A new type of earthquake resilient reinforced concrete (RC) shear wall structure, installed with replaceable coupling beams and replaceable corner components at the bottom of wall piers, is proposed in this study. At first, the mechanical behavior of replaceable components, such as combined dampers and replaceable corner component, is studied by cyclic loading tests on them. Then, cycling loading tests are conducted on one conventional coupled shear wall and one new type of coupled shear wall with replaceable components. The test results indicate that the damage of the new type of coupled shear wall concentrates on replaceable components and the left parts are well protected. Finally, a case study is introduced. The responses of one conventional frame-tube structure and one new type of structure installed with replaceable components under the wind and the earthquake are compared, which verify that the performance of new type of structure is much better than the conventional structure.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.14
no.10
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pp.5290-5298
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2013
In order to apply a mechanical deck joint to the prefabricated steel grid composite decks, shear resistance of a joint composed of concrete shear key and high-tension bolt is experimentally evaluated by the push-out test. Shear resistance evaluated by the test is compared with resistance estimated by empirical and design equations based on the shear friction theory. Test results show that joint specimens bonded by epoxy have about 10% more shear resistance than specimens with strengthened shear key by steel plates, but in the case of specimens with strengthened shear key there is smaller resistance deviation than specimens bonded by epoxy. In comparison with resistances estimated by empirical and design equations, the deck joint can be safely designed. But because the existed shear resistance of deck joint is underestimated by the ACI-318, application of the LRFD design equation could be more reasonable.
This thesis is to investigate the sliding behavior of cantilever retaining wall by using the commercially available program of FLAC to simulate its behavior numerically. Cantilever retaining walls with flat base, sloped base and base with shear key, uniform surcharges being applied on the surface of backfill, were investigated to figure out appropriate location of shear key beneath the base of wall and, thus, its applicability to field condition was assessed by comparing the analyzed results to each other. On the other hand, previously performed centrifuge model test results (Eum, 1996) were analyzed numerically with FLAC to compare test results with respect to characteristics of load-settlement of surcharges and load-lateral movement of wall. Based on the failure mechanism observed during centrifuge tests, limit equilibrium method of finding the ultimate load inducing the sliding failure of wall was used to compare with values of the ultimate load obtained from conventional method of limit equilibrium method. Therefore, appropriate location of shear key was determined to mobilize the maximum resistance against sliding failure of wall.
PURPOSE. Shear bond strength (SBS) test is the most commonly used method for evaluating resin bond strength of zirconia, but SBS results vary among different studies even when evaluating the same bonding strategy. The purpose of this study was to promote standardization of the SBS test in evaluating zirconia ceramic bonding and to investigate factors that may affect the SBS value of a zirconia/resin cement/composite resin bonding specimen. MATERIALS AND METHODS. The zirconia/resin cement/composite resin bonding specimens were used to simulate loading with a shear force by the three-dimensional finite element (3D FE) modeling, in which stress distribution under uniform/non-uniform load, and different resin cement thickness and different elastic modulus of resin composite were analyzed. In vitro SBS test was also performed to validate the results of 3D FE analysis. RESULTS. The loading flat width was an important affecting factor. 3D FE analysis also showed that differences in resin cement layer thickness and resin composite would lead to the variations of stress accumulation area. The SBS test result showed that the load for preparing a SBS specimen is negatively correlated with the resin cement thickness and positively correlated with SBS values. CONCLUSION. When preparing a SBS specimen for evaluating bond performance, the load flat width, the load applied during cementation, and the different composite resins used affect the SBS results and therefore should be standardized.
Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction
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v.35
no.9
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pp.151-158
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2019
A concrete core is used widely as lateral stability systems in high-rise modular buildings. As an alternative to traditional cast in-situ core, the precast concrete(PC) method can accelerate the construction of reinforced concrete cores. A core composed of precast elements differs from a in-situ core in having connections between the precast elements. The typical vertical connection between PC panels is consisted of shear keys, loop bars, lacer bars and grout. In this study, the effect of vertical connection components on shear strength is investigated experimentally. The test results show that the contribution to the shear strength is greater in order of grout strength, shear keys, lacer bars and loop bars. In addition, the numerical models to estimate the shear strength according to two crack patterns in the vertical joint of the PC panels are derived. The feasibility of the numerical models is evaluated by comparing the estimated shear strength and the test results.
