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論文中文名稱:以等值柱模型分析含牆RC構架 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Analysis of the Walls Infilled in RC Frames Using the Equivalent Column Model [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
中文姓名:陳振瑋
英文姓名:Cheng-Wei Chen
研究生學號:92428016
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2005-06-09
論文頁數:138
指導教授中文名:李有豐
口試委員中文名:陳清泉;刁健原
中文關鍵詞:含牆構架等值柱牆柱非線性靜力推覆分析
英文關鍵詞:The wall inside the RC framesEquivalent columnWall-columnPushover
論文中文摘要:本研究主要分析補強前後含牆RC構架之耐震行為,目的是希望能合理有效地分析建築物之側向力與位移曲線,以利後續作為耐震評估之用,並考量牆體具有承受軸力、彎矩與剪力之較高自由度行為,以「等值柱」模型模擬含磚牆與含RC牆構架以及「牆柱」模型模擬含RC翼牆構架之耐震行為,分別對國內實驗數據及理論分析方法-極限軟化桁架模型進行比對。所收集之實驗試體可分為RC柱體、RC空構架、含磚牆RC構架、含RC牆構架與含RC翼牆構架,並包括以鋼纜線及碳纖維圍束補強柱之試體。利用M-L-L圍束組成律(Li et al., 2003)計算混凝土圍束之應力與應變關係,並進行斷面彎矩與曲率關係之運算。最後以SAP2000工程軟體將「等值柱」或「牆柱」模型結合於RC空構架,進行非線性靜力推覆分析,得到含牆RC構架之側向力與位移關係,將其與實驗數據作比對,結果顯示出理論值與實驗值相當接近,並証明了等值柱模型與牆柱模型之可行性。另將等值柱模型與極限軟化桁架模型(Lee et al., 2004)比較優缺點,發現等值柱模型有較簡單且快速之優點,可供日後工程上之應用。
論文英文摘要:In this thesis, an effective analysis model, named “equivalent column” model, was proposed for the wall inside the RC frames, and consideration the wall can resist axis force, moment, and shear force. The “equivalent column” model can simulate the brick wall, the RC wall as well as the wing wall. The experimental and analytical results of the RC column, pure RC frame, RC frame in-filled with RC wall, RC frame in-filled with brick wall, RC frame in-filled with wing wall, and RC column repaired by using the steel wire cables and the carbon fiber reinforced plastics (CFRP) were compared in the thesis. The stress-strain relationship of the confined concrete, proposed by Li et al. (2003), is used in the theoretical sectional analysis to obtain the moment-curvature relationship of these confined columns. Finally, the frame and the equivalent column or the wall-column are engaged by SAP2000 program and then analyzed following a non-linear static pushover analysis to obtain the lateral strength-displacement envelope of each frame. The analytical results can reasonably predict the lateral force-displacement relationships of these RC frames. In addition the results of the “equivalent column” model and the “ultimate-softened truss” model proposed by Lee et al. (2004) were compared, we have found that the “equivalent column” model is easy to apply and the results are reasonable.
論文目次:中文摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 諸論 1
1.1 前言 1
1.2 研究內容 2
1.3 文獻回顧 2
1.3.1 含磚牆之鋼筋混凝土構架相關研究 2
1.3.2 含RC牆之鋼筋混凝土構架相關研究 3
1.3.3 柱體修復補強相關研究 5
第二章 含牆RC構架之理論分析 7
2.1 混凝土之應力-應變曲線 7
2.1.1 Mander之圍束組成律理論 7
2.1.2 M-L-L之圍束組成律理論 13
2.2 鋼筋之應力-應變關係 17
2.3 磚牆與RC牆之等值柱模型 18
2.3.1 等值柱模型之材料性質 20
2.4 磚牆與RC牆極限軟化桁架模型 21
2.4.1 磚牆之極限軟化桁架模型 21
2.4.2 RC牆之極限軟化桁架模型 23
第三章 分析方法與步驟 27
3.1 SAP2000分析軟體簡介 27
3.2 柱斷面彎矩曲率分析 28
3.2.1 基本假設 28
3.2.2 公式推導 29
3.3 塑性鉸設定 33
3.3.1 柱之彎矩與轉角關係 34
3.3.2 磚牆之剪力與位移關係 36
3.3.3 RC牆之剪力與位移關係 37
3.4 構架分析 39
3.4.1 RC空構架分析 39
3.4.2 含磚牆RC構架分析-等值柱模型 39
3.4.3 含RC牆構架分析-等值柱模型 40
3.4.4 含RC翼牆構架分析-牆柱模型 40
第四章 碳纖維與鋼纜線包覆補強柱實驗與分析結果比較 43
4.1 鋼纜線之材料性質 44
4.1.1 鋼纜線拉力強度試驗 45
4.1.2 鋼纜線握裹能力試驗 45
4.2 碳纖維高分子複合材料(CFRP) 46
4.3 實驗結果與比較 47
4.3.1 試體BMCRS 47
4.3.2 試體CRS-C 47
4.3.3 試體CRS-F 47
4.3.4 試體BMCRS-C1 47
4.3.5 試體BMCRS-F1 48
4.3.6 各試體之側向承載力與韌性比比較 48
4.4 柱體實驗與分析結果比較 57
4.4.1 試體BMCRS 57
4.4.2 試體CRS-C 57
4.4.3 試體CRS-F 58
4.4.4 試體BMCRS-C1 58
4.4.5 試體BMCRS-F1 58
第五章 含磚牆RC構架實驗與分析結果比較 69
5.1 RC空構架實驗與分析結果比較 70
5.1.1 試體BMNF 70
5.1.2 試體BMNF-FC 76
5.2 含磚牆RC構架實驗與等值柱模型分析結果比較 76
5.2.1 試體BMNFH10B 76
5.2.2 試體BMNFH10B-FC 77
5.2.3 試體BMNF10B 77
5.2.4 試體BMNF10B-FC 78
5.3 極限軟化桁架模型與等值柱模型分析結果比較 88
5.3.1 試體BMNFH10B 88
5.3.2 試體BMNFH10B-FC 88
5.3.3 試體BMNF10B 89
5.3.4 試體BMNF10B-FC 89
第六章 含RC牆構架實驗與分析結果比較 93
6.1 RC空構架實驗與分析結果比較 95
6.2 含RC牆構架實驗與等值柱模型分析結果比較 105
6.2.1 試體WF-12 105
6.2.2 試體WF-15 106
6.2.3 試體RCW12 106
6.2.4 試體RCW13 107
6.2.5 試體RCW14 107
6.2.6 試體RCW15 108
6.2.7 試體NFL-W(P) 108
6.2.8 試體NFL/wc-W(P) 109
6.2.9 試體NFL-W 109
6.3 極限軟化桁架模型與等值柱模型分析結果比較 120
6.3.1 試體WF-12 120
6.3.2 試體WF-15 121
6.3.3 試體RCW12 121
6.3.4 試體RCW13 122
6.3.5 試體RCW14 122
6.3.6 試體RCW15 122
6.4含RC翼牆構架實驗與牆柱模型分析結果比較 127
第七章 結論與建議 131
7.1 結論 131
7.2 建議 132
參考文獻 133
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論文全文使用權限:同意授權於2005-08-24起公開