Sakka, Zafer I.;Assakkaf, Ibrahim A.;Qazweeni, Jamal S.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.65
no.6
/
pp.751-760
/
2018
Damages in concrete structures due to aging and other factors could be a serious and immense matter. Making the best selection of the most viable and practical repairing and strengthening techniques are relatively difficult tasks using traditional methods of structural analyses. This is due to the fact that the traditional methods used for assessing aging structure are not fully capable when considering the randomness in strength, loads and cost. This paper presents a reliability-based methodology for assessing reinforced concrete members. The methodology of this study is based on probabilistic analysis, using statistics of the random variables in the performance function equations. Principles of reliability updating are used in the assessment process, as new information is taken into account and combined with prior probabilistic models. The methodology can result in a reliability index ${\beta}$ that can be used to assess the structural component by comparing its value with a standard value. In addition, these methods result in partial safety factor values that can be used for the purpose of strengthening the R/C elements of the existing structure. Calculations and computations of the reliability indices and the partial safety factors values are conducted using the First-order Reliability Method and Monte Carlo simulation.
Strengthening of reinforced concrete beams with externally bonded fiber reinforced polymer plates/sheets technique has become widespread in the last two decades. Although a great deal of research has been conducted on simply supported RC beams, a few studies have been carried out on continuous beams strengthened with FRP composites. This paper presents a simple uniaxial nonlinear analytical model that is able to accurately estimate the load carrying capacity and the behaviour of damaged RC continuous beams flexural strengthened with externally bonded prestressed composite plates on both of the upper and lower fibers, taking into account the thermal load. The model is based on equilibrium and deformations compatibility requirements in and all parts of the strengthened beam, i.e., the damaged concrete beam, the FRP plate and the adhesive layer. The flexural analysis results and analytical predictions for the prestressed composite strengthened damaged RC continuous beams were compared and showed very good agreement in terms of the debonding load, yield load, and ultimate load. The use of composite materials increased the ultimate load capacity compared with the non strengthened beams. The major objective of the current model is to help engineers' model FRP strengthened RC continuous beams in a simple manner. Finally, this research is helpful for the understanding on mechanical behaviour of the interface and design of the FRP-damaged RC hybrid structures.
The traditional destructive tests in damage detection require high cost, long consuming time, repairing of damaged members, etc. In addition to these, powerful equipments with advanced technology have motivated development of global vibration based damage detection methods. These methods base on observation of the changes in the structural dynamic properties and updating finite element models. The existence, location, severity and effect on the structural behavior of the damages can be identified by using these methods. The main idea in these methods is to minimize the differences between analytical and experimental natural frequencies. In this study, an application of damage detection using model updating method was presented on a one storey reinforced concrete (RC) building model. The model was designed to be 1/2 scale of a real building. The measurements on the model were performed by using ten uni-axial seismic accelerometers which were placed to the floor level. The presented damage identification procedure mainly consists of five steps: initial finite element modeling, testing of the undamaged model, finite element model calibration, testing of the damaged model, and damage detection with model updating. The elasticity modulus was selected as variable parameter for model calibration, while the inertia moment of section was selected for model updating. The first three modes were taken into consideration. The possible damaged members were estimated by considering the change ratio in the inertia moment. It was concluded that the finite element model calibration was required for structures to later evaluations such as damage, fatigue, etc. The presented model updating based procedure was very effective and useful for RC structures in the damage identification.
Halahla, Abdulsamee M.;Tahnat, Yazan B. Abu;Dwaikat, Monther B.
Earthquakes and Structures
/
v.22
no.3
/
pp.231-243
/
2022
Beam-column joints (BCJs) are recognized among the most crucial zones in reinforced concrete structures, as they are the critical elements subjected to a complex state of forces during a severe earthquake. Under such conditions, BCJs exhibit behaviors with impacts that extend to the whole structure and significantly influence its ductility and capability of dissipating energy. The focus of this paper is to investigate the effect of undamaged transverse beam (secondary beams) on the ductility of concrete BCJs reinforced with conventional steel and shape memory alloys bars using pushover analysis at tip of beam under different axial load levels at the column using a nonlinear finite element model in ABAQUS environment. A numerical model of a BCJ was constructed and the analysis outcomes were verified by comparing them to those obtained from previous experiments found in the literature. The comparison evidenced the capability of the calibrated model to predict the load capacity response of the joint. Results proved the ability of undamaged secondary beams to provide a noticeable improvement to the ductility of reinforced concrete joints, with a very negligible loss in load capacity. However, the effect of secondary beams can become less significant if the beams are damaged due to seismic effects. In addition, the axial load was found to significantly enhance the performance of BCJs, where the increase in axial load magnified the capacity of the joint. However, higher values of axial load resulted in greater initial stiffness of the BCJ.
Bayraktar, Alemdar;Altunisik, Ahmet Can;Muvafik, Murat
Smart Structures and Systems
/
v.14
no.3
/
pp.479-499
/
2014
This paper illustrates the damages of reinforced concrete and masonry minarets during October 23 (Erciş) and November 9 (Edremit), 2011 Van earthquakes in Turkey. Erciş and Edremit are townships located 90km and 18km from Van city center in Turkey, respectively. Ground accelerations and response spectrums for these earthquakes are given in this paper. A total of 63 reinforced concrete and masonry minarets are heavily damaged or collapsed in the city center and villages nearby after both earthquakes. Because of the fact that there is no Turkish standard and specification directly related to design of minarets, nearly all of the constructions are carried out by workers using only their own technical knowledge. So, all of the non-engineering reinforced concrete and masonry minarets completely collapsed or damaged heavily. From the study, it is seen that the damages are due to several reasons such as site effect, location, and length of the fault, reduction in cross section and formation of the discontinuity, use of plain reinforcement steel, use of concrete with insufficient strength, existence of short lap splices and incorrect end hook angle, larger mass and stiffness concentrations on some region, longitudinal reinforcements discontinuity, cracks at the cylindrical body, and damage of spire and end ornament. In addition to these reasons, the two earthquakes hit the minarets within seventeen days, causing progressive damage. So, the existing design and construction practices should be improved to provide sufficient earthquake performance. Also, it is recommended that there should be a safe distance between the minaret and surrounding structures to reduce the loose of life after earthquake.
