Kim, Sung Bae;Cho, Seong Hyun;Lee, Jae Yeong;Kim, Sang Seup
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.28
no.6
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pp.403-414
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2016
Recently according to the decreasing of steel price and increasing of labor cost the various studies of steel structure and composite structure are proceeding. This study developed the new shape of high depth hybid forming composite beam and performed the bending test to evaluate the bending performance by creating 10 specimens. Bending test result showed that capacity of the beam was increased stably. The ratio of the nominal load to the maximum load($P_u/P_n$) is 1.19 and the deformation capacity(${\delta}_{0.8P_u}/{\delta}_y$) is 3.9~4.5. Also, it is possible to apply the existing evaluation equation(KBC 2009) of composite beam.
For earthquake simulation test it is essential to make sure the similitude in behaviors between the full scale prototype and the reduced scale model. This paper presents the test results obtained through the cyclic lateral-force test, on two-story RC wall subassemblages. A lower 2-story portion of the prototype structure was selected as subassemblages. The global behavior such as the strength and ductility, and the local behavior such as flexural, shear and uplift deformation were measured. The test results of the 3 : 5 scale specimens representing the prototype were compared with those of 1 : 7 scale models. Two types of subassemblages were used: One with lintel beams and one without lintel beams. The comparison shows that 1 : 7 scale model simulated in general successfully the global and local behaviors of the prototype.
Kim Sang-Woo;Chai Hyee-Dae;Lee Jung-Yoon;Lee Bum-Sik
Journal of the Korea Concrete Institute
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v.17
no.3
s.87
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pp.435-444
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2005
This paper predicted the shear behavior of reinforced concrete columns using Transformation Angle Truss Model (TATM) considered the effects of bending moment and axial force. Nine columns with various shear span- to-depth ratios and axial force ratios were tested to verify the theoretical results obtained from TATM. Fine linear displacement transducers (LVDT) were attached to a side of the column near the shear critical region to measure the curvature, the longitudinal and transverse axial deformations, and the shear deformation of the column. The test was terminated when the value of the applied load dropped to about $85\%$ of the maximum-recorded load in the post-peak descending branch. All the columns were failed in shear before yielding of the flexural steel. The shear strength and the stiffness of the columns increased, as the axial force increased and the shear span-to-depth ratio decreased. Shear stress-shear strain and shear stress-strain of shear reinforcement curves obtained from TATM were agreed well with the test results in comparison to other truss models (MCFT, RA-STM, and FA-STM).
Unlike external bonded steel plate or carbon fiber, the external unbonded strengthening using hi-strength bar has some advantages in speed and simplicity of installation. It is not required surface preparations and not affected by environmental conditions. A set of nine laboratory tests on RC beams strengthened using the hi-tension bars are reported. Anchoring pin developed in former research is installed at the end of beam to connect the hish-tension bar to RC beam. The test results strengthened by hi-tension bars are compared with those of non-strengthened specimens. The main test parameters are the cross-sectional area of the high-tension bar, distance of stirrups and condition of supports. Test results show that the beams reinforced are superior to reference specimens, especially for the strength and deformation capacity. Also, shear resisting effect of hi-strength bar can be confirmed in the specimens which have lack of stirrups.
The purpose of this study is to evaluate the horizontal shear strength on the interface between PC and cast-in-place concrete for PC composite beams. Six specimens were tested to examine the structural performance of the horizontal interface with different surface condition and stirrup detailing. Except for SF-291B specimen failed in flexural compression, strengths and deformation capacities of five specimens were determined by horizontal shear failure. Horizontal shear strengths by composite horizontal shear or shear friction in current codes could be used to predict the horizontal shear capacity of the interface for specimens. Also detailing for stirrup by PCI design provision could be used to accomplish the composite action in the interface.
Jeong, Jin Seok;Jung, Myung Rag;Ock, Chang Kwon;Lee, Won Tae;Kim, Moon Young
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.28
no.4
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pp.243-251
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2016
Longitudinally structural cracks are sometimes observed in the pavement on steel plate deck bridges because traffic truck loadings can cause large local deformations of the thin deck plate stiffened by longitudinal and transverse beams. In this study, an improved finite strip method using flat-shell strip, prism, and link elements is presented to investigate local deformations of steel decks with pavements in which flexural and torsional stiffness effects of thin floor beams are rigorously taken into account. A simplified deck model extracted from steel plate-girder bridges is analyzed using the developed FSM and the commercial FE program, ABAQUS and also, their numerical results are compared and discussed.
