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研究生: 歐昱成
Yu-Cheng Ou
論文名稱: RC墩柱局部加載混凝土承壓強度之研究
Study of Bearing Strength of Reinforced Concrete pedestal
指導教授: 陳正誠
Cheng-Cheng Chen
口試委員: 鄭敏元
Min-Yuan Cheng
楊國珍
Kuo-Cheng Yang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 119
中文關鍵詞: 有限元素分析混凝土墩柱承壓強度橫向鋼筋軸力傳遞行為
外文關鍵詞: Transverse reinforcement, RC pedestal, bearing strength, finite element analysis
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  • 本論文為研究鋼骨柱與RC柱軸力傳遞的行為,進行了有限元素分析以及單向軸壓試驗探討,實驗共完成5組共28個混凝土墩柱試體,包含配置縱向及橫向鋼筋混凝土墩柱以及純混凝土墩柱,部分試體配置有承壓鋼筋,進行軸向載重試驗,研究鋼骨柱與RC柱軸力傳遞的行為。研究顯示:
    (1)橫向鋼筋可以提升混凝土墩柱的承壓強度及延展性,承壓強度最多可以提升54 %,軸向延展性可以提升825 %;(2)相對於外箍筋,配置於承壓板下方的橫向鋼筋,可以發揮出較大之效益,最多可提高18 %的承壓強度以及26 %的軸向延展性;(3) RC墩柱承壓機制有兩種破壞模式,當√R大於2.0時,承壓面的應力集中嚴重,試體軸向延展性較佳;當√R小於2.0,試體軸向延展性較差,且試體破壞時,試體側向開裂嚴重;(4)墩柱試體的高寬比對承壓強度的影響不大,但對軸向延展性影響劇烈,當試體高寬比從1.0提升至1.7,承壓強度僅下降2.6%,但軸向延展性下降21%;(5)距離承壓面越遠的橫向鋼筋,對承壓強度的貢獻越小。(6)本研究建議之承壓強度評估公式,可以準確的預估斷面尺寸為30×30(cm2),√R小於3.0的RC墩柱承壓強度;(7)本研究設計的承壓鋼筋可以有效的傳遞承壓力給下部混凝土,約可提供一半的鋼筋降服應力。


    Experimental and analytical studies were conducted to investigate the axial force transfer of steel column to reinforcement concrete pedestal. This research conducted load tests of 5 series with a total of 28 concrete pedestal specimens. The parameters studies included amount of transverse reinforcement, pattern of the transverse reinforcement, size of the bearing plate and the use of bearing steel bars. Based on the test results obtained, the following conclusions can be drawn:
    (1) Transverse reinforcement can increase the bearing strength up to 54 % and ductility up to 825 % of the RC column ;(2) Compared with the external stirrups, the horizontal reinforcement placed under the bearing plate can exert a greater effect, increase up to 18% of the bearing strength and increase up to 26% of the axial ductility ;(3) The aspect ratio of the RC pedestal has little effect on the compressive strength, but it has a great effect on the axial ductility. When the aspect ratio of the specimen is increased from 1.0 to 1.7,the bearing strength decreases by only 2.6%, but the axial ductility drop of 21% ;(4) RC pedestal pressure There are two failure modes in the bearing mechanism of RC pedestal. When √R is larger than 2.0, the stress concentration of the bearing surface is serious and have better axial ductility. When the √R is less than 2.0, the axial ductility of the specimen is poor and the specimen have severely lateral cracking ; (5) The greater the lateral reinforcement from the face, the smaller the contribution to the bearing strength ;(6) The design formula proposed in this study can accurately estimate the bearing strength of RC column with cross section of 30×30 (cm2) and √R less than 3.0 ;(7) The bearing steel bars designed in this study can effectively transmit the pressure to the lower concrete, it can provide half of the yielding strength of rebar.

    論文摘要 II ABSTRACT III 誌謝 IV 目錄 V 表索引 VIII 圖索引 IX 符號索引 XII 第一章緒論 1 1.1研究背景 1 1.2文獻回顧 2 1.2.1 AISC設計規範 2 1.2.2純混凝土局部承壓研究文獻回顧 4 1.2.3圍束混凝土受局部承壓研究文獻回顧 6 1.3研究範圍 8 第二章有限元素分析 9 2.1分析模型 9 2.1.1模型性質設定及邊界條件 9 2.1.2材料性質 10 2.2承壓板尺寸對墩柱之影響 10 2.3墩柱高寬比對墩柱行為之影響 11 2.4分析結果總結 12 第三章試體規劃與設計 13 3.1試體規劃 13 3.2試體設計 13 3.3試體製作 16 3.3.1混凝土與鋼材之機械性質 16 3.3.2鋼筋綁紮與組立鋼模 17 3.3.3混凝土灌漿 17 3.4試驗裝置及加載程序 17 3.4.1試驗裝置及架設流程 17 3.4.2量測系統與應變計設置 18 3.4.3預壓載重與載重歷程 18 第四章試驗結果與討論 20 4.1試驗結果 20 4.1.1 PC系列試體 20 4.1.2 HP系列試體 21 4.1.3 ASB系列試體 24 4.1.4 SR系列試體 25 4.1.5 BSB系列試體 28 4.2各參數對墩柱行為之影響 30 4.2.1橫向鋼筋排佈 30 4.2.2 橫向鋼筋量 31 4.2.3 承壓板尺寸 32 4.2.4 承壓鋼筋 32 4.2.4 墩柱高寬比 33 4.3 建立RC墩柱承壓強度評估公式 34 4.4 RC墩柱承壓強度評估公式(依據Rodolfo研究成果) 36 第五章結論與建議 38 5.1結論 38 5.2建議 39 參考文獻 41

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