高強度鋼筋混凝土構件耐震設計方法之研究

Seismic Design of Reinforced Concrete Members Using High Strength Materials

曾衡韜(Heng-Tao Tseng)

指導教授 ： 黃世建

國立臺灣大學/工學院/土木工程學研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2011.10261

摘要

在921地震中，台灣既有的老舊RC建築物表現不佳，造成民眾對於RC結構不信任，導致鋼骨或SRC結構的高層建築較受歡迎。但相較於RC材料，鋼骨或SRC的成本昂貴，如果能提高RC材料的強度並改善施工方法，高層建築物也能以RC建造，並且兼顧安全性與經濟性。比起鋼結構，在隔音、減震、防火性與舒適性更有優勢。若使用預鑄RC系統，則更能在施工速度與施工品質上有所提升。
在工程科技的進展上，研發高強度材料為必然之趨勢，高強度材料可以有效減少混凝土的使用量，達到更好的施工性與符合環境永續的精神。符合國家發展的新目標。
日本餘1988年起開始的NewRC Project，目標為提高RC材料的強度，包含強度超過685MPa的鋼筋與抗壓強度超過70MPa的混凝土。並可以實際使用於高樓層建築物，目前日本已有數棟建築物使用NewRC。我國與日本的情況相近，地狹人稠，都會區發達大樓林立，經常受地震威脅，其經驗可供台灣借鏡。
然而日本規範與台灣現行的土木規範系統並不相同，台灣多採行美國的ACI規範，難以跟日本直接移植或接軌。本研究即以找尋合適台灣本地的高強度混凝土構件設計公式為目標。比較各個規範的建議公式後，提出建議採行的設計公式，同時兼顧高強度材料的安全性、行為表現，並儘量能與現行規範接軌，減少工程師實際設計上操作的困難。配合各國實驗數據的佐證增加設計公式的可信度。提供台灣本土的高強度鋼筋混凝土設計一個可供參考的設計公式，以利推廣高強度鋼筋混凝土建築。

關鍵字

高強度鋼筋混凝土 ； 設計公式 ； NewRC ； 規範 ； 柱 ； 梁 ； 梁柱接頭 ； 軸力 ； 應力塊 ； 剪力 ； 圍束

並列摘要

High-Strength Reinforced Concrete have been research in Japan several years ago. In name as “NewRC Project,” and already applied in field in some high-rise building.
Taiwan has similar condition with Japan, such as highly urbanized and located on the seismic belt. The Taiwan Concrete Institute ( TCI ), held “新世代高強度鋼筋混凝土計畫” try to use the experimental finding in Japan, developed the high-strength concrete in Taiwan.
But the design code which was used in Japan is quite different with the code using in Taiwan, the design equations for Japan is difficult to transplant directly to Taiwan. This thesis collected several experiments of high-strength RC members and several design equations from different code, then coMParing the test result to the code prediction result, trying to find the strength design equations which can satisfy safety and performance required for high-strength RC. The equation is better have similar form as the current code, in favor to carry out the practical use of high-strength RC.

並列關鍵字

high-strength reinforced concrete ； design equations ； NewRC ； columns ； beam ； joints ； axial compression ； stress block ； shear ； confinement

參考文獻

[11] 張豐展，「高強度鋼筋混凝土柱圍束效應研究」， 國立台灣大學工學院土木工程學系碩士論文，台北，2010年7月。

[18] 陳盈璋，「高強度鋼筋混凝土柱耐震圍束效應之研究」， 國立台灣大學工學院土木工程學系碩士論文，台北，2011年7月。

[1] Aoyama, H., “Design of Modern Highrise Reinforced Concrete Structures,” Series on Innovation in Structures and Concstruction Vol. 3, Japan, 2001.

[2] ACI Committee 318, “Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-08) And Commentary,” American Concrete Institute, Farmington Hills.

[7] Saatcioglu , M., and Razvi, R. S., “High-Strength Concrete Columns with Square Sections under Concentric Compression,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 124, No. 12, December 1998, pp. 1438-1447.