Soils are natural granular materials whose mechanical properties differ according to the size and composition of the particles, so soils exhibit an obvious scale effect. Traditional soil mechanics is based on continuum mechanics, which can not reflect the impact of particle size on soil mechanics. On that basis, a matrix-reinforcing-particle cell model is established in which the reinforcing particles are larger-diameter sand particles and the matrix comprises smaller-diameter bentonite particles. Since these two types of particles deform differently under shear stress, a new shear-strength theory under direct shear that considers the stress concentration and bypass phenomena of the matrix is established. In order to verify the rationality of this theory, a series of direct shear tests with different reinforcing particle diameter and volume fraction ratio are carried out. Theoretical analysis and experimental results showed that the interaction among particles of differing size and composition is the basic reason for the size effect of soils. Furthermore, the stress concentration and bypass phenomena of the matrix enhance the shear strength of a soil, and the volume ratio of reinforcing particles has an obvious impact on the shear strength. In addition, the newly proposed shear-strength theory agrees well with experimental values.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.16
no.5
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pp.68-77
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2012
The joint of existing steel grid composite deck is composed of lap splice of reinforcing bar with end hooks and field-placed concrete. In this study, bending tests of deck joint composed of concrete shear key and high tension bolts are carried out for the design variable, concrete shear key strengthened with steel plate or not, and test results are compared with flexural performance of the existing deck joint. Test results showed that the mechanical deck joint has about 30% ~ 60% more ultimate bending strength than the existing joint. According to analysis results of moment-curvature relationship, the initial bending stiffness of the existing deck joint is some higher than that of mechanical joint. But, after crack failure the structural performance of the existing deck joint is rapidly reduced. Furthermore, the deck joint with the strengthened shear key with steel plate has more bending moment capacity than the deck joint without strengthening. And strengthening of shear key has positive influence on the increase of bending stiffness.
The ultimate strength behaviour of sandwich composite beams with J-hooks and normal weight concrete (SCSSBJNs) are studied through two-point loading tests on ten full-scale SCSSBJNs. The test results show that the SCSSBJN with different parameters under two-point loads exhibits three types of failure modes, i.e., flexure, shear, and combined shear and flexure mode. SCSSBJN failed in different failure modes exhibits different load-deflection behaviours, and the main difference of these three types of behaviours exist in their last working stages. The influences of thickness of steel faceplate, shear span ratio, concrete core strength, and spacing of J-hooks on structural behaviours of SCSSBJN are discussed and analysed. These test results show that the failure mode of SCSSBJN was sensitive to the thickness of steel faceplate, shear span ratio, and concrete core strength. Theoretical models are developed to estimate the cracking, yielding, and ultimate bending resistance of SCSSBJN as well as its transverse cross-sectional shear resistance. The validations of predictions by these theoretical models proved that they are capable of estimating strengths of novel SCSSBJNs.
Soft clay is widely distributed in the southeast coastal areas of China. Many large underground structures, such as subway stations and underground pipe corridors, are shallow buried in the soft clay foundation, so the dynamic characteristics of the soft clay must be considered to the seismic design of underground structures. In this paper, the dynamic characteristics of saturated soft clay in Shanghai under the bidirectional excitation for earthquake loading are studied by dynamic triaxial tests, comparing the backbone curve and hysteretic curve of the saturated soft clay under different confining pressures with those under different vibration frequencies. Considering the coupling effects of the confining pressure and the vibration frequency, a fitting model of the maximum dynamic shear modulus was proposed by the multiple linear regression method. The M-D model was used to fit the variations of the dynamic shear modulus ratio with the shear strain. Based on the Chen model and the Park model, the effects of the consolidation confining pressure and the vibration frequency on the damping ratio were studied. The results can provide a reference to the earthquake prevention and disaster reduction in soft clay area.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.36
no.6
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pp.1049-1057
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2016
The waveform micropile is a type of foundation that has a single or multiple shear keys on the pile shaft, and it is constructed through a jet grouting method as a way to increase the shaft resistance of the bonded area between the pile and the soil. In this paper, a geotechnical centrifuge test was performed to study the axial performance of the waveform micropile from other models. The six test models consisted of three waveform micropiles with a single shear key at three different depths, a waveform micropile with multiple shear keys, a conventional micropile, and a jet grouting micropile. Based on the test results, it was clearly shown that the waveform micropile increased in its bearing capacity compared to the other models without the shear key. Additionally, it was observed that the confining pressure for the location of a shear key is directly related to the increase of the bearing capacity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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