張國鎮臺灣大學：土木工程學研究所王柄雄Wang, Ping-HsiungPing-HsiungWang2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50068國內傳統矩形橫箍柱的圍束方式，不但在鋼筋籠的組立作業上需耗費釵h的人力，且箍、繫筋綁紮常會因綁紮不確實而使得整體構件品質不易控制。此外，為了增加施作效率，繫筋常採90度及135度彎鈎沿斷面及高程方向交錯配置的方式，但在強震下常會因90度彎鈎撐開而導致提早破壞的情況。為改善上述諸多傳統矩形橫箍柱的缺點，本研究進行一系列圍束型式的試驗研究，包括實尺寸圍束混凝土矩柱之軸壓試驗及側向反覆載重試驗，軸壓試驗進行28組圍束型式的探討，包括2組傳統型式及26組新圍束型式，由這些新圍束型式中選出兩組圍束行為較好的型式進行側向反覆載重試驗以了解其側向強度及消能能力。試驗結果顯示，在適當的組合之下，螺箍可成左犒B用在矩形柱中，且其圍束行為甚至優於傳統圍束型式，其中又以四個螺箍及五個螺箍的組合型式最為有效。另外在不同圍束型式軸壓行為的分析上，本研究之圍束混凝土非線性有限單元模式均可得到良好的模擬及預測結果。Conventionally, the confinements in rectangular concrete columns are composed of rectangular hoops and cross ties. It takes not only time to form the cages but also is hard in quality control. Besides, cross ties with 90-degree and 135-degree bend which are to be alternated along the height and around the perimeter of the section are permitted to ease construction, but the 90-degree end can possibly leading to premature failure under severe earthquake. In order to improve those weaknesses in traditional confinements for rectangular concrete columns, series tests with alternate confinements for rectangular concrete columns are conducted in this research, including axial compressive tests of full-scale rectangular specimens and lateral cyclic loading test of full scaled columns. There are total 28 alternate confinements been evaluated in the axial compressive tests, including 2 traditional patterns and 26 new patterns. Among the 26 new patterns, two promising details were selected for further lateral cyclic loading test to find out their strength and abilities of energy dissipation. Test results showed that spiral hoops can be successfully used in rectangular concrete columns by suitable combinations, and the behaviors are even better than traditional rectangular specimens. Confinements with four spirals and five spirals are proven to be much more excellent and effective then the others. Non-linear finite element analytic models with detail confinements were built to predict the results of compressive tests. Behavior of confined concrete with the new proposed details can all be well caught by these analytic models.第一章 緒論 1 1-1. 前言 1 1-2. 研究動機與目的 2 1-3. 研究大綱 3 第二章 文獻回顧 5 2-1. 橫箍柱之國內外相關研究 5 2-2. 鋼筋圍束混凝土之材料組成律模式 7 2-3. 建築耐震設計規範之相關規定 9 2-4. 有限單元圍束混凝土模式 11 第三章 圍束混凝土非線性有限單元模式 15 3-1. 導論 15 3-2. 有限單元理論推導 15 3-3. 形狀函數與元素勁度矩陣 18 3-3-1. 三維8結點混凝土元素 18 3-3-2. 三維2結點鋼筋元素 23 3-4. 材料之力學特性與組成律 25 3-4-1. 混凝土 25 3-4-2. 鋼筋 28 第四章 鋼筋圍束混凝土矩柱軸壓試驗 33 4-1. 導論 33 4-2. 前期試驗 33 4-2-1. 試體規劃與設計 33 4-2-2. 試驗裝置與試驗方法 43 4-2-3. 試驗觀察與記錄 45 4-2-4. 試驗結果分析與討論 56 4-2-4-1. 試體強度之比較 57 4-2-4-2. 試體韌性之比較 59 4-2-4-3. 試體箍筋用量之比較 61 4-2-4-4. 試體之綜合評分比較 62 4-3. 後期試驗 62 4-3-1. 試體規劃與設計 62 4-3-2. 試體裝置及試驗方法 64 4-3-3. 試驗觀察與記錄 66 4-3-4. 試驗結果分析與討論 74 4-3-4-1. 試體圍束行為之比較 74 4-3-4-2. 試體圍束效應之比較 76 第五章 鋼筋圍束混凝土矩柱反覆載重試驗 143 5-1. 試體規劃與製作 143 5-2. 試驗裝置及試驗方法 143 5-2-1. 試驗裝置 143 5-2-2. 試驗方法 146 5-2-3. 側力修正 147 5-3. 試驗觀察及記錄 148 5-3-1. C0型式試驗過程 148 5-3-2. C2型式試驗過程 148 5-3-3. C4型式試驗過程 149 5-4. 試驗結果與討論 150 5-4-1. 試體遲滯迴圈比較 150 5-4-2. 試體曲率圖比較 151 5-4-3. 試體主筋及箍筋應變圖 151 第六章 鋼筋圍束混凝土矩柱非線性有限單元分析 167 6-1. 鋼筋圍束混凝土矩柱斷面之力學性質 167 6-2. 鋼筋圍束混凝土矩柱非線性有限單元模式 167 6-2-1. 有限單元模型建立與網格劃分 168 6-2-2. 非線性有限單元分析流程 168 6-3. 分析結果與討論 170 第七章 結論與建議 175 7-1. 結論 175 7-2. 建議 177 參考文獻 1795653203 bytesapplication/pdfen-US矩形混凝土柱有限元素圍束Rectangular concrete columnsConfinementsFinite elementthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50068/1/ntu-93-R91521226-1.pdf