Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2000.04a
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pp.791-796
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2000
Purpose of this study is to analyze the characteristics and reinforcement effects of restored the RC bridge deck with small precast panel through static load tests and to provide the basic information for the damaged slab decks. In the tests for realizing movement of general RC bridge slabs, 6 samples are prepared and tested. All reinforced samples are restored with 1 or 2-layers precast panels by epoxy mortar. The movement of restored slabs is analyzed and compared with the behavior of non-restored slabs. In result of these tests, tension cracks due to bending moment are show, and after static load test there happens finally a punching shear failure, which is the general type of RC bridge failure. The tests show that restoration of the RC slab results in increasing of loading capacity about 30~50% an restoring panels are stick to slab and moving with slab under loading test.
This research presents the design and numerical assessment of composite steel-concrete frame structures with welded dissipative fuses. The assessment has been carried out based on linear response spectrum, nonlinear static pushover and time history procedures. The analytical expressions which define the envelope of the nonlinear response of the dissipative fuses are first presented and calibrated against experimental results available in literature. The assessment is then carried out according to a design methodology proposed herein. Outcomes of the numerical assessment indicate that the use of welded dissipative fuses successfully limited damage within the replaceable parts. Furthermore, although structures with dissipative fuses present lower strength and, generally, lower displacement capacity, their displacement ductility and global dissipative performance are generally higher than conventional structures, especially when the structure with dissipative fuses presents a dissipative configuration adjusted to the bending moment distribution diagram calculated for the applied seismic action.
An analytical model incorporating bending and shear behavior is presented to predict the lateral loading characteristic for rectangular hollow columns. The moment-curvature relationship for the rectangular hollow sections of a column is firstly determined. Then the nonlinear lateral load-displacement relationship for the hollow column can be obtained accordingly. In this model, thirteen constitutive laws for confined concrete and five approaches to estimate the shear capacity are used. A series of tests on 12 model hollow columns aimed at the seismic shear behavior are reported, and the test data are compared to the analytical results. It is found that the analytical model reflects the experimental results rather closely.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2004.11a
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pp.41-44
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2004
This experimental investigation was conducted to examine the behaviour of eight one-third scale columns made of high-strength concrete (HSC). The columns were subjected to a constant axial load corresponding to 30 per cent of the column axial load capacity and a cyclic horizontal load-inducing reversed bending moment. The variables studied in this research are the volumetric ratio of transverse reinforcement, tie configuration and tie yield strength. Columns with 42 per cent higher amounts of transverse reinforcement than that required by seismic provisions of ACI 318-02 showed ductile behaviour. Relationships between the calculated damage index and the observed damage such as initial crack, spalling of concrete, buckling of longitudinal bar, and crushing of concrete are propose.
Torsional behaviors of beams are investigated for the web reinforcement and the concrete type. Eight beams with self-compacting concrete (SCC) and twelve beams with conventional concrete (CC) were manufactured and tested. All the models manufactured as the $250{\times}300{\times}1500mm$ were tested according to relevant standards. Two concrete types, CC and SCC were designed for 20 and 40 MPa compressive strength. From the point of web reinforcement, the web spacing was chosen as 80 and 100 mm. The rotation angles of the concrete beams subjected to pure torsional moment as well as the cracks occurring in the beams, the ultimate and critical torsional moments were observed. Moreover, the ultimate torsional moments obtained experimentally were compared with the values evaluated theoretically according to some relevant standards and theories. The closest estimations were observed for the skew-bending theory and the Australian Standard.
Yang, Yong;Yu, Yunlong;Guo, Yuxiang;Roeder, Charles W.;Xue, Yicong;Shao, Yongjian
Steel and Composite Structures
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v.21
no.2
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pp.289-302
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2016
A new kind of partially precast or prefabricated castellated steel reinforced concrete beam, which is abbreviated here as CPSRC beam, was presented and introduced in this paper. This kind of CPSRC beam is composed of a precast outer-part and a cast-in-place inner-part. The precast outer-part is composed of an encased castellated steel shape, reinforcement bars and high performance concrete. The cast-in-place inner-part is made of common strength concrete, and is casted with the floor slabs simultaneously. In order to investigate the shear performance of the CPSRC beam, experiments of six CPSRC T-beam specimens, together with experiments of one cast-in-place SRC control T-beam specimen were conducted. All the specimens were subjected to sagging bending moment (or positive moment). In the tests, the influence of casting different strength of concrete in the cross section on the shear performance of the PPSRC beam was firstly emphasized, and the effect of the shear span-to-depth ratio on that were also especially taken into account too. During the tests, the shear force-deflection curves were recorded, while the strains of concrete, the steel shapes as well as the reinforcement stirrups at the shear zone of the specimens were also measured, and the crack propagation pattern together with the failure pattern was as well observed in detail. Based on the test results, the shear failure mechanism was clearly revealed, and the effect of the concrete strength and shear span-to-depth ratios were investigated. The shear capacity of such kind of CPSRC was furthermore discussed, and the influences of the holes on the steel shape on the shear performance were particularly analyzed.
