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研究生: 唐立勳
Tang, Li-Syun
論文名稱: 後置式化學黏著錨栓承受拉力與剪力相互作用之數值分析研究
Numerical Study of Postinstalled Chemical Adhesive Anchors under Tension and Shear Loading
指導教授: 朱世禹
Chu, Shih-Yu
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 119
中文關鍵詞: 化學錨栓非線性有限元素法植筋工程鋼筋混凝土
外文關鍵詞: chemical adhesive anchors, nonlinear analysis, rebar-planting anchorage, reinforced concrete
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  • 本文探討化學錨栓埋置於鋼筋混凝土中承受拉力與剪力相互作用之數值分析,使用有限元素(Finite Element,FE)分析軟體ABAQUS模擬三維化學錨栓受力之破壞行為。文中總共分析了112根化學錨栓,分析參數分別為混凝土強度(105kgf/cm^2、140kgf/cm^2、210kgf/cm^2 、280kgf/cm^2 )、埋入深度(12.5 cm、18cm)、距離混凝土邊緣(10cm、20cm)及不同受力方式(受拉、受剪及兩者同時作用),針對數值模擬提出一非線性模式,來預測化學錨栓埋置於鋼筋混凝土中承受外力時的強度,並與前人試驗所得數據比較驗證。本文分析結果與試驗值相比較,當化學錨栓同時承受拉力與剪力作用時,分析結果皆能有效預測試驗值,本文所建議之分析模式能夠預測化學錨栓受力後之強度。文中更進一步以化學錨栓模型為基礎應用於植筋工程,並將分析結果與國內外規範之強度計算公式相比較。結果顯示,規範計算值與分析結果在抗拉強度較為符合,而抗剪強度在設計公式上則趨於保守。

    An ABAQUS-based three-dimensional (3-D) nonlinear finite element analysis is used in this study to simulate the behavior of chemical adhesive anchors embedded in reinforced concrete under pure tension, pure shear, or combined loadings. The amount of 112 chemical adhesive anchors are analyzed in this study according to the relevant parameters including the concrete strength (105kgf/cm^2,140kgf/cm^2,210kgf/cm^2, and280kgf/cm^2 ), the burying depth of anchors (12.5cm and 18cm), and the distance from the edge of model (10cm and 20cm). A nonlinear numerical simulation model to predict the ultimate loading capacity of chemical adhesive anchors is proposed and compared with the testing results. It demonstrates that the proposed numerical model can be used to predict the behavior of chemical adhesive anchors under combined tension and shear loading. While the proposed model is applied to the rebar-planting anchorage, comparisons between the analytical results and those calculated by the design codes show that the predicted tensile strengths are closer whereas shear strength suggested by the design code is conservative.

    摘要 I ABSTRACT II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VIII 第一章 緒 論 1 1-1前言 1 1-2研究動機與目的 2 1-3文獻回顧 4 1-3-1 化學錨栓受拉力之相關文獻 4 1-3-2 化學錨栓受剪力之相關文獻 6 1-3-3 軟體分析化學錨栓之相關文獻 6 1-4研究內容與方法 8 第二章 錨栓受力行為與其受力計算公式 11 2-1 錨栓受力之破壞模式 11 2-2 錨栓受力之設計規範 13 2-3 錨栓受拉力強度計算 15 2-4 錨栓受剪力強度計算 22 第三章 化學錨栓受力於RC試體之 33 數值分析與試值比對驗證 33 3-1 ABAQUS有限元分析軟體簡介 33 3-2 有限元非線性之分析流程 34 3-3 非線性之基本假設與設定 35 3-3-1 分析基本假設 35 3-3-2 邊界條件設定 36 3-3-3 幾何接觸處理 36 3-3-4 材料元素與網格分割設定 37 3-4 材料行為與其組成律 38 3-4-1 無裂縫混凝土 38 3-4-2 竹節鋼筋 41 3-4-3 後置式錨栓 44 3-4-4 黏著劑 44 3-5 化學錨栓拉拔試體之數植分析與其試值比對驗證 46 3-5-1 錨栓拉拔試驗之概述 46 3-5-2 錨栓拉拔分析流程簡介 47 3-5-3 分析結果與試驗值比較 49 第四章ABAQUS應用於受拉剪錨栓試體之 64 數值分析與其試值比較 64 4-1 承受拉力與剪力相互作用之錨栓試體 64 4-1-1 試體簡介 64 4-1-2 試驗簡介 65 4-1-3 模態建立 65 4-1-4 網格設定 67 4-2不同混凝土強度錨栓試體承受拉力及剪力之分析 69 4-2-1 混凝土強度 69 4-2-2 混凝土強度 70 4-2-3 混凝土強度 71 4-2-4 混凝土強度 72 4-3 小結 73 第五章 ABAQUS應用於植筋工程之 100 數值分析與比較 100 5-1 前言 100 5-2 植筋模型試體規劃 101 5-3 植筋試體承受拉力與剪力之分析結果 102 5-4 分析結果與植筋受力計算公式比較 103 5-5 小結 105 第六章 結論與建議 113 6-1 結論 113 6-2建議 115 參考文獻 116

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    下載圖示 校內:2012-08-26公開
    校外:2016-08-26公開
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