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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/32364
標題: | 活性粉混凝土複合板韌性消能行為研究與應用 Study and Application of Toughness and Energy Dissipation Behaviors of Reactive Powder Concrete Composite Plate |
作者: | Yen-Jui Chen 陳彥睿 |
指導教授: | 陳振川 |
關鍵字: | 活性粉混凝土,韌性,消能,多重裂縫, reactive powder concrete,tougness,energy dissipation,multiple cracks, |
出版年 : | 2006 |
學位: | 博士 |
摘要: | 本研究主要是將點焊鋼絲網與三種金屬板加入RPC中,配合製作流程的改進,製作出品質穩定的加勁活性粉混凝土複合板(Reinforced Reactive Powder Concrete composite plate, RRPC),進行相關的力學試驗,探討不同材質與力學特性的加勁材料,對於RRPC在靜態彎曲載重與反覆循環彎曲載重下的強度與韌性消能特性,以期同時達到提高材料韌性與尺寸薄製化的目的。
本研究以RRPC為消能材料,採用彎曲力學形式設計出能量消散系統(Energy Dissipation System, EDS),透過縮小尺寸實驗了解其特性,並以數值模擬與分析方式評估應用在實際結構的可行性。 本研究利用鋼絲網、金屬薄板,與RPC疊層交互澆置的方法製作薄板抗彎試體,解決了鋼纖維分佈不均勻的情形。從抗壓強度與經濟的角度觀之,2%鋼纖維體積添加量為最佳添加量。由本研究彎曲試驗結果得知,以消散外加能量的觀點觀之,並非愈高的鋼纖維體積含量有絕對的正面影響,對於各種強度或不同組成材料的基材而言,皆有其最佳的纖維含量。以能夠消散最多的外加能量為觀點,RRPC的最佳鋼纖維體積含量為2%。 鋁合金板與RPC間的變形協合效果最佳,同時添加鋁合金板與鋼纖維,在不同加勁材料的諧合作用下,主要的消能機制為鋁合金板降伏變形與鋼纖維的拉脫摩擦,其中,鋼纖維能夠有效抑制漿體裂縫的迅速成長,而加勁材料與RPC疊層的設計,亦有效阻擋主裂縫的傳播,使得消能過程更趨穩定。ACI抗彎構件計算流程所計算之初裂彎矩值及極限彎矩值,可作為ALRPC(ALuminum alloy plate reinforced Reactive Powder Concrete composite plate, ALRPC)之計算方式。 本研究所設計之EDS,雖然消能機制是以薄板受到彎曲載重的形式,但整體消能元件猶如受到軸向載重的軸力桿件,並且無任何桿件挫屈的疑慮。EDS猶如一個二力桿件,藉由消能薄板以彎矩力學型式產生消能機制,只要知道此消能機制的力與位移關係,以及強度、勁度衰減特性,即可據此模型設計出二力消能元件。本研究利用程式中Nonlinear link的多重線性塑性模式(Pivot model),可準確模擬其遲滯迴圈的形狀與特性。 |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/32364 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 土木工程學系 |
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