Due to the unique construction method of modular steel buildings (MSBs) with units prefabricated fully off the site and assembled quickly on the site, the inter-module connection for easy operation and overall performance of the system were key issues. However, it was a lack of relevant research on the system-level performance of MSBs. This study investigated the seismic performance of two-storey modular steel structure with a proposed vertical rotary inter-module connection. Three full-scale quasi-static tests, with and without corrugated steel plate and its combination, were carried out to evaluate and compare their seismic behaviour. The hysteretic performance, skeleton curves, ductile performance, stiffness degradation, energy dissipation capacity, and deformation pattern were clarified. The results showed that good ductility and plastic deformation ability of such modular steel structures. Two lateral-force resistance mechanisms with different layout combinations were also discussed in detail. The corrugated steel plate could significantly improve the lateral stiffness and bearing capacity of the modular steel structure. The cooperative working mechanism of modules and inter-module connections was further analyzed. When the lateral stiffness of upper and lower modular structures was close, limited bending moment transfer may be considered for the inter-module connection. While a large lateral stiffness difference existed initially between the upper and lower structures, an obvious gap occurred at the inter-module connection, and this gap may significantly influence the bending moments transferred by the inter-module connections. Meanwhile, several design recommendations of inter-module connections were also given for the application of MSBs.
Jung, Young Wook;Ahn, Jaeyoon;Kim, Hyeonseoung;Ahn, Jaehun
Journal of the Korean Geotechnical Society
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v.40
no.4
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pp.179-188
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2024
Nondestructive pile integrity tests are used to confirm the construction of drilled shafts as the foundation of many facilities. However, the safety of the foundation is determined only by the presence or absence of defects, and the location and scale of defects are not considered. In this study, we propose an analysis model for the lateral bearing capacity and section force connected building information modeling (BIM) by extracting the cross-sectional characteristics of the defect in piles and reviewing the safety of piles with defects. Defects at the top of piles had more effect on the change in the deflection of the pile head. Moreover, the decrease in the axial force-bending moment interaction diagram due to cross-sectional reduction increased the risk of destruction of the piles more than the change in the bending moments due to defects. The proposed method can help review the comprehensive safety of piles.
The concrete-filled steel tube (CFT) columns have several benefits of high load-bearing capacity, inherent ductility and toughness because of the confinement effect of the steel tube on concrete and the restraining effect of the concrete on local buckling of steel tube. However, the experimental research into the behavior of square CFT columns consisting of high-strength steel and high-strength concrete is limited. Six full scale CFT specimens were tested under flexural moment. The CFT columns consisted of high-strength steel tubes ($f_y$ = 325 MPa, 555 MPa, 900 MPa) and high-strength concrete ($f_{ck}$ = 80 MPa and 120 MPa). The ultimate capacity of high strength square CFT columns was compared with AISC-LRFD design code. Also, this study was focused on investigating the effect of high-strength materials on the structural behavior and the mathematical models of the steel tube and concrete. Nonlinear fiber element analyses were conducted based on the material model considering the cyclic bending behavior of high-strength CFT members. The results obtained from the numerical analyses were compared with the experimental results. It was found that the numerical analysis results agree well with the experimental results.
There are constraints on truck weight, axle configurations and size imposed by departments of transportation around the globe due to structural capacity limitations of highway pavements and bridges. In spite of that, freight movers demand some vehicles that surpass the maximum size and legal weight limits to use the transportation network. Oversized trucks serve the purpose of spreading the load on the bridge; thus, reducing the load effect on the superstructure. For such vehicles, often a quick structural analysis of the existing bridges along the traveled route is needed to ensure that the structural capacity is not exceeded. For a wide vehicle having wheel gage larger than the standard 1830 mm, the girder distribution factors in the design specifications cannot be directly used to estimate the live load in the supporting girders. In this study, a simple approach that is based on finite element analysis is developed by modifying the AASHTO LRFD's girder distribution factors for slab-on-steel-girder bridges to overcome this problem. The proposed factors allow for determining the oversized vehicle bending moment and shear force effect in the individual girders as a function of the gage width characteristics. Findings of the study showed that the relationship between the girder distribution factor and gage width is more nonlinear in shear than in flexure. The proposed factors yield reasonable results compared with the finite element analysis with adequate level of conservatism.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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