When a welded circular hollow section (CHS) tubular joint is subjected to brace axial loading, failure position is located usually at the weld toe on the chord surface due to the weak flexural stiffness of the thin-walled chord. The failure mode is local yielding or buckling in most cases for a tubular joint subjected to axial load at the brace end. Especially when a cyclic axial load is applied, fracture failure at the weld toe may occur because both high stress concentration and welding residual stress along the brace/chord intersection cause the material in this region to become brittle. To improve the ductility as well as to increase the static strength, a tubular joint can be reinforced by increasing the chord thickness locally near the brace/chord intersection. Both experimental investigation and finite element analysis have been carried out to study the hysteretic behaviour of the reinforced tubular joint. In the experimental study, the hysteretic performance of two full-scale circular tubular T-joints subjected to cyclic load in the axial direction of the brace was investigated. The two specimens include a reinforced specimen by increasing the wall thickness of the chord locally at the brace/chord intersection and a corresponding un-reinforced specimen. The hysteretic loops are obtained from the measured load-displacement curves. Based on the hysteretic curves, it is found that the reinforced specimen is more ductile than the un-reinforced one because no fracture failure is observed after experiencing similar loading cycles. The area enclosed by the hysteretic curves of the reinforced specimen is much bigger, which shows that more energy can be dissipated by the reinforced specimen to indicate the advantage of the reinforcing method in resisting seismic action. Additionally, finite element analysis is carried out to study the effect of the thickness and the length of the reinforced chord segment on the hysteretic behaviour of CHS tubular T-joints. The optimized reinforcing method is recommended for design purposes.
PURPOSE. The aims of this study were to investigate mechanical properties and hydrothermal degradation behaviour of the cubic-containing translucent yttrium oxide stabilized tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP). MATERIALS AND METHODS. Four groups of Y-TZP (T, ST, XT, and P), containing different amount of cubic crystal, were examined. Specimens were aged by autoclaving at 122℃ under 2 bar pressure for 8 h. Phase transformation was analyzed using X-ray diffraction (XRD) to measure phase transformation (t→m). Kruskal-Wallis test was used to determine the difference. Surface hardness, biaxial flexural strength, and fracture toughness in values among the experimental groups and verified with Wilcoxon matched pairs test for hardness values and Mann Whitney U for flexural strength and fracture toughness. RESULTS. XRD analysis showed no monoclinic phase in XT and P after aging. Only Group T showed statistically significant decreases in hardness after aging. Hydrothermal aging showed a significant decrease in flexural strength and fracture toughness in group T and ST, while group XT and P showed no effect of aging on fractural strength and fracture toughness with P<.05. CONCLUSION. Hydrothermal aging caused reduction in mechanical properties such as surface hardness, biaxial flexural strength, and fracture toughness of Y-TZP zirconia. However, cubic-containing zirconia (more than 30% by volume of cubic crystal) was assumed to have high resistance to hydrothermal degradation. Clinical significance: Cubic-containing zirconia could withstand the intraoral aging condition. It could be suggested to use as a material for fabrication of esthetic dental restoration.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.13
no.6
s.58
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pp.148-155
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2009
A remarkable discrepancy of lateral deformation of shear wall structures for seismic loads due to a rigid diaphragm assumption without floor slab modelling asks a study how much effective the slab stiffness ratio is to the lateral behaviour. Typical shear wall type 15 stories structure is selected to analysis using MIDAS-ADS2008 commercial softwares modelling three types; 1) rigid diaphragm (RD model) 2) considered out-of plane slab flexural stiffness (DB model), and 3) considered in and out of plane slab flexural stiffness (SRC model). Based on National Code of KBC2005, the Equivalent Static and Response Spectrum seismic analysis are undertaken to compare each responses of the three models. The differences of lateral responses due to the three slab stiffness ratios applied on the models are compared and discussed.
Pre-stressing of existing structures using steel cables, FRP cables or FRP laminates has been successfully tried in the past. Retrofitting of beams using pre-stressed laminates does not utilize the full strength of the FRP due to de-bonding of the laminates before the fibre fracture. In the present study attempt has been made to overcome this problem by replacing the FRP laminates by the FRP sheets. In the present paper the effect of initial damage level and pre-stress level on strength, stiffness, cracking behaviour and failure mode of girders retrofitted using pre-stressed CFRP sheets has been studied. The results indicate that rehabilitation of initially damaged girders by bonding pre-stressed CFRP sheets improves the flexural behaviour of beams appreciably. However, it has been observed that with increase in pre-stressing force the load carrying capacity of the girders increases up to a particular level up to which the mode of failure is fibre fracture. Thereafter, the mode of failure shifts from fibre fracture to de-bonding and there is no appreciable increase in load carrying capacity with further increase in pre-stressing force.
