跳到主要內容

簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 張淑平
Shu-Ping Chang
論文名稱: 舊有結構物安全評估之鋼筋參數檢測探討
Safety analysis of existing structures and steel testing parameters
指導教授: 林志棟
Jyh-Dong Lin
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系在職專班
Executive Master of Civil Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 133
中文關鍵詞: 鋼筋混凝土分析參數NDT鋼筋強度鋼筋硬度金相組織試驗理論
外文關鍵詞: Analysis Parameters, Steel Strength, Reinforced Hardness, metallographic theory
相關次數: 點閱:17下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 鋼筋混凝土結構物現況安全評估所須的分析參數,主要是根據鋼筋混
    凝土的劣化狀況,以及竣工資料,若無法取得這些參數,就必須另以非破
    壞檢測方式推估,來提昇評估精度。
    結構物承載能力的評估,和拉力區鋼筋強度有直接關係,而與混凝土
    的中性化、氯離子含量並無太直接關連。甚至混凝土的抗壓強度與整體結
    構物之抗彎、抗剪、握持能力、彈性模數等亦只有平方根的關聯。因此混
    凝土材質檢驗,或許只能提供劣化潛勢研判,某些可以不必要的檢測項目,
    目前卻一直廣被使用於安全評估,應有再探討空間。
    鋼筋強度是為RC 結構,在安全評估中的最重要關鍵參數,而目前能取
    得上述參數的非破壞檢測方法並不多見,甚至也有一些困難。因此,本文
    應用金相組織試驗理論於實驗室中建立鋼筋抗拉強度及里氏硬度之相應關
    係曲線,此法特色為,可直接於檢測現場以鋼筋硬度試驗換算成鋼筋強度,
    解決目前結構物評估時無法取得鋼筋降伏強度的窘境。


    The evaluation on the safety of Reinforced Concrete structures requires
    analysis parameters. Predominately, this is in accordance with the deterioration
    state of the Reinforced Concrete. If parameters are not available upon
    construction, then non-destructive testing (NDT) must be used.
    It is thought that the loading capacity of the Reinforced concrete
    structural has a direct relationship with the strength of tension steels. However
    the neutralization of the concrete and the chloride ion content bare no direct
    relationships. In addition there is only a square root relationship between the
    entire structure and the bending, shearing, carrying capacity and the elasticity
    parameter of the structure. As such, inspections on the concrete quality may
    only yield the degradation potential with some inspection items unnecessary.
    Currently however this has been widely used in safety evaluations. This should
    be reevaluated in the analysis.
    The most important parameters for evaluating reinforced concrete
    structure safety are the steel strength. Currently, NDT methods in obtaining
    these parameters are rare. Therefore, this paper has applied the metallographic
    theory and used laboratory testing in determining the corresponding
    relationship between the steel pulling strength and the Leeb hardness. The
    characteristic of this method is that the steel hardness value can be
    mathematically converted to steel strength. This can be performed on-site and
    solves the dilemma of the inability to obtain the steel strength when
    undertaking a structural evaluation.

