In order to deeply reveal the working mechanism of ultra-high performance concrete (UHPC) filled steel tubular columns (UHPCFSTs) under cyclic loading, a three-dimension (3D) macro-mesoscale finite element (FE) model was established considering the randomness of steel fibers and the damage of UHPC. Model correctness and reliability were verified based on the experimental results. Next, the whole failure process of UHPC reinforced with steel fibers, passive confinement effect and internal force distribution laws were comprehensively analyzed and discussed. Finally, a simplified and practical method was proposed for predicting the ultimate bending strengths of UHPCFSTs. It was found that the non-uniform confinement effect of steel tube occurred when the drift ratio exceeded 0.5%, while the confining stress increased then decreased afterwards. There was preferable synergy between the steel tube and UHPC until failure. Compared with experimental results, the ultimate bending strengths of UHPCFSTs were undervalued by the current code provisions such as AISC360-10, EC4 and GB50936 with computed mean values (MVs) of 0.855, 0.880 and 0.836, respectively. The proposed practical method was highly accurate, as evidenced by a mean value of 1.058.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
/
v.19
no.6
/
pp.55-62
/
2015
An importance of infrastructures' protection against crash or blast loading has been an emerging issue as structures are becoming much bigger and population densities in downtown are growing up. However, there exists no such a standard to evaluate the protection performance of construction material itself. Prior to building standards for protection assessment techniques, this study performed gas-gun propelled projectile impact tests with series of contact-type monitoring systems to investigate the applicability of each sensing type. Through the impact tests, failure modes and protection performances of both normal concrete and UHPC (Ultra High Performance Concrete) reinforced by steel fibers were also evaluated. The results showed that LVDT could be applicable for the impact test among contact-type sensors and UHPC with fibers had a remarkable potential to improve protection against impact loading.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
/
v.27
no.4
/
pp.11-22
/
2023
In this study, a structural concrete square beam was developed using the centrifugal molding technique. In order to secure the bending stiffness of the cross section, the hollow rate of the cross section was set to 10% or less. Instead of using the current poor mixture of concrete, a special formwork for producing a centrifugal square beam was manufactured, and a concrete mixing ratio with a high slump (150-200) and a design strength of 100 MPa or more was developed and applied. The produced centrifugally formed rectangular beams were subjected to performance tests according to the standard bending and shear test standards for centrifugally formed members. The static load test results for the four specimens exceeded both the nominal bending strength and nominal shear strength, which are design values through structural design, proving the structural reliability of the ultra-high-strength centrifugally formed square beam.
This paper firstly proposed high performance composite columns for cold-region infrastructures using ultra-high performance concrete (UHPC) and ultra-high strength steel (UHSS) Q960E. Then, 24 square UHPC-filled UHSS tubes (UHSTCs) at low temperatures of -80, -60, -30, and 30℃ were performed under axial loads. The key influencing parameters on axial compression performance of UHSS were studied, i.e., temperature level and UHSS-tube wall thickness (t). In addition, mechanical properties of Q960E at low temperatures were also studied. Test results revealed low temperatures improved the yield/ultimate strength of Q960E. Axial compression tests on UHSTCs revealed that the dropping environmental temperature increased the compression strength and stiffness, but compromised the ductility of UHSTCs; increasing t significantly increased the strength, stiffness, and ductility of UHSTCs. This study developed numerical and theoretical models to reproduce axial compression performances of UHSTCs at low temperatures. Validations against 24 tests proved that both two methods provided reasonable simulations on axial compression performance of UHSTCs. Finally, simplified theoretical models (STMs) and modified prediction equations in AISC 360, ACI 318, and Eurocode 4 were developed to estimate the axial load capacity of UHSTCs at low temperatures.
The high cost of ultra-high-performance engineered cementitious composite (UHP-ECC) is currently a crucial issue, especially in terms of the polyethylene (PE) fibers use. In this paper, cheap calcium carbonate whiskers (CW) were evaluated on the feasibility of hybrid with PE fibers. Diverse combinations of PE fibers and CW were employed to investigate the multi-scale enhancement on the UHP-ECC performance. A probabilistic-based UHP-ECC tensile strain reliability analysis approach was utilized, which was in general agreement with the experimental results. Furthermore, a multi-dimensional integrated representation was conducted for the comprehensive assessment of UHP-ECC. Results illustrated that CW improved the compressive strength and energy dissipation capacity of UHP-ECC owing to the microscopic strengthening mechanism. CW and PE fiber further promoted the saturated cracking of composite by multi-scale crack arresting effect. In particular, PE1.75-CW0.5 specimen possessed the best overall performance. The ultimate cracking width of PE1.75-CW0.5 group had 98 ㎛, which was 46.18% lower compared to PE2-CW0 group, the 28d compressive strength were slightly improved, the tensile strain capacity was comparable to that of PE2-CW0 group. The results above demonstrated that combinations of PE fiber and CW could significantly enhance the comprehensive performance of UHP-ECC, which was beneficial for large-scale engineering applications.
