Due to creep and shrinkage of the concrete core, concrete-filled steel tubular (CFST) arches continue to deform in the long-term under sustained loads. This paper presents analytical investigations of the effects of geometric nonlinearity on the long-term in-plane structural performance and stability of three-pinned CFST circular arches under a sustained uniform radial load. Non-linear long-term analysis is conducted and compared with its linear counterpart. It is found that the linear analysis predicts long-term increases of deformations of the CFST arches, but does not predict any long-term changes of the internal actions. However, non-linear analysis predicts not only more significant long-term increases of deformations, but also significant long-term increases of internal actions under the same sustained load. As a result, a three-pinned CFST arch satisfying the serviceability limit state predicted by the linear analysis may violate the serviceability requirement when its geometric nonlinearity is considered. It is also shown that the geometric nonlinearity greatly reduces the long-term in-plane stability of three-pinned CFST arches under the sustained load. A three-pinned CFST arch satisfying the stability limit state predicted by linear analysis in the long-term may lose its stability because of its geometric nonlinearity. Hence, non-linear analysis is needed for correctly predicting the long-term structural behaviour and stability of three-pinned CFST arches under the sustained load. The non-linear long-term behaviour and stability of three-pinned CFST arches are compared with those of two-pinned counterparts. The linear and non-linear analyses for the long-term behaviour and stability are validated by the finite element method.
The sufficient early strength of primary support is crucial for stabilizing the surroundings, especially for the tunnels constructed in soil. This paper introduces the Steel-Concrete Composite Support System (SCCS), a new support with high bearing capacity and flexible, rapid construction. The bearing characteristics and construction performance of SCCS were systematically studied using a three-dimensional numerical model. A sensitivity analysis was also performed. It was found that the stress of a π-shaped steel arch decreased with an increase in the thickness of the wall, and increased linearly with an increase in the rate of stress release. In the horizontal direction of the arch section, the nodal stresses of the crown and the shoulder gradually increased in longitudinally, and in the vertical direction, the nodal stresses gradually decreased from top to bottom. The stress distribution at the waist, however, was opposite to that at the crown and the shoulder. By analyzing the stress of the arch section under different installation gaps, the sectional stress evolution was found to have a step-growth trend at the crown and shoulder. The stress evolution at the waist is more likely to have a two-stage growth trend: a slow growth stage and a fast growth stage. The maximum tensile and compressive stresses of the secondary lining supported by SCCS were reduced on average by 38.0% and 49.0%, respectively, compared with the traditional support. The findings can provide a reference for the supporting technology in tunnels driven in loess.
Inchon International Airport Elevated Road Way is located between the Passenger Terminal Building and Transportaion Center which are Inchon International Airport core construction projects. The deck of the bridge is consists of 5-span or 6-span continuous pre-stressed concrete slab. Steel form has been used to enhance the quality of texture on concrete slab. Steel form has been used to enhance the quality of texture on concrete surface, lower surface of deck slab with the two way arch has been manufactured by highly professional manner in order to get an beautiful exterior architectural looks. The prestressed concrete deck slab is mass concrete structures with a high-specified concrete strength and a varying section in the range of 0.95-2.8m thickness. Therefore high risks of thermal cracking occurrence by heat of hydration highly are expected. To resolve such problem, we adopted type 1 cement and pipe cooking method at construction site through mass concrete specimen test and 3-dimensional analysis. For Pipe cooling we used 25mm diameter stainless pipes with wrinkles. Cooling pipe with spacing 50-60cm has been installed. And continuous pipe cooling with cooling water of 15$^{\circ}C$ was conducted for 2days. In present 8 span of all 29 spans construction has been completed. No thermal cracking heat hydration has been observed yet.
CFT 구조는 강재 또는 철근콘크리트로 이루어진 일반 구조용 부재와 비교해서 많은 이점을 가진다. 강재 박스와 콘크리트의 구속효과에 의한 전체구조물의 연성도, 강성 및 하중지지능력의 증가 때문에 CFT 구조는 기둥 부재에 광범위하게 적용되고 있다. 이러한 CFT 구조의 장점들 때문에 최근들어 CFT 부재는 거더부재로 교량구조물에 확대 적용되고 있다. 본 연구의 목적은 CFT 구조, 아치형상 및 긴장재로 이루어진 CFTA 거더교의 해석모델을 개발하고 이를 적용한 설계법을 제안하기 위함이다.
