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研究生: 施玟宇
Shih, Wen-Yu
論文名稱: 鋼筋混凝土梁柱複合構件受高溫之行為研究-自充填混凝土外柱之行為
Behavior of Reinforced Concrete Beam-Column Sub-Assemblage Subjected to Elevated Temperature–Behavior of self-compacting concrete exterior column
指導教授: 方一匡
Fang, I-kuang
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: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 196
中文關鍵詞: 梁柱接頭混凝土高溫性能法規
外文關鍵詞: column, beam-column joint, reinforced concrete, elevated temperature, residual strength
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  • 本篇論文旨在探討使用自充填混凝土(SCC)材料之梁柱房屋構件中之柱與接頭於高溫中、後之溫度變化及變形。本期研究共測試3座實尺寸試體,本文主要針對SCC6試體四面受火之柱進行研究,同時參照前期學長有關柱四面受火試體SCC3【21】以及柱三面受火試體SCC4【22-23】、SCC5【22-23】之結果相互比較。利用ANSYS套裝軟體建立電腦模型,分析試體溫度變化,並以CNS12514預測其耐火時效。主要研究成果如下:
    1. 四面受火試體的表面爆裂之深度以及範圍較三面受火試體深,可能與試體四面受火以及溼度較高有關。
    2. 梁柱接頭在昇溫試驗前80 分鐘的轉動方向先逆時針再順時針,在試體經過60~80 分鐘高溫以後,轉動方向皆呈現順時針轉動。
    3. 觀察柱之水平位移,昇溫20 分鐘以後柱的水平位移逐漸向爐外增加,經過40 分鐘以後,水平位移增加量減少,水平位移增加量DH3>DH2>DH1。

    Self-compacting concrete (SCC) structural systems have been applied frequently in buildings. The main purpose of this thesis is to study the pre- and post-heating behavior of the exterior column and joint of SCC beam-column building frames subjected to elevated temperature.
    Three full-scale beam-column sub-assemblages specimens were tested. This study is focused on the behavior of four-face heated column for SCC6 specimen in fire. To compare with the three-face heated column in fire, we refer to the previous results of three-face heated column in SCC5 and SCC4 specimens. The ANSYS software was used to model the variation of inner temperature of the specimen. The fire resistance of specimens based on CNS 12514 was also studied. The main results of this research are as follows:
    1. The spalling of concrete in four-face heated column was more pronounced than that in three-face heated column.
    2. In the heating phase, the rotation of joints was in counter clockwise in the first 80 minutes, and then in clockwise to the end of heating phase.
    3. After 20 minutes heating, the beam-column joint started to move laterally toward the outside of furnace, the movement was slow down after 40 minutes heating. The lateral movement was more pronounced at the center of lower column than that at joint and center of upper column.

    摘要 III 致謝 V 目錄 VI 表目錄 IX 圖目錄 X 符號表 XXI 第一章 緒論 1 1-1 研究背景與目的 1 1-2 研究方法 1 第二章 文獻回顧 2 2-1 混凝土與鋼筋受高溫作用下之力學性質 2 2-2 混凝土與鋼筋相關熱學性質探討 8 2-3 混凝土在高溫作用下之爆裂行為及表面顏色變化 12 第三章 試驗規劃及試驗方法 16 3-1 梁柱複合構件試體之規劃 16 3-2 加載與加溫試驗設備 18 3-3 量測儀器及量測方法 19 3-3-1 量測儀器 19 3-3-2 量測方法 20 3-4 試驗程序及方法 22 3-5 材料試驗 25 3-5-1 混凝土圓柱試體實驗規劃及實驗程序 25 3-5-2 竹節鋼筋之試體規劃及實驗程序 26 第四章 數值模擬 28 4-1 數值模擬之簡介 28 4-2 熱學參數 31 4-3 梁柱複合構件之溫度場電腦模擬 32 4-4 數值模擬之驗證 34 4-5 鋼筋混凝土柱之殘餘強度 37 第五章 結果與討論 47 5-1 高溫試驗過程中柱與外柱接頭表面的溫度與現象 47 5-1-1 觀察柱與外柱接頭表面的剝落現象與顏色變化 47 5-1-2 柱與邊梁表面的溫度 48 5-1-3 三面受火與四面受火之柱與接頭表面的溫度與現象 49 5-2 柱與接頭內部溫度之探討 50 5-2-1 SCC6 試體的柱與接頭之熱傳導行為 50 5-2-2 柱與外柱接頭內部溫度的實測值與預測值之比較 53 5-2-3 三面與四面受火的柱與邊梁內部溫度之比較 54 5-3 柱與外柱接頭在昇溫及冷卻測試過程中之變形 58 5-3-1 柱頂轉動角在昇溫與冷卻過程中之變化 59 5-3-2 柱的水平位移在昇溫及冷卻過程中之變化 59 5-3-3 柱垂直位移在昇溫及冷卻過程中之變化 63 5-3-4 梁柱接頭與梁尾端轉動角在昇溫及冷卻過程中之變化 64 5-4 柱與接頭在高溫後殘餘強度測試之變形 66 5-4-1 梁加載過程對柱曲率之影響 67 5-4-2 梁加載過程對柱的水平位移之影響 68 5-4-3 梁加載過程對柱頂及柱底轉動角之影響 69 5-4-4 柱加載過程之軸力與軸向變形之關係 69 5-4-5 梁柱接頭在殘餘強度試驗中的轉動 69 5-5 四面受火與三面受火試體之柱與梁柱接頭比較 71 5-6 性能法規 74 5-6-1 柱在高溫作用中破壞準則之探討 74 5-6-2 柱在高溫中的耐火時效與劣化深度 76 第六章 結論 79 參考文獻 82

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    下載圖示 校內:2013-08-12公開
    校外:2013-08-12公開
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