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研究生： 林秀龍
Xiou-Long Lin
論文名稱： 三明治板於鋼筋混凝土梁之補強
Reinforced Concrete Beams Strengthened by Externally Bonded Sandwich Plates.
指導教授： 王仲宇
Chung Yue Wang
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
畢業學年度： 88
語文別： 中文
論文頁數： 113
中文關鍵詞： 鋼筋混凝土梁 、纖維強化塑膠 、三明治板 、補強
外文關鍵詞： reinforced concrete beam, sandwich plate, FRP, strengthen
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    • 由實驗結果發現，只要補強試體可達最底層FRP拉斷之破壞模態，則梁斷面不符合平面維持平面的情形只造成FRP拉斷之延遲效應；對理論分析所預期之極限彎矩強度並不造成折減，仍能達到提高梁極限彎矩之效果。
    本論文之研究證明以三明治進行梁構件彎矩補強的構想為實際且可行。但是心材和RC梁之間的相對變形及各種不同錨定方式，所造成之複雜行為，仍須做更進一步之探討，才可發展成一有用之補強方法。


    Through this study, one can realize that this new strengthening technique that sandwiches core material between FRP layers can effectively increase the load carrying capacity of RC beam compared with the beam with same layers of FRP but no core material. However, the relative deformation due the types of anchorage arrangement should be studied further before any design method is proposed.

