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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 土木工程學系
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor黃世建(Shyh-Jiann Hwang)
dc.contributor.authorHsiang-Yun Linen
dc.contributor.author林香芸zh_TW
dc.date.accessioned2023-03-19T23:20:27Z-
dc.date.copyright2022-07-15
dc.date.issued2022
dc.date.submitted2022-06-26
dc.identifier.citationACI Committee 318-08 (2008). “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-08) and Commentary (ACI 318R-08).” American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 520 pp. ACI Committee 318-19 (2019). “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19) and Commentary (ACI 318R-19).” American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 623 pp. Allen, F., and Darvall, P. (1977). “Lateral Load Equivalent Frame.” ACI Structural Journal, 74(7), pp. 294-299. Elstner, R. C., and Hognestad, E. (1956). “Shearing Strength of Reinforced Concrete Slabs.” ACI Journal, Proceedings, 53(1), pp. 29-58. European Committee for Standardization (2004). “Eurocode 2: Design of Concrete Structures – Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings.” European Standard, Brussels, 225 pp. Fraser, D. J. (1983). “Elastic Analysis of Laterally Loaded Frames.” Journal of Structural Engineering, ASCE, 109(6), pp. 1479-1489. Guandalini, S., Burdet, O. L., and Muttoni, A. (2009). “Punching Tests of Slabs with Low Reinforcement Ratios.” ACI Structural Journal, 106(1), pp. 87-95. Hassan, M., Rahman, A. A., Sherif, A., Osman, M., and Ahmed, A. (2017). “Pilot Experimental Tests on Punching Shear Strength of Flat Plates Reinforced with Stirrups Punching Shear Reinforcement.” Journal of Materials and Engineering Structures, 4(1), pp. 3-10. Hwang, S. J., and Moehle, J. P. (2000). “Models for Laterally Loaded Slab-Column Frames.” ACI Structural Journal, 97(2), pp. 345-352. Hwang, S. J., and Lee, H. J. (2002). “Strength Prediction for Discontinuity Regions by Softened Strut-and-Tie Model.” Journal of Structural Engineering, ASCE, 128(12), pp. 1519-1526. Hwang, S. J., Tsai, R. J., Lam, W. K., and Moehle, J. P. (2017). “Simplification of Softened Strut-and-Tie Model for Strength Prediction of Discontinuity Regions.” ACI Structural Journal, 114(5), pp. 1239-1248. Lips, S., Fernández Ruiz, M., and Muttoni, A. (2012). “Experimental Investigation on Punching Strength and Deformation Capacity of Shear-Reinforced Slabs.” ACI Structural Journal, 109(6), pp. 889-900. Marzouk, H., and Hussein, A. (1991). “Experimenetal Investigation on the Behavior of High-Strength Concrete Slabs.” ACI Structural Journal, 88(6), pp. 701-713. Mogili, S., and Hwang, S. J. (2021). “Softened Strut-and-Tie