The purpose of this paper is to develop a mathematical expression for computing crack angles based on reinforcement volumes in the longitudinal and transverse directions, member end-fixity and length-to-width aspect ratio. For this a reinforced concrete beam-column element is assumed to possess a series of potential crack planes represented by a number of differential truss elements. Depending on the boundary condition, a constant angle truss or a variable angle truss is employed to model the cracked structural concrete member. The truss models are then analyzed using the virtual work method of analysis to relate forces and deformations. Rigorous and simplified solution schemes are presented. An equation to estimate the theoretical crack angle is derived by considering the energy minimization on the virtual work done over both the shear and flexural components the energy minimization on the virtual work done over both the shear and flexural components of truss models. The crack angle in this study is defined as the steepest one among fan-shaped angles measured from the longitudinal axis of the member to the diagonal crack. The theoretical crack angle predictions are validated against experimentally observed crack angle reported by previous researchers in the literature. Good agreement between theory and experiment is obtained.
Ties are mandated by many design guidelines and codes to prevent the progressive collapse of buildings initiated by local failures. This study develops a model to estimate catenary/cable action capacity and the required ties in continuous reinforced concrete beams to bridge above the potential failed interior columns. The developed model is derived based on virtual work method and verified using test results presented in the literature. Also, parametric investigations are conducted to estimate the required ties in continuous reinforced concrete beams supporting one-way slab systems. A comparison is conducted between the estimated tie reinforcement using the developed model and that provided by satisfying the integrity provisions of the ACI 318-14 (2014) code. It is shown that the required tie reinforcements to prevent progressive collapse using the developed model are obviously larger than that provided by the integrity requirements of the ACI 318-14 (2014) code. It has been demonstrated that the increases in the demanded tie reinforcements over that provided by satisfying ACI 318-14 (2014) integrity provisions are varied between 1.01 and 1.46.
Boumaaza, M.;Bezazi, A.;Bouchelaghem, H.;Benzennache, N.;Amziane, S.;Scarpa, F.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.63
no.5
/
pp.575-583
/
2017
The study covers the behavior of reinforced concrete deep beams loaded under 4-point bending, failed by shear and repaired using bonding glass fiber reinforced plastics fabrics (GFRP) patches. Two rehabilitation methods have been used to highlight the influence of the composite on the ultimate strength of the beams and their failure modes. In the first series of trials the work has been focused on the reinforcement/rehabilitation of the beam by following the continuous configuration of the FRP fabric. The patch with a U-shape did not provide satisfactory results because this reinforcement strategy does not allow to increase the ultimate strength or to avoid the abrupt shear failure mode. A second methodology of rehabilitation/reinforcement has been developed in the form of SCR (Strips of Critical Region), in which the composite materials reinforcements are positioned to band the inclined cracks (shear) caused by the shear force. The results obtained by using this method lead a superior out come in terms of ultimate strength and change of the failure mode from abrupt shearing to ductile bending.
Saleem, Muhammad;Almakhayitah, Abdulmalik Mohammed
Structural Engineering and Mechanics
/
v.74
no.3
/
pp.313-323
/
2020
Non-destructive tests are commonly used in construction industry to access the quality and strength of concrete. However, till date there is no non-destructive testing method that can be adopted to evaluate the bond condition of reinforced concrete beams. In this regard, the presented research work details the use of ultra-sonic pulse velocity test method to evaluate the bond condition of reinforced concrete beam. A detailed experimental research was conducted by testing four identical reinforced concrete beam samples. The samples were loaded in equal increments till failure and ultra-sonic pulse velocity readings were recorded along the length of the beam element. It was observed from experimentation that as the cracks developed in the sample, the ultra-sonic wave velocity reduced for the same path length. This reduction in wave velocity was used to identify the initiation, development and propagation of internal micro-cracks along the length of reinforcement. Using the developed experimental methodology, researchers were able to identify weak spots in bond along the length of the specimen. The proposed method can be adopted by engineers to access the quality of bond for steel reinforcement in beam members. This allows engineers to carryout localized repairs thereby resulting in reduction of time, cost and labor needed for strengthening. Furthermore, the methodology to apply the proposed technique in real-world along with various challenges associated with its application have also been highlighted.
Kim, Bum-Ki;Suk, Sung-Joon;Lee, Ung-Kyun;An, Sung-Hoon;Kang, Kyung-In
Journal of the Korea Institute of Building Construction
/
v.5
no.1
s.15
/
pp.89-96
/
2005
The increase of hish-rise residential-commercial buildings is required to cut down a term of works and the cost of construction. Reinforced concrete structures and steel framed reinforcement concrete that are commonly used have the difficulty in reducing them. Therefore, the purpose of this study is to propose a new precast concrete complex system and to analyze its economical feasibility. The economic analysis is performed through comparing the cost of a high-rise reinforced building that was already constructed with that of the new proposed precast concrete system, which is limited to structural frame work of typical floors. This study shows that the proposed precast concrete complex system is economical. Further research should be directed at including the influence of a term of works.
