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題 名 | FRP包覆RC矩型橋柱耐震補強之研究與應用 |
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作 者 | 張國鎮; 張宏輔; 鍾豐旭; 劉光晏; 張順賓; | 書刊名 | 土木工程技術 |
卷 期 | 4:3=20 2000.09[民89.09] |
頁 次 | 頁71-84 |
分類號 | 441.88 |
關鍵詞 | 矩形橋柱; 碳纖維強化高分子複合材料; 耐震補強; FRP; |
語 文 | 中文(Chinese) |
中文摘要 | 本文之目的在於探討既有鋼筋混凝土橋梁於地震後,因耐震能力不足而損害的橋 柱其耐震補強技術之研發與應用。實驗試體依據公路局七十六年六月之橋梁工程標準圖,和 國內舊規範與施工慣例進行縮尺,包括三組縮尺寸的橋柱試體,針對彎矩破壞、剪力破壞與 塑鉸區搭接破壞行為模式作一探討,並評估其耐震能力後參考「橋梁耐震補強準則」進行碳 纖維( FRP )包覆補強,了解補強效果與應用特性。 實驗結果顯示,彎矩破壞屬於韌性破壞;剪力破壞與塑鉸區搭接為脆性破壞,不僅韌性、消 能性極差,強度衰減也快,必須加以避免。 採用 FRP 補強後,彎矩破壞因本身屬較佳的結 構設計,補強效果較不明顯;剪力破壞則有顯著的改善,提供圍束力增加試體抗剪強度、消 能性與位移韌性;而塑鉸區搭接試體則無此改善效果,達尖峰剪力後強度衰減仍十分迅速。 三組試體隨位移韌性逐漸增加,由於矩形柱角隅應力集中現象,使得圍束作用無法均勻分佈 ,包覆補強效果未盡理想。另外,U 字型橫向鋼筋套接,根據箍筋應變現象看來,接近無圍 束效果現象,而採用標準彎鉤箍法之標準彎鉤,於塑鉸區可達降伏階段,提供有效圍束力。 綜合上述實驗結果,針對補強成效最差的塑鉸區搭接破壞進行改良,提出 CS 補強工法。綜 合鋼板與 FRP 補強,嘗試將兩種材料黏結包覆於塑鉸區,觀察補強效果。 實驗結果發現, 利用該補強方式可大幅提昇剪力強度、位移韌性與消能能力, 在鋼板與 FRP 未達降服的條 件下,將原本脆性破壞轉化為彎矩破壞,且斷面積增加最小,為一套十分有效的補強方案。 根據此項結果,可推論應用在房屋結構樓層間主筋搭接於柱底塑鉸區破壞補強,有助於改善 目前普遍僅用 FRP 包覆的缺點。 |
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