The reliability of reinforced concrete structures is frequently compromised by the deterioration caused by reinforcement corrosion. Evaluating the effect caused by reinforcement corrosion on structural behaviour of corrosion damaged concrete structures is essential for effective and reliable infrastructure management. In lifecycle management of corrosion affected reinforced concrete structures, it is difficult to correctly assess the lifecycle performance due to the uncertainties associated with structural resistance deterioration. This paper presents a stochastic deterioration modelling approach to evaluate the performance deterioration of corroded concrete structures during their service life. The flexural strength deterioration is analytically predicted on the basis of bond strength evolution caused by reinforcement corrosion, which is examined by the experimental and field data available. An assessment criterion is defined to evaluate the flexural strength deterioration for the time-dependent reliability analysis. The results from the worked examples show that the proposed approach is capable of evaluating the structural reliability of corrosion damaged concrete structures.
International Journal of Concrete Structures and Materials
/
v.6
no.4
/
pp.209-220
/
2012
Post-earthquake fire (PEF) can lead to a rapid collapse of buildings that have been partially damaged as a result of a prior earthquake. Almost all standards and codes for the design of structures against earthquake ignore the risk of PEF, and thus buildings designed using those codes could be too weak when subjected to a fire after an earthquake. An investigation based on sequential analysis inspired by FEMA356 is performed here on the immediate occupancy (IO), life safety (LS) and collapse prevention (CP) performance levels of two portal frames, after they are pushed to arrive at a certain level of displacement corresponding to the mentioned performance level. This investigation is followed by a fire analysis of the damaged frames, examining the time taken for the damaged frames to collapse. As a point of reference, a fire analysis is also performed for undamaged frames and before the occurrence of earthquake. The results indicate that while there is minor difference between the fire resistances of the fire-alone situation and the frames pushed to the IO level of performance, a notable difference is observed between the fire-alone analysis and the frames pushed to arrive at LS and CP levels of performance and exposed to PEF. The results also show that exposing only the beams to fire results in a higher decline of the fire resistance, compared to exposing only the columns to fire. Furthermore, the results show that the frames pushed to arrive at LS and CP levels of performance collapse in a global collapse mode laterally, whereas at the IO level of performance and fire-alone situation, the collapse mechanism is mostly local through the collapse of beams. Whilst the investigation is conducted for a certain class of portal frames, the results confirm the need for the incorporation of PEF into the process of analysis and design, and provide some quantitative measures on the level of associated effects.
Many existing concrete structures suffer from low quality of concrete and inadequate confinement reinforcement. These deficiencies cause low strength and ductility. Wrapping concrete by carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite sheets enhances compressive strength and deformability. In this study, the effects of the thickness of the CFRP composite wraps on the behavior of concrete are investigated experimentally. Both monotonic and repeated compressive loads are considered during the tests, which are carried out on strengthened undamaged specimens, as well as the specimens, which were tested and damaged priorly and strengthened after repairing. The experimental data shows that, external confinement of concrete by CFRP composite sheets improves both compressive strength and deformability of concrete significantly as a function of the thickness of the CFRP composite wraps around concrete. Empirical equations are also proposed for compressive strength and ultimate axial deformation of FRP composite wrapped concrete. Test results available in the literature, as well as the experimental results presented in this paper, are compared with the analytical results predicted by the proposed equations.
Han Min Ki;Park Wan Shin;Kim Hyo-Jin;Choi Gi-Bong;Choi Chang Sik;Yun Hyun Do
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
/
2004.11a
/
pp.429-432
/
2004
This paper discussed finite element method(FEM) models of the reinforced concrete rectangular shear walls with opening configuration and analysed under constant axial and monotonic lateral load using ABAQUS. The research comprises constitutive models to represent behavior of the materials that compose a wall on the basis of experimental data, development of techniques that are appropriate for analysis of reinforced concrete structures, verification, and calibration of the global model for reinforced concrete shear walls of increasing complexity. Results from the analyses of these FEM models offers significant insight into the flexural behavior of benchmark data.
The behavior of concrete structures subject to fire is complex, depending on many factors. The factors usually considered in research include the level and endurance of temperatures in concrete and reinforcing bars, the mechanical properties of the steel and concrete, moisture contents, cover thickness, existence of eccentricity, and member geometry among others. Although there are a few sophisticated numerical models which can trace the effects of these important parameters on the residual capacity of reinforced concrete columns damaged by fire, practical predictive formulas are in need for rapid yet reasonable assessment in practice. The practical formulas are developed in this study for fire-damaged normal strength reinforced concrete square columns, which can approximate the predictions of those sophisticated numerical models with ease in use. The formulas take into account the effects of exposure time to fire, concrete strength, reinforcement ratio and sectional area. The developed formulas are seen to correlate with the predictions of numerical model in a reasonable agreement. Some examples are also presented in determining the residual strength, safety and additionally needed strengths for a fire-damaged reinforced concrete column.
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.