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系統識別號 U0026-0207201518215200
論文名稱(中文) 鋼承鈑複合樓版之力學分析
論文名稱(英文) Structural Analysis of Composite Slab
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 陳思蓉
研究生(英文) Si-Jung Chen
學號 N66021383
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 105頁
口試委員 指導教授-黃忠信
口試委員-林育芸
口試委員-王雲哲
口試委員-侯琮欽
口試委員-張瑞宏
中文關鍵字 有限元素法  平板力學  鋼承鈑  複合樓版 
英文關鍵字 Finite element method  Theory of plate  Steel deck  Composite slab 
學科別分類
中文摘要 本研究使用有限元素套裝軟體ABAQUS,建立一鋼承鈑複合樓版之數值分析模型,首先藉由基本平板力學已知解析解,理論計算正交向複合樓版強、弱軸之各別剛度,以及平板承受載重作用下之最大撓度變位,使此已知解與數值分析結果相互比較,以驗證數值分析結果之正確性。本研究考慮不同複合樓版之斷面尺寸參數,數值分析樓版斷面幾何形狀對其整體勁度之影響,主要樓版斷面尺寸參數包括鋼承鈑溝槽深、下溝尺度、側向寬度及樓版強弱雙軸之長寬,加以無因次化後,發展不同斷面尺寸樓版之設計圖表。
數值分析結果發現,斷面幾何形狀確實將影響鋼承鈑複合樓版之整體勁度,但不同鋼承鈑長寬對其影響之效應更加明顯。另外,強弱軸放置於不同長短邊,亦將影響複合樓版力學行為之數值分析結果。目前鋼承鈑兩向剛度無法直接藉由理論公式計算獲得,因此,本研究採用不同線彈性疊加方式,同時,經由數值分析比較發現,疊加後樓版剛度簡單計算式精準度高,可應用於直接估計複合樓版之勁度與相對應變位。
英文摘要 A numerical model of composite slab was generated by using ABAQUS to analyze the maximum deflection.The exact solution was calculated through the basic plate mechanics, this entails the calculation of the respective stiffness of strong and weak axes in the determination of the maximum deflection of the orthogonal composite slab. A comparason of the exact solution and numercial solution was made to verify the precision of the numerical analysis results. This study considers the different cross-sectional dimension parameters of the composite slab to analyze the influence of the section’s geometry on the it’s stiffness. The parameters considered for the steel deck were: the corrugation depth, the bottom flat panel width, the horizontal projection of the inclined panel and the width of steel deck. For the composite slab only the length and width parameters were considered. A nondimensional deflection map of the different cross-sections of the composite slab was developed.
Numerical analysis results showed that cross section geometry will affect the stiffness of the composite slab. However, the stiffness of composite slabs with fixed cross-sections are significantly influenced by their lengths and widths.In addition, the weak axis placed at different lengths, will also affect the results of numerical analysis on mechanical behavior of composite slab. The biaxial stiffness of the composite slab cannot be directly calculated by the known formula, therefore, in this study a new linear superposition method was developed to provide higher precision in the calculation of stiffness compared to conventional methods. Comparing numerical analysis and the superposition method, it was found that the superposition method has a higher accuracy and can be applied to estimate the stiffness
論文目次 目 錄
摘要 I
Extended Abstract II
誌謝 VIII
目 錄 IX
表目錄 XI
圖目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 本文組織與內容 3
第二章 相關理論與文獻回顧 4
2.1 鋼承鈑複合樓版 4
2.1.1 鋼承鈑 4
2.1.2 鋼承鈑複合樓版 6
2.2 平板力學理論 7
2.2.1 平板力學基本假設 8
2.2.2 平板力學變位公式 9
第三章 數值分析模型之建立及驗證 23
3.1 有限元素設定 24
3.2 模型建構 27
第四章 數值分析結果與討論 34
4.1 改變斷面形狀參數 34
4.1.1 溝深板厚比 35
4.1.2 下溝尺度 36
4.1.3 斜向寬度 37
4.1.4 樓版長寬比 37
4.2 鋼承鈑複合樓版撓曲剛度公式計算 39
4.2.1 上下限定理 40
4.2.2 現有公式疊加 41
4.2.3 複合樓版綜合剛度計算 43
第五章 結論與建議 100
5.1 結論 100
5.2 建議 102
參考文獻 103
參考文獻 參考文獻
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