Ahangarnazhad, Bita Hosseinian;Pourbaba, Masoud;Afkar, Amir
Steel and Composite Structures
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제35권4호
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pp.463-474
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2020
In this paper, the influence of adding multi-walled carbon nanotube (MWCNT) on the pull behavior of steel and GFRP bars in ultra-high-performance concrete (UHPC) was examined experimentally and numerically. For numerical analysis, 3D nonlinear finite element modeling (FEM) with the help of ABAQUS software was used. Mechanical properties of the specimens, including Young's modulus, tensile strength and compressive strength, were extracted from the experimental results of the tests performed on standard cube specimens and for different values of weight percent of MWCNTs. In order to consider more realistic assumptions, the bond between concrete and bar was simulated using adhesive surfaces and Cohesive Zone Model (CZM), whose parameters were obtained by calibrating the results of the finite element model with the experimental results of pullout tests. The accuracy of the results of the finite element model was proved with conducting the pullout experimental test which showed high accuracy of the proposed model. Then, the effect of different parameters such as the material of bar, the diameter of the bar, as well as the weight percent of MWCNT on the bond behavior of bar and UHPC were studied. The results suggest that modifying UHPC with MWCNT improves bond strength between concrete and bar. In MWCNT per 0.01 and 0.3 wt% of MWCNT, the maximum pullout strength of steel bar with a diameter of 16 mm increased by 52.5% and 58.7% compared to the control specimen (UHPC without nanoparticle). Also, this increase in GFRP bars with a diameter of 16 mm was 34.3% and 45%.
철근콘크리트 부재의 균열은 필수불가결한 현상이다. 따라서 효과적으로 균열폭을 측정하기 위한 많은 경험식이 제시되었고, 또한 간편한 적용성 때문에 철근 간격과 직경의 제어를 통한 간접균열제어법이 제시되고 널리 사용되고 있다. EC2에서는 최대균열간격과 평균변형률의 곱으로 설계 균열폭을 산정한다. 이 연구에서는 재료 특성에 따른 최대철근간격과 최대철근직경을 산정하였다. 특히 인장증강효과 모델과 최대균열간격에 따른 영향을 분석하였고, 이를 콘크리트구조설계기준에서 제시한 값과 비교하였다. 해석 결과 인장증강효과 모델에 따라 큰 차이가 발생하였고, 2차식 형태의 인장증강효과 모델과 Part II의 최대균열간격을 사용함으로써 과소평가되었다. 따라서 2차식 형태의 인장증강효과 모델을 사용함으로써 합리적인 간접균열제어가 가능하다. 또한 이를 통해 휨부재의 사용성 검증에 일관성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 이와 함께 균열제어를 위한 두 가지 모델을 제안하였다.
Ahmad, Sohaib;Pilakoutas, Kypros;Rafi, Muhammad M.;Zaman, Qaiser U.
Computers and Concrete
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제22권2호
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pp.249-259
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2018
This paper presents Artificial Neural Network (ANN) models for evaluating bond strength of deformed, plain and cold formed bars in low strength concrete. The ANN models were implemented using the experimental database developed by conducting experiments in three different universities on total of 138 pullout and 108 splitting specimens under monotonic loading. The key parameters examined in the experiments are low strength concrete, bar development length, concrete cover, rebar type (deformed, cold-formed, plain) and diameter. These deficient parameters are typically found in non-engineered reinforced concrete structures of developing countries. To develop ANN bond model for each bar type, four inputs (the low strength concrete, development length, concrete cover and bar diameter) are used for training the neurons in the network. Multi-Layer-Perceptron was trained according to a back-propagation algorithm. The ANN bond model for deformed bar consists of a single hidden layer and the 9 neurons. For Tor bar and plain bars the ANN models consist of 5 and 6 neurons and a single hidden layer, respectively. The developed ANN models are capable of predicting bond strength for both pull and splitting bond failure modes. The developed ANN models have higher coefficient of determination in training, validation and testing with good prediction and generalization capacity. The comparison of experimental bond strength values with the outcomes of ANN models showed good agreement. Moreover, the ANN model predictions by varying different parameters are also presented for all bar types.
Purpose: Anthracyclines have been utilized in the treatment of children with acute lymphoblastic leukemia (ALL). Recent studies have shown that anthracyclines may induce toxicity in the vascular endothelium. This study was performed using brachial artery reactivity (BAR) to evaluate vascular endothelial function in ALL patients who were treated with anthracycline chemotherapy. Methods: We included 21 children with ALL who received anthracycline chemotherapy and 20 healthy children. The cumulative dose of anthracyclines in the ALL patients was $142.5{\pm}18.2/m^2$. The last anthracycline dose was administered to the patients 2 to 85 months prior to their examination using BAR. The diameter of the brachial artery was measured in both groups using echocardiography, and BAR was calculated as the percentage change in the arterial diameter after release of the cuff relative to the baseline vessel diameter. Results: In the anthracycline-treated group, BAR was observed to be $3.4%{\pm}3.9%$, which was significantly lower than that observed in the control group ($12.1%{\pm}8.0%$, P<0.05). The time elapsed after the last anthracycline treatment and the age at the time of treatment did not affect the change in BAR (P =0.06 and P =0.13, respectively). Conclusion: These results provided evidence that treatment of ALL patients with anthracycline results in endothelial dysfunction. A larger cohort study and a longer follow-up period will be required to clarify the relationship between endothelial dysfunction resulting from anthracycline treatment for childhood ALL and occurrence of cardiovascular diseases later in life.