Model for Shear and Flexural Strengths of Reinforced Concrete Pile Caps.” Journal of Structural Engineering, ASCE, 147(11), 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0003141, 04021169. Oliveira, D. R., Melo, G. S., and Regan, P. E. (2000). “Punching Strengths of Flat Plates with Vertical or Inclined Stirrups.” ACI Structural Journal, 97(3), pp. 485-491. Park, H. G., Choi, K. K., and Chung, L. (2011). “Strain-Based Strength Model for Direct Punching Shear of Interior Slab-column Connections.” Engineering Structures, 33(3), pp. 1062-1073. Rankin, G. I. B., and Long, A. E. (1987). “Predicting the Punching Strength of Conventional Slab-Column Specimens.” Proceedings of Civil Engineering, Part 1, 82, pp. 327-346. Regan, P. E. (1986). “Symmetrical Punching of Reinforced Concrete Slabs.” Magazine of Concrete Research, 38(136), pp. 115-128. Schmidt, P., Kueres, K., and Hegger, J. (2019). “Punching Shear Behavior of Reinforced Concrete Flat Slabs with a Varying Amount of Shear Reinforcement.” Structural Concrete Journal of the fib, 21(1), pp. 235-246. Tomaszewicz, A. (1993). “High Strength Concrete: SP2-Plates and Shells Report 2.3 Punching Shear Capacity of Reinforced Concrete Slabs.” Report No. STF70 A93082, SINTEF Structures and Concrete, Trondheim, Norway, 36 pp. 林英俊,林欽仁,林世隆 (1996),「鋼筋混凝土版之貫穿剪力」,中國土木水利工程學刊,第七卷,第三期,第75-82頁。 陳順隆 (2000),「版柱接頭以碳纖維貼片補強之貫穿剪力行為」,碩士論文,國立交通大學土木工程學系,新竹,114頁。 莊勝杰 (2021),「鋼筋混凝土平版雙向剪力強度之研究」,碩士論文,國立台灣大學,土木工程學系,台北,202頁。 廖仁壽 (2013),「鋼筋混凝土版之耐火時效與火害後貫穿剪力強度」,博士論文,國立交通大學土木工程學系,新竹,125頁。
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/85645-
dc.description.abstract鋼筋混凝土平版結構系統(flat plate floor system)為建築常見之結構系統,其優點為能增加結構物整體空間,並減少工期、耗材及人力,以降低建築成本。然而,此類型之結構系統應力易集中於版、柱交界處,造成柱周圍附近之貫穿剪力破壞。因此,平版構件之強度評估為鋼筋混凝土平版結構系統之重要議題。 現今各國規範皆有評估平版構件強度之經驗公式,然而多半是以早期研究之試驗數據作為依據,並採用回歸方式推導出經驗公式作為評估準則,雖然可以提供一定程度之預測結果,然而背後往往缺乏力學機制的考量。 因此,本研究將以內柱支承平版作為研究對象,探討雙向平版構件承受垂直載重之力量傳遞方式與破壞模式,提出一套分析模型以評估平版強度,並透過建立鋼筋混凝土平版試體資料庫,驗證分析模型之準確性與合理性,將驗證結果與ACI 318-19 (2019)規範、Eurocode 2 (2004)規範進行比較。結果顯示,本研究建立之分析模型強度預測值尚稱合理,並能夠掌握大部分平版構件之極限強度(V_test/V_SST平均值接近1),且分析模型依實際力量傳遞方式與破壞模式作為考量,能提供合理的分析結果。zh_TW
dc.description.abstractThe flat plate floor system of reinforced concrete is a common floor construction type employed in the construction of the building. There are two main advantages of a flat plate floor system. One is that the larger underfloor spaces and more service areas without the intervention of beams. The other is that the simple formwork can reduce the construction period, building materials and manpower, so as to decrease the construction cost. However, severe stresses concentration around the column will result in punching failure of flat plates. Therefore, the