    目錄 中文摘要II ABSTRACTIII 致謝IV 目錄V 圖目錄VII 表目錄X 一、 緒論1 1-1研究動機與目的1 1-2 研究主題與步驟5 1-3研究流程7 1-4論文架構8 1-5研究方法12 二、 文獻回顧15 2-1 鋼筋混凝土結構之劣化機制探討15 2-2 混凝土材質檢測22 2-2-1 混凝土中性化檢測23 2-2-2混凝土氯離子檢測26 2-3 鋼筋材質30 2-4鋼筋混凝土用鋼筋標準探討32 三、 鋼筋混凝土品質檢測項目之探討37 3-1混凝土品質檢測項目之探討37 3-1-1 混凝土檢測項目之探討37 3-1-2 混凝土氯離子檢測之探討48 3-2 鋼筋品質檢測之探討50 3-2-1鋼筋來源51 3-2-2鋼筋混凝土用鋼筋的種類53 3-3 鋼筋混凝土耐震要求56 3-4鋼筋混凝土用鋼筋的降伏強度與硬度關係58 四、 鋼筋強度與硬度試驗檢驗及分析62 4-1熱軋鋼筋之降伏強度及硬度之關係曲線62 4-1-1硬度法理論依據62 4-1-2硬度法實驗說明64 4-2 現場判斷熱處理 (水淬) 鋼筋之方法80 4-2-1熱處理 (水淬) 鋼筋數量80 4-2-2熱處理 (水淬) 鋼筋檢測80 4-3檢測試驗建議步驟 (SOP)98 五、 結論與建議104 5-1結論104 5-2建議106 參考文獻108 附錄A 里氏硬度計原理說明114 附錄B 金相顯微鏡原理、設備說明117 附錄C 鋼筋混凝土常用符號說明119

    ﹝1﹞ Dan, M. Frangopol, “Life-Cycle Cost Analysis and Design of Civil
    Infrastructure System," American Society of Civil Engineers (ASCE),
    pp.1-21 (2001)。
    ﹝2﹞ Huang, Rong-Yau, Sun, Kuo-Shun and Chen, Jeam-jei, "Construction
    Planning for Gang Formwork Reuse Using Simulation, " the 17th
    International Symposium on Automation and Robotics in Construction
    (ISARC-17), Taiwan, (September 18-20, 2000)。
    ﹝3﹞ Frangopol, D. M., "Bridge Safty and Reliability," American Society
    of Civil Engineers (ASCE),(1999)。
    ﹝4﹞ 牛荻濤,「混凝土結構耐久性與壽命預測」,中國大陸科學出版社,
    (2003)。
    ﹝5﹞ Frangopol, D.M., Hearn, G. eds., Structural Reliability in Bridge
    Engineering: Design, Inspection, Assessment, Rehabilitation and
    Management, MaGraw-Hill Book Co., Inc., N ew York, N.Y. (1996)。
    ﹝6﹞ 陳明正、王仲宇;「腐蝕劣化混凝土橋梁承載能力之檢測與評估」,
    國立中央大學土木工程學系博士論文 (2005/09)。
    ﹝7﹞ AASHTO, Manual for Condition Evaluation and Load and Resistance
    Factor Rating (LRFR) of Highway Bridge, American Association of
    State Highway and Transportation Officials (2003)。
    ﹝8﹞ 內政部,「建築物耐震設計規範及解說」,內政部100 年.1 月19
    日台內營字第0990810250 號令修正。
    ﹝9﹞ Julie, A., Fundamentals of Metal Fatigue Analysis, Prentice-Hall, Inc.
    New Jersey. (1990)。
    ﹝10﹞ Oh, B. H., "Fatigue-Life Distribution of Concrete for Various Stress
    Levels," and Fracture: Plain and Reinforced Beam", ACI Materials
    Journal, Vol. 88, No. 2, pp. 122-128. (1991)。
    ﹝11﹞ 胡智超、王仲宇、施建志;「鋼筋混凝土梁補強及防蝕技術之開發」
    國立中央大學土木工程研究所碩士論文,(2000 年7 月)
    ﹝12﹞ 陳愛英、陳旭慶;「鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕原理的研究」城市道橋
    與防洪(東南大學交通學院),2005 年 1 月第1 期。
    ﹝13﹞ Bentur, A., Steel corrosion in concrete, E & FN Spon, London.(1996)。
    ﹝14﹞ Jyh-Dong Lin, M.C. Chen, Shu-Ping Chang; “Discussion on the