An analytical model with tension softening for the prediction of the capacity of prestressed concrete beams under pure torsion and under torsion combined with shear and flexure is introduced. The proposed approach employs bilinear stress-strain relationship with post cracking tension softening branch for the concrete in tension and special failure criteria for biaxial stress states. Further, for the solution of the governing equations a special numerical scheme is adopted which can be applied to elements with practically any cross-section since it utilizes a numerical mapping. The proposed method is mainly applied to plain prestressed concrete elements, but is also applicable to prestressed concrete beams with light transverse reinforcement. The aim of the present work is twofold; first, the validation of the approach by comparison between experimental results and analytical predictions and second, a parametrical study of the influence of concentric and eccentric prestressing on the torsional capacity of concrete elements and the interaction between torsion and shear for various levels of prestressing. The results of this investigation presented in the form of interaction curves, are compared to experimental results and code provisions.
High Strength steel reinforced Reactive Powder Concrete (RPC) Beam is a new type of beams which has evident advantages than the conventional concrete beams. However, there is limited research on the shear bearing capacity of high-strength steel reinforced RPC structures, and there is a lack of theoretical support for structural design. In order to promote the application of high-strength steel reinforced RPC structures in engineering, it is necessary to select a shear model and derive applicable calculation methods. By considering the shear span ratio, steel fiber volume ratio, longitudinal reinforcement ratio, stirrup ratio, section shape, horizontal web reinforcement ratio, stirrup configuration angle and other variables in the shear test of 32 high-strength steel reinforced RPC beams, the applicability of three theoretical methods to the shear bearing capacity of high-strength steel reinforced RPC beams was explored. The plasticity theory adopts the RPC200 biaxial failure criterion, establishes an equilibrium equation based on the principle of virtual work, and derives the calculation formula for the shear bearing capacity of high-strength steel reinforced RPC beams; Based on the Strut and Tie Theory, considering the softening phenomenon of RPC, a failure criterion is established, and the balance equation and deformation coordination condition of the combined force are combined to derive the calculation formula for the shear bearing capacity of high-strength reinforced RPC beams; Based on the Rankine theory and Rankine failure criterion, taking into account the influence of size effects, a calculation formula for the shear bearing capacity of high-strength reinforced RPC beams is derived. Experimental data is used for verification, and the results are in good agreement with a small coefficient of variation.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
/
2000.10a
/
pp.253-258
/
2000
Recently, the area of design optimization, especially structural optimization, has been and to be a continuous active area of research. And the design optimizations of port facilities have been achieved by many other civil engineers. But the design optimization of port facilities were limited to the design optimization of the breasting dolphin. This paper invested the design optimization of mooring pier and the foundations of mooring pier was suggested considering the convenience of repair and reinforcement work. The mooring pier devised with prestressed precast concrete panel and rigid frame welded wide flange beam to steel pipe pile. To accomplish the design optimization of mooring pier, the Augmented Lagrangian Multiplier Method(ALM) of ADS(Garret N. Vanderplaats) optimization routine, BFGS method as optimizer and Golden Section Method as one dimensional search were utilized. As a result, thirty percent of material cost for construction was reduced by design optimization. The tensile stress of concrete panel and bottom flage was critical constraints under service load. So, using high strength concrete and steel will be economical. And lots of initial values must be invested to accomplish the design optimization in design procedures.
Machine learning (ML) models based on artificial neural network (ANN) and decision tree (DT) were developed for estimation of axial capacity of concrete columns reinforced with fiber reinforced polymer (FRP) bars. Between the design codes, the Canadian code provides better formulation compared to the Australian or American code. For empirical models based on elastic modulus of FRP, Hadhood et al. (2017) model performed best. Whereas for empirical models based on tensile strength of FRP, as well as all empirical models, Raza et al. (2021) was adjudged superior. However, compared to the empirical models, all ML models exhibited superior performance according to all five performance metrics considered. The performance of ANN and DT models were comparable in general. Under the present setup, inclusion of the transverse reinforcement information did not improve the accuracy of estimation with either ANN or DT. With selective use of inputs, and a much simpler ANN architecture (4-3-1) compared to that reported in literature (Raza et al. 2020: 6-11-11-1), marginal improvement in correlation could be achieved. The metrics for the best model from the study was a correlation of 0.94, absolute errors between 420 kN to 530 kN, and the range being 0.39 to 0.51 for relative errors. Though much superior performance could be obtained using ANN/DT models over empirical models, further work towards improving accuracy of the estimation is indicated before design of FRP reinforced concrete columns using ML may be considered for design codes.
Kim, Kyung-Hwan;Park, Mi-Yun;Chung, Won-Yong;Moon, Jae-Woo;Jang, Seung-Yup
Proceedings of the KSR Conference
/
2011.10a
/
pp.3172-3179
/
2011
Several materials using polymer-portland-cement concrete have developed to have not only strength of attachment with body, but also waterproof function and strong anti-sodium chloride properties. Especially, in case of railway, unlike other public transportation, it is very difficult to doing the repair and reinforcement work of structure during service time. Therefore, the development and study of materials having characteristics of structural strength, unification behavior with body, and resistance of crack are very important. Accordingly, the characteristic of material of polymer based concrete is indicated compared with the experiment and analysis through this study, and suggested application to railway tunnel, bridge, and concrete track structure.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.