Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.22
no.3
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pp.223-233
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2012
This paper deals with free vibrations of the tapered Timoshenko beam with constant volume, in which both the rotatory inertia and shear deformation are included. The cross section of the tapered beam is chosen as the regular polygon cross section whose depth is varied with the parabolic function. The ordinary differential equations governing free vibrations of such beam are derived based on the Timoshenko beam theory by decomposing the displacements. Governing equations are solved for determining the natural frequencies corresponding with their mode shapes. In the numerical examples, three end constraints of the hinged-hinged, hinged-clamped and clamped-clamped ends are considered. The effects of various beam parameters on natural frequencies are extensively discussed. The mode shapes of both the deflections and stress resultants are presented, in which the composing rates due to bending rotation and shear deformation are determined.
Dan, Saikat;Chaudhary, Manpreet;Barai, Sudhirkumar V.
Computers and Concrete
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v.21
no.3
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pp.321-333
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2018
Flat-slabs, being a significant structural component, not only reduce the dead load of the structure but also reduce the amount of concrete required for construction. Moreover the use of recycled aggregates lowers the impact of large scale construction to nearby ecosystems. Recycled aggregate based concrete being a quasi-brittle material shows enormous cracking during failure. Crack growth in flat-slabs is mostly in sliding mode (Mode II). Therefore sufficient sections need to be provided for resistance against such failure modes. The main objective of the paper is to numerically determine the ultimate load carrying capacity of two self-similar flat-slab specimens and validate the results experimentally for the natural aggregate as well as recycled aggregate based concrete. Punching shear experiments are carried out on circular flat-slab specimen on a rigid circular knife-edge support built out of both normal (NAC) and recycled aggregate concrete (RAC, with full replacement). Uniaxial compression and bending tests have been conducted on cubes, cylinders and prisms using both types of concrete (NAC and RAC) for its material characterization and use in the numerical scheme. The numerical simulations have been conducted in ABAQUS (a known finite element software package). Eight noded solid elements have been used to model the flat slab and material properties have been considered from experimental tests. The inbuilt Concrete Damaged Plasticity model of ABAQUS has been used to monitor crack propagation in the specimen during numerical simulations.
A technique is presented that uses a circular waveguide for the measurement of the bulk shear (S-wave) velocities of unconsolidated, saturated media, with particular application to near surface soils. The technique requires the measurement of the attenuation characteristics of the fundamental torsional mode that propagate along an embedded pipe, from which the acoustic properties of the surrounding medium are inferred. From the dispersion curve analysis, the feasibility of using fundamental torsional mode which is non-dispersive and have constant attenuation over all frequency range is discussed. The principles behind the technique are discussed and the results of an experimental laboratory validation are presented. The experimental data are best fitted for the different depths of wetted sand and the shear velocities are evaluated as a function of depths. Also the characteristics of the reflected signal from the defects are examined and the reflection coefficients are calculated for identifying the relation between defect sizes and the magnitude of the reflected signal.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.15
no.4
s.97
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pp.499-505
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2005
In this paper, a new type of pi+ezoelectric stepping motor is designed, manufactured and tested. This motor is composed of piezoelectric torsional actuator and a pair of one-way clutch bearings. The torsional actuator consists of 16-polygonal tube of piezoceramic that can produce an angular displacement associated with shear mode. One-way clutch bearing converts oscillation of torsional actuator into a continuous stepping rotation. The proposed stepping motor does not require any conversion mechanism for stepping motion like any other motors. In the design process, the shear resonance mode of piezoelectric actuator is analyzed by using a commercial finite element analysis program, and the performance of the fabricated torsional actuator is measured. $0.124^{\circ}$ of maximum angular displacement is measured in square wave excitation on the actuator only. The stepping motor is manufactured by assembling a pair of one-way clutch bearings and the torsional actuator. The maximum rotation speed of 72rpm and the blocking torque of 3.136 mNm are measured at 3540 Hz and 100V/mm. Once the proposed piezoelectric stepping motor is miniaturized, it can be used for many compact and precise moving applications.
