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中心技術報告

NCREE-2002-019

時間 2002-07-01
標題 實尺寸矩形RC橋柱鋼板補強試驗及分析
作者 [蔡克銓] [劉俊谷]
摘要 從過去的兩年中,進行的11 組40%縮尺試體試驗顯示,八角形鋼板補強對矩形RC 橋柱,無論是塑鉸區圍束鋼筋不足、塑鉸區不適當的搭接及剪力強度不足橋柱皆可增加其耐震能力,為了更進一步證實八角形鋼板包覆補強對實尺寸矩形RC 橋柱的效用,我們進行了一項包括分析及試驗的研究計畫,其中分析採用兩種方法進行,並比較分析和先前試驗所得到側力和位移關係。第一種以鋼筋拉伸的應力應變關係配合等效箍筋方法建構的Mander 圍束混凝土模型,而後利用平面保持平面方法求取彎矩曲率關係,再以彎矩面積法計算側力和位移的關係。第二種以鋼筋的低反覆疲勞破壞和軟化分枝模型,配合Lin and Li 圍束混凝土模型,亦利用平面維持平面的方法求得彎矩曲率關係,以求得柱頂側力和位移關係,分析中以橢圓形與八角形鋼板補強矩形橋柱實驗結果驗證兩種分析方法的正確性,分析結果顯示塑鉸區圍束鋼筋不足試體的分析較為準確,對於塑鉸區搭接及剪力不足補強試體,則偏於保守。另外配合八角形鋼板補強試驗及分析結果,本研究提出八角形鋼板補強設計流程。本研究更針對補強困難度較高的塑鉸區100%主筋搭接實尺寸矩形RC 橋柱試體,搭接長度為40 倍主筋長度,採八角形鋼板補強後進行試驗,因混凝土強度過低,導致補強並未達到預期的效果,試驗結果顯示搭接破壞。部分修復後再進行第二次試驗,再試驗結果顯示八角形鋼板補強能達預期的效果。由過去與此次試驗經驗顯示,欲進行塑鉸區搭接橋柱之鋼板補強時,橋柱混凝土必須達到適當的強度才能採直接補強。
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