strength evaluation of flat plate is an important issue for flat plate floor system. Currently, there are empirical formulas to evaluate the two-way shear strength of flat plate in design codes. However, most of them are based on the test data of early research and empirical formulas are derived by regression methods. Although codes can provide certain degree of prediction results, there is no consideration of real force transfer mechanism. In this study, the flat plate supported by inner column is taken as the research object. To discuss force transmission and failure mode of two-way flat plate under gravity load, an analytical model considering the influence of critical parameters for estimating the strength of flat plates in shear and flexure is proposed. After the test verification, the proposed analytical model is compared with both ACI 318-19 (2019) and Eurocode 2 (2004) codes. It was found that the analytical model established in this study yields reasonable predictions and the proposed model is able to capture ultimate strength for most specimens (average strength ratio V_test/V_SST is close to one). Besides, it employs the force transfer mechanism and the failure mode into consideration and provides reasonable estimation results.en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2023-03-19T23:20:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1
U0001-2406202223334200.pdf: 5831309 bytes, checksum: 39d21c2368b8b0afdacc95f497c2aa35 (MD5)
Previous issue date: 2022
en
dc.description.tableofcontents目錄 口試委員審定書 iii 誌謝 v 摘要 vii Abstract ix 目錄 xi 表目錄 xiii 圖目錄 xiv 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究內容與方法 2 第二章 文獻回顧 3 2.1 規範探討 3 2.1.1 美國混凝土學會規範ACI 318-19 (2019) 3 2.1.2 歐洲規範Eurocode 2 (2004) 6 2.2 鋼筋混凝土平版強度之研究回顧 7 2.2.1 Elstner and Hognestad (1956) 7 2.2.2 Lips, Fernández Ruiz and Muttoni (2012) 7 2.2.3 莊勝杰 (2021) 8 2.3 Hwang and Lee (2002)軟化壓拉桿模型 9 2.4 Mogili and Hwang (2021)樁帽剪力與撓曲強度評估模型 12 2.4.1 樁帽剪力強度 12 2.4.2 樁帽撓曲強度 15 第三章 鋼筋混凝土平版強度評估模型 17 3.1 RC平版力量傳遞機制 17 3.2 RC平版分析模型 18 3.2.1 RC平版剪力強度計算 18 3.2.2 RC平版撓曲強度計算 24 3.2.3 小結 27 第四章 鋼筋混凝土平版分析模型之驗證 29 4.1 RC平版資料庫之建立 29 4.1.1 無剪力鋼筋之平版資料庫 29 4.1.2 有剪力鋼筋之平版資料庫 30 4.2 分析模型之驗證結果 31 4.2.1 無剪力鋼筋之平版 31 4.2.2 有剪力鋼筋之平版 33 4.3 分析模型與其他模型之比較 34 4.3.1 其他模型之分析結果 34 4.3.2 重要參數對預測強度之影響 37 4.3.3 小結 39 第五章 結論與建議 41 5.1 結論與建議 41 5.2 未來研究展望 43 參考文獻 45 附錄A 幾何概念應用於剪力模型之鋼筋範圍 103 附錄B 無剪力鋼筋平版之計算範例 135 附錄C 有剪力鋼筋平版之計算範例 143 附錄D 分析模型應用於側向力平版之計算範例 151 附錄E 符號定義表 163 表目錄 表4.1 無剪力鋼筋平版資料庫 49 表4.2 有剪力鋼筋平版資料庫 54 表4.3 本研究分析模型對無剪力鋼筋平版資料庫之預測結果 55 表4.4 撓曲鋼筋分佈型態為集中之試體預測結果 60 表4.5 本研究分析模型對有剪力鋼筋平版資料庫之預測結果 61 表4.6 本研究分析模型與國外規範對無剪力鋼筋平版資料庫之預測結果 62 表4.7 本研究分析模型與國外規範對有剪力鋼筋平版資料庫之預測結果 67   圖目錄 圖1.1 平版結構系統(flat plate floor system)示意圖 