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論文中文名稱:鋼筋混凝土結構之有限元素分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Finite Element Analysis of Reinforcement Concrete Structures [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:100
出版年度:101
中文姓名:邱奕銘
英文姓名:Yi-Ming Chiu
研究生學號:99428088
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2012-07-12
論文頁數:89
指導教授中文名:尹世洵
指導教授英文名:Shih-Hsun Yin
口試委員中文名:宋裕祺;洪曉慧
中文關鍵詞:有限元素分析鋼筋混凝土結構
英文關鍵詞:Finite Element AnalysisReinforcement Concrete Structures
論文中文摘要:台灣由於地震頻繁,常有地震使建築物產生破壞或倒塌的情形,造成人民生命或資產的危害。而現今建築物以鋼筋混凝土結構物最為普遍,若對於鋼筋混凝土結構的受力行為更明瞭,將有助於設計出更耐震的結構。以往對於鋼筋混凝土結構的認識,大多需要透過試驗得之,但試驗需耗費大量人力與物資。故本研究欲使用商業有限元素程式來模擬鋼筋混凝土結構的行為,並與試驗結果比較。
本研究選用有限元素程式軟體(Marc)進行試體的分析,為瞭解Marc應用於鋼筋混凝土結構非線性行為模擬的準確性與可行性,首先針對梁、柱試體進行分析,使用不同的建模方式,將分析結果與文獻作探討,找出一套Marc所需之混凝土參數設定。
最後進行鋼筋混凝土構架內填充磚牆分析,因為此構架為梁與柱的結合應用,使用已建立的參數設定,在軟體中建構出實尺寸結構模型進行非線性側推分析,將數據匯出製作力與位移圖,並與試驗結果比較進行探討,提出結論與建議。
論文英文摘要:Earthquakes often cause the damage or collapse of buildings, which have led to deaths or property loss. Modern structures made of reinforcement concrete (RC) are very popular. If we could understand more about the behavior of RC structures subject to loading, it will help to design the structures with better seismic capacity. However, it needs much time, money, and human power to learn knowledge regarding the mechanical behavior of RC structures in an experiment way. In this study, the finite element software, Marc, is employed to simulate the experiments of different RC structures in laboratories. The numerical results from finite element analysis are compared with the experiment results.
In order to investigate the accuracy and feasibility of the simulation of nonlinear behavior of RC structures using Marc, different types of beam and column models are built and the results of analysis are compared with the results in literatures. This research process can help to find appropriate parameters needed for simulating RC structures.
Finally, RC frame structures infilled with brick walls are analyzed. The force-displacement diagrams are generated, which contain the results from Marc, other nonlinear pushover analysis, and experiments. Based on the comparisons, we can provide conclusions and suggestions on modeling the nonlinear behavior of RC structures subject to loading by use of Marc.
論文目次:中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iv
目 錄 v
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2 研究流程 2
1.3 文獻回顧 4
第二章 有限元素介紹與材料組成律 7
2.1 有限元素軟體MARC介紹 7
2.2 鋼筋材料性質與參數設定 9
2.3 混凝土材料性質與參數設定 10
2.4 介紹磚牆的材料性質 13
2.5 元素介紹 13
2.5.1 線元素 13
2.5.2 平面元素 14
2.5.3 實體元素 15
2.6 MARC程式 CRACK DATA的設定 15
2.7 分析器 LOAD CASE 17
2.7.1 加載步長 17
2.7.2 求解方法 18
2.7.3 收斂檢查 19
第三章 梁構件之有限元素分析 21
3.1 本章簡介 23
3.2 純混凝土梁分析 23
3.3 鋼筋混凝土梁分析 25
3.3.1 建模方法概述 25
3.3.2 分析方法與編號命名 26
3.3.3 配置鋼筋數量的差異 27
3.3.4 各種分析方法與試驗比較 29
第四章 柱構件之有限元素分析 31
4.1 柱斷面介紹 31
4.2 外力加載方式 34
4.3 材料參數設定 35
4.4 2D與3D模型介紹 36
4.5 2D與3D分析結果探討 40
4.5.1 原柱試體 41
4.5.2 擴柱試體 44
4.6 分析結果整理 46
第五章 RC構架內填磚牆之有限元素分析 47
5.1 斷面介紹 47
5.2 試體命名 50
5.3 外力加載方式 51
5.4 2D與3D模型介紹 52
5.5 材料參數 58
5.6 分析破壞行為與試驗探討 59
5.6.1 S1試體(磚牆高度130 公分) 59
5.6.2 S2試體(磚牆高度160 公分) 62
5.6.3 S3試體 (磚牆高度205 公分) 65
5.6.4 S4試體(磚牆高度230 公分) 67
5.7 分析結果之力與位移圖探討 69
5.8 分析結果整理 75
第六章 結論與建議 77
參考文獻 79
附錄A、原柱3D建模步驟 81
附錄B、RC構架內填磚牆3D建模步驟 86
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論文全文使用權限:同意授權於2012-08-06起公開