This paper presents the test results on the shear performance of large-size reinforced concrete beams using recycled fine aggregate to evaluate its applicability to structural concrete. The performance of these beams is compared to that of similar beams casted with natural coarse and fine aggregates. All of the beam specimens without shear reinforcement had $400mm{\times}600mm$ rectangular cross section and a shear span ratio (a/d) of 5.0. Five concrete mixtures with different replacement levels of recycled fine aggregates (0, 30, 60, 70 and 100%) were used to obtain a nominal concrete compressive strength of 28MPa. The test results of load-deflection curve, shear deformation, diagonal cracking load, crack pattern, ultimate shear strength, and failure mode are examined and compared. In addition, code and empirical equations from KCI, JSCE, CSA, Zsutty, and MCFT were considered to evaluate the applicability of these equations for predicting shear strength of reinforced concrete beam with recycled fine aggregate. The results showed that the overall shear behavior of reinforced concrete beams incorporating less than 60% recycled fine aggregate was comparable with that of conventional concrete beam. The MCFT gave good prediction and other code equations were conservative in predicting the shear strength of the tested beams. The beam specimens with replacement of 70 and 100% of natural fine aggregates by recycled fine aggregates showed different failure mode than other tested beams.
A girder height limitation is the critical parameter for rapid construction of bridge deck and construction space limitation especially in urban area such as high population area and high density habitats. A standard post-tensioned I-shaped concrete girder usually demands relatively higher girder height in order to retain sufficient moment arm between compression force and tensile force. To elaborate this issue, a small U-shaped section with wide flanges can be used as a possible replacement of I-shaped standard girder. This prestressed concrete box girder allows more flexible girder height adjustment rather than standard I-shaped post-tensioned girder plus additional torsion resistance benefits of closed section. A 30m-long, 1.7m-high and 3.63m-wide actual small prestressed concrete box girder is designed and a laboratory test for its static behaviors by applying 6,200kN amount of load in the form of 4-point bending test was performed. The load-deflection curve and crack patterns at different loading stage are recorded. In addition, to extracting the dynamic characteristics such as natural frequency and damping ratio of this girder, several excitation tests with artificial mechanical exciter with un-symmetric mass are carried out using operational frequency sweep-up. Nonlinear finite element analysis of this 4 point bending test under monotonic static load is investigated and discussed with aids of concrete damaged plasticity formulation using ABAQUS program.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.23
no.3
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pp.9-16
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2019
Recently, precast PSC girder bridges have been widely applied for short and middle span bridges. The construction of the spliced girder bridges has been increasing to overcome the length limit of girder and transportation restrictions. In case of the spliced girder, the integrity of the segmental joints is very important to secure the structural soundness of bridge because the discontinuity on the segmental joints between adjacent segments could be vulnerable point. The study of segmental joint behavior with different influence factors of joint type, shear key installation, confining force is very important. In this research, finite element analysis and scaled model test with different shear key shapes and confining forces were carried out and the comparative study was performed to evaluate the segmental joint behavior of precast spliced PSC girder bridge. It was confirmed that the installation of shear key with height and depth ratio of 1/2~1/3 and applying of confining force of 1/2 of the concrete strength at the joint was effective in improving the integrity of segmental joint. In addition, the field loading test for existed precast spliced PSC girder bridge was performed and the measurement of the difference of deflection between adjacent segments at segmental joint was proposed as the assessment solution of the integrity of segmental joint.
