Zhang, Xianggang;Deng, Dapeng;Lin, Xinyan;Yang, Jianhui;Fu, Lei
Structural Engineering and Mechanics
/
v.69
no.6
/
pp.627-635
/
2019
In order to study the axial compression performance of sand-lightweight concrete-filled steel tube (SLCFST) stub columns, three circular SLCFST (C-SLCFST) stub column specimens and three SLCFST square (S-SLCFST) stub column specimens were fabricated and static monotonic axial compression performance testing was carried out, using the volume ratio between river sand and ceramic sand in sand-lightweight concrete (SLC) as a varying parameter. The stress process and failure mode of the specimens were observed, stress-strain curves were obtained and analysed for the specimens, and the ultimate bearing capacity of SLCFST stub column specimens was calculated based on unified strength theory, limit equilibrium theory and superposition theory. The results show that the outer steel tubes of SLCFST stub columns buckled outward, core SLC was crushed, and the damage to the upper parts of the S-SLCFST stub columns was more serious than for C-SLCFST stub columns. Three stages can be identified in the stress-strain curves of SLCFST stub columns: an elastic stage, an elastic-plastic stage and a plastic stage. It is suggested that AIJ-1997, CECS 159:2004 or AIJ-1997, based on superposition theory, can be used to design the ultimate bearing capacity under axial compression for C-SLCFST and S-SLCFST stub columns; for varying replacement ratios of natural river sand, the calculated stress-strain curves for SLCFST stub columns under axial compression show good fitting to the test measure curves.
Huang, Zhenyu;Huang, Xinxiong;Li, Weiwen;Mei, Liu;Liew, J.Y. Richard
Steel and Composite Structures
/
v.31
no.1
/
pp.69-83
/
2019
This paper investigates the structural behavior of very high strength concrete encased steel composite columns via combined experimental and analytical study. The experimental programme examines stub composite columns under pure compression and eccentric compression. The experimental results show that the high strength encased concrete composite column exhibits brittle post peak behavior and low ductility but has acceptable compressive resistance. The high strength concrete encased composite column subjected to early spalling and initial flexural cracking due to its brittle nature that may degrade the stiffness and ultimate resistance. The analytical study compares the current code methods (ACI 318, Eurocode 4, AISC 360 and Chinese JGJ 138) in predicting the compressive resistance of the high strength concrete encased composite columns to verify the accuracy. The plastic design resistance may not be fully achieved. A database including the concrete encased composite column under concentered and eccentric compression is established to verify the predictions using the proposed elastic, elastoplastic and plastic methods. Image-oriented intelligent recognition tool-based fiber element method is programmed to predict the load resistances. It is found that the plastic method can give an accurate prediction of the load resistance for the encased composite column using normal strength concrete (20-60 MPa) while the elastoplastic method provides reasonably conservative predictions for the encased composite column using high strength concrete (60-120 MPa).
This paper presents an experimental study on the behavior of axially-loaded steel RHS (rectangular hollow section) compression members that are partially reinforced along their lengths with welded steel plates. 28 slender column tests were carried out to investigate the effects of the slenderness ratio of the unreinforced member and the ratio of the reinforced length of the member to its entire length. In addition to the slender column tests, 14 stub-column tests were conducted to determine the basic mechanical properties of the test specimens under uniform compression. Test results show that both the compressive strength and stiffness of an RHS member can be increased significantly compared to its unreinforced counterpart even when only the central quarter of the member is reinforced. Based on the limited test data, it can be concluded that partial reinforcement is, in general, more effective in members with larger slenderness ratios. A simple design expression is also proposed to predict the compressive strength of RHS columns partially reinforced along their length with welded steel plates by modifying the provisions of AISC 360-10 to account for the partial reinforcement.
Lee, Jeonghwa;Byun, Namju;Kang, Young Jong;Won, Deok Hee;Kim, Seungjun
Steel and Composite Structures
/
v.43
no.4
/
pp.431-445
/
2022
A double-skinned composite tubular (DSCT) column, which is an internally confined concrete-filled tubular column with a hollow section, has been developed for efficient use of materials that reduce self-weight and enhance seismic performance. It exhibits excellent material behavior with ductility owing to the confinement induced by outer and inner steel tubes. This study conducted axial compression tests considering the effects of steel tube thickness and hollow diameter ratios of DSCT columns on the material behavior of confined concrete under pure axial compression on concrete cores. From the axial compression tests, various combinations of outer and inner tube thicknesses and two different hollow section ratios were considered. Additionally, confined concrete material behavior, axial strength, failure modes, and ductility of DSCT columns were evaluated. Based on this study, it was concluded that the tests show a good correlation with peak strength and shapes of nonlinear stress-strain curves presented in literature; however, the thinner outer and inner steel tubes may reduce the ductility of DSCT columns when using thinner outer and inner tubes and higher confined stress levels. Finally, the minimum thickness requirements of the steel tubes for DSCT columns were discussed in terms of strength and ductility of test specimens.
In order to investigate the seismic performance of regionally confined concrete circular column with trapezoid stirrups (TRCCC) under high axial compression ratio, the confinement mechanism of regionally confined concrete was analyzed. Three regionally confined concrete circular columns with trapezoid stirrups were designed, and low cyclic loading tests were conducted at three different axial compression ratios (0.9, 1.1, 1.25) to study the failure mode, hysteresis curve, skeleton curve, deformation capacity, stiffness degradation and energy dissipation capacity of the specimens. The results indicate that the form of regional confinement concrete provides more uniform confinement to the normal confinement, and the confinement efficiency at the edges is 1.4 times that of normal confined concrete. The ductility coefficients of the specimens were all greater than 3 under high axial compression ratios, and the stiffness and horizontal bearing capacity increased with the increase of axial compression ratio. Therefore, it is recommended that the code of design specifications can appropriately relax the axial compression ratio limit for TRCCC. Finally, the spacing between stirrups of TRCCC was analyzed using ABAQUS software. The results showed that as the spacing between the stirrups decreased, the cracking load and peak load of TRCCC increased continuously, but the rate of increase decreases.
