Cyclic Behavior of RC Beams Flexural Strengthened by Laterally Bonded Steel Plates

Abstract

歷來鋼筋混凝土構件之補強研究，多著重於靜態行為之探討，但對補強構件於反覆荷重下行為之研究卻較為少見，本文將針對鋼筋混凝土樑以環氧樹脂側貼鋼鈑撓曲補強後，以擬動態反覆載重試驗，深入探討其補強前後之結構行為。 本研究共製作21支十字型單元試體模擬樑柱接頭，以在柱體上下反覆加載的方式，令樑體交互承受正負彎矩。所有試體之尺寸、配筋方式、與混凝土強度皆相同，主要變數包含鋼鈑補強之形式、鋼鈑厚度、補強前之破壞形式（撓曲破壞、剪力破壞）等。探討內容著重在載重─位移之遲滯曲線、破壞模式、極限強度與勁度、強度的衰減及能量消散性能等。 試驗結果顯示，於力控制階段，未加勁(純側貼鋼鈑試體)與加勁(另施加貫穿螺栓或加勁鋼條)之補強試體，其強度、勁度均較未補強試體有明顯的提昇，且極限強度之提昇量與鋼鈑厚度呈線性關係；但在位移控制階段，純側貼鋼鈑試體於縱向劈裂發生後，強度、勁度衰減快速，呈現偏向脆性破壞的行為，而加勁試體，能有效減緩強度、勁度衰減速度，且有良好之能量吸收能力，呈現韌性破壞的行為。綜合試驗結果得知，試體側貼鋼鈑補強後，如能施加適當的錨定方式，在承受反覆荷重時能呈現出良好之補強效益，並符合耐震補強之要求。摘 要I 目 錄II 表 目 錄V 圖 目 錄VI 照 片 目 錄X 第一章緒論1 第二章 前人研究與文獻回顧3 2-1國外鋼鈑補強相關方面之研究3 2-2國內鋼鈑補強相關方面之研究5 第三章 試驗規劃7 3-1試驗目的7 3-2試體設計與試驗規劃8 3-2-1樑柱接頭與鋼鈑之設計8 3-2-2試驗規劃10 3-3材料性質12 3-4試體製作14 3-5試驗設備17 3-6資料量測規劃19 3-7試體安裝及儀器裝置21 3-8加載方式與數據收集22 3-8-1單向載重試驗22 3-8-2反覆載重試驗22 第四章 單向載重試驗結果24 4-1 載重位移圖25 4-2 試體試驗過程之觀察25 4-3 補強後之極限抗彎強度28 4-4 彎矩曲率圖29 第五章 反覆載重試驗結果與討論31 5-1試驗過程之觀測結果32 5-1-1控制組試體試驗觀測之結果32 5-1-2 A型補強試體觀測之結果33 5-1-3 B型補強試體觀測之結果35 5-1-4 C型補強試體觀測之結果37 5-1-5各型補強裂縫發展模式之討論與比較38 5-2載重位移遲滯曲線43 5-2-1控制組試體43 5-2-2 A型補強試體44 5-2-3 B型補強試體46 5-2-4 C型補強試體47 5-3各組試體之破壞包絡線比較48 5-3-1 A型補強試體48 5-3-2 B型補強試體50 5-3-3 C型補強試體51 5-3-4各型補強之破壞包絡線比較52 5-4勁度衰減54 5-4-1 A型補強試體之勁度衰減56 5-4-2 B型補強試體之勁度衰減58 5-4-3 C組補強試體之勁度衰減59 5-4-4鋼鈑厚度對各組勁度衰減之影響60 5-4-5各型補強試體勁度衰減之比較與討論60 5-5補強型式對構件極限載重之影響63 5-5-1補強對極限載重之影響63 5-5-2 各補強型式強度衰減現象說明及比較66 5-6能量吸收70 5-6-1各補強型式之能量吸收71 5-6-2加勁措施對於能量吸收之提昇74 5-7單向與反覆載重試驗比較之結果77 第六章 結論與建議7