In the concept of two-parameter fatigue failure criterion, the material fatigue failure is determined by the damage degree and the current stress level. Based on this viewpoint, a residual strength degradation model for stud shear connectors under fatigue loads is proposed in this study. First, existing residual strength degradation models and test data are summarized. Next, three series of 11 push-out specimen tests according to the standard push-out test method in Eurocode-4 are performed: the static strength test, the fatigue endurance test and the residual strength test. By introducing the "two-parameter fatigue failure criterion," a residual strength calculation model after cyclic loading is derived, considering the nonlinear fatigue damage and the current stress condition. The parameters are achieved by fitting the data from this study and some literature data. Finally, through verification using several literature reports, the results show that the model can better describe the strength degradation law of stud connectors.
Ship structures and aircraft structures are consisted of thin sheet alloy, so it is very important to understand the characteristics of fatigue crack propagation of that material and to establish the data base. The data for fatigue crack propagation behavior scatter very much even under identical experimental conditions with constant loading. The behavior of fatigue crack propagation under regular and irregular cyclic loadings is known to be highly affected by complicated factors such as plastic zone developed at the vicinity of crack tip and reduction of cross sectional area. In this paper, the controlled stress amplitude and overload fatigue crack propagation tests have been conducted to investigate the effect of varying factors such as plastic zone size near the crack tip and area reduction factor (AF) on the fatigue crack propagation behavior A better simulation of fatigue crack propagation behavior is found to be obtainable by using Wheeler and Willenborg models with AF effect.
Austenitic stainless steel is used as high temperature components such as gas turbine blade and disk because of its good thermal resistance. In the present investigation, tensile and low cycle fatigue(LCF) behavior of stainless steel for turbine disks was studied at wide temperature range $20^{\circ}C\;{\sim}\;750^{\circ}C$. In the tensile tests, it was shown that elastic modulus, yield strength, ultimate tensile strength decreased when temperature increased. The effect on fatigue failure of the parameters such as plastic strain amplitude, stress amplitude and plastic strain energy density was also investigated. Coffin-Manson and Morrow models were used to adjust experimental data and predict the fatigue life behavior at different mean strain values during cyclic loading of high temperature components.
The objective of this experimental study is to investigate the hysteretic behavior of reinforced concrete piers subjected to quasi-static cyclic loads, which have been used in large numbers for railway and urban transportation facilities. Important test parameters are hoop ratio, axial load, loading type, and the behaviors f members have been evaluated through limit states of crack occurrence, yielding and ultimate state of member, ductility and load-deflection loop can be secured by considering the influence of hoop reinforcement ratio and axial load, and that plastic hinge length and ductility ar determined by the combination of the quantities of hoop reinforcement and axial load.
The aim of Cast-In-Place(CIP) method is to upgrade the strength, ductility and stiffness of the structure to the required level. The main objective of this research is to investigate the shear and the flexural strength of reinforced concrete frames infilled with CIP reinforced concrete wall. For this three 1/3 scale, one-bay, one story reinforced concrete infill wall were tested under reversed cyclic loading simulating the seismic effect. Results of tests of CIP shear wall were reviewed to evaluate the current design provisions and to establish the feasible retrofitting method.
This paper proposes a numerically-based methodology to implicitly model irreversible deformations in concrete through a damage model. Plasticity theory is not explicitly employed, although resemblances are still present. A scalar isotropic damage model is adopted and the damage variable is split in two: one contributing for stiffness degradation (cracking) and other contributing for irreversible deformations (plasticity). The proposed methodology is thermodynamically consistent as it consists in a damage model rewritten in different terms. Its Finite Element coding is presented, indicating that minor changes are necessary. It is also demonstrated that nonlinear algorithms are unnecessary to model concrete cracking and plasticity. Experimental data from direct tension and four-point bending tests under cyclic loading are compared to the proposed methodology. A numerical case study of a low-cycle fatigue is also presented. It can be concluded that the model is simple, feasible and capable to capture the essentials concerning cracking and plasticity.
