纖維強(qiáng)化高分子復(fù)合材料在土木工程上之應(yīng)用課件

纖維強(qiáng)化高分子複合材料在土木工程上之應(yīng)用

班級：奈米四乙組長：陳立玫(49614080)組員：戴士翔(49514024)

李淵任(49614044)

纖維強(qiáng)化高分子複合材料在土木工程上之應(yīng)用

班級：奈米四乙●摘要由於最近國內(nèi)新的橋梁耐震設(shè)計規(guī)範(fàn)修訂，許多以前設(shè)計興建的橋梁耐震能力不夠，而需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以符合現(xiàn)行之耐震規(guī)範(fàn)要求。對於耐震能力不足之橋梁結(jié)構(gòu)而言，補(bǔ)強(qiáng)往往比拆除重建更具經(jīng)濟(jì)效益且可行?！裾伸蹲罱鼑鴥?nèi)新的橋梁耐震設(shè)計規(guī)範(fàn)修訂，許多以前臺灣工程界過去使用鋼鈑進(jìn)行結(jié)構(gòu)物補(bǔ)強(qiáng)的經(jīng)驗及案例相當(dāng)多。此一鋼鈑貼片補(bǔ)強(qiáng)之工法，最早始於1967年南非應(yīng)用在公寓結(jié)構(gòu)之補(bǔ)強(qiáng)，隨後許多之使用案例及研究報告顯示此一工法確實為一簡單而有效之方法，可增加結(jié)構(gòu)物的承載能力及延長其使用年限。大量的鋼鈑貼片補(bǔ)強(qiáng)工法研究和應(yīng)用報告文獻(xiàn)，顯示使用鋼鈑作為補(bǔ)強(qiáng)材料具有以下幾項不便和缺點：●討論內(nèi)容臺灣工程界過去使用鋼鈑進(jìn)行結(jié)構(gòu)物補(bǔ)強(qiáng)的經(jīng)驗及案例相當(dāng)多。此一1.易腐蝕而使得粘接介面強(qiáng)度衰減；2.由於重量及尺寸之龐大造成輸送及施工上之不便，必須付出較多之人力和施工支撐；3.在補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)上存在許多額外之接頭和焊接位置極易產(chǎn)生殘餘應(yīng)力和應(yīng)力集中之現(xiàn)象；4.和混凝土間多只形成不完全之複合作用(CompositeAction)；鋼材和混凝土之間熱膨脹效應(yīng)之不協(xié)調(diào)，將造成應(yīng)力集中而易剝離。1.易腐蝕而使得粘接介面強(qiáng)度衰減；

●應(yīng)用纖維強(qiáng)化高分子複合材料於土木基層結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)一般而言纖維材料具有重量輕、強(qiáng)度高、具可變化性、耐腐蝕、不導(dǎo)電性、良好之抗疲勞強(qiáng)度及整體工作預(yù)算較經(jīng)濟(jì)之優(yōu)點。在結(jié)合具有耐溫、耐濕及抗化學(xué)反應(yīng)的樹脂(Resin)系統(tǒng)之後，可極容易地包覆在結(jié)構(gòu)表面而達(dá)到改善結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能的目的。但是仍有部份纖維強(qiáng)化高分子複合材料亦有無法耐高溫、易受紫外線照射作用而損壞以及無法承受過度潮濕及化學(xué)物之作用等缺點。