본 연구에서는 반복하중을 받는 외부 보-기둥 접합부에 정착된 57mm 확대머리철근의 정착성능을 평가하였다. 총 4개의 외부 보-기둥 접합부 실험체를 계획하였으며, 콘크리트 압축강도, 측면피복두께, 횡보강근비 및 파괴유형을 주요 실험 변수로 설정하여 정착성능평가를 수행하였다. 성능평가 결과, 접합부에 정착된 대구경 확대머리철근의 정착성능에 가장 큰 영향을 주는 요소는 측면피복두께 및 횡보강근으로 나타났으며, 외부 보-기둥 접합부에 정착된 57mm 대구경 확대머리철근은 반복하중하에서도 충분한 정착성능이 발현되는 것을 확인할 수 있었다.
The aim of this study is to provide fundamental information for the development of Semi-Active Damper Using Magnetic fluid. To achieve the aim, the damping effect of magnetic fluid is investigated by experiments that the diameter of inner circular bar and the input amplitude were varied in the magnetic field generated by the permanent magnet and the electromagnet coil. From the study, the following conclusive remarks can be made. As the diameter of inner circular bar and input amplitude increase, the damping effect is improved. This is explained by the fact that as the contact area between inner circular bar and magnetic fluid increases, the increase of friction lowers kinematic energy. If the magnetic field is generated, the damping effect is improved. This is explained the assumption that as the intensity of magnetic fluid particle increases, there is virtual mass phenomenon.
This paper presents the application of multi-gene genetic programming (MGP) technique for modeling the bond strength of ribbed steel bars in concrete. In this regard, the experimental data of 264 splice beam tests from different technical papers were used for training, validating and testing the model. Seven basic parameters affecting on the bond strength of steel bars were selected as input parameters. These parameters are diameter, relative rib area and yield strength of steel bar, minimum concrete cover to bar diameter ratio, splice length to bar diameter ratio, concrete compressive strength and transverse reinforcement index. The results show that the proposed MGP model can be alternative approach for predicting the bond strength of ribbed steel bars in concrete. Moreover, the performance of the developed model was compared with the building codes' empirical equations for a complete comparison. The study concludes that the proposed MGP model predicts the bond strength of ribbed steel bars better than the existing building codes' equations. Using the proposed MGP model and building codes' equations, a parametric study was also conducted to investigate the trend of the input variables on the bond strength of ribbed steel bars in concrete.
Ground Penetrating Radar (GPR) attached with 1 GHz center frequency antenna has been used to measure a dielectric constant of mortar, and to detect and locate a steel bar embedded inside laboratory size mortar specimens at various depth. Mortar specimens are made for the measurements with the dimensions of 100cm (width)$\times$100cm (length)$\times$14cm (depth). Each specimen has a 13mm diameter D13 steel bar at 2, 4, 6, 8, 10 and 12cm depth. In this paper, results of radar measurments are provided with a sample output, which successfully located the bar. It has been found that the reflected wave of the steel bar interacts with that of surface when the steel bar has the close distance to the surface.
This paper presents results on a study of the Rayleigh wave scattering in concrete with a steel bar using transient elastic waves. To study the characteristics of the scattered waves induced by a steel bar in concrete, a three-dimensional finite element method was adopted. A case for elastic wave propagation parallel to the steel bar is discussed. The effect of the cover thickness and steel bar diameter on the Rayleigh wave was studied. To confirm the numerical investigations, a concrete specimen containing a steel bar was made, and corresponding transient elastic wave experiments were conducted. It is believed that the result of this study can serve as an important reference in a nondestructive evaluation of concrete with a steel bar.
Recently, epoxy-coated re-bar used to the structure partly and put to practical use step, but not economical and appeared to the defect of deterioration of long term bond strength between concrete. The method for complement the defect of epoxy coated re-bar, study of polymer cement slurry coated re-bar started and basic properties appeared to excellent, but study of bond properties embedded in concrete specimens insufficient until now. This study attempts to examination of using possibility for bond strength of polymer cement slurry coated re-bar between concrete specimens compare to ACI Code and KS Code through pull-out test of 15cm$\times$15cm$\times$15cm specimens with polymer cement slurry coated re-bar as polymer cement ratio 50%, 100%, 150%, coating thickness 250${\mu}{\textrm}{m}$, 440${\mu}{\textrm}{m}$ and curing age. In the results of this study, the bond strength of polymer cement slurry coated re-bar compare to plain re-bar, epoxy coated re-bar decreased St/BA-modified polymer cement slurry coated re-bar, but bond strength of PA-modified polymer cement slurry coated re-bar appeared to excellent results. The bond properties of polymer cement slurry coated re-bar between concrete will be obtain more precise results according to compressive strength change of concrete and re-bar diameter size.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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