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研究生: 吳朝琴
Wu, Chao-Qin
論文名稱: 預鑄單元格柵欄之改良設計
Improvemenet of Precast Element for Grid-Type Dam
指導教授: 徐德修
Hsu, Deh-Shiu
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: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 119
中文關鍵詞: 預鑄單元格柵欄土石流有限元素法混凝土版
外文關鍵詞: precast element, ABAQUS, finite element, grid-type dam, debris flow
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  • 摘要
      台灣地區近幾年來土石流災害頻傳,生態型防砂壩-活動式格柵欄,乃配合高強度材料,以全新之工法及材料運用,以對抗土石流。鋼框混凝土版乃是其中一項甚為重要的預鑄單元,本研究乃著重於利用有限元素套裝軟體ABAQUS分析其極限強度與未加鋼框之混凝土版差異,更進一步討論其他改良方式之可能。
      本研究中,以殼元素來模擬薄鋼板,以三維實體元素來模擬混擬土。文中除了對鋼框混凝土版作基本假設模擬之分析外,另外也對不同鋼框厚度,包覆長度,不同假設的材料參數、不同的改良型式等,進行比較分析。由於活動式格柵欄之鋼框混凝土版是一種新型的產品,針對其結構行為尚有許多資料有待建立及開發,期盼本文分析之對象及提供之資料可具實際防範土石流策略之參考。

    Abstract
      In these years Taiwan has always suffered from damages of the debris flow. To prevent damages caused by the debris flow, the ecological dam--movable grid-type was devised , using new methods and materials to invent this high-intensity device. The concrete plate with steel plate is one of the important precast elements. The work presented in this thesis focused on the analyses of the utmost-limit intensity of the program ABAQUS software package, and the difference between the concrete plate with steel plate and the concrete plate without steel plate. Furthermore, some of other possibilities of improvementation are discussed herein.
      In this basic study of the concrete plate with steel plate,3D shell element models for thin steel plate and 3D solid element models for concrete plate. In addition to this basic study of the concrete plate with steel plate, the research also gives results with various thickness, length, parameters of material, and different improved forms,etc.As a new product, its structural character still have much data which is not yet studied and discovered. As for this thesis, it is hoped that the proposed idea could offer some information to industry and help them to cure the damages of debris flow.

    目錄 摘要 I 誌謝 III 目錄 Ⅳ 表目錄 VIII 圖目錄 IX 第一章 緒論 1.1 研究動機與目的 1 1.2 活動式格柵欄之演進變革 2 1.3 研究內容及方法 6 第二章 文獻回顧 2.1土石流之相關特性 7 2.1.1 土石流之定義和特性 7 2.1.2 土石流的外觀特徵 9 2.1.3 土石流發生之地形坡度 12 2.2 土石流防治工程方面 13 2.3 開放式防砂壩體之研究 15 2.4 防砂壩之設計原則 18 2.5 土石流衝擊力之計算 20 2.6 格柵欄防砂壩之現地工程案例 22 第三章 材料性質 3.1 混凝土的材料特性 24 3.1.1 混凝土單軸行為 24 3.1.2 混凝土雙軸行為 27 3.1.3 混凝土三軸行為 28 3.1.4 鋼纖維混凝土特性 29 3.2 高強力耐磨耗鋼板HARDOX400材料簡介 31 第四章 模型建立與理論介紹 4.1 模型尺寸 32 4.2 元素種類介紹 33 4.2.1 三維固體元素 33 4.2.2 三維殼元素 34 4.2.3 鋼筋模擬之問題 35 4.3 殼元素與實體元素之接合說明 36 4.4 施加外力與邊界條件 37 4.5 元素切割模型 38 4.6 數值計算方法與結構破壞判斷 38 4.7混凝土材料組合率及降伏準則 39 4.7.1 主應力及其不變量 39 4.7.2 偏差應力張量和其不變量 41 4.7.3 八面體應力 43 4.8 降伏判斷準則 45 4.9 ABAQUS對混凝土材料行為開裂簡介及模式說明 49 4.10 混凝土的彈-塑性模式 51 4.10.1 應變率 51 4.10.2 壓力降伏 52 4.10.3 材料硬化 53 4.10.4 塑性流 54 4.11 開裂檢測與彈性損壞 56 4.11.1 應變率 57 4.11.2 降伏 57 4.11.3 塑性流 59 4.11.4 材料硬化 59 4.11.5 彈性損壞 60 第五章 分析結果與討論 5.1 有無鋼框之比較 64 5.2 鋼框厚度之影響 70 5.3 兩側包覆長度之影響 76 5.4 其他改良形式之比較 79 5.5 不同張力硬化參數之比較 83 第六章 結論與建議 6.1 結論 87 6.2 建議 90 參考文獻 92

    參考文獻
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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2005-07-27公開
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