Column is usually floating on the stone base directly with or without positioning tenon in traditional Chinese timber structure. Vertical load originated by the heavy upper structure would induce large friction force and compression force between interfaces of column foot and stone base. This study focused on the mechanical behaviors of column foot joint with consideration of the influence of vertical load. Mechanism of column rocking and stress state of column foot has been explored by theoretical analysis. A nonlinear finite element model of column foot joint has been built and verified using the full-scale test. The verified model is then used to investigate the mechanical behaviors of the joint subjected to cyclic loading with different static vertical loads. Column rocking mechanism and stress distributions of column foot were studied in detail, showing good agreement with the theoretical analysis. Mechanical behaviors of column foot joint and the effects of the vertical load on the seismic behavior of column foot were studied. Result showed that compression stress, restoring moment and stiffness increased with the increase of vertical load. An appropriate vertical load originated by the heavy upper structure would produce certain restoring moment and reset the rocking columns, ensuring the stability of the whole frame.
To investigate the stress-strain relation of PVC-FRP Confined Concrete (PFCC) column with RC ring beam joint subjected to eccentric compression, the experiment of 13 joint specimens, which were designed with principle of "strong joint and weak column", were presented. Several variable parameters, such as reinforcement ratio, width and height of ring beam, FRP strips spacing and eccentricity, were considered. The specimens were eventually damaged by the crushing of concrete, the fracture of PVC tube and several FRP strips. With the FRP strips spacing or eccentricity increased, the ultimate carrying capacity of specimens declined. The strain of FRP strips and axial strain of PVC tube decreased as FRP strips spacing decreased. The decrease of eccentricity would slow down the development of strain of FRP strips and axial strain of PVC tube. The slope of stress-strain curve of PFCC column decreased as FRP strips spacing or eccentricity increased. The ultimate strain of PFCC column reduced as FRP strips spacing increased, while the effect of eccentricity on the ultimate strain of PFCC was not distinct. Considering the influence of eccentricity on the stress-strain relation, a modified stress-strain model for conveniently predicting the weak PFCC column and strong RC ring beam joint under eccentric compression was proposed and it was in good agreement with the experimental data.
In current European Standard EN 1993, the moment-rotation characteristics of beam-to-column joints made from steel with a yield stress > 460MPa are obtained from elastic design procedures. The strength of the joint basic components, such as the column web subject to local transverse compression, is thus limited to the yield resistance rather than the plastic resistance. With the recent developments of higher strength steel grades, the need for these restrictions should be revisited. However, as the strength of the steel is increased, the buckling characteristics become more significant and thus instability phenomena may govern the design. This paper summarizes a comprehensive set of finite element parametric studies pertaining to the strength behaviour of high-strength steel unstiffened I-columns in transverse compression. The paper outlines the implementation and validation of a three-dimensional finite element model and presents the relevant numerical test results. The finite element predictions are evaluated against the strength values anticipated by the EN 1993 for conventional steel columns and recommendations are made for revising the specifications.
The objective of seismic resilience is to maintain or rapidly restore the function of a building after an earthquake. An efficient tilt mechanism at the member level is crucial for the restoration of the main structure function; however, the damage resistance of the members should be the main focus. In this study, through a comparison with the classical Flamant theory of local loading in the elastic half-space, an elastomechanical solution for the axial-stress distribution of a reinforced-concrete (RC) rocking column was derived. Furthermore, assuming that the lateral displacement of the rocking column is determined by the contact surface rotation angle of the column end and bending and shear deformation of the column body, the load-lateral displacement mechanical model of the RC rocking column was established and validated through a comparison with finite-element simulation results. The axial-compression ratio and column-end strength were analyzed, and the results indicated that on the premise of column damage resistance, simply increasing the axial-compression ratio increases the lateral loading capacity of the column but is ineffective for improving the lateral-displacement capacity. The lateral loading and displacement of the column are significantly improved as the strength of the column end material increases. Therefore, it is feasible to improve the working performance of RC rocking columns via local reinforcement of the column end.
The Ssteel-Cconcrete (SC) Ccomposite Ccolumn is a new Ccomposite Ccolunin system, where hoops are welded between flanges of H-shapesd steel and concrete is filled in spaces between flanges are filled with con crete. Tests of SC composite columns were performed previously to determine their compression, bending and shear strength, and it showed good structural behavior. But sSince a column is usually subjected to an axial compression force, and bending it ihas needed to be bent forevaluate its structural behavior to be evaluated when its axial load and bending isaresimultaneously applied to the SC composite column. In this paper, tests were conducted to investigate the bending strength of SC composite columns subjected to axial compression force and bending moment. The parameters of the tests were concrete, a stud bolt, a hoop and a magnitude of axial compression. The test results showed that the maximum bending strength and ductility of an SC composite column were increased by 33-42% and 33-63%, respectively, comparinged to those of a bare steel column. Also, the results obtained bywith the Korean Limit State Design Code (LSD) presents a considerably safe side value compared to those of the Eurocode-4 and the Japan Code. However, wWhen the axial compression force is was increased, however, there awere considerable differences between the maximum strength obtained by the test and the LSD analysis. For this reason, it is recommended tothe use of the Eurocode-4 is recommended when calculates the strength of an SC composite column is being calculated, since the Eurocode-4 gives us a better estimation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.