This paper experimentally studies the cyclic behavior of hybrid connections between steel coupling beams and concrete shear walls with embedded steel columns. Four beam-to-wall connection specimens with short and long embedded steel columns are tested under monotonic and cyclic loads, respectively. The influence of embedment length of columns on the failure mode and performance of connections is investigated. The results show that the length of embedded steel columns has significant effect on the failure mode of connections. A connection with a long embedded column has a better stiffness, load-bearing capacity and ductility than that of a short embedded column. The former fails due to the shear yielding of column web in the joint panel, while failure of the latter is initiated by the yielding of horizontal reinforcement in the wall due to the rigid rotation of the column. It is recommended that embedded steel columns should be placed along the entire height of shear walls to facilitate construction and enhance the ductility.
The crustal structure of the Korean Peninsula was investigated by analyzing phase velocity dispersion data of Rayleigh waves. Earthquakes recorded by three component broad-band velocity seismographs during 1999-2004 in South Korea were used in this study. The fundamental mode Rayleigh waves were extracted from vertical components of seismograms by multiple filter technique and phase match filter method. Phase velocity dispersion curves of the fundamental mode signal pairs for 14 surface wave propagation paths on the great circle in the range 10 to 80 sec were computed by two-station method. Treating the shear velocity of each layer as an independent parameter, phase velocity data of Rayleigh wave were inverted. All the result models can be explained by a rather homogeneous crust of shear-wave velocity increasing from 2.8 to 3.25 km/sec from top to about 33 km depth without any distinctive crustal discontinuities and an uppermost mantle of shear-wave velocity between 4.55 and 4.67 km/sec. Our results turn out to agree well with recent study of Cho et al. (2006 b) based on the analysis of seismic background noises to recover short-period (0.5-20 sec) Rayleigh- and Love-wave group velocity dispersion characteristics.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.27
no.2
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pp.101-109
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2023
Steel brace strengthening is the most popular seismic rehabilitation method for school buildings. This is because the design can be conducted by using relatively easy nonlinear pushover analysis and standard modeling in codes. An issue with steel brace strengthening is that the reinforced building should behave elastically to satisfy performance objectives. For this, the size of steel braces should be highly increased, which results in excessive strengthening cost by force concentration on existing members and foundations due to the considerable stiffness and strength of the steel braces. The main reason may be the brittle failure mode of columns, so this study investigated the relationship between the efficiency of steel brace strengthening and column failure modes. The result showed that the efficiency is highly dependent on the shear capacity ratio of columns and structural analysis methods. School buildings reinforced by steel braces do not need to behave elastically when the shear capacity ratio is low, and pushover analysis is used, which means reducing steel material is possible.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1999.04a
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pp.683-688
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1999
The purpose of this study is to develop and evaluate the structural performance of various shear walls, such as the hysteretic behavior, the maximum horizontal strength, crack propagation, and ductility etc. under load reversals. For the diagonal reinforced slit and infilled shear wall specimens, it was found that the failure mode shows very effective crack control and crashing due to slippage prevention of boundary region and reduction of diagonal tension rather than the brittle shear and diagonal tension failure. The ductility of specimens designed by the diagonal reinforcement for the slit and infilled shear wall was increased 1.72~1.81 times in comparison with the fully rigid shear wall frame. Maximum horizontal load-carrying capacity of specimens designed by the diagonal reinforcement ratio the slit and infilled shear wall was increased respectively by 1.14 times and 1.49 times in comparison with the standard fully rigid shear wall frame.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2000.10a
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pp.523-528
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2000
In multi-span bridges, a shear key is often used to distribute the seismic force to the case, the shear key is sometimes required to be reinforced to withstand the seismic force. To improve the strength of shear key, the strength and failure mode of shear key have to be carefully estimated and the proper reinforcement scheme should be elaborated. The test results show that the strength of shear key is 2.5 times higher than the strength calculated by PCI design handbook. Also the strength of shear key is greatly improved by placing PT bars into shear key. In this study, the analytical method to evaluate the strength of sheat key and the reinforcement scheme are proposed.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1995.10a
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pp.224-228
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1995
Addition of hooked steel fibers into the cementitious materials enhanced shear resistance and consequently improves structural behavior and shear strength of reinforced hooked steel fibrous concrete beam(RHSFCB) under the shear forces. Experimental observations were made on the main parameters effecting structural behavior of RHSFCB in this study. The volume fractions of fibers, shear span to depth ratios, and spacings of stirrups were taken into account as the main parameters. Some equations reported in the literatures, regarding the predictions of the shear strength of RHSFCB have been evaluated statistically based on the total number of 95 test results on RHSFCB failed in shear on shear-flexural mode.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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