Bhargava, Kapilesh;Ghosh, A.K.;Mori, Yasuhiro;Ramanujam, S.
Structural Engineering and Mechanics
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제27권3호
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pp.347-363
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2007
Assessment of structural behaviour of corrosion affected structures is an important issue, which would help in making certain decisions pertaining to the inspection, repair, strengthening, replacement and demolition of such structures. The paper presents formulations to predict the loss of weight and the loss of cross-sectional area of the reinforcing bar undergoing corrosion based on the earlier study carried out by the present authors (Bhargava et al. 2006). These formulations have further been used to analytically evaluate the ultimate bending moment and ultimate shear force capacity of the corroded concrete beams. Results of the present study indicate that, a considerably good agreement has been observed between the experimental and the analytically predicted values for the weight loss and reduction in radius of the corroded reinforcing bars. A considerably good agreement has also been observed between the experimental and the analytically predicted values of ultimate bending moment and ultimate shear force capacity for the corroded concrete beams.
Through the recent accident, the checking of ultimate hull girder capacity for container ship should be needed. Smith’s method is well known as the only simplified method to access rapidly for ultimate hull girder capacity except very expensive nonlinear F.E approach. This simplified method, however, is admitted to apply only to bulker and tanker in accordance with Classification Rules up to now. The targets of this study are to verify effectiveness of the simplified method for container ship’s ultimate hull girder strength and to propose the safety factor considering the local bending in double bottom structures due to out of plane loads through the nonlinear F.E analyses. Two different sized ships and three loading conditions which are pure bending, homo-loading and one-bay empty condition were used for this study. Based on the F.E results, the present study showed that CSR’s simplified method is available for the ultimate hull girder strength of container ship and over 1.2 of safety factor should be applied to consider the local bending effect in double bottom structures due to out of plane loads such as sea pressure an cargo.
Assi, Issam M.;Qudeimat, Eyad M.;Hunaiti, Yasser M.
Steel and Composite Structures
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제3권3호
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pp.199-212
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2003
An experimental investigation of lightweight aggregate and foamed concrete contribution to the ultimate strength capacity of square and rectangular steel tube sections is presented in this study. Thirty-four simply supported beam specimens, 1000-mm long, filled with lightweight aggregate and foamed concretes were tested in pure flexural bending to calculate the ultimate moment capacity. Normal concrete-filled steel tubular and bare steel sections of identical dimensions were also tested and compared to the filled steel sections. Theoretical values of ultimate moment capacity of the beam specimens were also calculated in this study for comparison purposes. The test results showed that lightweight aggregate and foamed concrete significantly enhance the load carrying capacity of steel tubular sections. Furthermore, it can be concluded from this study that lightweight aggregate and foamed concretes can be used in composite construction to increase the flexural capacity of the steel tubular sections.
A practical approach of calculating the ultimate strength of composite beams with unreinforced web opening is proposed. In this method, the slab shear contribution at the opening is calculated as the smaller of the shear strength of the slab and the pullout capacity of the shear connectors at the high moment end. A simple interaction equation is used to predict the ultimate strength under simultaneous bending moment and shear force. Strength prediction by the proposed method is compared with previous test results and the predictions by other analytical method. The comparison shows that the proposed method predicts the ultimate capacity with resonable accuracy.
A practical approach of calculating the ultimate strength of composite beams with unreinforced web opning is proposed through shear behavioral tests. In this method, the slab shear contribution at the opening is calculated as the smaller value of the pullout capacity of shear connector at the high moment end and the one way shear capacity of slab. A simple interaction equation is used to predict the ultimate strength under simultaneous bending moment and shear force. Strength prediction by the proposed method is compared with previous test results and the predictions by other analytical methods. The comparison shows that the proposed method predicts the ultimate capacity with resonable accuracy.
Fourteen model pile load tests using a calibration chamber and instrumented model pile were preformed to investigate the variation of the behaviors of driven piles in sands with soil and lateral cyclic loading conditions. Results of the model tests showed that the first loading cycle generated more than 70% of the pile head rotation developed for 50 lateral loading cycles. Lateral cyclic loading also made an increase of the ultimate lateral load capacity of piles for $K_0$=0.4 and an decrease for $K_0$ higher than 0.4. Higher portion of the increase or decrease in the ultimate lateral load capacity by lateral cyclic loading was generated for the first loading cycle due to densification of loosening of the soil around the pile by lateral cyclic loading. It was also observed that a two-way cyclic loading caused higher ultimate lateral load capacity of driven piles than a one-way cyclic loading. When the pile was in the ultimate state, the maximum bending moment developed in the pile increased with increasing $K_0$ value of soil and was insensitive to the magnitude and number of lateral cyclic loading.