아치 작용과 트러스 작용의 관점에서 주근의 부착강도가 전단강도에 미치는 영향을 살펴본다. 부�T강도를 고려한 응력장으로 깊은 보와 얕은 보의 가능한 전단파괴의 종류를 구분할 수 있다. 또한 대각선 응력장의 기울기는 전단강도를 결정하는 응력전달 요소 중 2 개가 항복점에 도달할 ��의 균형점으로 해석할 수 있다.
We present a methodology to validate with monitoring data finite element models of existing concrete dams: numerical analyses are performed to assess the structural response under the effects of seasonal loading conditions, represented by hydrostatic pressure on the upstream-downstream dam surfaces and thermal variations as recorded by a thermometers network. We show that the stiffness effect of the rock foundation and the surface degradation of concrete due to aging are crucial aspects to be accounted for a correct interpretation of the real behavior. This work summarizes some general procedures developed by this research group at Politecnico di Milano on traditional static monitoring systems and two significant case studies: a buttress gravity and an arch-gravity dam.
This paper describes a model on shear strength of RC columns strengthened with FRP sheets. In this study, we propose a confined concrete strength model of RC columns confined by transverse reinforcement as well as FRP sheet by introducing corresponding effective confinement coefficient for each confined concrete area. Then, a shear strength model of the confined RC columns is proposed by lower and upper bound limit analysis which are based on the truss-arch model theory and shear band failure theory, respectively. Along with shear test data obtained from strengthened column specimens, the developed analytical models are verified. The comparison shows that the proposed model can be used effectively for the prediction of both ultimate strength and required amount of strengthening in retrofit design for RC columns.
In the mechanism of beam shear failure, beam action and arch action always exist simultaneously. According to a/d ratio, the proportion and contribution between these two actions to shear capacity are merely changed. Moreover, the current codes recommendations are founded on the experimental results with normal strength concrete, the applicable range of $f'_{c}$ must be extended. Based on this mechanism and new requirement, an analytical equation is proposed for shear capacity prediction of reinforced concrete beams without stirrups. To reflect contribution change of two actions, stress variation in longitudinal reinforcement along the span is considered with Jenq and Shah Model. Dowel action and shear friction are also taken into account. Size effect is included to derive more precise equation. It is shown that the proposed equation is more accurate than other empirical equations and codes. So, it can be possible that wide range of a/d ratio is considered by one equation.
This paper presents a deformable strut-and-tie model of determining the shear strengths and ultimate deformations of the shear-dominant reinforced concrete members. The proposed model originates from the strut-and-tie model concept and satisfies equilibrium, compatibility, constitutive laws, and the geometric conditions of shear deformation. This study attempts to apply deformation patterns to strut-and-tie models. The yielding of flexural reinforcements determines yielding states and the ultimate states of reinforced concrete coupling beam are defined as the ultimate compressive strain of struts and the degradation of compressive strength due to principal tensile strain of struts. The validity and accuracy of the proposed model is then tested against available experimental data. The parameters reviewed include the ratios of truss action and arch action, the reinforcement ratios, and the shear span-depth ratio. It is expected that this model can be applied to displacement-based design methods.
An experimental investigation on the behavior of reinforced concrete coupling beams is presented. The test variables are the span-to-depth ratio, the ratio of flexural reinforcement and the ratio of shear rebar. The distribution of arch action and truss action which compose the mechanism of shear resistance is discussed. This study proposes the deformation model for reinforced concrete coupling beams considering the bond slip of flexural reinforcement. The yielding of flexural reinforcements determines yielding states and the ultimate states of reinforced concrete coupling beam are defined as the ultimate compressive strain of struts and the degradation of compressive strength due to principal tensile strain of struts. It is expected that this model can be applied to displacement-based design methods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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