陳振川臺灣大學：土木工程學研究所陳彥睿Chen, Yen-JuiYen-JuiChen2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50116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。目錄 誌謝………………………….…………………...……………..…一 摘要…………………………..……………………………………二 目錄………………………….………………………………….…四 表目錄………………………….………………………………….七 圖目錄………………………….………………………………….八 照片目錄……………………….………………...…………..…十三 附錄………………………….…………………...……………..一六 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究內容與論文架構 3 第二章 文獻回顧 4 2.1 高性能混凝土發展趨勢 4 2.1.1 高韌性混凝土發展趨勢與分類 5 2.1.2 纖維增強水泥質複合材料 9 2.2 活性粉混凝土發展與應用 15 2.2.1 RPC配比技術與力學特性 17 2.2.2 RPC之應用趨勢 20 2.3 結構消能元件概述 29 第三章 實驗計畫 43 3.1 研究計畫流程與實驗架構 43 3.2 活性粉混凝土配比設計 50 3.2.1 組成材料 50 3.2.2 RPC配比與拌合、養護方式 54 3.3 活性粉混凝土複合板設計 58 3.3.1 WMRPC 60 3.3.2 MRRPC 62 3.4 活性粉混凝土複合板製程 63 3.5 抗壓試驗架構 67 3.6 彎曲試驗架構 68 3.6.1單向靜態彎曲試驗 69 3.6.2雙向反覆循環彎曲試驗 73 第四章 鋼絲網加勁活性粉混凝土複合板 75 4.1 試驗項目與參數 75 4.2 活性粉混凝土工作性與抗壓強度 77 4.2.1 RPC工作性 77 4.2.2 RPC抗壓強度試驗 81 4.3 WMRPC彎曲試驗 83 4.4 WMRPC消能機制探討 97 4.5 WMRPC高應變率彎曲試驗 102 4.6 WMRPC製程探討 105 第五章 金屬薄板加勁活性粉混凝土複合板 108 5.1試驗項目與參數 108 5.2 MRRPC彎曲試驗 110 5.2.1 單向靜態彎曲試驗 110 5.2.2 雙向反覆循環彎曲試驗 114 5.3 消能機制探討 117 5.4 ALRPC斷面分析與設計 122 第六章 活性粉混凝土複合板能量消散系統 130 6.1 能量消散系統設計與試驗架構 130 6.2 能量消散系統試驗結果與分析 136 6.3 EDS加載頻率影響探討 146 6.4 消能元件數值模擬與分析 154 6.5 消能構架數值模擬與分析 161 6.6 消能構架設計流程 167 第七章 結論與建議 175 7.1 結論 175 7.2 建議 178 參考文獻 1805232473 bytesapplication/pdfen-US活性粉混凝土韌性消能多重裂縫reactive powder concretetougnessenergy dissipationmultiple cracksthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50116/1/ntu-95-D90521012-1.pdf