반복수평하중을 받는 말뚝의 거동은 정적하중을 받는 경우와 다르며, 지반 및 하중특성에 영향을 받는다. 본 연구에서는 모래지반에서 반복하중특성이 말뚝의 수평거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 가압토조를 이용한 모형말뚝 재하시험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 반복수평하중을 받는 말뚝의 극한수평지지력은 하중의 반복재하횟수가 많아질수록 선형적으로 감소하였고 수평하중의 크기가 커질수록 조금씩 증가하였다. 그리고 수평하중의 반복재하횟수가 증가할수록 극한상태에서 말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트는 감소했으나 그 발생위치는 말뚝 근입길이의 0.36배 되는 곳으로 일정하였다. 반면 반복수평하중의 크기가 증가하면 극한상태에서 말뚝의 최대 휨모멘트와 그 발생위치가 조금씩 증가하였으며, 반복수평하중은 정적하중에 비해 말뚝의 극한수평지지력과 극한상태에서 말뚝의 최대 휨모멘트를 감소시키는 것으로 나타났다. 또한 모형실험결과에 근거해서 조밀한 모래지반에서 반복수평하중을 받는 말뚝의 극한수평지지력을 산정할 수 있는 지지력산정식을 제안하였으며, 제안식으로부터 얻은 계산치를 실험치와 비교한 결과 제안식은 모형실험의 결과를 잘 반영하는 것으로 나타났다.
Concrete is one of the principal materials for the structure and it is widely used all over the world. but it shows extremely brittle failure under bending and tensile load. Recently to improve such a poor property. High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites (HPFRCC) have been developed. and it are defined by an ultimate strength higher than their first cracking strength and the formation of multiple cracking during the inelastic deformation process. This study is to develop the hybrid HPFRCC with high ductility and strain capacity in bending and tensile load. and the three-point bending test on hybrid HPRFCC reinforced with micro and macro fibers is carried out in this paper. As the results of the bending tests. hybrid HPFRCCs reinforced with PVA40+SF and PVA100+PVA660 showed the high ultimate bending stress, multiple cracks and displacement hardening under bending load.
곡선교량시스템에서 거더는 편심하중이 없어도 교량이 가지는 곡률 자체로 인하여 휨 및 비틀림 거동을 하게 된다. 휨과 비틀림을 동시에 받는 강/콘크리트 합성 박스거더는 St. Venant 비틀림에 의해 콘크리트 바닥판에 발생하는 사인장 응력에 의해 그 극한강도가 제한된다. 합성 박스거더의 극한강도를 얻기 위하여 유한요소해석 패키지 프로그램 ABAQUS을 이용하여 재료 및 기하 비선형성뿐 아니라 콘크리트 균열후 거동 등이 고려된 비선형해석을 수행하였다. 또한 구조해석 이론에 근거한 해석적 방법론으로 합성 박스거더의 휨과 비틀림에 대한 극한강도 상호 작용이 고려된 수식을 유도하여 수치해석 결과와 비교하였다. 휨 거동에 의해 정모멘트 구간 박스거더 상부에 발생하는 종방향 압축응력은 바닥판 콘크리트의 전단강도를 일정부분 향상시켜 결과적으로 전체 박스거더의 비틀림강도가 향상되는 효과가 확인되었다. 유한요소해석 및 구조해석 이론 전개의 결과에 근거하여 강합성 박스거더의 극한강도 상호작용을 예측하는 간편한 형태의 수식이 제안되었다.
반복수평하중을 받는 말뚝의 거동은 반복하중의 크기와 재하횟수 뿐만 아니라 반복하중의 재하방법(한방향 또는 양방향 재하)에도 영향을 받는다. 본 연구에서는 반복수평하중의 재하방법이 모래지반에 타입된 항타말뚝의 거동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 가압토조를 이용한 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 반복수평하중을 한방향으로 받는 말뚝의 누적 영구수평변위는 최초 재하방향과 같은 방향으로 발생하지만, 반복하중을 양방향으로 받는 말뚝의 영구수평변위는 최초 재하방향과 반대 방향으로 발생하였다. 그리고 이와 같은 반복하중의 재하방법에 따른 말뚝 영구수평변위의 변화로 인해 한방향 반복재하는 말뚝의 반복극한수평지지력을 감소시키고 양방향 반복 재하는 말뚝의 반복극한수평지지력을 증가시켰으며, 수평하중의 반복재하횟수가 많아질수록 하중의 재하방법에 따른 말뚝의 반복극한수평지지력 차이는 더욱 확대되었다. 또한 반복수평하중의 재하방법에 따른 말뚝 주변지반의 다짐도 차이로 인해 수평하중이 반복재하되는 동안 말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트는 반복하중이 양방향보다 한방향으로 재하되는 경우에 더 크게 나타났다. 그러나 극한상태에서 말뚝에 발생한 최대 휨모멘트는 반복하중이 한방향보다 양방향으로 재하된 경우에 그리고 반복재하를 받은 경우보다 그렇지 않은 경우에 더 큰 것으로 조사되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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