受腐蝕鋼筋混凝土構架之抗耐震性能評估

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張雅君(Ya-jun Zhang) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

受腐蝕鋼筋混凝土構架之抗耐震性能評估

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摘要(中)

近海之鋼筋混凝土構架常有鋼筋腐蝕劣化之情況，若鋼筋混凝土中之鋼筋受氯離子滲透而腐蝕時，將導致混凝土與鋼筋之間之握裹力下降，進而產生握裹滑移現象，此現象將改變原有結構物之破壞模式，從韌性破壞轉變成剪力破壞或握裹破壞，破壞模式的改變將影響結構體的耐震性能，使得結構物無法承受其原始設計地震，因而產生安全上的疑慮。本研究使用一雙層兩跨之鋼筋混凝土試體，評估鋼筋腐蝕對鋼筋混凝土結構破壞模式及耐震行為之影響，使用有線元素分析軟體模擬結構體受側推及地震力之反應，調查各種腐蝕程度對結構物耐震能力之影響，此外，使用非線性靜力側推分析取得結構物之側推行為，利用側推分析以建立FEMA-356性能評估法，並與非線性動態分析結果比較，評估FEMA-356性能評估法之可靠性。

摘要(英)

The offshore reinforced concrete (RC) structures often suffer from the deterioration of steel corrosion. When steel rebar is penetrated by chloride, it will progressively degrade. This degradation leads to the decreasing bonding strength between concrete and steel, reduction of the rebar cross area, and the splitting of concrete cover. The corroded steel bars affect not only the load bearing capacity of a RC structure, but also the failure mechanism, leading to a more brittle behavior. The study investigates the effect of reinforcement corrosion on the behavior of a RC frame structure. A prototype two-story two-span RC frame is designed and its earthquake behavior is investigated. The earthquake behavior is predicted using nonlinear pushover analysis and transient analysis. In addition, the behavior of the corroded RC structure is also evaluated using the criteria specified in FEMA-356.. The evaluation results are compared with those obtained using nonlinear dynamic analysis to assess the feasibility of FEMA -356 for corroded RC structures.

關鍵字(中)

★ 鋼筋腐蝕
★ 側推分析
★ 地震分析
★ 耐震評估
★ 鋼筋混凝土構架

關鍵字(英)

論文目次

摘要 .................................................... i
Abstract ................................................. ii
目錄 .................................................... i
圖目錄 ................................................ iv
表目錄 .............................................. viii
第一章緒論 .............................................. 1
1.1 研究動機目的...................................... 1
1.2 研究方法與步驟.................................... 1
1.3 論文架構.......................................... 2
第二章文獻回顧 ......................................... 3
2.1 鋼筋握裹行為...................................... 3
2.1.1 握裹力基本原理 .............................. 3
2.1.2 握裹力破壞模式 .............................. 5
2.2 鋼筋腐蝕行為...................................... 6
2.2.1 鋼筋腐蝕程度對握裹應力之影響 ................ 6
2.2.2 鋼筋腐蝕對構件之影響 ....................... 10
第三章鋼筋腐蝕之模型驗證 .............................. 12
3.1 含腐蝕鋼筋之拉拔試驗模擬......................... 12
3.1.1 拉拔模型建立 ............................... 12
3.1.2 鋼筋握裹滑移之模擬 ......................... 14
3.2 含腐蝕鋼筋之梁彎曲試驗........................... 18
3.2.1 梁模型之建立 ............................... 18
3.2.2 梁構件之數值驗證 ........................... 20
第四章鋼筋腐蝕構架之側推分析 .......................... 24
4.1 抗彎構架模型建立及模態分析....................... 24
4.2 鋼筋混凝土空構架之側推行為....................... 31
4.2.1 整體構架腐蝕之側推行為 ..................... 31
4.2.2 鋼筋混凝土空構架迎風側腐蝕之側推行為........ 33
4.2.3 鋼筋混凝土構架之損傷模型 ................... 35
4.3 含磚牆之鋼筋腐蝕構架側推行為..................... 38
4.3.1 受腐蝕含磚牆構架之測推行為 ................. 38
4.3.2 受腐蝕含磚牆構架之損傷模式 ................. 40
4.4 磚牆對腐蝕空構架行為之影響....................... 44
第五章鋼筋腐蝕構架之動態分析及耐震評估 ................ 47
5.1 動態地震歷時分析................................. 47
5.1.1 非線性動力分析 ............................. 47
5.1.2 空構架之分析結果 ........................... 48
5.1.3 空構架之損傷行為 ........................... 50
5.1.4 含磚牆構架之分析結果 ....................... 53
5.1.5 含磚牆構架之損傷行為 ....................... 55
5.2 鋼筋腐蝕構架之位移係數法 ......................... 58
5.2.1 FEMA-356 位移係數法 ........................ 58
5.2.2 等效雙線性曲線之建立 ....................... 59
5.2.3 目標位移之求取 ............................. 60
5.2.4 結構性能目標與損傷 ......................... 62
5.2.5 位移係數法之耐震評估 ....................... 63
5.3 動態分析與位移係數法之比較....................... 65
5.4 動態歷時分析之耐震評估........................... 68
第六章結論與建議 ....................................... 70
參考文獻 ................................................ 72

參考文獻

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指導教授

洪崇展

審核日期

2014-8-27

推文