Based on a numerical method to analyse the full-range behaviour of prestressed concrete beams with unbonded tendons, parametric studies are carried out to investigate the influence of 11 parameters on the curvature ductility of unbonded prestressed concrete (UPC) beams. It is found that, among various parameters studied, the depth to prestressing tendons, depth to non-prestressed tension steel, partial prestressing ratio, yield strength of non-prestressed tension steel and concrete compressive strength have substantial effects on the curvature ductility. Although the curvature ductility of UPC beams is affected by a large number of factors, rather simple equations can be formulated for reasonably accurate estimation of curvature ductility. Conversion factors are introduced to cope with the difference in partial safety factors, shapes of equivalent stress blocks and the equations to predict the ultimate tendon stress in BS8110, EC2 and ACI318. The same equations can also be used to provide conservative estimates of ductility of UPC beams with compression steel.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.17
no.3
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pp.97-105
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2013
In this paper, the a static experiment of on two reinforced concrete (RC) frame sub-assemblages was conducted to evaluate the seismic behaviors of existing RC frames that were not designed to support a seismic load. The specimens were a one span and actual-sized. One of them had two columns with the same stiffness, but the other had two columns with different stiffness values. As Regarding the test results, lots of many cracks occurred on the surfaces of the columns and beam-column joints for the two specimens, but the cover concrete splitting hardly occurred was minimal until the test ends. In the case of the specimen with the same stiffness offor the two columns, the flexural collapse of the left-side column occurred. However, in the case of the specimen with different stiffness values for of the two columns, the beam-column joint finally collapsed, even though the shear strength of the joint was designed to be strong enough to support the lateral collapse load. The nonlinear Nonlinear static analysis of the two specimens was also conducted using the uniaxial spring model, and the analytical results successfully simulated the nonlinear behaviour of the specimens in accordance with the test results.
For the design of shear connection for the composite precast concrete slabs. it is necessary to investigate its strength, stiffness, slip capacity and fatigue endurance. For theme purposes, push-out tests were performed with variations of the stud shank diameter and the compressive strength of the mortar. From the experimental studies, it could be observed that the deformation of the shear studs in a full-depth precast concrete slabs were greater than those in a cast-in-place slabs. The static strength of the shear connections obtained agree approximately with those evaluated from the tensile strength of the stud shear connectors owing to the effect of the bedding layer between the slabs and the beams. An empirical equation for the initial shear stiffness of a shear connection was also proposed. On the basis of the push-out tests, a full-scale composite beams with 8.0m span was designed and fatigue tests were carried out to study the behaviour of the stud shear connection and its effects on the flexural behaviour of the beam. The bonding arid friction between the concrete slab and the steel beam considerably increased the fatigue endurance of the shear connection.
In the design of reinforced concrete structural walls, in order to ensure adequate inelastic displacement behaviour and to sustain deformation demands imposed by strong ground motions, special reinforcement is considered while designing. However, these would lead to severe reinforcement congestion and difficulties during construction. Addition of randomly distributed discrete fibres in concrete improves the flexural behaviour of structural elements because of its enhanced tensile properties and this leads to reduction in congestion. This paper deals with effect of addition of steel fibres on the behavior of high performance fibre reinforced cement concrete (HPFRCC) slender structural walls with the different volume fractions of steel fibres. The specimens were subjected to quasi static lateral reverse cyclic loading until failure. The high performance concrete (HPC) used was obtained based on the guidelines given in ACI 211.1 which was further modified by prof.Aitcin (1998). The volume fraction of the fibres used in this study varied from 0 to 1% with an increment of 0.5%. The results were analysed critically and appraised. The study indicates that the addition of steel fibres in the HPC structural walls enhances the first crack load, strength, initial stiffness and energy dissipation capacity.
A relatively simple multiple-vertical-line-element macro model has been incorporated into a standard computer code DRAIN-2D. It was used in blind predictions of seismic response of cantilever RC walls subjected to a series of consequent earthquakes on a shaking table. The model was able to predict predominantly flexural response with relative success. It was able to predict the stiffness and the strength of the pre-cracked specimen and time-history response of the highly nonlinear wall as well as to simulate the shift of the neutral axis and corresponding varying axial force in the cantilever wall. However, failing to identify the rupture of some brittle reinforcement in the third test, the model was not able to predict post-critical, near collapse behaviour during the subsequent response to two stronger earthquakes. The analysed macro model seems to be appropriate for global analyses of complex building structures with RC structural walls subjected to moderate/strong earthquakes. However, it cannot, by definition, be used in refined research analyses monitoring local behaviour in the post critical region.
Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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v.38
no.3
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pp.58-69
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1996
In recent years, the research and development about the new material proceeds rapidly and actively. In building industry, high strength concrete is of interest as a new material. Since the building structure becomes bigger, higher and more specialized, the demand of material and member with high strength expands greatly. Therefore in this experiment, cement complex with high strength was made using the condensed silica fume, a basic experiment was performed on strength property, and optimum-mixture-state was determined for manufacturing a high-strength concrete. Shear behaviour and fracture property of concrete beams with high strength were evaluated. On the whole, in spite of many researches, it is one of the difficult problems that shear fracture of concrete beams has not yet been clearly understood theoretically, and now the shear-design-standard forms in many countries are a formula based on experiment. In this study, the variable of shear behavior experiment was shear-reinforcement-ratio. By analyzing test results and comparing with computation value by ACI code, the basic data was offered on shear design of reinforced concrete beams with high strength. The effect of epoxy repair was also investigated for the beams with cracks due to flexural and shear loading.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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