Zhihua Xiong;Zhuoxi Liang;Xuyao Liu;Markus Feldmann;Jiawen Li
Steel and Composite Structures
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v.48
no.5
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pp.531-545
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2023
Composite dowels are implemented as a powerful alternative to headed studs for the efficient combination of Ultra High-Performance Concrete (UHPC) with high-strength steel in novel composite structures. They are required to provide sufficient shear resistance and ensure the transmission of tensile forces in the composite connection in order to prevent lifting of the concrete slab. In this paper, the load bearing capacity of puzzle-shaped and clothoidal-shaped dowels encased in UHPC specimen were investigated based on validated experimental test data. Considering the influence of the embedment depth and the spacing width of shear dowels, the characteristics of UHPC square plate on the load bearing capacity of composite structure, 240 numeric models have been constructed and analyzed. Three artificial intelligence approaches have been implemented to learn the discipline from collected experimental data and then make prediction, which includes Artificial Neural Network-Particle Swarm Optimization (ANN-PSO), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and an Extreme Learning Machine (ELM). Among the factors, the embedment depth of composite dowel is proved to be the most influential parameter on the load bearing capacity. Furthermore, the results of the prediction models reveal that ELM is capable to achieve more accurate prediction.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2003.05a
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pp.457-462
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2003
It studies the non-structural crack factors that are produced in Steel Box Girder Bridge concrete floor plate using analytical method. It mainly studies humidity and design standard of concrete strength. It used MIDAS CIVIL Ver 5.4.0, a general structure analysis program that applies drying shrinkage rate of domestic road bridge design standard and standard value of creep coefficient, CEF-FIP standard equation and ACI standard equation from the aspect of creep, drying shrinkage and hydration heat to see the effect of the two factors on concrete crack and found the following result. The analytical results of this study showed that the initial stress, which was obtained by ACI standard, exceeds the allowable tensile stress between 5 to 18 days. This result means that even if a bridge is designed and constructed according to design standard, the bridge can have cracks due to various variables such as drying shrinkage, hydration heat and creep that produce stress in slab.
Containment structures not only are leak-tight barriers, but also may be subjected to impacts caused by tornado-generated projectiles, aircraft crashes or the fragments of missile warhead. This paper presents the results of an experimental study of the impact resistance of steel fiber-reinforced concrete against 45 g projectiles at velocity around 2500 m/s. An explosively formed projectile (EFP) was designed to generate an equivalent missile fragment. The formation and velocity of EFP are measured by flash x-ray. A switch made of double-layered thin copper sheets controlled the exposure time of each flash x-ray. The influence of the fiber volume fraction on the crater diameter of concrete slab and the residual velocity of the projectile were studied. The residual velocity of the projectile decreased as the fiber volume fractions increased. In this work, the residual velocity of the projectile was to 44% that of plain concrete when the fiber volume fraction exceeded 1.5%. Based on the present finding, steel fiber reinforced concrete with the fiber volume fraction exceeding 1.5% appear to be more efficient in protection against high velocity fragment impact.
This paper presents the cost optimization of a composite I beam floor system, designed to be made from a reinforced concrete slab and steel I sections. The optimization was performed by the mixed-integer non-linear programming (MINLP) approach. For this purpose, a number of different optimization models were developed that enable different design possibilities such as welded or standard steel I sections, plastic or elastic cross-section resistances, and different positions of the neutral axes. An accurate economic objective function of the self-manufacturing costs was developed and subjected to design, resistance and deflection (in)equality constraints. Dimensioning constraints were defined in accordance with Eurocode 4. The Modified Outer-Approximation/Equality-Relaxation (OA/ER) algorithm was applied together with a two-phase MINLP strategy. A numerical example of the optimization of a composite I beam floor system, as presented at the end of this paper, demonstrates the applicability of the proposed approach. The optimal result includes the minimal produced costs of the structure, the optimal concrete and steel strengths, and dimensions.
The objective of this study is to investigate the structural behavior of the composite slabs with the new metal deckplate. The new deckplate can be used as structural member with topping concrete. So several experiments of this structural test and the fire resistance test were done. From this experiments. slabs with new metal deckpklate were verified as composite slabs. In this paper, this verifications were compared with the international design methods. For experiment. 49 specimens were made. the main parameters are deckplate thickness (1.2mm. 1.6mm) depth of topping concrete(85mm. 90mm). support condition(simple, 2-span), shear reinforcment(studs), span(2.7m, 3.0m, 3.3m. 3.6m. 3.9m) and shear span(L/3, L/4, L/7). We analyzed the structural behavior of composite slab throughout the moment-curvature relationship which is obtained with the program using the computer language. Turbo C. From this development for slab system, the reinforced concrete or steel structure building may be easy, economical for construction, And informations about the structural behavior of composite slabs will be utilized to established korea standard.