In the case of seismic-resistant composite dual moment resisting and eccentrically braced frames, the current design practice is to avoid the disposition of shear connectors in the expected plastic zones, and consequently to consider a symmetric moment or shear plastic hinges, which occur only in the steel beam or link. Even without connectors, the real behaviour of the hinge may be different from the symmetric assumption, since the reinforced concrete slab is connected to the steel element close to the hinge locations, and also due to contact friction between the concrete slab and the steel element. The paper presents the results and conclusions of experimental tests on composite portal eccentrically braced frames and beam-to-column moment-resisting joints, carried out within the CEMSIG Research Centre of the Politehnica University of Timisoara, in order to check the validity of the assumption stated above. Reference steel and composite specimens with and without connectors in the plastic zones have been tested under monotonic and cyclic seismic type loading.
최근에 피로하중을 받는 보나 기둥 구조물에 강섬유의 사용이 증가하는 추세이다. 예로서 교량, 고속도로, 비행장 그리고 빌딩 등이다. 본 연구에서는 강섬유를 혼입한 철근 콘크리트 보에 대하여 정적실험과 피로실험을 중점적으로 실시했다. 본 연구의 대상모형은 강섬유를 1% 또는 2% 포함한 경우, 스터럽이 있는 경우와 없는 경우로 구별하였다. 피로실험에 있어서 보의 파괴는 강섬유의 뽑힘이 아니라 절단에 있다는 사실을 확인할 수 있었으며, 강섬유 보강 콘크리트보의 해석적 적용성을 검토하기 위하여 실험의 결과치와 수치해석을 비교했는데 수치해석은 비선형 유한요소 프로그램(ADINA)을 사용했다.
High-strength steel composite Y-eccentrically braced frame (Y-HSS-EBF) is a novel structural system. In this study, the spatial substructure hybrid simulation test (SHST) method is used to further study the seismic performance of Y-HSS-EBF. Firstly, based on the cyclic loading tests of two single-story single-span Y-HSS-EBF planar specimens, a finite element model in OpenSees was verified to provide a reference for the numerical substructure analysis model for the later SHST. Then, the SHST was carried out on the OpenFresco test platform. A three-story spatial Y-HSS-EBF model was taken as the prototype, the top story was taken as the experimental substructure, and the remaining two stories were taken as the numerical substructure to be simulated in OpenSees. According to the test results, the validity of the SHST was verified, and the main seismic performance indexes of the SHST model were analyzed. The results show that, the SHST based on the OpenFresco platform has good stability and accuracy, and the results of the SHST agree well with the global numerical model of the structure. Under strong seismic action, the plastic deformation of Y-HSS-EBF mainly occurs in the shear link, and the beam, beam-columns and braces can basically remain in the elastic state, which is conducive to post-earthquake repair.
When some enormous earthquake hazards broke out in the neighboring Japan and Taiwan, many Korean earthquake engineers thought that seismic guidelines must be adjusted safely and economically to consider the moderate earthquake characteristics. In the present aseismic guideline for liquefaction potential assessment, a simplified method using SPT-N value and a detail method based on the dynamic lab-tests were introduced. However, it is said that these methods based on the equivalent stress concept to simplify an irregular earthquake are not reliable to simulate the kaleidoscopical characteristics of earthquake loading correctly. Especially, even though various data from the dynamic lab-test can be obtained, only two data, a maximum cyclic load and a number of cycle at an initial liquefaction are used to determine the soil resistance strength in the detailed method. In this study, a new assessment of liquefaction potential is proposed and verified. In the proposed assessment, various data from dynamic lab-tests are used to determine the unique soil resistance characteristic and a site specific analysis is introduced to analyze the irregular earthquake time history itself. Also, it is found that the proposed assessment is reasonable because it is devised to reflect the changeable soil behavior under dynamic loadings resulted from the generation and development of excess pore water pressure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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