HomeHonors and AwardsResearchResearch ProjectsResearch Team
TeachingPublicationsTeam PhotosNew RC-PMMS-DCSS

 

多螺箍筋離散計算剪力強度電腦程式
MS-DCSS
程式背景概述
Introduction to MS-DCSS

螺箍筋對於核心混凝土圍束及柱主筋挫屈控制,已由實驗多次證實其可行性及效益。環形箍筋或螺箍筋可於箍筋上任何位置發展均勻張力,抵抗混凝土膨脹及主筋挫屈;直線型箍筋或繫筋只於轉折處或彎鉤處較具圍束效果。因此,妥善運用螺箍筋能顯著提升橫向鋼筋之效益,換言之,設計相同圍束效果下,螺箍筋能充分節約鋼材使用量。

過去,螺箍筋多應用於橋柱,其斷面常為圓形及長圓形,分別容納單螺箍或雙螺箍設計;然而建物基於空間規劃因素,多以正方形及長方形斷面為主,使用單螺箍筋系統易造成邊角產生無圍束混凝土,多螺箍筋系統因而誕生,對角隅混凝土強化圍束。長久以來,研究逐漸優化多螺箍筋之排列型式與比例,如正方形斷面主流以五螺箍筋設計,長方形斷面則可使用六螺箍筋。

現行RC結構設計規範中對於螺箍筋剪力強度之規定,採用與傳統直線型箍筋相同之公式,但兩種箍筋之幾何特性不同,實際上能發展之剪力強度應不相同。傳統直線型箍筋與剪力裂縫之間呈固定角度,由該特性推導得規範公式;螺箍筋與剪力裂縫則於三維空間中呈現持續改變之角度,兩者所能提供之抗斜拉開裂面積與箍筋拉伸方向皆不同,因此本研究團隊[1-2]提出離散計算剪力強度(Discrete Computational Shear Strength,簡稱DCSS)方法,精算不同的螺箍筋配置下對剪力裂縫產生之抗斜拉作用,取得箍筋剪力強度。

MS-DCSS為多螺箍筋離散計算剪力強度計算程式,該程式對多螺箍筋剪力強度Vs之計算係在假設的臨界剪力裂縫作用下,逐一於每一螺箍筋與該裂縫交會點計算箍筋所提供之剪力強度,加總所有交會點之剪力強度得多螺箍筋之Vs,在前述計算中,臨界裂縫為產生最小Vs之裂縫,與裂縫交會之箍筋假設已降伏,為與RC規範剪力鋼筋之Vs計算假設一致,臨界剪力裂縫與構材縱軸之夾角應假設為45度,且臨界剪力裂縫於平行構材縱軸方向之投影長度假設為d。MS-DCSS目前提供免費下載,可於本網頁下方直接點選【程式下載】,取得MS-DCSS執行檔。

圓形斷面單螺箍筋(左)與長圓形斷面雙螺箍筋(右)

國內有實際應用之五螺箍筋(左)與六螺箍筋(右)

DCSS模型--推導示意圖

安裝說明&視窗介紹
Introduction to Installation and Interface

MS-DCSS 程式介面截圖

完成程式下載後,解壓縮並開啟資料夾,其中檔案包含Matlab環境檔(MCR.exe)及本程式(MS_DCSS.exe)。本程式採用Matlab(R2019b)撰寫,使用前須安裝Matlab環境檔,安裝完成後即可使用MS-DCSS。

本程式之介面如上圖所示,主要分為左右兩部分: 左側為參數輸入區,使用者可輸入斷面設計之參數,左上角包含斷面尺寸、箍筋間距、斷面中心座標,預設值為60cm*60cm之正方形斷面,箍筋間距s為8cm,使用者可自行修改。預設裂縫角度為45度,為本計算模型之推導假設,在實驗當已證實中45度相對保守,故不建議修改。左下方可輸入箍筋參數,由上方"No. of Spirals"更改箍筋數量。下部表格包含螺箍筋直徑、斷面面積、鋼筋強度、及螺箍中心位置。此參數表格需輸入每一螺箍之參數,順序不拘;右側為斷面展示區,以藍線表示柱斷面,黑線表示螺箍筋。當斷面箍筋參數輸入完成後,點擊"Show Cross Section"按鍵,即可顯示斷面之圖形,使用者可以透過斷面檢視之功能確認各項參數及箍筋位置是否正確。

程式下載&聯絡製作團隊
Download&Contact us

MS-DCSS 程式下載:

下載連結:【MS-DCSS

團隊主持人: 歐昱辰

服務單位: 台灣大學-土木工程系

目前專職: 教授

聯絡信箱: yuchenou@ntu.edu.tw

研究助理: 李哲諺

服務單位: 台灣大學- RC 結構研究室

聯絡信箱: r07521204@ntu.edu.tw

參考文獻:

[1] Ou YC, and Ngo SH (2016a) Discrete computational shear strength models for 5-, 6-, and 11-circular-hoop and spiral transverse reinforcement. Advances in Structural Engineering 19(1): 27–37.【Download Paper


[2] Ou YC, and Ngo SH (2016b) Discrete Shear Strength of Two- and Seven-Circular-Hoop and Spiral Transverse Reinforcement. ACI Structural Journal, V. 113, No. 2, March-April 2016.【Download Paper