RC框型構架耐震修復補強之研究

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姓名

張家瑜(Chia-Yu Chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

RC框型構架耐震修復補強之研究
(Repairing & Retrofitting of Seismic Damaged RC Frame)

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摘要(中)

本研究乃針對窗台結構物因短柱效應所引起之破壞而進行修復補強。修復之方式擬採用支柱重塑方式，並在重塑柱之混凝土新舊界面處以FRP包覆，以增加修復構架之韌性；並以加置開孔方鋼管斜撐之方式再進行構架之補強，以增加修復後構架之勁度、強度、以及消能能力。
在試驗部分共配置四座模擬震後損傷之鋼筋混凝土構架，包括一座原型構架，以及三座經柱重塑修復後，再加置不同開孔形式的開孔方鋼管斜撐補強構架，以反覆載重進行試驗，探討各構架修復補強後之效能，並與分析程式進行驗證比較。
本研究試驗結果顯示，修復後空構架之強度發展狀況甚佳，其強度與損傷前作比較則有些微的提昇，至於勁度則因損傷之緣故而有明顯地折減情形。另外經修復後再加置開孔方鋼管斜撐之補強構架亦有不錯之強度發展，其在韌性無明顯減低之情形下，強度及勁度有顯著之提昇。

摘要(英)

ABSTRACT
In this study, recast column method is used to retrofit RC frames damaged by short column effect. Four full-scale RC frames, including one prototype frame without bracing, three frames using different types of steel bracing to enhance strength and stiffness, were tested under cyclic loading. In addition to bracing, fiber reinforced plastic (FRP) is used to wrap the columns to enhance ductility.
Experimental result shows that the ductility and strength of prototype frame wrapped by FRP sheet are improved better than that of undamaged frame, but stiffness descends explicitly because of damage. In the other hand, the other tree frames using steel bracing performance well in ductility, strength and stiffness. The force-displacement curve of each specimen was also predicted by the SAP2000 code and can match the experimental results quite well.
This study demonstrates that steel bracings cut out with holes can efficiently increase both strength and stiffness without reducing ductility. One may control the size of holes to satisfy requirement. With wrapping columns by FRP sheet, the performance of frame system can be substantially increased after retrofit.

關鍵字(中)

★ 鋼筋混凝土構架
★ 斜撐
★ 損傷
★ 修復

關鍵字(英)

★ Fiber Reinforced Plastic (FRP)
★ Retrofit
★ Damage
★ RC Frame
★ Brace

論文目次

目錄
中文摘要……….……...…………….………….….….….….….….…Ⅰ
目錄……….………..………….....……….…………………………..Ⅱ
表目錄…….….….….……………….….….….….….………...….…...Ⅴ
圖目錄…….……..……...…………….……….…….….…….…...……Ⅵ
照片目錄……………………………………….……………….……..Ⅷ
符號說明.….….……….….…….…..……..……….….……….….…....Ⅹ
第一章緒論 1
1.1 前言……………………...……………………………………1
1.2 研究動機與目的……………………………………………...1
1.3 文獻回顧…………..……….…………………………………3
1.4 本文架構……………………………………………………...6
第二章分析理論 8
2.1 基本假設…………………………………………………….8
2.2 構件容許應力分析………………………………………….9
2.2.1 彎矩…………………………………………………9
2.2.2 Mander圍束理論…………………………………...12
2.2.3 剪力…………………………………………………16
2.2.4 挫屈強度計算………………………………………17
2.3 塑鉸區長度計算……………………………………………19
2.4 側推靜態分析……………………………………………….20
2.4.1側推靜態分析法………………………………………20
2.4.2彎矩與曲率之關係……………………………………21
第三章結構補強之設計與規劃……………………………………. 22
3.1 前言………………………………………………………….22
3.2 試體配置…………………………………………………….23
3.2.1 鋼筋混凝土構架之設計……………………………23
3.2.2 加置箍筋……………………………………………24
3.2.3 碳纖維貼片圍束位置………………………………24
3.2.4 斜撐構材配置………………………………………25
3.2.5 栓接式接頭之設計…………………………………25
3.2.6 斜撐端部接合………………………………………26
3.2.7 斜撐之開孔形式及位置……………………………26
3.3 構架分析………..………………………………………….27
3.3.1 構架內力分析……………………………………27
3.3.2 側推靜力分析……………………………………28
第四章修復補強程序 30
4.1 概述………………………………………………………30
4.2 修復施工之評估………………………………………30
4.3 修復施工過程與細節……………………………………32
4.4 斜撐製作及安裝…………………………………………….36
第五章試驗過程與成果分析 39
5.1 概述………………………………………………………39
5.2 加載設備及量測儀器……………………………………40
5.2.1 加載設備…………………………………………40
5.2.2 量測儀器…………………………………………41
5.3 試體架設與試驗步驟…………………………………….42
5.3.1 測計安排…………………………………………42
5.3.2 構架試驗設置……………………………………42
5.3.3 試驗載重歷程……………………………………42
5.3.4 試驗步驟…………………………………………43
5.4 試驗過程……………………………………………………43
5.4.1 原型構架…………………………………………44
5.4.2 方鋼管開孔斜撐構架(TYPE Ⅱ)…………………46
5.4.3 方鋼管開孔斜撐構架(TYPE Ⅲ)…………………47
5.4.4 方鋼管開孔斜撐構架(TYPE Ⅳ)…………………49
5.5 結果分析……………………………………………………51
5.5.1 初始勁度…………………………………………51
5.5.2 強度發展…………………………………………52
5.5.3 降服強度與位移…………………………………52
5.5.4 韌性係數…………………………………………53
5.5.5 最大載重與破壞型態……………………………54
5.5.6 應變計探討………………………………………55
5.5.7 側推靜力分析預測載重－位移曲線……………56
第六章結論與建議 57
6.1 結論…………………………………………………………57
6.2 建議…………………………………………………………58
參考文獻………………………………………………………………60
附表……………………………………………………………………65
附圖……………………………………………………………………74
附照片………………………………………………………………105

參考文獻

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指導教授

王仲宇(Chung-Yue Wang)

審核日期

2003-7-12

推文