This study focuses on the load carrying capacity and the force transfer mechanism of multi-hole perfobond shear connectors in steel-concrete composite structure. The behavior of multi-hole perfobond shear connector is more complicated than single-hole connector cases. 2 groups push-out tests were conducted. Based on the test results, behavior of the connection was analyzed and the failure mechanism was identified. Simplified iterative method and analytic solution were proposed based on force equilibrium for analyzing multi-hole perfobond shear connector performance. Finally, the sensitivity of design parameters of multi-hole perfobond shear connector was investigated. The results of this research showed that shear force distribution curve of multi-hole perfobond shear connector is near catenary. Shear forces distribution were determined by stiffness ratio of steel to concrete member, stiffness ratio of shear connector to steel member, and number of row. Efficiency coefficient was proposed to should be taking into account in different limit state.
The IEEE 802.11 wireless standard uses the carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) as its MAC protocol (during the distributed coordination function period). This protocol is an adaptation of the CSMA/CD of the wired networks. CSMA/CA mechanism cannot guarantee quality of service (QoS) required by the application because orits random access method. In this study, we propose a new MAC protocol that considers different types of traffic (e.g., voice and data) and for each traffic type different priority levels are assigned. To improve the QoS of IEEE 802.11 MAC protocols over a multi-channel CSMA/CA, we have developed a new admission policy for both voice and data traffics. This protocol can be performed in direct sequence spread spectrum (DSSS) or frequency hopping spread spectrum (FHSS). For voice traffic we reserve a channel, while for data traffic the access is random using a CSMA/CA mechanism, and in this case a selective reject and push-out mechanism is added to meet the quality of service required by data traffic. To study the performance of the proposed protocol and to show the benefits of our design, a mathematical model is built based on Markov chains. The system could be represented by a Markov chain which is difficult to solve as the state-space is too large. This is due to the resource management and user mobility. Thus, we propose to build an aggregated Markov chain with a smaller state-space that allows performance measures to be computed easily. We have used stochastic comparisons of Markov chains to prove that the proposed access protocol (with selective reject and push-out mechanisms) gives less loss rates of high priority connections (data and voices) than the traditional one (without admission policy and selective reject and push-out mechanisms). We give numerical results to confirm mathematical proofs.
본 연구는 합성구조에 사용되는 스터드커넥터의 화재시 성능에 대한 연구이다. 스터드커넥터는 전단연결재로 가장 폭넓게 사용되고 있으며, 콘크리트와 강재를 일체화시켜 합성 성능을 확보한다. 스터드커넥터에 대한 상세 내화성능은 아직 명확한 자료가 없으며, 향후 성능설계에서 무피복 합성보 등에 대한 설계 자료로 요구 된다. 본 실험의 스터드커넥터 성능시험은 푸시 아웃 실험을 변형하여 특수 전기로와 결합 ISO 표준온도곡선을 기본으로 거동 성능실험을 수행하였으며, 화재 조건의 파괴 형상을 기반으로 성능 분석 방법을 제안하였다.
In this study, we analyze a finite-buffer M/G/1 queueing model with randomized pushout space priority and nonpreemptive time priority. Space and time priority queueing models have been extensively studied to analyze the performance of communication systems serving different types of traffic simultaneously: one type is sensitive to packet delay, and the other is sensitive to packet loss. However, these models have limitations. Some models assume that packet transmission times follow exponential distributions, which is not always realistic. Other models use general distributions for packet transmission times, but their space priority rules are too rigid, making it difficult to fine-tune service performance for different types of traffic. Our proposed model addresses these limitations and is more suitable for analyzing communication systems that handle different types of traffic with general packet length distributions. For the proposed queueing model, we first derive the distribution of the number of packets in the system when the transmission of each packet is completed, and we then obtain packet loss probabilities and the expected number of packets for each type of traffic. We also present a numerical example to explore the effect of a system parameter, the pushout probability, on system performance for different packet transmission time distributions.
The CFRP bar was used to achieve more ductile and durable headed-stud shear connectors in composite components. Three series of push-out tests were firstly conducted, including specimens reinforced with pure steel fibers, steel and CFRP bars. The distributed stress was measured by the commercial PPP-BOTDA (Pre-Pump-Pulse Brillouin optical time domain analysis) optical fiber sensor with high spatial resolution. A series of numerical analyses using non-linear FE models were also made to study the shear force transfer mechanism and crack response based on the test results. Test results show that the CFRP bar increases the shear strength and stiffness of the large diameter headed-stud shear connection, and it has equivalent reinforcing effects on the stud shear capacity as the commonly used steel bar. The embedded CFRP bar can also largely improve the shear force transfer mechanism and decrease the tensile stress in the transverse direction. The parametric study shows that low content steel fibers could delay the crack initiation of slab around the large diameter stud, and the CFRP bar with normal elastic modulus and the standard reinforcement ratio has good resistance to splitting crack growth in headed stud shear connectors.
