.1計算方法(一) 175
A.2.2計算方法(二) 176
附錄B剪力筋最大量測應變 177
參考文獻 [1] ACI Committee 318, Building Code Requirement for Structural Concrete, ACI318-11 & Commentary, American Concrete Institute, 2011.
[2] NZS3101, Concrete Structual Standard, The design of Concrete Structures & Commentary on the Design of Concrete Structures, New Zenland Standard, 2006.
[3] Architectural Institute of Japan, Design Guidelines for Earthquake Resistant Reinforced Concrete Buildings Based on Inelastic Displacement Concept, Tokyo, 1999.
[4] NIST GCR 14-917-30, Use of High-Strength Reinforcement in Earthquake-Resistant Concrete Structures, National Institute of Standards and Technology, 2014.
[5] ACI Innovation Task Group 4, Report on Structural Design & Detailing for High Strength Concrete in Moderate to High Seismic Applications, American Concrete Institute, 2007.
[6] N.J. Brooke, “The Effect of Reinforcement Strength on the Overstrength Factor for Reinforced Concrete Beams,” Pacific Conference on Earthquake Engineering, 2011.
[7] N.J. Brooke, “Improving the Performance of Reinforced Concrete Beam-Column Joints Designed for Seismic Resistance,” The University of Auckland, drgree of Doctor of Philosophy, Nov. 2011.
[8] ACI Committee 374, Acceptance Critiria for Moment Frames Based on Structural Testing and Commentart(ACI 374.1-05), American Concrete Institute, 2005, pp. 1-9.
[9] Paulay, T., and Priestly, M.J.N., Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Building, John Wiley & Sons, New York, 1992.
[10] Kavitha, P.E., “Strain Transformation and Rosette Gage Theory”, Georiga Institute of Technology School of Aerospace Engineering, AE3145 Laboratory, 2009, pp. 1-7.
[11] ACI Committee 363, State-of-the-Art Report on High-Strength Concrete, American Concrete Institute, 1997, pp. 23-24.
[12] Wu Wei Kuo, Thomas T. C. Hsu, and Shyh Jiann Hwang, “Shear Strength of Reinforced Concrete Beams,” ACI Structural Journal, V. 111, No.4, Jul-Aug. 2014, pp. 809-818.
[13] Aruna Munikrishna, Amr Hosny, Sami Rizkalla, and Paul Zia, “Behavior of Concrete Beams Reinforced with ASTM A1035 Grade 100 Stirrups under Shear,” ACI Structural Journal, V. 108, No. 1, Jan-Feb. 2011.
[14] Matthew S. Sumpter, Sami H. Rizkalla, and Paul Zia, “Behavior of High-Performance Steel as Shear Reinforcement for Concrete Beams,” ACI Structural Journal, V. 106, No. 2, Mar-Apr. 2009.
[15] 洪立彥，｢New RC梁撓曲剪力行為研究｣，國立中央大學，碩士論文，民國一百零三年。
[16] 陳柏諺，｢New RC梁高拉力箍筋型式對耐震行為影響｣，國立中央大學，碩士論文，民國一百零四年。
[17] 內政部建築研究所，｢高強度鋼筋混凝土應用在超高樓層建築物之耐震性能探討｣，民國一百年。
[18] 社團法人台灣混凝土學會，｢新高強度鋼筋混凝土技術委員會報告｣，民國103年。
[19] 中國土木水利學會，混凝土工程設計規範與解說，土木401-100，民國一百年。
[20] 經濟部標準檢驗局，土木材料及品質管理相關國家標準(CNS規範)，民國九十七年。
[21] 國家地震工程研究中心，校舍結構耐震評估與比強技術手冊第三版，民國一百零二年。
指導教授 王勇智 審核日期 2015-8-12 推文 plurk
funp
live
udn
HD
myshare
netvibes
friend
youpush
delicious
baidu
網路書籤 Google bookmarks
del.icio.us
hemidemi
facebook
twitter
google
reddit