相對於鋼鈑貼片補(bǔ)強(qiáng)工法而言，採用FRP作為補(bǔ)強(qiáng)材料仍處於早期不成熟階段。

●應(yīng)用纖維強(qiáng)化高分子複合材料於土木基層結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)一般而言纖●如何運用纖維強(qiáng)化高分子複合材料於土木基層結(jié)構(gòu)中?一、本討論將研究碳纖維高分子複合材料(CFRP)在土木基層結(jié)構(gòu)之應(yīng)用。在這類應(yīng)用中，到目前為止以橋梁的基層結(jié)構(gòu)修補(bǔ)為最主要的趨勢。此乃因地震損壞（如美國、日本大地震）急需修補(bǔ)。而運用CFRP之優(yōu)異材料特性可以達(dá)到有效、迅速及經(jīng)濟(jì)之修補(bǔ)。此類材料有非常優(yōu)異之材料特性，而其特性正符合修補(bǔ)上之需要?！袢绾芜\用纖維強(qiáng)化高分子複合材料於土木基層結(jié)構(gòu)中?一、本討論二、特性：1.高拉力強(qiáng)度（約鋼的強(qiáng)度1-10倍，依材料特性不等)及高勁度（Stiffness）—可作有效補(bǔ)強(qiáng)。2.重量輕－易於運輸及施工上之方便，省時省力。

3.裁容易－可適用於各種尺寸大小之修補(bǔ)需要。4.不腐蝕及不易疲勞（Fatigue）－長期不須維修．外表美觀，降低其結(jié)構(gòu)本身之生命周期費用。5.易於自我偵測或與其他智慧型系統(tǒng)結(jié)合－可進(jìn)而瞭解其修補(bǔ)後之受力狀態(tài)及預(yù)知破壞(配合使用監(jiān)測系統(tǒng))。二、特性：●纖維強(qiáng)化高分子複合材料介紹●纖維強(qiáng)化高分子複合材料介紹纖維強(qiáng)化高分子復(fù)合材料在土木工程上之應(yīng)用課件●CFRP耐震補(bǔ)強(qiáng)(SeismicRetrofit)施工步驟面層處理圖斷面復(fù)舊圖圖轉(zhuǎn)角打磨●CFRP耐震補(bǔ)強(qiáng)(SeismicRetrofit)施工步不平整修正空氣鎗清洗圖底膠塗佈不平整修正CFRP貼片手積疊層圖環(huán)氧樹脂塗佈CFRP貼片手積疊層圖●結(jié)論(1)應(yīng)用

FRP補(bǔ)強(qiáng)橋墩之施工方式，最普遍使用之工法有貼片補(bǔ)強(qiáng)工法、纏繞補(bǔ)強(qiáng)工法、預(yù)成型管狀玻纖薄殼補(bǔ)強(qiáng)工法等，可依據(jù)不同的工作環(huán)境及需求選擇適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)工法。

(2)本研究報告提出了纖維加勁材料如纏繞碳纖維、碳纖維貼片等材料之力學(xué)特性與耐久性測試標(biāo)準(zhǔn)與其測試參考值。

(3)本研究報告所提出的複合材料補(bǔ)強(qiáng)施工順序乃是參考國外的補(bǔ)強(qiáng)工法、經(jīng)驗以及國內(nèi)成功案例之經(jīng)驗所歸納出之規(guī)範(fàn)，為業(yè)界從事複合材料補(bǔ)強(qiáng)施工之重要遵循原則。

●結(jié)論(1)應(yīng)用FRP補(bǔ)強(qiáng)橋墩之施工方式，最普遍使用之工法(4)本計畫研訂之

CFRP應(yīng)用於

RC橋墩補(bǔ)強(qiáng)之分析參數(shù)、設(shè)計準(zhǔn)則、材料規(guī)格、施工規(guī)範(fàn)、檢驗標(biāo)準(zhǔn)?？晒┰O(shè)計人於評估橋墩耐震強(qiáng)度後，據(jù)以作補(bǔ)強(qiáng)分析與設(shè)計並擬定詳細(xì)施工說明書；另可供業(yè)主與監(jiān)造人明瞭施工內(nèi)容及要求重點，並藉以監(jiān)督、控制工程品質(zhì)；亦可供承造人瞭解施工及材料要求標(biāo)準(zhǔn)及管理要項，以提昇施工技術(shù)水準(zhǔn)及品質(zhì)。並建立本土化之資料與技術(shù)，以提昇臺灣工程技術(shù)水準(zhǔn)，達(dá)成節(jié)省公帑、有效維護(hù)橋梁功能與安全之目標(biāo)。

