International Journal of Concrete Structures and Materials
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제6권2호
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pp.65-78
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2012
An experimental study was carried out to evaluate fresh properties of a moderately high-strength (high-flowing) self-compacting concrete (SCC) and to investigate shear behavior and performance of deep beams made with SCC. Fresh and hardened properties of normal concrete (NC) and SCC were evaluated. The workability and compacting ability were observed based on casting time and number of surface cavities, respectively. Four-point loading tests on four deep beams (two made with SCC and two with NC) were then conducted to investigate their shear behavior and performance. Shear behavior and performance of beams having two different web reinforcements in shear were systematically investigated in terms of crack pattern, failure mode, and load-deflection response. It was found from the tests that the SCC specimen having a normal shear reinforcement condition exhibited a slightly higher load carrying capacity than the corresponding NC specimen, while the SCC specimen having congested shear reinforcement condition showed a similar load carrying capacity to the corresponding NC specimen. In addition, a comparative study between the present experimental results and theoretical results in accordance with ACI 318 (Building Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-89) and Commentary-ACI 318R-89, 1999), Hsu-Mau's explicit method (Hsu, Cem Concr Compos 20:419-435, 1998; Mau and Hsu, Struct J Am Concr Inst 86:516-523, 1989) and strut-and-tie model suggested by Uribe and Alcocer (2002) based on ACI 318 Appendix A (2008) was carried out to assess the applicability of the aforementioned methods to predict the shear strength of SCC specimens.
Ultrasonic sensors are widely used in mobile robot applications to recognize external environments, because they are cheap, easy to use, and robust under varying lighting conditions. However, the recognition of objects using a ultrasonic sensor is not so easy due to its characteristics such as narrow beam width and no reflected signal from a inclined object. As one of the alternatives to resolve these problems, use of multiple sensors has been studied. A sequential driving system needs a long measurement time and does not take advantage of multiple sensors. Simultaneous and pulse coding driving system of ultrasonic sensor array cannot measure short distance as the length of the code becomes long. This problem can be resolved by multi-frequency driving of ultrasonic sensors, which allows multi-sensors to be fired simultaneously and adjacent objects to be distinguished. Accordingly, this paper presents a simultaneous and multi-frequency driving system for an ultrasonic sensor array for object recognition. The proposed system is designed and implemented using a DSP and FPGA. A micro-controller board is made using a DSP, Polaroid 6500 ranging modules are modified for firing the multi-frequency signals, and a 5-channel frequency modulated signal generating board is made using a FPGA. To verify the proposed method, experiments were conducted in an environment with overlapping signals, and the flight distances for each sensor were obtained from filtering of the received overlapping signals and calculation of the time-of-flights.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제7권3호
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pp.183-191
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2013
Prestress losses assumed for bridge girder design and deflection analyses are dependent on the concrete modulus of elasticity (MOE). Most design specifications, such as the American Association of State Highways and Transportation Officials (AASHTO) bridge specifications, contain a constant value for the MOE based on the unit weight of concrete and the concrete compressive strength at 28 days. It has been shown in the past that that the concrete MOE varies with the age of concrete. The purpose of this study was to evaluate the effect of a time-dependent and variable MOE on the prestress losses assumed for bridge girder design. For this purpose, three different variable MOE models from the literature were investigated: Dischinger (Der Bauingenieur 47/48(20):563-572, 1939a; Der Bauingenieur 5/6(20):53-63, 1939b; Der Bauingenieur, 21/22(20):286-437, 1939c), American Concrete Institute (ACI) 209 (Tech. Rep. ACI 209R-92, 1992) and CEB-FIP (CEB-FIP Model Code, 2010). A typical bridge layout for the Dallas, Texas, USA, area was assumed herein. A prestressed concrete beam design and analysis program from the Texas Department of Transportation (TxDOT) was utilized to determine the prestress losses. The values of the time dependent MOE and also specific prestress losses from each model were compared. The MOE predictions based on the ACI and the CEB-FIP models were close to each other; in long-term, they approach the constant AASHTO value. Dischinger's model provides for higher MOE values. The elastic shortening and the long term losses from the variable MOE models are lower than that using a constant MOE up to deck casting time. In long term, the variable MOE-based losses approach that from the constant MOE predictions. The Dischinger model would result in more conservative girder design while the ACI and the CEB-FIP models would result in designs more consistent with the AASHTO approach.