    inspection items of the bridge safety evaluation”, 11th International
    Conference on Concrete Engineering and Technology (12th –13th June
    2012), Putrajaya, Malaysia。
    ﹝15﹞ O. Burkan Isgor and A. Ghani Razaqpur; “Modelling steel corrosion
    in concrete structures” MATERIALS AND STRUCTURES,Volume
    39, Number 3 (2006), 291-302, DOI: 10.1007/s11527-005-9022-7。
    ﹝16﹞ Papaakis V G, Vayenas C G, Fardis M N, "Physical and chemical
    characteristics affecting the durability of concrete, " ACI Materials
    Journal. pp.186~196. (1991)。
    ﹝17﹞ 張譽,蔣利學,「基於碳化機理的混凝土碳化深度實用數學模型」,
    工業建築(北京),pp.16~19,(1998)。
    ﹝18﹞ 和全意登志,押田文雄,「老舊建築物中混凝土碳化與鋼筋腐蝕」,
    日本建築協會構造系論文集,pp.1~12 (1989)。
    ﹝19﹞ Swartz, S. E., "Concrete Fatigue and Fracture: Plain and Reinforced
    Beam," Fatigue and Fracture in Steel and Concrete Structures, Madras
    India, pp.401-421, (1991)。
    ﹝20﹞ Shah, S. P. and Swartz, S. E., Fracture Mechanics of Concrete, John
    Wiley and Sons, Inc. New York. (1995)。
    ﹝21﹞ Florida Department of Transportation Central Structures Office, "Test
    and Assessment of NDT Methods for Post-Tensioning Systems in
    Segmental Balanced Cantilever Concrete Bridges," State of Florida
    Department of Transportation (2003)。
    ﹝22﹞ Highway Agency, SETRA, TRL, LCPC, Post-Tensioned Concrete
    Bridges, Thomas Telford Publishing, London (1999)。
    ﹝23﹞ ACI, "Control of Cracking in Concrete Structures",ACI
    committee-224-89 First printing, (May 1990)。
    ﹝24﹞ Gupta, S., Itoh Y. and Niwa, J. I., "An Object-Oriented Diagnostic
    System for Pre-stressed Concrete Bridges," Microcomputers in Civil
    Engineering, pp.385-399, Published by Blackwell Publishers, USA
    (1994)。
    ﹝25﹞ 蕭尚岳、吳志興;「新拌及硬固混凝土水溶性氯離子含量檢測之研
    究」,屏東科技大學土木工程系(2008 年7 月)。
    ﹝26﹞ 交通部,「交通技術標準規範公路類公路工程部 公路養護規範」
    第五章橋梁之 5.2.2 檢測頻率,交通部頒布(2012 年 2 月)。
    ﹝27﹞ JCI Committee, "Inspection Technology of Concrete", Japan Concrete
    Institute of Fundamental. (2003)。
    ﹝28﹞ Wang, T. M., "Control of Cracking in Engineering structural", China
    Construction Industry Publishing (1999)。
    ﹝29﹞ ACI, "ACI 318-02 Standard Building Code," ACI Committee (2002)。
    ﹝30﹞ Mangat, P. S. and Molley, B. T., "Chloride Binding in Concrete
    Containing PFA,GBS or Silica Fume under Sea Water Exposure,"
    Magazine of Concrete Research, Vol. 47, No. 171, pp. 129-141
    (1995)。