This paper reports the experimental results of three through bolt beam-column connections under pure shear forces using modified push-out tests. The investigated specimens include extended end-plates and six through-bolts connecting square concrete-filled steel tubular column (S-CFST) to steel beams. The main goal of this study is to investigate if and how the mechanical shear connectors, such as steel angles and stud bolts, contribute to the shear transfer mechanisms in the steel-concrete interface of the composite column. The contribution of shear studs and steel angles to improve the shear resistance of steel-concrete interface in through-bolt connections was investigated using tests. The results showed that their contribution is not significant when the beam-column connection is included in the push-out tests. The specimens failed by pure shear of the long bolts, and the ultimate load can be predicted using the shear resistance of the bolts under shear forces. The predicted values of load allowed obtaining a good agreement with the tests results.
Chu, Thi Hai Vinh;Bui, Duc Vinh;Le, Van Phuoc Nhan;Kim, In-Tae;Ahn, Jin-Hee;Dao, Duy Kien
Steel and Composite Structures
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제21권5호
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pp.1157-1182
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2016
A newly puzzle shape of crestbond rib shear connector is a type of ductile perfobond rib shear connector. This shear connector has some advantages, including relatively easy rebar installation and cutting, as well as the higher shear resistance strength. Thus, this study proposed a newly puzzle shape of crestbond rib with a "${\mho}$" shape, and its shear resistance behaviors and shear strengths were examined using push-out tests. Five main parameters were considered in the push-out specimens to evaluate the effects of shear resistance parameters such as the dimensions of the crestbond rib, transverse rebars in the crestbond dowel, concrete strength, rebar strength, and dowel action on the shear strength. The shear loading test results were used to compare the changes in the shear behaviors, failure modes, and shear strengths. It was found that the concrete strength and number of transverse rebars in the crestbond rib were significantly related to its shear resistance. After the initial bearing resistance behavior of the concrete dowel, a relative slip occurred in all the specimens. However, its rigid behavior to shear loading decreased the ductility of the shear connection. The cross-sectional area of the crestbond rib was also shown to have a minor effect on the shear resistance of the crestbond rib shear connector. The failure mechanism of the crestbond rib shear connector was complex, and included compression, shear, and tension. As a failure mode, a crack was initiated in the middle of the concrete slab in a vertical direction, and propagated with increasing shear load. Then, horizontal cracks occurred and propagated to the front and rear faces of the specimens. Based on the results of this study, a design shear strength equation was proposed and compared with previously suggested equations.
This paper aims to verify the feasibility of rubber rings to mitigate the shear concentration in perfobond connector (PBL) groups. Firstly, modified push-out tests for five specimens with four holes were conducted to investigate the effects of rubber rings on the shear mechanism of PBL groups. The test results showed that by employing rubber rings on partial holes, more shear forces were distributed to the holes without rubber rings. The rubber rings significantly improved the slip ability of the specimens, and the ductility of PBL groups is dependent on the number and thickness of rubber rings. Subsequently, three-dimensional numerical models were established and validated by the experimental results. According to the plastic strain distribution in concrete dowels, the action principle of rubber rings in PBL groups was explained. Furthermore, the parametric study was conducted to investigate the influential factors on shear distributions, including the width of steel plates, the hole spacing, the number of holes, the rubber ring thickness, and the positions of rubber rings. The parametric analysis results showed that the redistribution of shear forces is significantly affected by the rubber rings with the smallest thickness. By properly employing rubber rings in PBL groups, the shear forces of holes are more even. Finally, an analytical model for PBL groups with rubber rings was proposed to predict the shear distribution at the serviceability stage.
콘크리트충전 강관기둥의 외다이아프램 접합부형식에서, 철골보의 하중이 내부의 콘크리트로 전달되는 하중전달 메카니즘이 아직 명확하게 규명되지 않았다. 여기서 각 층에서 철골보의 전단력은 외부의 강관과 내부의 콘크리트 사이의 부착응력에 의해 전달된다고 본다. 따라서 본 연구는 콘크리트충전 강관기둥의 부착응력을 파악하기 위해, 콘크리트면에만 하중을 가하는 단순가력실험을 실시하였다. 콘크리트 종류, 강관의 형상/길이, 이음부의 유무/뒷댐재의 두께 등을 변수로 총 30개의 실험체를 제작하여 실험을 실시했으며, 각 변수에 따른 실험결과를 비교/분석하고자 했다.
The Theory of Plastic Mechanism Control (TPMC) has been recently extended to the case of Eccentrically Braced Frames (EBFs) with inverted Y-scheme, i.e., EBFs with vertical links. In this paper a further validation of the design procedure, based on TPMC, is provided by means of Incremental Dynamic Analyses (IDA) pointing out the fulfilment of the design goal, i.e., the development of a pattern of yielding consistent with the collapse mechanism of global type where all the links are yielded and all the beams are yielded at their ends while all the columns and the diagonal braces remain in elastic range with the only exception of the base sections of first storey columns. In particular, a study case is designed according to both TPMC and Eurocode 8 provisions and the corresponding seismic performances are investigated by both push-over and IDA analyses. The results show the different performances obtained in terms of pattern of yielding, maximum interstorey drift, link plastic rotation demand and sharing of the seismic base shear between the moment-resisting part and the bracing part of the structural system. The seismic performance improvement obtained by means of TPMC, compared to Eurocode 8 provisions, is pointed out.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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