(5)碳纖維在貼的時候要保持混凝土表面的乾燥，因為樹脂在硬化時會吸收水分，呈現(xiàn)乳白色的外觀。雖然對強(qiáng)度沒有立即的影響，但是對於耐久性可能會有問題。

(4)本計畫研訂之CFRP應(yīng)用於RC橋墩補(bǔ)強(qiáng)之分析參數(shù)、endend纖維強(qiáng)化高分子複合材料在土木工程上之應(yīng)用

班級：奈米四乙組長：陳立玫(49614080)組員：戴士翔(49514024)

李淵任(49614044)

纖維強(qiáng)化高分子複合材料在土木工程上之應(yīng)用

班級：奈米四乙●摘要由於最近國內(nèi)新的橋梁耐震設(shè)計規(guī)範(fàn)修訂，許多以前設(shè)計興建的橋梁耐震能力不夠，而需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以符合現(xiàn)行之耐震規(guī)範(fàn)要求。對於耐震能力不足之橋梁結(jié)構(gòu)而言，補(bǔ)強(qiáng)往往比拆除重建更具經(jīng)濟(jì)效益且可行?！裾伸蹲罱鼑鴥?nèi)新的橋梁耐震設(shè)計規(guī)範(fàn)修訂，許多以前臺灣工程界過去使用鋼鈑進(jìn)行結(jié)構(gòu)物補(bǔ)強(qiáng)的經(jīng)驗及案例相當(dāng)多。此一鋼鈑貼片補(bǔ)強(qiáng)之工法，最早始於1967年南非應(yīng)用在公寓結(jié)構(gòu)之補(bǔ)強(qiáng)，隨後許多之使用案例及研究報告顯示此一工法確實為一簡單而有效之方法，可增加結(jié)構(gòu)物的承載能力及延長其使用年限。大量的鋼鈑貼片補(bǔ)強(qiáng)工法研究和應(yīng)用報告文獻(xiàn)，顯示使用鋼鈑作為補(bǔ)強(qiáng)材料具有以下幾項不便和缺點：●討論內(nèi)容臺灣工程界過去使用鋼鈑進(jìn)行結(jié)構(gòu)物補(bǔ)強(qiáng)的經(jīng)驗及案例相當(dāng)多。此一1.易腐蝕而使得粘接介面強(qiáng)度衰減；2.由於重量及尺寸之龐大造成輸送及施工上之不便，必須付出較多之人力和施工支撐；3.在補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)上存在許多額外之接頭和焊接位置極易產(chǎn)生殘餘應(yīng)力和應(yīng)力集中之現(xiàn)象；4.和混凝土間多只形成不完全之複合作用(CompositeAction)；鋼材和混凝土之間熱膨脹效應(yīng)之不協(xié)調(diào)，將造成應(yīng)力集中而易剝離。1.易腐蝕而使得粘接介面強(qiáng)度衰減；

●應(yīng)用纖維強(qiáng)化高分子複合材料於土木基層結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)一般而言纖維材料具有重量輕、強(qiáng)度高、具可變化性、耐腐蝕、不導(dǎo)電性、良好之抗疲勞強(qiáng)度及整體工作預(yù)算較經(jīng)濟(jì)之優(yōu)點。在結(jié)合具有耐溫、耐濕及抗化學(xué)反應(yīng)的樹脂(Resin)系統(tǒng)之後，可極容易地包覆在結(jié)構(gòu)表面而達(dá)到改善結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能的目的。但是仍有部份纖維強(qiáng)化高分子複合材料亦有無法耐高溫、易受紫外線照射作用而損壞以及無法承受過度潮濕及化學(xué)物之作用等缺點。

