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研究生： 蘇峰堅
Su, Feng-chien
論文名稱： 鋼管混凝土柱受純彎矩行為之數值模擬
指導教授： 胡宣德
Hu, Hsuan-Teh
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年： 2004
畢業學年度： 92
語文別： 中文
論文頁數： 11
中文關鍵詞： 鋼管混凝土 、純彎矩
外文關鍵詞： pure bending, cft
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    • 　　本文使用ABAQUS分析，探討圓形鋼管混凝土(CFT)受到純彎矩作用下之行為並與澳洲Monash university的Dr. M. Elchalakani與Dr.X.L. Zhao所做的實驗數據作比較，藉此可以了解混凝土在純彎矩作用下的CFT中所可能產生之圍壓(fl)效果、混凝土強度折減係數（k4）以及混凝土軟化參數（k3），如此將可得知混凝土在CFT中所能產生之效益。本研究室先進已做一系列關於CFT的研究，因此我們可以對CFT在不同載重情形之下分析其差異性。
    　　由分析的結果可以得知，CFT在受純彎矩作用之下，下側混凝土受到拉應力作用，致使混凝土因拉應力之作用而開裂，無法使混凝土之耐壓特性產生充分之效益。因此，受純彎矩作用之鋼管混凝土並無法產生圍壓（fl）之作用，而使混凝土之強度提升。CFT在純彎矩作用之下我們可以從混凝土強度折減係數（k4）觀察出，混凝土在CFT所能發揮之強度。當CFT之d/t越大時，混凝土其強度發揮的越明顯。因此，我們可以根據實驗與本文模擬結果，混凝土效益在17.0<d/t<73.9時成遞增，73.9<d/t則為遞減。

    none

    摘要•••••••••••••••••••••••••••••••Ⅰ 誌謝•••••••••••••••••••••••••••••••Ⅱ 目錄•••••••••••••••••••••••••••••••Ⅲ 圖表目錄•••••••••••••••••••••••••••••Ⅳ 符號對照表••••••••••••••••••••••••••••Ⅴ 文獻回顧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ⅶ 第一章 緒論•••••••••••••••••••••••••••1 1.1 研究動機與目的•••••••••••••••••••••••2 1.2 內容••••••••••••••••••••••••••・・3 第二章 鋼管混凝土的材料行為•••••••••••••••••••4 2.1 混凝土的材料特性••••••••••••••••••••••4 2.1.1 混凝土單軸行為••••••••••••••••••••4 2.1.2 混凝土雙軸行為••••••••••••••••••••8 2.1.3 混凝土三軸行為••••••••••••••••••••10 2.2 鋼的材料特性••••••••••••••••••••••••13 2.3 本文所分析之試體及其材料性質••••••••••••••••16 2.3.1 各國對於鋼管混凝土之規範•••••••••••••••16 2.3.2 試體編號及材料性質••••••••••••••••••17 第三章 材料組合率與降伏準則•••••••••••••••••••19 3.1 應力不變量•••••••••••••••••••••••••19 3.1.1 應力向量•••••••••••••••••••••••20 3.1.2 主應力及其不變量•••••••••••••••••••21 3.1.3 偏差應力張量與其不變量••••••••••••••••23 3.1.4 八面體應力••••••••••••••••••••••25 3.2 降伏判斷準則••••••••••••••••••••••••26 3.2.1 Haigh-Westergaard Stress Space•••••••••••27 3.2.2 降伏準則說明•••••••••••••••••••••30 3.2.3 The Mohr-Coulomb降伏準則•••••••••••••••30 3.2.4 The Drucker-Prager降伏準則••••••••••••••34 3.3 模擬混凝土之降伏準則••••••••••••••••••••35 3.3.1 降伏方程式••••••••••••••••••••••35 3.3.2 材料參數之決定••••••••••••••••••••40 3.4 混凝土強度修正•••••••••••••••••••••••42 第四章 試體的模擬與分析方法•••••••••••••••••••44 4.1 元素介紹及接觸面模擬••••••••••••••••••••44 4.1.1 C3D27R元素••••••••••••••••••••••44 4.1.2 B32元素•••••••••••••••••••••••45 4.1.3 接觸面模擬••••••••••••••••••••••46 4.2 試體的模擬•••••••••••••••••••••••••46 4.2.1 CFT彎矩分析的模擬••••••••••••••••••46 4.2.2 曲率(Curvature)計算・・・・・・・・・・・・・・・・・・49 4.2.3 試體性質•••••••••••••••••••••••50 4.3 收斂性分析•••••••••••••••••••••••••53 4.3.1 元素切割與分析結果•••••••••••••••••••51 4.4 鋼管混凝土性質分析•••••••••••••••••••••56 4.4.1 鋼管性質分析••••••••••••••••••••••56 4.4.2 混凝土k3參數之分析••••••••••••••••••58 第五章 鋼管混凝土分析結果與討論•••••••••••••••••59 5.1 試體分析結果••••••••••••••••••••••••59 5.1.1 CBC0-C••••••••••••••••••••••••59 5.1.2 CBC0-B••••••••••••••••••••••••61 5.1.3 CBC0-A••••••••••••••••••••••••63 5.1.4 CBC1•••••••••••••••••••••••••65 5.1.5 CBC2•••••••••••••••••••••••••67 5.1.6 CBC3•••••••••••••••••••••••••69 5.1.7 CBC4•••••••••••••••••••••••••71 5.1.8 CBC5•••••••••••••••••••••••••73 5.1.9 CBC6•••••••••••••••••••••••••75 5.1.10 CBC7•••••••••••••••••••••••••77 5.1.11 CBC8•••••••••••••••••••••••••79 5.1.12 CBC9•••••••••••••••••••••••••81 5.2 極限應力模擬••••••••••••••••••••••••83 5.3 圍壓(fl)與強度折減(k4)•••••••••••••••••••96 5.3.1 圍壓(fl)•••••••••••••••••••••••97 5.3.2 強度折減(k4)•••••••••••••••••••••97 5.3.3 強度折減係數(k4)建議曲線•••••••••••••••98 第六章 結論與建議••••••••••••••••••••••••100 6.1 結論••••••••••••••••••••••••••••100 6.2 建議••••••••••••••••••••••••••••101 參考文獻•••••••••••••••••••••••••••••103

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    下載圖示 校內：2005-07-15公開
    校外：2005-07-15公開
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