鋼筋混凝土擴柱補強工法對非韌性梁柱接頭耐震能力提升之探討

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何偉智(Wei-Chih Ho) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

鋼筋混凝土擴柱補強工法對非韌性梁柱接頭耐震能力提升之探討
(Seismic Behavior of Non-ductile Beam-Column Joints Retrofitted by Concrete Jacketing)

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摘要(中)

本實驗主要在針對非韌性梁柱內接頭採用不同強度混凝土擴柱補強及在接頭區植筋去分析其間之差異，以及以現今接頭剪力強度預測模式之預測值和其試驗結果作一比較，以了解現今理論分析模式之準確性，最後並觀察各擴柱補強試體新舊接頭混凝土層交界面是否有滑動的現象產生。
由實驗結果得知，非韌性梁柱內接頭經由混凝土擴柱擴柱工法之後，其強度、勁度及能量消散能力方面，皆表現出比原型試體優越;另外針對不同混凝土強度擴柱補強，在本實驗發現其對於勁度及耐震行為之提升效果不大。在原型試體剪力強度評估模式方面，就以Hakuto之剪力衰減模式評估較為準確，但在評估補強試體時其現行模式分析仍不適合。另外在補強試體中發現其新舊接頭混凝土層交界面的確有滑動現象產生，在植筋過後其交界面滑動現象也有明顯改善。

摘要(英)

The purpose of this study is to observe the results for concrete jacketing with the various strength concrete, and for new jacketing with and without dowel bars in the beam-column joint. In comparison with the measured results, the accuracy of the current models can be verified. Also, the bond slip in the interface between new and old concrete of retrofitted specimens with RC jacketing can be observed.
　From the test results, it was found that the retrofitted specimens are superior to the benchmark specimens in strength, stiffness, and energy dissipation. Furthermore, retrofitted specimens that use different strength concrete jacketing were not efficiently enhanced in stiffness and seismic performance. In comparison with analytical results of a prototype interior beam-column joint, Hakuto’s shear degradation model obtained a better accuracy. However, it is not suitable for Hakuto’s shear degradation model and soften strut-and-tie model to evaluate the joint shear strength of the retrofitted specimens with RC jacketing. Finally, the bond slip in the interface between new and old concrete was found in the test. Meanwhile, the dowel bars in the beam-column joint prevent the bond slip.

關鍵字(中)

★ 梁柱接頭
★ 補強
★ 混凝土擴柱補強工法
★ 植筋

關鍵字(英)

★ Beam-Column Joints
★ Retrofit
★ RC jacketing
★ Dowel bars

論文目次

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
表索引 Ⅵ
圖索引 Ⅵ
符號說明 Ⅹ
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機1
1.3 研究目的與範圍 3
第二章文獻回顧 5
2.1 現行梁柱接頭設計 5
2.1.1 美國規範ACI 318-02 5
2.1.1.1 決定接頭之設計剪力 5
2.1.1.2 強柱弱梁規定 6
2.1.1.3 接頭標稱剪力強度 7
2.1.1.4 錨定與握裹設計的規定 8
2.1.1.5 接頭緊密箍筋設計的規定 8
2.1.1.6 防止柱主筋之挫屈的規定 9
2.1.2 紐西蘭規範相關文獻 10
2.2 梁柱接頭剪力評估 12
2.2.1 軟化壓拉桿模式 13
2.2.1.1 壓拉桿指標 14
2.2.1.2 混凝土軟化係數 15
2.2.1.3 對角壓桿有效面積 16
2.2.1.4 對角壓桿之傾斜角 17
2.2.2 Hakuto之剪力衰減模式 18
2.3 常見梁柱接頭缺失 18
2.4 梁柱接頭鋼筋補強 21
2.4.1 RC擴柱補強 22
2.4.2 FRP及鋼鈑包覆補強 26
第三章實驗規劃與執行 30
3.1 試體規劃 30
3.2 材料試驗 30
3.3 試體設計 31
3.3.1 JI原型試體 31
3.3.2 JIR1普通強度混凝土擴柱補強試體 31
3.3.3 JIR2高強度混凝土擴柱補強試體 32
3.3.4 JIR3高強度混凝土植筋擴柱補強試體 33
3.4 試體製作 33
3.4.1 原型試體製作過程 34
3.4.2 擴柱補強試體製作過程 36
3.5 實驗設置 37
3.5.1 梁柱接頭試驗 37
3.5.2 位移量測系統 38
3.6 實驗數據整理 39
第四章實驗結果 45
4.1 JI原型試體分析 45
4.1.1 一般行為 45
4.1.2 接頭剪力變形 48
4.1.3 梁的行為 49
4.2 JIR1普通強度混凝土擴柱補強試體分析 50
4.2.1 一般行為 50
4.2.2 接頭剪力變形 53
4.2.3 梁的行為 55
4.3 JIR2高強度混凝土擴柱補強試體分析 55
4.3.1 一般行為 55
4.3.2 接頭剪力變形 57
4.2.3 梁的行為 59
4.4 JIR3高強度混凝土植筋擴柱補強試體分析 59
4.4.1 一般行為 59
4.4.2 接頭剪力變形 62
4.4.3 梁的行為 63
第五章分析與討論 64
5.1一般行為 64
5.1.1 載重－位移關係 64
5.1.2韌性與消能行為 65
5.1.3接頭剪力強度及變形 66
5.2 接頭剪力強度預測模式 67
5.3新舊接頭混凝土層交界面滑動現象 69
第六章結論與建議 71
6.1結論 71
6.2建議 72
參考文獻 74
表 78
圖 84
附錄A 各試體接頭剪力強度評估計算 136
附錄B 各試體理論標稱載重計算 149
附錄C JIR3高強度混凝土植筋擴柱補強試體植筋設計計算 153
附錄D 實驗設置細部圖 155

參考文獻

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指導教授

王勇智(Yung-Chih Wang)

審核日期

2003-7-13

推文