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博碩士論文 etd-0725115-171252 詳細資訊
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論文名稱
Title
聚乙烯纖維筋混凝土之初步研究
Initial research for polyethylene fiber Reinforced plastic rebars with concrete
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
141
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2015-08-17
繳交日期
Date of Submission
2015-08-25
關鍵字
Keywords
ACI 440、乙烯纖維、FRP筋、纖維筋混凝土、Dyneema
ACI 440, polyethylene fibers, Dyneema, fiber reinforced concrete, FRP bars
統計
Statistics
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中文摘要
本研究實驗用乙烯製成的FRP纖維筋對混凝土梁的使用可行性。為此目的,本研究分成三個階段:纖維筋製作、纖維筋混凝土實驗、纖維筋模型預測。
首先是乙烯纖維筋製作,本研究用Dyneema纖維做為基材,以不飽和聚酯樹脂做為基材,並以拉擠成型法製作36% 、41%、46%、51%、56%不同比例纖維筋做試驗,其中51%強度最高,46%楊氏系數最高,但41%失敗率最低。
再來是FRP筋混凝土試驗。本實驗設置拉力控制兩組、壓力控制三組FRP筋混凝土梁,皆只設計主筋。以41%纖維筋做實驗,混凝土用140kgf⁄〖cm〗^2
( 13.789MPa)、175kgf⁄〖cm〗^2 (17.6369MPa),皆以ACI 440.1r做為設計計算準則。以三點抗彎方式抗壓,並以Popovics混凝土應力曲線公式做分層斷面彎矩曲率模型以做為實驗數據參考。
FRP筋混凝土梁的實驗結果與ACI 440.1r稍有出入,與Popovics混凝土應力曲線公式做出的分層模型較為接近。整體來看乙烯纖維筋在應用上尚可行。
Abstract
This research is feasibility about polyethylene FRP bars. The purpose of this study has four stages : production of polyethylene FRP bars, polyethylene FRP bars with concrete, model predicts and bond strength testing.
To product polyethylene FRP bars, using Dyneema for fiber reinforcement and unsaturated polyester resin for matrix, and made 36%, 41%, 46%, 51%, 56% different the proportion of fiber by pultrusion , the highest intensity of 51%, 46% Young's highest coefficient.
Next step is the FRP reinforced concrete test. This set-up two tension control set, pressure control three set of FRP reinforced concrete beams, are designed only reinforcement. 41% FRP to experiment with concrete 140kgf⁄〖cm〗^2 ( 13.789MPa)、175kgf⁄〖cm〗^2 (17.6369MPa), begin ACI 440.1r as design criteria for calculation. And used three-point bending test, and using Popovics stress curve to create layer-by-layer section model for comparing with test value.
The results are slightly different with ACI 440.1r, hierarchical models are closer to the results,it showed that FRP bars which made from Dyneema can be used .
目次 Table of Contents
審定書 i
誌謝 ii
摘要(中文) iii
摘要(英文) iv
目錄 .v
表目錄 ......................................................viii
圖目錄 ......................................................ix
照片目錄 ....................................................xii
符號說明 ....................................................xvii
第一章 緒論 ................................................01
1.1前言 .................................................. 01
1.2 研究動機與目的 ........................................01
1.3 相關文獻 ..............................................03
1.3.1乙烯纖維FRP相關應用 ..............................03
1.3.2乙烯纖維混凝土相關文獻討論..........................04
1.3.3纖維筋混凝土相關文獻討論.............................04
1.4 論文架構與研究流程 ....................................07
第二章 纖維纖維筋製作及混凝土設計計算理論 ..................09
2.1 纖維筋製作流程及抗拉強度計算...........................09
2.1.1基材介紹—不飽和聚酯樹脂..........................10
2.1.2拉擠成型法........................................11
2.1.3複合材料(Hybrid Composites)之力學模式探討 ........13
2.2 纖維筋混凝土設計相關參考...............................16
2.2.1 纖維筋梁之撓曲強度..............................17
2.2.2撓度計算 .........................................21
2.2.3與鋼筋混凝土比較 .................................25
2.3 撓曲行為斷面分析 ......................................26
2.3.1 Collins斷面理論 ................................. 26
2.3.2分層斷面彎矩曲率模型 ............................. 27
第三章 試驗方法及步驟 ...................................... 38
3.1 實驗規劃 .............................................. 38
3.2試體製作 .............................................. 39
3.2.1材料基本性質 ..................................... 39
3.2.2材料試驗與應用 ................................... 40
3.2.3與其他材料比較 ................................... 41
3.3試驗項目 .............................................. 41
3.3.1 FRP製作與抗拉試驗 ............................... 41
3.3.2混凝土配比 ....................................... 42
3.3.3纖維筋混凝土設計與試驗 ........................... 42
3.4分層斷面彎矩曲率模型..................................... 43
第四章 實驗結果 ............................................. 63
4.1纖維筋抗拉實驗應力圖 .................................. 63
4.2纖維筋混凝土試驗....................................... 65
4.2.1拉力控制組 ........................................ 66
4.2.2過度組 ............................................ 66
4.2.3壓力控制組 ........................................ 67
4.2.4 纖維筋混凝土梁綜合比對........................... 67
第五章 結論與建議 .......................................... 80
5.1 結論 .................................................. 80
5.2建議 ........................................ 81
參考文獻 .............................................. 83
參考文獻(英文)........................................... 83
參考文獻(中文)........................................... 84
附錄A 纖維筋混凝土梁三點抗彎圖與照片對照 .................... 86
附錄B 纖維筋筋混凝土梁分層斷面彎矩曲率模型 ................. 119
參考文獻 References
參考文獻
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