The purpose of this study is to investigate the seismic performance of exposed column-base plate strong-axis connections for small-sized steel buildings. Even though the seismic design for small-sized buildings became mandatory since Dec.2017, the arbitrary connection details in steel structure have been applied at the construction site, which is considered to be very insufficient to secure structural safety and stability considering the increased seismic risk. Therefore, a series of experimental test programs had been carried out to develop enhanced connection details in order to ensue the adequate seismic safety of small buildings. The hysteretic behavior of the exposed column-base plate connections commonly used in Korea seem to be very pure poor due to the "Rocking" phenomena between anchor plate and concrete by the residual plastic deformation of anchor bolts. A series of hysteretic tests were conducted to find the solution to overcome the "Rocking" phenomena of the exposed column-base plate connections, finally the stable seismic behavior was obtained by uisng at least 8 anchor bolts with good bonding strength to the protptype specimen.
This study was designed to compare the effect of polishing on surface roughness of composite resin. We used Z100(3M) composite resin and placed the composite resin in the hole (4mm thick and 4mm in diameter) of vinyl plate and polymerized it under manufacturer's instructions. Samples were divided into 5 groups by polishing methods. Group 1 was control: resin was polymerized under glass plate, Group 2: resin was polymerized without any polishing procedure, Group 3: resin was polymerized with a polishing procedure of abrasive disc, Group 4: bonding agent was applyed in thin layer and polymerized on the polished polymerized resin surface. Group 5: resin was polymerized under transparent celluloid strip. The surface roughness of each specimen was measured with Sufacoder SEF-30D (Kosaka lab. Ltd) under 0.08mm cut off, 0.05mm/s stylus speed, ${\times}40$ horizontal magnification, ${\times}5000$ vertical magnification. The results were as follows : 1. Group 1 showed the most smooth surface in this study. 2. Group 3 showed more rough surface than Group 2. Considering the surface roughness, it would be better to make the shape completely before polymerize the resin. To finish and polish after the polymerization of resin makes less smooth surface. 3. When we use the transparent celluloid strip, minimum finishing procedures are recommended. Any polishing procedure could not recover the smooth resin surface of celluloid strip. 4. Application and polymerization of the thin layer of bonding agent on the polished surface showed the minimum surface smoothing effect.
Oehlers, Deric. J.;Nguyen, Ninh T.;Bradford, Mark A.
Structural Engineering and Mechanics
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제9권5호
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pp.491-504
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2000
A convenient method for enhancing the strength and stiffness of existing reinforced concrete beams is to bond adhesively steel plates to their tension faces. However, there is a limit to the applicability of tension face plating as the tension face plates are prone to premature debonding and, furthermore, the addition of the plate reduces the ductility of the beam. An alternative approach to tension face plating is to bond adhesively steel plates to the sides of reinforced concrete beams, as side plates are less prone to debonding and can allow the beam to remain ductile. Debonding at the ends of the side plates due to flexural forces, that is flexural peeling, is studied in this paper. A fundamental mathematical model for flexural peeling is developed, which is calibrated experimentally to produce design rules for preventing premature debonding of the plate-ends due to flexural forces. In the companion paper, the effect of shear forces on flexural peeling is quantified to produce design rules that are applied to the strengthening and stiffening of continuous reinforced concrete beams.
Gholami, M.;Sam, A.R. Mohd;Marsono, A.K.;Tahir, M.M.;Faridmehr, I.
Steel and Composite Structures
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제20권5호
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pp.999-1022
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2016
The use of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) to strengthen steel structures has attracted the attention of researchers greatly. Previous studies demonstrated bonding of CFRP plates to the steel sections has been a successful method to increase the mechanical properties. However, the main limitation to popular use of steel/CFRP strengthening system is the concern on durability of bonding between steel and CFRP in various environmental conditions. The paper evaluates the performance of I-section steel beams strengthened with pultruded CFRP plate on the bottom flange after exposure to diverse conditions including natural tropical climate, wet/dry cycles, plain water, salt water and acidic solution. Four-point bending tests were performed at specific intervals and the mechanical properties were compared to the control beam. Besides, the ductility of the strengthened beams and distribution of shear stress in adhesive layer were investigated thoroughly. The study found the adhesive layer was the critical part and the performance of the system related directly to its behavior. The highest strength degradation was observed for the beams immersed in salt water around 18% after 8 months exposure. Besides, the ductility of all strengthened beams increased after exposure. A theoretical procedure was employed to model the degradation of epoxy adhesive.
