中空雙鋼管混凝土構件之扭轉撓曲行為研究

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姓名

陳承龍(Cheng-Lung Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

中空雙鋼管混凝土構件之扭轉撓曲行為研究

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摘要(中)

本研究針對不同中空斷面之高強度中空雙鋼管混凝土構件之承載行為進行探討，研究中以一系列組合載重試驗，界定構件空心比與其極限強度、韌性、勁度衰減及能量消散等結構行為之關係。研究結果顯示，在適當之空心比配置下，構件之極限強度與韌性均可優於具相同斷面尺度之鋼管混凝土構件。由試驗結果發現空心比之增加將降低構件之變形能力與其能量消散之能力。實驗結果亦發現，高強度中空雙鋼管混凝土柱之非彈性勁度與其位移比呈自然對數之關係，空心比愈大者，其勁度之衰減速率愈快。本研究中亦由研究結果歸納設計公式，以供中空雙鋼管混凝土構件工程應用之參考。

摘要(英)

This study focused on the seismic performance evaluation of high strength sandwich composite members. A series of combined loading tests on members with various sectional compositions were conducted to investigate the relationship between the sections’ void ratios and the members’ strength, stiffness, and ductility. It was found from the test results that the strength and ductility of sandwich members with adequate sectional void ratios were higher than those of concrete-filled tubes with similar dimensions. Test results also showed that the members’ deformation and energy dissipation capacities decreased when the sectional void ratios increased. It was further validated from response comparisons that the members’ stiffness deterioration rates were larger when the members’ sectional void ratios increased. A simplified expression for member stiffness evaluation was proposed for engineering practice references.

關鍵字(中)

★ 中空
★ 組合載重
★ 複合構件

關鍵字(英)

★ composite member
★ hollow
★ combined loading

論文目次

摘要 I
ABSTRACT III
致謝 V
目錄 VII
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 3
1-3 研究方法與範圍 4
第二章文獻回顧 6
2-1 國內外相關研究 6
2-2 現行各國規範對於鋼管混凝土之概述 7
2-2-1 AISC-LRFD[ 1 ] 7
2-2-2 ACI[ 2 ] 8
2-2-3 Eurcode 4[ 3 ] 9
2-2-4 台灣鋼骨鋼筋混凝土構造設計規範與解說研究[ 14 ] 10
第三章理論闡述與推導 11
3-1 中空雙鋼管混凝土複合構件EI值計算 11
3-1-1 彎矩-曲率轉換法 12
3-1-2 等效彈性EI值 12
3-2 中空雙鋼管混凝土複合構件降伏彎矩強度 13
3-3 中空雙鋼管混凝土構件極限彎矩強度 13
3-4 鋼管剪力強度計算 14
3-5 鋼管扭轉強度與扭轉剛度計算 15
3-6 混凝土扭轉剛度計算 17
3-6-1混凝土剪力模數計算 17
3-6-2 矩形斷面混凝土構件之扭轉 17
第四章實驗規劃與流程 19
4-1 實驗規劃 19
4-2 研究參數 20
4-3 試體編號 20
4-4 試體製作 21
4-5 實驗設備 22
4-6 實驗方法與步驟 23
第五章實驗觀察與分析 27
5-1 實驗觀察 27
5-1-1固定軸力與反覆彎矩試驗 27
5-1-2固定軸力與反覆小偏心載重試驗（e / h = 0.25） 30
5-1-3固定軸力與反覆大偏心載重試驗（e / h = 0.5） 33
5-1-4反覆扭矩試驗 36
5-2 實驗結果分析 37
5-2-1 破壞模式 37
5-2-2 強度分析 38
5-2-2-1 彎矩強度 38
5-2-2-2 空心比對極限強度之影響 39
5-2-2-3 強度重量比 40
5-2-3 變形能力 41
5-2-4勁度衰減 41
5-2-5 能量消散 44
5-2-6 強度衰減 46
5-2-7 扭轉剛度 47
第六章結論與建議 49
6-1 結論 49
6-2 建議 50
參考文獻 51

參考文獻

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[ 19 ] 莊佳霖，鋼骨鋼筋混凝土梁遲滯模式及耐震行為研究，國立中
央大學，博士論文，2006。

指導教授

許協隆(Hsieh-Lung Hsu)

審核日期

2008-7-14

推文