Yong, Hwan Sun;Kim, Yun Hwan;Park, Yong Chan;Song, Su Yeop
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.14
no.6
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pp.803-811
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2002
Current composite steel and concrete bridges are designed using full-interaction theory assuming there is no relative slip, between the steel and concrete components along their interface, because of the complexities of partial-interaction analysis techniques. However, in the assessment of existing composite bridges this simplification may not be warranted as it is often necesary to extract the correct capacity and endurance from the structure. This may only be achieved using partial-interaction theory which tuly reflects the behaviour of the structure. In this paper, Parametric analyses have been carried out in order to confirm the partial-interaction curvatures with deflection effect using the finite element method. Therefore, the model is considered for simply supported steel and concrete composite bridges with a uniform distribution of connectors subjected to a single concentrated load. For the case studies, this study applicate a parameters such as the number and space of stud shear connector and elastic modulus of concrete slabs. From this study, it is known that partial-interaction effect was in the increase to the increasing the deflection of composite bridges, and stiffness and strength of slab concrete considering the occurrence of crack effect seriously to the partial-interaction behavior.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.22
no.5
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pp.64-71
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2018
This paper provides the results for experimental study on longitudinal shear performance for new-concept composite slabs embedded with silence insulator. Longitudinal shear capacity tests are used to predict characteristics of composite action between the concrete block, silence insulator and deckplate. A total set of 7 Push-Down specimens are tested to clarify the composite action between the concrete block, silence insulator and deckplate. Parameters in this study are the width of T-type bar, the depth of reinforced bar and the thickness of silence insulator. The results from experimental study on longitudinal shear capacity for new-concept composite slabs applied T-type bar, Reinforced bar and Silence insulator are summarized as follows. In test result, the Longitudinal Shear Capacity of the new concept specimen is 2 times excellent than basic specimen with safety. It is expected that applying the proposed composite slab detail at the actual site will provide a significant safety factor in structural aspect of the existing composite slab, and greatly contribute to the improvement capacities of resisting vibration and sound.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.38
no.10
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pp.1206-1211
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2014
This study has been conducted to confirm the effect of sacrificial anode cathodic protection system for 90 days to protect corrosion on pier that is located in Korea. The cathodically protected structure was a slab and a pile cap. Before the construction of cathodic protection system, the macrography was carried out. As a result of the macrography, many corrosion traces were confirmed in this structure. The trace was mainly focused on joint and zones that concrete cover was eliminated. To apply the cathodic protection system, many onsite techniques have been adopted. In addition, to confirm the inner state of steel in concrete properly, a corrosion monitoring sensor (DMS-100, Conclinic Co. Ltd) has been applied. Test factors were corrosion & cathodic protection potential, 4 hour depolarization potential, resistivity and current density. After 90 days from the installation of cathodic protection system, it could confirm that proper corrosion protection effect was obtained by considering the result of tests.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2005.10a
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pp.564-569
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2005
Usually, Steel pipe grouting method or cut and cover method has been applied to tunnel with very shallow overburden or it is situated in valley. However, in case of lack of overburden height to reinforcement tunnel crown which is very difficult to construction. Also, application of cut and cover method that do not consider surrounding site condition causes popular enmity generation and environmental damage. It is the best alternative method that reduces the amount of excavated soil and excavate tunnel under ground to solve these problems. The tunneling method using cover structure which is to prevent a tunnel from collapse because this method can be reduce excavation area and construct tunnel under ground after set a cover structure and backfill ground. In this study, to know more effective structure type, comparative analysis was performed to behavior characters of slab and arch type construction that can be used to cover structure. Also a 2D and 3D numerical analysis have been performed to verify the stability of ground during excavation. As the result, the tunneling method using cover structure that it can be good alternative method for tunnel with shallow overburden and it through valley
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2015.11a
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pp.168-169
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2015
SMART Frame is a composite precast concrete structure system to deliver the advantages of both steel frame and reinforced concrete. Many studies have established to date that SMART Frame is more advantageous than conventional frame-type structure in terms of structural stability, constructability, economic viability as well as reduction of construction schedule. However, such studies have focused primarily on wall-type or flat slab-type apartment housing structures, failing to include Rahmen structures in their scope. Accordingly, this study aims to analyze the benefits of potential application of SMART Frame to RC Rahmen structures. As the structural stability and constructability of SMART Frame is already proven, this study reviews its benefits from the perspective of cost reduction. Conclusion of this study will be used subsequently in predicting the benefits of SMART Frame when it is adapted to RC Rahmen structures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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