相對於鋼鈑貼片補(bǔ)強(qiáng)工法而言，採用FRP作為補(bǔ)強(qiáng)材料仍處於早期不成熟階段。

●應(yīng)用纖維強(qiáng)化高分子複合材料於土木基層結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)一般而言纖●如何運用纖維強(qiáng)化高分子複合材料於土木基層結(jié)構(gòu)中?一、本討論將研究碳纖維高分子複合材料(CFRP)在土木基層結(jié)構(gòu)之應(yīng)用。在這類應(yīng)用中，到目前為止以橋梁的基層結(jié)構(gòu)修補(bǔ)為最主要的趨勢。此乃因地震損壞（如美國、日本大地震）急需修補(bǔ)。而運用CFRP之優(yōu)異材料特性可以達(dá)到有效、迅速及經(jīng)濟(jì)之修補(bǔ)。此類材料有非常優(yōu)異之材料特性，而其特性正符合修補(bǔ)上之需要?！袢绾芜\用纖維強(qiáng)化高分子複合材料於土木基層結(jié)構(gòu)中?一、本討論二、特性：1.高拉力強(qiáng)度（約鋼的強(qiáng)度1-10倍，依材料特性不等)及高勁度（Stiffness）—可作有效補(bǔ)強(qiáng)。2.重量輕－易於運輸及施工上之方便，省時省力。

3.裁容易－可適用於各種尺寸大小之修補(bǔ)需要。4.不腐蝕及不易疲勞（Fatigue）－長期不須維修．外表美觀，降低其結(jié)構(gòu)本身之生命周期費用。5.易於自我偵測或與其他智慧型系統(tǒng)結(jié)合－可進(jìn)而瞭解其修補(bǔ)後之受力狀態(tài)及預(yù)知破壞(配合使用監(jiān)測系統(tǒng))。二、特性：●纖維強(qiáng)化高分子複合材料介紹●纖維強(qiáng)化高分子複合材料介紹纖維強(qiáng)化高分子復(fù)合材料在土木工程上之應(yīng)用課件●CFRP耐震補(bǔ)強(qiáng)(SeismicRetrofit)施工步驟面層處理圖斷面復(fù)舊圖圖轉(zhuǎn)角打磨●CFRP耐震補(bǔ)強(qiáng)(SeismicRetrofit)施工步不平整修正空氣鎗清洗圖底膠塗佈不平整修正CFRP貼片手積疊層圖環(huán)氧樹脂塗佈CFRP貼片手積疊層圖●結(jié)論(1)應(yīng)用

FRP補(bǔ)強(qiáng)橋墩之施工方式，最普遍使用之工法有貼片補(bǔ)強(qiáng)工法、纏繞補(bǔ)強(qiáng)工法、預(yù)成型管狀玻纖薄殼補(bǔ)強(qiáng)工法等，可依據(jù)不同的工作環(huán)境及需求選擇適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)工法。

(2)本研究報告提出了纖維加勁材料如纏繞碳纖維、碳纖維貼片等材料之力學(xué)特性與耐久性測試標(biāo)準(zhǔn)與其測試參考值。

(3)本研究報告所提出的複合材料補(bǔ)強(qiáng)施工順序乃是參考國外的補(bǔ)強(qiáng)工法、經(jīng)驗以及國內(nèi)成功案例之經(jīng)驗所歸納出之規(guī)範(fàn)，為業(yè)界從事複合材料補(bǔ)強(qiáng)施工之重要遵循原則。

●結(jié)論(1)應(yīng)用FRP補(bǔ)強(qiáng)橋墩之施工方式，最普遍使用之工法(4)本計畫研訂之

CFRP應(yīng)用於

RC橋墩補(bǔ)強(qiáng)之分析參數(shù)、設(shè)計準(zhǔn)則、材料規(guī)格、施工規(guī)範(fàn)、檢驗標(biāo)準(zhǔn)?？晒┰O(shè)計人於評估橋墩耐震強(qiáng)度後，據(jù)以作補(bǔ)強(qiáng)分析與設(shè)計並擬