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論文中文名稱:複合材料救災便橋之試驗與分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Experimental and Analytical Study on Fiber Reinforced Polymer Bridges for Disaster Relief [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:102
出版年度:103
中文姓名:陳威廷
英文姓名:Wei ting-chen
研究生學號:100428083
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2014-07-28
論文頁數:125
指導教授中文名:尹世洵
口試委員中文名:洪曉慧;宋裕祺
中文關鍵詞:輕量化纖維複合材料
英文關鍵詞:LightweightFiber Composites
論文中文摘要:臺灣近年來氣候極端,尤其是在梅雨季節與夏季颱風容易造成土石流、洪水等災害導致許多地方對外橋梁毀壞,為了盡快恢復交通,需搭設輕便橋,使災難發生時人員與汽機車能藉由輕便橋通行運送物資。以往許多橋梁建造的材料都使用鋼材,但鋼材重量太重且施工費時,若能有效利用具有高強度、重量輕的玻璃纖維複合材料取代傳統鋼材,一定能大幅減少施工時間。
本次實驗組裝橋長10m橋寬3m之複合材料輕便橋,首先在分開的玻璃纖維複合材料梁之腹板接合處以鋼板及螺栓連接,其次接合下翼板、接合上翼板、支承處加勁、墊片及橋面板安裝等程序,組裝完成後於國家地震工程研究中心進行一系列之非破壞性試驗,以及極限破壞試驗以檢驗橋梁之極限承載力,此外利用有限元素分析軟體MSC Patran進行模擬,最後並將所得之分析結果與試驗成果比對,以探討複合材料便橋數值模擬的正確性。
論文英文摘要:Many bridges were destroyed by landslides and floods caused by typhoon in summer or torrential rains due to extreme climate in Taiwan recently. In order to restore traffic disruption, lightweight and portable bridges for disaster relief were needed to transport food and medicine using manpower and vehicles. Many previous bridges were constructed by use of steel. However this material was too heavy. If we can make use of lightweight and high strength materials such as glass fiber reinforced plastics (GFRP) to replace steel, it can save a lot of construction time.
A full-scale GFRP bridge with a length of 10 m and a width of 3m was built up in the laboratory in National Center for Research on Earthquake Engineering. First, separate GFRP beams were connected by gusset plates and bolts on their webs to make up a long 10 m girder. Secondly, five girders were assembled by connecting bottom gusset plates, top gusset plates, support stiffeners and GFRP decks. After construction, a series of non-destructive and destructive tests were conducted to explore the mechanical properties and ultimate strength of the bridge. In addition, these tests were numerically simulated by finite element analysis software MSC Patran. Finally experimental and numerical results were compared to investigate the accuracy of numerical modeling of the proposed GFRP bridge.
論文目次:目 錄

中文摘要 ii
英文摘要 iii
誌 謝 v
目 錄 vii
表目錄 x
圖目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2 研究內容與方法 2
1.3 章節內容概述 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 前言 5
2.2 複合材料於橋梁工程之應用 6
2.2.1 複合材料用於橋梁所需之鋼筋及吊索 6
2.2.2 FRP用於橋梁之橋面版 7
2.2.3 FRP用於橋梁加固及修建 8
2.3 國內外複合材料橋梁之案例 9
2.3.1 纖維複合材料應用於人行陸橋之案例 9
2.3.2 纖維複合材料應用於公路橋之案例 12
2.4複合材料救災便橋之設計規範 15
2.5 小結 17
第三章 複合材料救災便橋實驗 19
3.1 前言 19
3.2 跨度10M全橋實驗之試體尺寸及編號 19
3.3 試體組裝流程 22
3.4 跨度10M全橋試驗之實驗配置 29
3.4.1 實驗架構 29
3.4.2 感應器配置 32
3.4.3 偏心載重試驗 41
3.4.4 對稱載重試驗 43
3.4.5 疲勞試驗 45
3.4.6 極限強度試驗 45
3.4.7 小結 47
3.5 跨度10M全橋試驗之結果分析 48
3.5.1 第一階段偏心載重試驗結果 48
3.5.2 第二階段對稱載重試驗結果 58
3.5.3 第三階段疲勞試驗結果 66
3.5.4 第四階段極限強度試驗結果 69
3.5.5 小結 78
第四章 數值分析與實驗成果比較及探討 79
4.1 前言 79
4.2 有限元素軟體介紹 80
4.2.1 MSC Patran簡介 80
4.2.2 MSC Patran架構 81
4.3有限元素模型之建立 83
4.3.1 有限元素模型 83
4.3.2 材料性質及參數 84
4.3.3 邊界條件與載重位置 87
4.4 跨度10M全橋試驗與有限元素分析結果 89
4.4.1 第一階段偏心載重試驗與分析結果之討論 89
4.4.2 第二階段對稱載重試驗與分析結果之討論 100
4.4.3 第四階段強度試驗與分析結果之討論 110
4.5 小結 114
第五章 結論與建議 117
5.1 結論 117
5.2 建議 119
參考文獻 121
論文參考文獻:參考文獻
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論文全文使用權限:同意授權於2014-08-26起公開