Understanding the abundance and distribution of massive jellyfish is necessary to forecast where or when their blooms will happen. The acoustic technique is one of the most useful methods of obtaining information if the acoustic characteristics of the targets are known. This study was conducted to determine the acoustic target strength (TS, dB) of two jellyfish species, Aurelia aurita and Cyanea nozakii, in the southern coast of Korea. For the ex situ measurements, 120, 200, and 420 kHz split beam transducers were used, and jellyfish with various bell lengths were arranged to prepare multiple jellyfish. Under 2 vertical individuals, the mean TS for multiple A. aurita at 120, 200, and 420 kHz was -72.7, -71.7, and -68.2 dB, respectively. In the case of 5 vertical individuals, the mean TS of the species was -71.3, -68.2, and -62.0 dB. Finally, the mean TS of C. nozakii at 120, 200, and 200 kHz was -62.0, -60.3, and -58.2 dB under 2 individuals and -58.1, -57.4, and -54.0 dB under 4 individuals, respectively. For both species, higher numbers of jellyfish resulted in a higher TS. In addition, higher frequencies were associated with a higher TS for the same jellyfish. These TS results for two species can be used as essential data for the acoustic detection of jellyfish in an open ocean or coastal area.
A newly designed Tissue Equivalent Proportional Counter (TEPC) has been developed for the CubeSat mission, SIGMA (Scientific cubesat with Instruments for Global Magnetic field and rAdiation) to investigate space radiation. In order to test the performance of the TEPC, we have performed heavy ion beam experiments with the Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba (HIMAC), Japan. In space, human cells can be exposed to complex radiation sources, such as X-ray, Gamma ray, energetic electrons, protons, neutrons and heavy charged particles in a huge range of energies. These generate much a larger range of Linear Energy Transfer (LET) than on the ground and cause unexpected effects on human cells. In order to measure a large range of LET, from 0.3 to $1,000keV/{\mu}m$, we developed a compact TEPC which measures ionized particles produced by collisions between radiation sources and tissue equivalent materials in the detector. By measuring LET spectra, we can easily derive the equivalent dose from the complicated space radiation field. In this HIMAC experiment, we successfully obtained the linearity response for the TEPC with Fe 500 MeV/u and C 290 MeV/u beams and demonstrated the performance of the active radiation detector.
Altunisik, Ahmet C.;Ates, Sevket;Husem, Metin;Genc, Ali F.
Steel and Composite Structures
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제23권3호
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pp.273-283
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2017
In this paper, it is aimed to present a detail investigation related to structural behavior of laterally unrestrained steel cantilever roof of tribune with slender cross section. The structure is located in Tutak town in $A{\breve{g}}r{{\i}}$ and collapsed on October 25, 2015 at eastern part of Turkey is considered as a case study. This mild sloped roof structure was built from a variable I beam, and supported on steel columns of 5.5 m height covering totally $240m^2$ closed area in plan. The roof of tribune collapsed completely without any indication during first snowfall after construction at midnight a winter day, fortunately before the opening hours. The meteorological records and observations of local persons are combined together to estimate the intensity of snow load in the region and it is compared with the code specified values. Also, the wide/thickness and height/thickness ratios for flange and web are evaluated according to the design codes. Three dimensional finite element model of the existing steel tribune roof is generated considering project drawings and site investigations using commercially available software ANSYS. The displacements, principal stresses and strains along to the cantilever length and column height are given as contour diagrams and graph format. In addition to site investigation, the numerical and analytical works conducted in this study indicate that the unequivocal reasons of the collapse are overloading action of snow load intensity, some mistakes made in the design of steel cantilever beams, insufficient strength and rigidity of the main structural elements, and construction workmanship errors.