The joints in the jointed concrete pavement provide a control against transverse or longitudinal cracking at slab, which may be caused by temperature or moisture variation during or after hydration. Without control of cracking, random cracks cause more serious distresses and result in structural or functional failure of pavement system. However, joints nay cause distresses due to its inherent weakness in structural integrity. Thus, the evaluation at joint is very important. and the joint-related distresses should be evaluated reasonably for economic rehabilitation. The purpose of this paper was to develop an evaluation system at joints of jointed concrete pavement using finite element analysis program, ILLI-SLAB, and nondestructive testing device. FWD. To develop an evaluation system for JCP, a sensitivity analysis was performed using ILLI-SLAB program with a selected variables which might affect fairly to on the performance of transverse joints. The most significant variables were selected from precise analysis. An evaluation charts were made for jointed concrete pavement by adopting the field FWD data. It was concluded that the variables which most significantly affect to pavement deflections are the modulus of subgrade reaction(K) and the modulus of dowel/concrete interaction(G), and limiting criteria on the performance of joints at JCP are 300pci. 500,000 lb/in. respectively. Using these variables and FWD test, a charts of load transfer ratio versus surface deflection at joints were made in order to evaluate the performance of JCP. Practically, Chungbu highway was evaluated by these evaluation charts and FWD field data for jointed concrete pavement. For Chungbu highway, only one joint showed smaller value than limiting criterion of the modulus of dowel/concrete interaction(G). The rest joints showed larger values than limiting criteria of the modulus of subgrade reaction(K) and the modulus of dowel/concrete interaction(G).
Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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v.25
no.4
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pp.69-80
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1988
This paper proposes simple formulae for buckling and ultimate strength estimation of plates subjected to water pressure and uniaxial compression. For the construction of a formula for elastic buckling strength estimation, parametric study for actual ship plates with varying aspect ratios and the magnitude of water pressure is carried out by means of principle of minimum potential energy. Based on the results by parametric study, a new formula is approximately expressed as a continuous function of loads and aspect ratio. On the other hand, in order to get a formula for ultimate strength estimation, in-plane stress distribution of plates is investigated through large deflection analysis and total in-plane stresses are expressed as an explicit form. By applying Mises's plasticity condition, ultimate strength criterion is then derives. In the case of plates under relatively small water pressure, the results by the proposed formulae are in good agreement compared with those by other methods and experiment. But present formula overestimates the ultimate strength in the range of large water pressure. However, actual ship plates are subjected to relatively small water pressure except for the impact load due to slamming etc.. Therefore, it is considered that present formulae can be applied for the practical use.
Le, Nghia Trong;Teparaksa, Wanchai;Mitachi, Toshiyuki;Kawaguchi, Takayuki
Journal of the Korean Geotechnical Society
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v.23
no.9
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pp.5-16
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2007
The simple linear elastic-perfectly plastic model with soil parameters $s_u,\;E_u$ and n of undrained condition is usually applied to predict the displacement of a constructed diaphragm wall(DW) on soft soils during excavation. However, the application of this soil model for finite element analysis could not interpret the continued increment of the lateral displacement of the DW for the large and deep excavation area both during the elapsed time without activity of excavation and after finishing excavation. To study the characteristic behaviors of soil behind the DW during the periods without excavation, a series of tests on soft Bangkok clay samples are simulated in the same manner as stress condition of soil elements happening behind diaphragm wall by triaxial tests. Three kinds of triaxial tests are carried out in this research: $K_0$ consolidated undrained compression($CK_0U_C$) and $K_0$ consolidated drained/undrained unloading compression with periodic decrement of horizontal pressure($CK_0DUC$ and $CK_0UUC$). The study shows that the shear strength of series $CK_0DUC$ tests is equal to the residual strength of $CK_0UC$ tests. The Young's modulus determined at each decrement step of the horizontal pressure of soil specimen on $CK_0DUC$ tests decreases with increase in the deviator stress. In addition, the slope of Critical State Line of both $CK_0UC$ and $CK_0DUC$ tests is equal. Moreover, the axial and radial strain rates of each decrement of horizontal pressure step of $CK_0DUC$ tests are established with the function of time, a slope of critical state line and a ratio of deviator and mean effective stress. This study shows that the results of the unloading compression triaxial tests can be used to predict the diaphragm wall deflection during excavation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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