Longitudinal elongation develops in reinforced concrete beams that exhibit flexural yielding during cyclic loading. The longitudinal elongation can decrease the shear strength and deformation capacity of the beams. In the present study, nonlinear truss model analysis was performed to study the elongation mechanism of reinforced concrete beams. The results showed that residual tensile plastic strain of the longitudinal reinforcing bar in the plastic hinge is the primary factor causing the member elongation, and that the shear-force transfer mechanism of diagonal concrete struts has a substantial effect on the magnitude of the elongation. Based on the analysis results, a simplified method for evaluating member elongation was developed. The proposed method was applied to test specimens with various design parameters and loading conditions.
In buildings structures, the flexural stiffness reduction of beams and columns due to concrete cracking plays an important role in the nonlinear load-deformation response of reinforced concrete structures under service loads. Most Seismic Design Codes do not precise effective stiffness to be used in seismic analysis for structures of reinforced concrete elements, therefore uncracked section properties are usually considered in computing structural stiffness. But, uncracked stiffness will never be fully recovered during or after seismic response. In the present study, the effect of concrete cracking on the lateral response of structure has been taken into account. Totally 120 cases of 3 Dimensional Dynamic Analysis which considers the real and accidental torsional effects are performed using ETABS to determine the effective structural system across the height, which ensures the performance and the economic dimensions that achieve the saving in concrete and steel amounts thus achieve lower cost. The result findings exhibits that the dual system was the most efficient lateral load resisting system based on deflection criterion, as they yielded the least values of lateral displacements and inter-storey drifts. The shear wall system was the most economical lateral load resisting compared to moment resisting frame and dual system but they yielded the large values of lateral displacements in top storeys. Wall systems executes tremendous stiffness at the lower levels of the building, while moment frames typically restrain considerable deformations and provide significant energy dissipation under inelastic deformations at the upper levels. Cracking found to be more impact over moment resisting frames compared to the Shear wall systems. The behavior of various lateral load resisting systems with respect to time period, mode shapes, storey drift etc. are discussed in detail.
Shaheen, Yousry B.I.;Mahmoud, Ashraf M.;Refat, Hala M.
Structural Engineering and Mechanics
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v.60
no.4
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pp.567-594
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2016
The main objective of the current research is estimating the flexural behavior of ferrocement Ribbed Plates reinforced with composite material. Experimental investigation was carried out on fifteen plates; their dimensions were kept constant at 1200 mm in length, 600 mm width and 100 mm thick but with different volume fraction of steel reinforcement and number of ribs. Test specimens were tested until failure under three line loadings with simply supported conditions over a span of 1100 mm. Cracking patterns, tensile and compressive strains, deformation characteristics, ductility ratio, and energy absorption properties were observed and measured at all stages of loadings. Experimental results were compared to analytical models using ANSYS 10 program. Parametric study is presented to look at the variables that can mainly affect the mechanical behaviors of the model such as the change of plate length. The results showed that the ultimate strength, ductility ratio and energy absorption properties of the proposed ribbed plates are affected by the volume fraction and the type of reinforcement, and also proved the effectiveness of expanded metal mesh and woven steel mesh in reinforcing the ribbed ferrocement plates. In addition, the developed ribbed ferrocement plates have high strength, ductility ratio and energy absorption properties and are lighter in weight compared to the conventional RC ribbed plates, which could be useful for developed and developing countries alike. The Finite Element (FE) simulations gave good results comparing with the experimental results.
Commonly in steel frames, steel beam and concrete slab are connected together by shear keys to work as a unit member which is called composite beam. When a composite beam is subjected to positive bending, flexural strength and stiffness of the beam can be increased due to "composite action". At the same time despite these advantages, composite action increases the strain at the beam bottom flange and it might affect beam plastic rotation capacity. This paper presents results of study on the rotation capacity of composite beam connected to Rectangular Hollow Section (RHS) column in the steel moment resisting frame buildings. Due to out-of-plane deformation of column flange, moment transfer efficiency of web connection is reduced and this results in reduction of beam plastic rotation capacity. In order to investigate the effects of width-to-thickness ratio (B/t) of RHS column on the rotation capacity of composite beam, cyclic loading tests were conducted on three full scale beam-to-column subassemblies. Detailed study on the different steel beam damages and concrete slab damages are presented. Experimental data showed the importance of this parameter of RHS column on the seismic behavior of composite beams. It is found that occurrence of severe concrete bearing crush at the face of RHS column of specimen with smaller width-to-thickness ratio resulted in considerable reduction on the rate of strain increase in the bottom flange. This behavior resulted in considerable improvement of rotation capacity of this specimen compared with composite and even bare steel beam connected to the RHS column with larger width-to-thickness ratio.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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