69 圖1.2 桃園市平鎮區地下停車場工程之無梁版貫穿破壊照片 69 圖2.1 ACI 318-19 (2019)方形柱斷面臨界周長 70 圖2.2 ACI 318-19 (2019)有剪力鋼筋平版臨界周長 70 圖2.3 Eurocode 2 (2004)方形柱斷面臨界周長 71 圖2.4 Yield-line pattern [Lips, Fernández Ruiz and Muttoni (2012)] 71 圖2.5 剪力鋼筋配置型式示意圖 [莊勝杰 (2021)] 72 圖2.6 試體破壞剖面圖 [莊勝杰 (2021)] 73 圖2.7 壓桿角度與剖面裂縫圖 [莊勝杰 (2021)] 74 圖2.8 平版D-B-D區域劃分示意圖 75 圖2.9 莫爾變形諧和關係 75 圖2.10 典型非對稱樁帽結構上視圖與力傳遞路徑 [Mogili and Hwang (2021)] 76 圖2.11 樁帽有效加載寬度(b_e)示意圖 [Mogili and Hwang (2021)] 76 圖2.12 樁帽撓曲臨界斷面圖 77 圖3.1 平版D區域壓桿示意圖 78 圖3.2 壓桿端部節點區(nodal zone)位置示意圖 78 圖3.3 剪力與撓曲臨界斷面示意圖 79 圖3.4 平版力量傳遞機制與剪力破壞模式 79 圖3.5 有效版寬(effective slab width)內之剪力鋼筋量示意圖 80 圖3.6 水平載重平版反曲點位置與參數示意圖 80 圖3.7 垂直載重平版反曲點位置與參數示意圖 81 圖3.8 平版有效加載寬度(b_e)示意圖 83 圖3.9 剪力寬度(b_s)與撓曲寬度(b_f)示意圖 83 圖3.10 有效加載寬度(b_e)迭代流程圖(斜率1:2) 84 圖3.11 有效加載寬度(b_e)迭代流程圖(斜率1:1) 84 圖3.12 平版剪力強度之評估程序 85 圖3.13 平版撓曲臨界斷面圖 86 圖3.14 l_h示意圖 86 圖3.15 平版撓曲強度之評估程序 87 圖4.1 四邊滾支承(roller support)平版試體示意圖 [莊勝杰 (2021)] 88 圖4.2 剪力鋼筋正交配置示意圖 [莊勝杰 (2021)] 88 圖4.3 剪力鋼筋均勻配置示意圖 [莊勝杰 (2021)] 89 圖4.4 剪力鋼筋型式(傳統閉合式箍筋與連續U型肋筋) 89 圖4.5 無剪力鋼筋平版資料庫使用本研究分析模型之結果圖 90 圖4.6 壓桿角度與裂縫圖比較 [Tomaszewicz (1993)] 91 圖4.7 有剪力鋼筋平版資料庫使用本研究分析模型之結果圖 92 圖4.8 無剪力鋼筋平版資料庫使用ACI 318-19 (2019)規範分析模型之結果圖 93 圖4.9 有剪力鋼筋平版資料庫使用ACI 318-19 (2019)規範分析模型之結果圖 93 圖4.10 無剪力鋼筋平版資料庫使用Eurocode 2 (2004)規範分析模型之結果圖 94 圖4.11 混凝土抗壓強度(f_c^')對於無剪力鋼筋平版強度預測值之影響 95 圖4.12 混凝土抗壓強度(f_c^')對於有剪力鋼筋平版強度預測值之影響 96 圖4.13 平版主筋比(ρ_l)對於無剪力鋼筋平版強度預測值之影響 97 圖4.14 平版主筋比(ρ_l)對於有剪力鋼筋平版強度預測值之影響 98 圖4.15 柱寬與有效深度比值(b_c/d)對於無剪力鋼筋平版強度預測值之影響 99 圖4.16 柱寬與有效深度比值(b_c/d)對於有剪力鋼筋平版強度預測值之影響 100 圖4.17 剪跨深比(a/d)對於無剪力鋼筋平版強度預測值之影響 101 圖4.18 剪跨深比(a/d)對於有剪力鋼筋平版強度預測值之影響 102
dc.language.isozh-TW
dc.subject貫穿剪力強度zh_TW
dc.subject雙向平版構件zh_TW
dc.subject鋼筋混凝土zh_TW
dc.subject撓曲強度zh_TW
dc.subject軟化壓拉桿模型zh_TW
dc.subject垂直載重zh_TW
dc.subjecttwo-way flat plate memberen
dc.subjectsoftened strut-and-tie modelen
dc.subjectflexural strengthen
dc.subjectpunching shear strengthen
dc.subjectvertical loadingen
dc.subjectreinforced concreteen
dc.title鋼筋混凝土平版雙向剪力與撓曲強度之研究zh_TW
dc.titleStudy on Two-Way Shear and Flexural Strengths of Reinforced Concrete Flat Platesen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear110-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee歐昱辰(Yu-Chen Ou),鄭敏元(Min-Yuan Cheng)
dc.subject.keyword鋼筋混凝土,雙向平版構件,垂直載重,貫穿剪力強度,撓曲強度,軟化壓拉桿模型,zh_TW
dc.subject.keywordreinforced concrete,two-way flat plate member,vertical loading,punching shear strength,flexural strength,softened strut-and-tie model,en
dc.relation.page168
dc.identifier.doi10.6342/NTU202201109
dc.rights.note同意授權(全球公開)
dc.date.accepted2022-06-28
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept土木工程學研究所zh_TW
dc.date.embargo-lift2022-07-15-
顯示於系所單位:土木工程學系

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