Milosavljevic, Branko;Milicevic, Ivan;Pavlovic, Marko;Spremic, Milan
Steel and Composite Structures
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제29권2호
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pp.257-272
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2018
The research of shear connectors composed from mechanical couplers with rebar anchors, embedded in concrete, and steel bolts, as a mean of shear transfer in composite connections is presented in the paper. Specific issues related to this type of connections are local concrete pressure in the connector vicinity as well as the shear flow along the connector axis. The experimental research included 18 specimens, arranged in 5 series. Nonlinear numerical analyses using Abaqus software was conducted on corresponding FE models. Different failure modes were analysed, with emphasis on concrete edge failure and bolt shear failure. The influence of key parameters on the behaviour of shear connector was examined: (1) concrete compression strength, (2) bolt tensile strength and diameter and (3) concrete edge distance. It is concluded that bolted shear connectors with mechanical couplers have sufficient capacity to be used as shear connectors in composite structures and that their behaviour is similar to the behaviour of post installed anchors as well as other types of connectors anchored without the head.
Lam, Kah Mun;Kim, Woo-Suk;Van Zandt, Michael;Kang, Thomas H.K.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제5권2호
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pp.77-85
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2011
The use of headed bars as opposed to standard 90- or 180-degree hooked bars in beam ends, beam-column joints or other steel congested areas for anchorage and bond has become more favorable due to the fact that steel congestion is often created by large bend diameters or crossties. This research mainly focuses on evaluating the code provisions regarding the use of headed bars. Nine simply supported rectangular concrete beams with headed longitudinal reinforcement were tested under a four-point monotonic loading system. The design clear spacing, which varies from 1.5 to 4.25 times the bar diameter, was the only parameter for the experimental investigation. The test results showed that the closely-spaced headed bars were capable of developing to full yield strength without any severe brittle concrete breakout cone or pullout failure. Bond along the bar was not sufficient due to the early loss of concrete integrity. However, the headed bars were effective for anchorage with no excessive moment capacity reduction. This implies that the clear spacing of about 2 times the bar diameter for headed bars may be reasonable to ensure the development of specified yield strength of headed bars and corresponding member design strength.
Concrete wedge anchor is one of structural components to transfer load of an object attached to a primary structure. Recently, as retrofitting concrete structure is becoming a main issue, mechanical capacity of the anchor should be secured enough. In spite of the structural safety of Cast-in-place anchor, Post-installed anchor is more widely used with ease of placement or change of construction method. However, the post-installed anchors domestically produced have excessive coefficient of variation over 15% of ultimate tensile strength, which yields deteriorated quality in tensile strength. In this research, tensile strength test of anchors, which have improved sleeve and header and produced by a domestic company, was conducted for two variables, concrete strength and effective embedment depth. As a result, enough coefficients of variations were secured in all specimens. Also, in comparison to foreign products, the domestic ones have equal or higher performance.
Kim, Dong Hyun;Park, Yong Myung;Kang, Choong Hyun;Lee, Jong Han
Structural Engineering and Mechanics
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제58권1호
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pp.39-58
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2016
Since the publication of ACI 318-02, the concrete capacity design (CCD) method has been used to determine the resistance of unreinforced concrete anchors. The regulation of steel-reinforced anchors was proposed in ACI 318-08. Until ACI 318-08, the shear resistance of concrete breakout for an unreinforced anchor during an earthquake was reduced to 75% of the static shear strength, but this reduction has been eliminated since ACI 318-11. In addition, the resistance of a hairpin-reinforced anchor was calculated using only the strength of the steel, and a regulation on the dynamic strength was not given for reinforced anchors. In this study, shaking table tests were performed to evaluate the dynamic shear strength of unreinforced and hairpin-reinforced cast-in-place (CIP) anchors during earthquakes. The anchors used in this study were 30 mm in diameter, with edge distances of 150 mm and embedment depths of 240 mm. The diameter of the hairpin steel was 10 mm. Shaking table tests were carried out on two specimens using the artificial earthquake, based on the United States Nuclear Regulatory Commission (US NRC)'s Regulatory Guide 1.60, and the Northridge earthquake. The experimental results were compared to the current ACI 318 and ETAG 001 design codes.
최근 들어 우리나라에서도 설치와 유지관리가 용이하며 경제성이 뛰어난 강재이력형 감쇠장치를 적용하여 내진성능을 확보하고자 하는 건물들이 다수 건설되고 있다. 하지만 이러한 강재이력형 감쇠장치가 철근콘크리트 건물에 적용되는 경우 감쇠장치를 설치하기 위한 연결구조물은 전체적인 시스템을 복잡하게 만들어 감쇠장치의 신뢰도를 저하시키는 요소가 되기도 한다. 이에 본 연구에서는 기존연구에서 개발된 카고메 감쇠장치를 대상으로 별도의 연결구조 없이 철근콘크리트 지지구조물에 감쇠장치를 직접 매립할 수 있는 시스템을 제안하고자 하며, 매립길이에 따른 내진거동을 확인하여 동 시스템의 정립을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 실험결과, $1.0l_d$ 매립길이 실험체의 경우 카고메 감쇠장치 매립부분에서 콘 파괴와 유사한 형태의 뽑힘이 발생하였다. 반면, $2.0l_d$ 매립길이를 확보한 실험체는 실험 종료 시까지 뽑힘 및 콘 파괴 없이 안정적인 이력거동을 나타내었고 $1.0l_d$ 매립길이 대비 $2.0l_d$ 매립길이가 약 1.3배의 향상된 에너지소산능력을 나타내었다. 본 연구에서 제안하는 시스템을 적용할 경우, 기존 설치방법 변경에 따른 기타 철물 제작 비용을 줄일 수 있으며, 시공 시에도 부수적인 철물 시공을 줄여 공기를 단축할 수 있다.
To enable remodeling of the exterior of buildings more convenient, such finishing materials as curtain walls, metal panels, concrete panels or dry stones need to be easily detached. In this respect, this study proposed a new design of the slab for the purposes. In the new design, the sides of the slab were properly modified, and the capabilities of anchors fixed in the modified slab were experimentally tested. In details, a number of concrete specimens with different sizes and compressive strengths were prepared, and the effect of anchors with different diameters and embedment depths applied in the concrete specimens were tested. The test results of the maximum capacities of the anchors were compared with the number of current design codes and the stress distribution was identified. This study found that the embedment depth specified in the current design code (ACI318-08) should be revised to be more than 1.5 times the edge distance. However, with the steel sheet reinforcement, the experiment acquired higher tensile strength than the design code proposed. In addition, for two types of specimens in the tensile strength experiment, the current design code (ACI 318-08) is overestimated for the anchor depth of 75 mm. This study demonstrated that the ideal breakout failure was attainable for the side slot details of a slab with more than 180 mm of a slab thickness and less than 75 mm of an anchor embedment depth. It is expected that these details of the modified slab can be specified in the upgraded construction design codes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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