    目錄 中文摘要Ⅰ 英文摘要Ⅱ 目錄Ⅲ 表目錄VI 圖目錄Ⅶ 相片目錄X 第一章 緒論 1 1. 1 研究背景與目的 1 1. 2 文獻回顧 3 1. 3 研究方法及內容 7 1. 4 論文架構7 第二章 補強理論分析 9 2. 1 基本假設9 2. 2 破壞模態 10 2. 3 彎矩 11 2. 4 剪力17 2. 5 撓度20 2. 6 補強材料與混凝土梁間膠結層之層間應力23 第三章 實驗規劃設計 25 3. 1 實驗目的 25 3. 2 試驗方法 26 3. 3 待捕強鋼筋混凝土梁斷面設計 26 3. 4 三明治梁斷面設計 27 3. 5 材料選取 28 3. 6 實驗系統及儀器設備 30 3. 7 採用三明治式結構貼附之理由 32 3. 8 預期可能遭遇之困難及解決途徑 33 3. 9實驗規劃 36 3.10試體符號系統 38 3.11各試體之理論強度 39 3.12試體製作 39 3.13實驗加載流程 41 第四章 實驗結果分析 43 4. 1 加載位移曲線分析 43 4. 2 實驗結果與理論值之對照 49 第五章 成果評析比較 51 5. 1 強度提升 51 5. 2 修正後強度提升百分比 51 5. 3 韌性改良 51 5. 4 經濟性評比 52 5. 5 可行性評比 52 5. 6 心材厚度之影響與建議 53 5. 7 不同心材效果比較 53 第六章 結論 54 表目錄 表2 -1 推導設計彎矩採用之符號58 表3 -1 混凝土圓柱試體28天抗壓強度試驗結果59 表3 -2 鋼筋抗拉強度試驗結果59 表3 -3 碳纖維貼布材料性質59 表3- 4 環氧樹脂（EPOXY）性質60表3- 5 底漆（PRIMER）性質60 表3- 6 心材性質61 表3- 7 應變計規格61 表3- 8 試體規劃表62 表4-1 理論荷載值與實驗荷載值比較表63 表4-2 理論變位值與實驗變位值比較表64 表4-3 實驗與理論之韌性比較65 表5-1 極限強度提昇百分比66 圖目錄 圖1-1 心材厚度增加於三明治結構性能之提昇示意圖67 圖2-1 斷面應力應變關係示意圖68 圖2-2 斷面應力應變關係示意圖68 圖2-3 各材料應力應變曲線模型69 圖2-4 剪力補強之各種貼附型69 圖2-5 四點載重撓度簡算式參數示意圖70 圖2-6 Roberts層間應力理論端點應力分佈圖71 圖3-1 四點載重推力不均對彎矩分布之影響72 圖3-2 應變計黏貼位置示意圖72 圖3-3待補強鋼筋混凝土梁設計斷面示意圖73 圖3-4三明治式補強梁斷面示意圖74 圖3-5試驗配置上視圖75 圖3-6試驗配置側視圖76 圖3-7資料擷取流程77 圖3-8錨定方式示意圖（TYPE 1）78 圖3-9錨定方式示意圖（TYPE 2）79 圖3-10錨定方式示意圖（TYPE 3）80 圖3-11錨定方式示意圖（TYPE 4）81 圖3-12錨定方式示意圖（TYPE 5）82 圖3-13錨定方式示意圖（TYPE 6）83 圖4-1 試體BC**荷重－位移圖84 圖4-2 試體BS5T1荷重－位移圖84 圖4-3 試體BS5T2荷重－位移圖85 圖4-4 試體BS5T3荷重－位移圖85 圖4-5 試體BS5T4荷重－位移圖86 圖4-6 試體BS5T5荷重－位移圖86 圖4-7 試體BS5T6荷重－位移圖87 圖4-8 試體BS4T6荷重－位移圖87 圖4-9 試體BS3T6荷重－位移圖88 圖4-10 試體BS2T6荷重－位移圖88 圖4-11 試體BS1T6荷重－位移圖89 圖4-12 試體BS5A6荷重－位移圖89 圖4-13 試體BS4A6荷重－位移圖90 圖4-14 試體BS3A6荷重－位移圖90 圖4-15 試體BS2A6荷重－位移圖91 圖4-16 試體BS1A6荷重－位移圖91 圖4-17 試體BF3*6荷重－位移圖92 圖4-18 試體BF2*6荷重－位移圖92 圖4-19 試體BF1*6荷重－位移圖93 圖4-20 試體BS5T1破壞情形94 圖4-21 試體BS5T2破壞情形94 圖4-22 試體BS5T3破壞情形94 圖4-23 試體BS5T4破壞情形94 圖4-24 試體BS5T5破壞情形94 圖4-25 試體BS5T6破壞情形95 圖4-26 試體BS4T6破壞情形95 圖4-27 試體BS3T6破壞情形95 圖4-28 試體BS2T6破壞情形95 圖4-29 試體BS1T6破壞情形95 圖4-30 試體BS5A6破壞情形96 圖4-31 試體BS4A6破壞情形96 圖4-32 試體BS3A6破壞情形96 圖4-33 試體BS2A6破壞情形96 圖4-34 試體BS1A6破壞情形96 圖4-35 試體BF3*6破壞情形97 圖4-36 試體BF2*6破壞情形97 圖4-37 試體BF1*6破壞情形97 圖5-1 各種錨定方法對強度之提升……………………………………98 圖5-1 各種心材厚度對強度之提升……………………………………98 相片目錄 相片3-1 混凝土圓柱試體…………………………………………...99 相片3-2 萬能試驗機…………………………………………………99 相片3-3 MTS材料試驗機………………………………………….100 相片3-4 FTS-C1-30 碳纖維貼布……….………………………….100 相片3-5 DIVINYCELL H45……………..………………………….101 相片3-6 安瑞斯……………………………..……………………….101 相片3-7 試驗配置前景………………………..…………………….102 相片3-8 試驗配置全景…………………………..………………….103 相片3-9 輥支承……………………………………..……………….104 相片3-10 Instrument Division 2210 應變資料擷取系統……….105 相片3-11 DOLU SC-640 應變資料擷取系統………………..…….106 相片3-12 油壓動力機與SCHENCK S-59動力機控制器…...…..….107 相片3-13 資料擷取系統.…...…………………………………..…….108相片3-14 鋼筋混凝土原梁試體…………………………………..….109 相片3-15 混凝土梁表面處理、磨光R角…...…………………...….110 相片3-16 底漆塗布………………………………………………...….111 相片3-17 內FRP貼附…...………………………………………...….111 相片3-18 內錨貼附………………………………………………...….111 相片3-19 心材疊層………………………………………………...….112 相片3-20 心材磨製圓角…………………………………………...….112 相片3-21 心材與混凝土梁黏合、外FRP貼附…………………...….113

    參考文獻
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