The effects of temperature and initial crack length on impact fracture behavior of side plate material of 35 ton class FRP ship, which are composed by glass fiber and unsaturated polyester resin, were investigated. Impact fracture toughness of GF/PE composites displayed maximum value when the temperature of specimen is room temperature and $50^{\circ}C$, and with decrease in temperature of specimen, impact fracture toughness decreased. Impact fracture energy of GF/EP composites decreased with increase in initial crack length of specimen, and this value decreased rapidly when the temperature of specimen is lowest, $-25^{\circ}C$,. It is believed that sensitivity of notch on impact fracture energy were increased with decrease in temperature of specimen. As the GF/EP composites exposed in low temperature, impact fracture toughness of composites decreased gradually owing to the decrease of interface bonding strength caused by difference of thermal expansion coefficient between the glass fiber/polyester resin. Further, decrease of interface bonding strength of composites with decrease in specimen temperature was ascertained by SEM photograph of impact fracture surface.
In this study, the weld strength of extru-rivet spot welding was investigated by simulation and experiment. In order to obtain hot plasticity flow bonding of the two plates by a single rivet, electrodes are used for heating of the two plates and the rivet by electric resistance. Because weld strength is influenced by the temperature in the weld zone, the diameter of the electrodes and the amount of current supplied to the electrodes are important variables. For the simulation, heat distribution and weld strength were calculated using DEFORM-3D. The weld strength in the weld zone was calculated for various values of the experimental parameters. The simulation results showed that the weld strength was the highest when the weld current was 37kA, the electrode diameter was 12mm, and the welding frequency was 90cycle. Aluminum 5052 was used for the experimental study. A total of three aluminum plates, two welding plates with 1mm thickness and one plate with 2mm thickness for the inserting rivet, were used for the experimental extru-rivet spot welding.
본 논문에서는 모자(Hat)형 보강구조를 가진 복합재 패널을 일체성형(Co-curing), 동시접착(Co-bonding), 이차접착(Secondary bonding)의 세 가지 공법으로 제작하였다. 일체성형은 별도의 접착제 없이 프리프레그 상태의 외피와 보강재를 만들어 함께 성형하는 방법으로 다른 제작 공법에 비해 별도의 조립공정이 불필요한 경제적인 공법이다. 동시접착은 외피와 보강재 중 하나를 먼저 성형하고, 나머지는 프리프레그 상태로 먼저 성형된 구조물과 함께 성형하는 방법이며, 이차접착은 복합재 외피와 보강재를 각각 별도로 제작한 후 이를 접착제를 이용하여 별도로 접착하는 방법이다. 일체성형으로 보강 패널을 제작하는 공정에서는 경화 후 내부 금형의 제거를 용이하게 하기 위한 고무금형을 설계, 제작하였고, 경화 온도로 인해 고무금형에서 발생하는 팽창압력에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 제작된 보강 패널은 3-D 측정 장비와 초음파 장비로 치수정밀도 및 내부 결함을 평가하였으며, 직접인장시험(Pull-off test)을 수행하여 기계적 특성을 평가하였다.
In this research, we made an experiment on the 10 specimen beams that we made. The specimen beams consist of 4 steel plate strengthening beams and 5 carbon fiber sheet strengthening beams. We applied the methods of notch, rounding off a edge, anchor bolt and side shear strengening to the steel plate and for the case of carbon fiber sheet, we applied the methods of anchor bolt, line anchor and shear strengthening. After all the cases were applied, the beams was measured and analyzed about the behavior property of strengthened beams, th ability of strengthening method, the relation between load and the shape of failure, the crack load, the yield load, the shape of crack pattern, the increasing rate from yield load and maximum load and the strain of rebar. All the strengthening methods resulted in almost same value until the yield load, and it wasn't quite different from the theoretical value. In comparison with existing method, the SER, SEAS for the steel plate and the CEA, CESS, CCESS for carbon fiber sheet showed the increasement of ductility with big displacement.
Steel plate bonding technique is most widely used in strengthening of existing concrete structures, but it has inherently a problem of the premature failure such as interface separation and rip off. So far, many studies have been arid out in the manner of laboratory tests for the reinforced concrete beams to find out he mechanism of the premature failure. However, in order to verify the characteristics of the premature failure, more reasonable local investigations are needed rather than such relatively global experimental works. In this study, therefore, the double lap test which simulate the pure shear loadings and the half beam tests which consider combined flexure-shear force have been done. There are, however, difficulties in getting the normal stress caused to premature failure, so that finite element analysis was performed, too. In numerical study, material nonlinearity was considered, and the interface element was applied to model the interface between steel plate and adhesive. From the results of experimental and numerical studies, a realistic failure criterion on the separation of steel plates has been derived.
This study is to investigate adhesive properties depending on the temperature, humidity, and freeze-thraw of the Steel plate adhesive strengthening method by the epoxy resin. The results are summarized as following. For the temperature variation, the debonding failure appear only after 1 cycle of temperature varoation because the coefficient of thermal expansion of the epoxy resin is comparatively large, and the bonding strength is decreased. The deformation properties and ultrasonic pulse velocity on each materials are similar until 4 cycles on the dry and moisture test. As the freeze-thraw test, the epoxy resin is degraded easily subjected to freeze-thaw cycle, comparatively easy, so the debonding failure may occur in short term because of the freeze-thaw repeatition.p
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[게시일 2004년 10월 1일]
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