臺灣博碩士論文加值系統

本研究利用動態敲擊試驗的方式探討結構元件在簡支梁模式下，由試驗求得不同瑕疵程度構件材料之自然頻率 、勁度k值與彈性模數E，並比較於試體有無瑕疵行為時，其材料力學參數k及E之差異。
本試驗結果顯示營建材料力學參數E折減關係會隨著試體瑕疵程度而改變；其中高強度混凝土隨裂縫瑕疵程度惡化，E值下降比例為100%~37.9%，標準混凝土裂縫瑕疵下降比例為100%~27.7%，再生混凝土裂縫瑕疵下降比例為100%~31.2%。此外，高強度混凝土孔洞瑕疵下降比例為100%~17.2%，標準混凝土孔洞瑕疵下降比例為100%~27.7%，再生混凝土孔洞瑕疵下降比例為100%~12.5%。實驗結果可看出孔洞瑕疵E、fn下降的比例比裂縫瑕疵下降比例更明顯。
本研究使用之動態彈性敲擊實驗對材料力學參數E之影響相當明確，應可發展成為結構材料品質驗證之非破壞性檢測技術之一，以供日後工程實務應用。

The study was conducted to investigate the effects of material defect and/or deterioration on the change of mechanical properties for the selected construction material of the specimens used for the dynamic plunking test .The major parameters studied include natural frequency fn and stiffness k of the structural components from which the results of the dynamic plunking test and the eventual Young’s modulus E were examined to evaluate the integrity of the materials.

The results of test showed that mechanical properties E decreases due to defect of the specimens:(1)for the cracks defects of deterioration ,E value decreased to as low as 37.9%,27.7% and 31.2% ; while (2)for the void defect of deterioration ,the value of E decreased to as low as 17.2%,27.7% and 12.5%,for the high strength ,standard ,and recycled concrete, respectively.

In general, the test results clearly indicated that the dynamic plunking tests used in the study can be of a feasible and useful tool as non-destructive technique in construction material quality verification. However, further studies are required before any future application in practice can be anticipated.

目錄
摘要 I
英文摘要 II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 3
1.3研究方法與內容 4
1.4研究流程與論文架構 6
1.5預期研究成果與工程實務應用 9
1.5.1預期研究成果 9
1.5.2工程實務應用 9
第二章文獻回顧 11
2.1振動相關文獻 11
2.2時域與頻域的定義 13
2.3延續研究相關文獻 14
2.4建築物材料劣化的問題及修復 15
2.5 混凝土材料介紹 19
2.5.1標準混凝土(3000psi) 19
2.5.2高強度混凝土(High Strength Concrete，HSC) 19
2.5.3 再生混凝土 20
2.6文獻回顧小結 21
第三章 實驗儀器與材料介紹 23
3.1實驗儀器介紹 23
3.1.1 加速度規(Acceleration Sensor) (如圖3.1所示) 23
3.1.2安捷倫VXI多槽訊號擷取系統 (如圖3.2所示) 25
3.2實驗材料之性質及用途介紹 26
3.3小結 28
第四章 研究試體規劃與實驗原理方法 29
4.1試體規劃灌製與數量 29
4.2研究實驗原理方法 34
4.3完整無瑕疵試體與瑕疵試體示意圖 34
4.4 簡支樑敲擊方式 38
4.5 動態敲擊試驗原理 38
4.5.1 單自由度振動系統 39
4.5.2 不同邊界條件彈性樑集中荷重之勁度 44
4.6小結 45
第五章 實驗結果分析與討論 46
5.1簡支樑敲擊試驗結果分析 46
5.1.1試體材料力學參數之計算過程 46
5.1.2標準混凝土敲擊實驗分析 48
5.1.3高強度混凝土敲擊實驗分析 52
5.1.4再生混凝土敲擊實驗分析 56
5.2各瑕疵程度對試體E值衰減之影響比較 60
5.3完整混凝土之彈性模數E值及標準值之比較 61
5.4小結 62
第六章 結論與建議 63
6.1 結論 63
6.2 建議 64
參考文獻 65


表目錄
表3.1使用加速度規之編號及適用頻率範圍 24
表4.1試體瑕疵程度與總數 30
表4.2高強度混凝土(6000psi)試體配比設計 31
表4.3標準混凝土試體(3000psi)配比設計 32
表4.4再生混凝土試體配比設計 33
表5.1完整標準混凝土之歷時反應曲線圖所對應之時間與加速度46
表5.2簡支樑標準混凝土敲擊數據結果及比較 51
表5.3簡支樑高強度混凝土敲擊數據結果及比較 55
表5.4簡支樑再生混凝土敲擊數據結果及比較 59
表5.5完整混凝土及一般標準彈性模數E值之比較 61

圖目錄
圖1.1本研究流程及論文架構圖 8
圗2.1 週期振動 12
圗2.2 非週期動 12
圗2.3 鋼筋混凝土鋼筋外露 17
圖2.4 鋼筋混凝土塑性收縮裂縫 17
圖2.5混凝土沉陷裂縫出現於表面 18
圖3.1 PCB加速度規 24
圖3.2安捷倫VXI多槽訊號擷取系統 25
圖4.1 完整無瑕疵試體 35
圖4.2 裂縫輕微瑕疵試體(間隔13公分) 36
圖4.3 裂縫中度瑕疵試體(間隔8公分) 36
圖4.4 裂縫嚴重瑕疵試體(間隔4公分) 36
圖4.5孔洞輕微瑕疵程度(3~5%) 37
圖4.6孔洞中度瑕疵程度(15%~20%) 37
圖4.7孔洞嚴重瑕疵程度(35%~40%) 37
圖4.8 簡支樑敲擊方式 38
圖4.9單自由度之無阻尼系統 39
圖4.10單自由度之阻尼系統 41
圖4.11 阻尼系統的自由震動曲線 43
圖4.12簡支樑變位量 44
圖5.1 簡支樑之標準混凝土-(完整無瑕疵)加速度歷時曲線圖 49
圖5.2 簡支樑之標準混凝土-(裂縫嚴重)加速度歷時曲線圖 49
圖5.3 簡支樑之標準混凝土-(孔洞嚴重)加速度歷時曲線圖 49
圖5.4 簡支樑之高強度混凝土-(完整無瑕疵)加速度歷時曲線圖53
圖5.5 簡支樑之高強度混凝土-(裂縫嚴重)加速度歷時曲線圖 53
圖5.6 簡支樑之高強度混凝土-(孔洞嚴重)加速度歷時曲線圖 53
圖5.7 簡支樑之再生混凝土-(完整無瑕疵)加速度歷時曲線圖 57
圖5.8 簡支樑之再生混凝土-(裂縫嚴重)加速度歷時曲線圖 57
圖5.9 簡支樑之再生混凝土-(孔洞嚴重)加速度歷時曲線圖 57
圖5.10裂縫各瑕疵程度試體曲線圖 60
圖5.11孔洞各瑕疵程度試體曲線圖 60

參考文獻
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