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研究生: 陳崇慶
Chung-Ching Chen
論文名稱: 高強度鋼筋混凝土梁之剪力裂縫行為研究
Experimental Investigation on Shear Cracking Behavior High-Strength Reinforced Concrete Beam Members
指導教授: 邱建國
Chien-Kuo Chiu
口試委員: 吳子良
Tzu-Liang Wu
陳瑞華
Rwey-Hua Cherng
林克強
Ker-Chun Lin
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: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 343
中文關鍵詞: 高強度鋼筋混凝土剪力強度裂縫殘餘變形殘餘裂縫寬度
外文關鍵詞: High-Strength Concrete, Shear strength, Crack, Residual displacement, Residual crack width
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本研究共進行十組高強度鋼筋混凝土梁試驗(兩組無箍筋、四組普通強度箍筋及四組高強度箍筋) 以混凝土之抗壓強度、箍筋之降伏強度、箍筋間距及主筋量等參數,探討高強度鋼筋混凝土梁之剪力裂縫發展行為,除觀察上述之參數對於剪力裂縫發展之影響,以及剪力裂縫與應變和構件變形角之關係。此外,將對於規範ACI 318-11、AIJ2010及韌性指針(1999)剪力強度計算公式與實際剪力強度進行比較,探討現行規範之剪力強度公式是否適用於高強度鋼筋混凝土梁。
依本研究成果得下列之結論:1. 高強度鋼筋混凝土梁若無配置箍筋,計算其剪力強度時使用Michael P. Collins and Daniel Kuchma(1999)建議之計算可得保守值;2. 高強度鋼筋混凝土梁若配置高強度箍筋時,可由實驗結果得知箍筋已達降伏,計算其剪力強度時以材料規定降伏強度進行計算;3. 跨深比 3.3 之中長梁,且箍筋比低(0.21%)的情況下,高強度鋼筋混凝土梁若配置高強度箍筋,則ACI 318-11、AIJ 2010及韌性指針( 1999 )之剪力計算公式為保守;高強度混凝土梁若搭配普通強度箍筋,則ACI 318-11、AIJ 2010及韌性指針( 1999 )之剪力計算公式仍需更多驗證;4. 高強度鋼筋混凝土梁(寬400mm、深700mm)、混凝土抗壓強度介於88~105MPa間之剪力裂縫發生點為韌性指針(1999)計算值之0.27倍;AIJ(2010)計算值之0.30倍;箍筋比低則剪力裂縫總寬度較大;箍筋比高則剪力裂縫總寬度較小;5. 撓曲之裂縫總寬度不因箍筋比或主筋比不同而有差異;箍筋比低則剪力裂縫總寬度較大;箍筋比高則剪力裂縫總寬度較小;6. 高強度鋼筋混凝土梁若配置普通強度箍筋時,最大剪力裂縫寬度之殘餘比為2.28。高強度鋼筋混凝土梁若配置高強度箍筋時,最大剪力裂縫寬度之殘餘比為2.64;7. 高強度鋼筋混凝土梁內配置普通強度箍筋,試體剪力破壞模式下,箍筋達降伏前之剪力裂縫寬度均大於該規範之計算值。高強度鋼筋混凝土梁內配置高強度箍筋,試體剪力破壞模式下,箍筋降伏後之剪力裂縫寬度均未達該規範之計算值。


There are 10 tests of high strength reinforced concrete (RC) beam specimens (two of them are no stirrup, four normal strength stirrups and four high strength stirrups). In the discussion the behavior of shear cracking of high strength concrete beams, not only the influence of setting parameters (compression strength of concrete, yielding strength of stirrup, space of stirrup, numbers of reinforcement and so on) to the shear cracking development but also the relationship between shear cracking (Maximum and residual shear cracking widths) and deformations of specimens are included. Additionally, comparing the experiment results with various code (ACI 318-11, AIJ 2010 and AIJ1999), this research suggested the appropriate models which can predict the shear strength of cracking point and ultimate shear strength of high strength RC beams.

致謝 I 摘要 III Abstract V 目錄 VI 圖索引 XI 第一章 緒論 1 1.1研究背景 1 1.2研究動機 1 1.3 研究目的 2 1.4研究架構 2 第二章 文獻回顧 4 2.1梁構件剪力強度計算相關規範 4 2.2日本建築學會•鋼筋混凝土建築物之耐震性能評價指針 13 2.3本研究相關之國內外鋼筋混凝土梁構件文獻 17 第三章 試體設計 22 3.1試體規劃 22 3.1.1試體設計參數 22 3.1.2試體斷面與配筋設計 23 3.2試驗裝置 24 3.3試驗程序 27 3.4試驗量測 28 3.4.1外部量測 28 3.4.2材料應變量測 31 3.4.3裂縫寬度量測 34 3.5 實際材料強度 36 第四章 實驗過程 38 4.1無試體之裂縫發展過程 38 4.2配置普通強度之試體之裂縫發展過程 42 4.3配置高強度試體之裂縫發展過程 53 第五章 試驗結果與討論 64 5.1計算剪力強度與實際剪力強度之比較 64 5.2剪力裂縫發生點 71 5.3裂縫觀察 72 5.3.1各試體之撓曲裂縫總寬度 72 5.3.2各試體之剪力裂縫總寬度 77 5.3.3裂縫寬度之相關比值 80 5.3.4 各試體剪力裂縫之角度 86 5.4變形量之發展 93 5.4.1變形量之計算 93 5.4.2變形量之發展比較 95 5.3殘餘剪力裂縫寬度與殘餘位移量之關係 108 5.4剪力裂縫寬度與應變之關係 112 第六章 結論與建議 115 6.1 結論 115 6.2 建議 116 參考規範 117 參考文獻 118 附錄A 120 附錄B 179 附錄C 240 附錄D 299 附錄E 309

參考規範
[1]ACI Committee 318, “Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary,”American Concrete Institute, Farmington Hills, 2011.
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參考文獻
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