Structural behaviors of a sustainable hybrid column with the ultra high performance cementitious composites (UHPCC) permanent form under compression and flexure were studied. Critical state and failure stage characters are analyzed for large and small eccentricity cases. A simplified theoretical model is proposed for engineering designs and unified formulas for loading capacity of the hybrid column under compression and flexure loads are derived, including axial force and moment. Non-linear numerical analysis is carried out to verify the theoretical predictions. The theoretical predictions agree well with the numerical results which are verified by the short hybrid column tests recursively. Compared with the traditional reinforced concrete (RC) column, the loading capacity of the sustainable hybrid column is improved significantly due to UHPCC confinements.
To improve the durability and service life of reinforced concrete column such as bridge piers, an advanced composite column made of Ultra High Performance Cementitious Composites (UHPCC) permanent form is proposed. Based on elasticity plasticity theory, axial compression behavior of the composite column was studied theoretically. The first circumferential cracking load and ultimate limit loading capacity are derived for the composite column. Short composite column compression tests and numerical simulations using FEM method were carried out to justify the theoretical formula. The effects of UHPCC tube thickness on the axial compression behavior were studied. Using the established theoretical model and numerical simulation, the large dimension composite columns are calculated and analyzed with different UHPCC tube thickness. These studies may provide a reference for advanced composite column design and application.
Experimental investigation on the structural behavior of steel fiber-reinforced ultra high performance concrete (UHPC) beams subjected to torsion are presented. Six tests carried out on square beams under torsional moment are presented. The experimental parameters were the volume fraction of the fibers and closed-stirrup ratio. The volume fraction of the fibers was 1.0% and 2.0%. The closed-stirrup ratio was 0, 0.35%, and 0.70%. The test results indicated that ultimate torsional strength increased with increasing fiber volume, and that ultimate torsional strength also increased with increasing the closed-stirrup ratio. In addition, predictive equations for evaluating the ultimate torsional strength of UHPC beams were proposed. The comparison between computed values and the experimentally observed values was shown to validate the proposed analytical equations. It was found that predictions by using proposed equation provides good agreement with test results of UHPC beams.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
/
v.19
no.3
/
pp.139-148
/
2015
The purpose of this paper is to induce the ductile behavior of the UHPFRC member after the peak load by using the bundle of longitudinal reinforcing bar as a substitute for steel fiber. Experiments on the flexural behavior of the Ultra High Performance Concrete rectangular beam with the combination of the steel fiber and longitudinal reinforcing bar were carried out. The volume fractions of steel fiber are 0%, 0.7%, 1%, 1.5%, 2% and the reinforcement ratios of longitudinal reinforcing bar which induce the ductile behavior are 0.0036, 0.016, 0.028 and 0.036. 15 UHPC beams were made with the combination of these test factors. Not only steel fiber but also bundle of longitudinal reinforcing bar has the effect to induce ductile behavior of UHPC structural member. The combination of 0.7% volume fraction of steel fiber and 0.028 reinforcement ratio showed the most economic combination. The relationship of load-deflection, strain variation of the concrete and the crack pattern indicate the usefulness of the bundle of the longitudinal bar which has small diameter with close arrangement each other.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
/
v.28
no.1
/
pp.12-23
/
2024
In this study, a structural concrete square beam was developed using the centrifugal molding technique. In order to secure the bending stiffness of the cross section, the hollow rate of the cross section was set to 10% or less. Instead of using the current poor mixture of concrete and a concrete mixing ratio with a high slump (150-200) and a design strength of 100 MPa or more was developed and applied. In order to investigate the durability of centrifugally formed PSC square beams to be used as the superstructure of the avalanch tunnel or ramen bridge, the durability performance of ultra-high-strength centrifugally formed concrete with a compressive strength of 100 MPa was evaluated in terms of deterioration and chemical resistance properties.Concrete durability tests, including chloride penetration resistance, accelerated carbonation, sulfate erosion resistance, freeze-thaw resistance, and scaling resistance, were performed on centrifugally formed square beam test specimens produced in 2022 and 2023. Considering the information verified in this study, the durability of centrifugally molded concrete, which has increased watertightness in the later manufacturing stage, was found to be superior to that of general concrete.
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.