Ni alloy tape is electropolished to be used as a metal substrate for fabrication of IBAD (ion-Beam Assisted Deposition)-MgO texture template fur HTS coated conductor. Electropolishing is needed to obtain a very smooth surface of Ni alloy tape because the in-plane texture of templates is sensitive to the roughness of metal substrate. The critical current of YBCO coated conductor depends on the texture of YBCO that depends on the texture of the IBAD MgO layer. And so the smoothness of the metal substrate is directly related to the superconducting properties of the coated conductor. In this study, we have prepared a reel-to-reel electropolishing apparatus to polish the Ni alloy tapes for IBAD. Various electropolishing conditions were investigated to improve the surface roughness. Hastelloy tape is continuously electropolished with high polishing current density (0.5 ∼ 2 A/$\textrm{cm}^2$) and fast processing time (1 ∼ 3 min). Polished hastelloy tapes have surface roughness(RMS) of below 1 nm on a 5 ${\times}$ 5 $\mu\m^2$ from AFM and SEM.
To reduce the uncertainty in the calibration of radiation beams, absorbed dose to water for high energy electrons is recommended as the standards and reference absorbed dose by AAPM Report no.51 and IAEA Technical Reports no.398. In these recommendations, water is, defined as the reference medium, however, the water substitute solid phantoms are discouraged. Nevertheless, when accurate chamber positioning in water is not possible, or when no waterproof chamber is available, their use is permitted at beam qualities R$\_$50/ < 4 g/cm$^2$ (E$\_$0/ < 10 MeV). For the electron dosimetry using solid phantom, a depth-scaling factor is used for the conversion of depth in solid phantoms to depth in water, and a fluence-scaling factor is used for the conversion of ionization chamber reading in plastic phantom to reading in water. In this work, the properties, especially depth-scaling factors c$\_$p1/ and fluence-scaling factors h$\_$pl/ of several commercially available water substitute solid phantoms were determined, and the electron dosimetry using these scaling method was evaluated. As a result, it is obviously that dose-distribution in solid phantom can be converted to appropriate dose-distribution in water by means of IAEA depth-scaling.
The dependence of microstructural and optical properties of Ag-In-Sb-Te thin films on annealing heat-treatments was studied. It was found from the present work that the increase of reflectance after annealing heat-treatment is related with phase change of Ag-In-Sb-Te thin film from amorphous state to crystalline phases which involve Sb crystalline phase and AgInTe$_2$ stoichiometric phase. On the other hand, the reflectance is decreased after high temperature annealing (above 450$^{\circ}C$), due to the morphology .mange of film surface. For the purpose of practical application(erasable optical disk), we fabricated quadrilayered Ag-In-Sb-Te alloy disk, and annealed it with continuous laser beam. As result of this laser\ulcorner annealing treatment, we found that the increment of reflectance is 9.3% at 780nm wavelength. It might be considered that Ag-In-Sb-Te alloy optical disk is the big promising candidate for the erasable optical memory medium.
콘크리트 부재의 내진설계에 있어 강도와 더불어 변형 능력은 중요한 요소이다. 연결보는 전단 지배 부재임에도 항복 이후 소성 변형을 요구하는 부재인데 본 연구에서는 연결보의 변형 능력에 대한 실험을 통해 변형 모형을 제시하였다. 일반적인 배근 형태를 가진 철근 콘크리트 연결보를 대상으로 단조하중실험을 수행하였다. 경간-깊이비, 휨 철근비, 전단 철근비를 변수로 하여 연결보의 거동을 평가하였다. 전단 지배 부재인 연결보는 아치작용과 트러스 작용으로 전단력에 대해 저항하는데 실험 결과를 통해 전단력을 두 작용의 구분과 항복 강도 발현 이후 소성 변형에 따른 두 작용의 구성비 변화에 대해 분석하였다. 실험결과에 기초한 전단 철근과 휨 철근의 변형률 분포 모형을 이용하여 휨 철근의 응력 상태를 산정하였다. 휨 철근의 부착-미끄러짐에 의해 결정되는 균열폭을 고려하는 연결보의 변형 모형을 제시하였다. 항복 상태는 휨 철근의 항복 시점으로 정의하였고, 극한 상태는 변형 증가에 따른 스트럿의 압축 강도 저하에 의해 결정되었다. 이 변형 모형은 변위기초설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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