    ﹝31﹞ Mallett, G. P., Repair of Concrete Bridges, Thomas Telford Services
    Ltd. (1996)。
    ﹝32﹞ CNS,「中國國家標準」,土木工程及建築類第18.2.5 條,中華民
    國經濟部標準檢驗局 (1999)。
    ﹝33﹞ 潘思源,「台灣的拆船業」,經濟日報叢書(發行人 王惕吾),民國
    63 年10 月10 日出版。
    ﹝34﹞ 呂學榮,「鋼料之檢驗通則」,CNS2608 國家標準規範(2005/05/17 技
    師報) 。
    ﹝35﹞ 網站:鋼筋化學成分與CNS 的要求
    http://www.twce.org.tw/info/%E6%8A%80%E5%B8%AB%E5%A0%
    B1/440-3-1.html 。
    ﹝36﹞ 中國船級社,鋼質海船入級與建造規範修改通報( 2004 版 )。
    ﹝37﹞ 中國船級社,京杭運河標准型船舶規範( 2004 版)。
    ﹝38﹞ 陳正誠、黃世建、李宏仁,「台灣熱軋竹節及水淬鋼筋之機械性質
    與超額降伏強度係數」,中國土木水利工程學刊,Vol. 12,No.2,
    pp. 233-238 (2000) 。
    ﹝39﹞ 陳正誠、黃世建、李宏仁,2000,「台灣水淬鋼筋在耐震結構之應
    用探討」,中華民國建築學會建築學報,第33 期,pp. 119-131。
    ﹝40﹞ 向志豪等,「水淬鋼筋與加釩鋼筋微觀結構與巨觀行為之研究」,
    【101 年全國高職學生實務專題製作競賽暨成果展報告書】國立花
    蓮高級農業職業學校土木與建築群(中華民國1 0 1 年3 月8 日)。
    ﹝41﹞ Robert E. Reed-Hill, Reza Abbaschian; “PHYSICAL METALLURGY
    PRINCIPLES”, International Thomson Publishing Company (Asia),
    Third Edition,PP19-6,(2003)。
    ﹝42﹞ 中國土木工程學會混凝土工程設計施工規範解說「土木401-86 規
    範」科技圖書股份有限公司台北 P15-1~P15-13(1998)。
    ﹝43﹞ ACI Committee 318 Building Code Requirement for structural
    Concrete (ACI 318-95) and Commentary (ACI 318R-95) American
    Concrete Institute, Farmington Hills 369 pp (1995)。
    ﹝44﹞ 經濟部水利署,「經濟部水利署施工規範」第03210 章,鋼筋第
    2.1.2 節 網站:
    http://wralaw.wra.gov.tw/wralawgip/cp.jsp?lawId=8a8a852d2002fa8b0
    120051855300372( 94/9/28)。
    ﹝45﹞ 台北市政府工務局,「施工規範暨工料分析整合查詢系統」,章
    碼:03210(2.1.1 節) 網址 : 查詢時間
    2012/07/17http://pwbems.tcg.gov.tw/TPECS/Query/Query_Constructi
    onStandard.aspx?Kind=1。
    ﹝46﹞ The Center for Advanced Life Cycle Engineering (CALCE) “Material
    Hardness, Table of Contents” University of Maryland, University of
    Maryland,(2012.2)http://www.calce.umd.edu/TSFA/Hardness_ad_.htm
    )。
    ﹝47﹞ 段向勝,邱小壇等;「鋼材里氏硬度與抗拉強度之間換算關係的試
    驗研究」,中國建築科學研究院,北京,No.3, 2003. (ISSN
    1002-8528)。
    ﹝48﹞ 邱小壇,段向勝;「鋼筋強度與里氏硬度之間換算關係的研究及現
    場應用」,國家建築工程質量監督中心,北京 (2003)王鉄漢,管小
    軍;
    ﹝49﹞ 「里氏硬度法推定Ⅱ級鋼筋的抗拉強度」,同濟大學材料科學與工
    程學院,上海,建築材料學報,Vol.7,No.4,Dec. 2004.。
    ﹝50﹞ ASME Y14.5-2009 standard,“strength/mechanics of Materials
    Menu”. American Society Mechanical Engineers Standards (2009)。
    ﹝51﹞ 何長慶,「鋼筋材料機理與CNS 規範之要求」,東和鋼鐵公司,
    (2000 ),http://tech.ths.com.tw/ths4/defile2.pdf。
    ﹝52﹞ 陳佳莉,「國內鋼筋產業概況」, 台灣工業 (2006 年 3 月)
    ﹝53﹞ Lawrence H. Van Vlack, “Elements of Materials Science and
    Engineering”Addison Wesley, 6nd, (Feb.1996 )(ISBN
    957-9311-50-1)。

    QR CODE
    :::