Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1990.04a
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pp.108-115
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1990
This paper contains experimental studies on the flexural cracking behabior of PPC one-way slabs. Three post tensioned bonded PPC slabs with the same prestressing ratio and ultimate moment strength were tested. Based upon test results, this paper also presents the crack width prediction formula PPC slab. According to the crack theory developed mainly in Europe, crack width formula is given as the product of crack spacing and mean steel strain after decompression. Aaaaverage crack spacing formula is composed of many factors mainly such as concrete cover, concrete effective area in tension, sum of reinforcing bars perimeters and mixed reinforcements. In particular, it is very important to specify the bond characteristics of mixed reinforcements, since bond characteristics of PC bars are different from those of non-tensioned deformed bars. For this reason, a reduced bond coefficients for PS bars is employed in this study.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2005.05a
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pp.187-190
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2005
Strengthening by bonded CFRP sheet/plate onto the surface has been generally used for the R.C. beams. The strengthening efficiency of this system depends on the performance of the adhesive interlace between the beam and the CFRP, and the interlace often causes unexpected failure. In this paper, an unbonding system is proposed with prestressed CFRP. Finite element analysis has been conducted using DIANA for the R.C. beams strengthened by prestressing the unbonded CFRP plate. The results of analysis were compared with those of experiment.
You Young-Jun;Park Jong-Sup;Park Young-Hwan;Jung Woo-Tai;Kang Jae Yun
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2004.11a
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pp.17-20
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2004
FRP strengthening system that bonds FRP sheet or laminate underneath structure has been used popularly thesedays. The failure of this bonding system occurs mainly at the interface of bonded surface abruptly. So it is difficult to expect the failure and FRP can't show its full material capacity that makes it uneconomically. By that reason, KICT proposed a system to install FRP aminate to structure for strengthening not by bondging but by unbonding. It is to install both ends of FRP laminate by anchoring underneath structure without bonding. Then, the failure is not an interfacial problem any more, it is governed by mechanical anchoring. This paper includes an experimental study about anchoring system for prestressing CFRP laminate.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2006.11a
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pp.165-168
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2006
Carbon fiber reinforced polymer(CFRP) have superior mechanical and chemical properties in comparison with conventional materials. And post-tensioning method has been used for structural reinforcement of RC structures due to easy installation and good effect of resisting capacity of structures. But the higher cost of CFRP and the loss of prestressing force with time are considered the major problems to use it. In this study, CFRP Strips and external post tensioning for rehabilitation of old concrete structures were adapted and optimal combination of these methods is considered. A total of 17 concrete members were made and tested. The types and numbers of CFRP strips and post-tensioning types were selected as major test variables. From test results, it is shown that the concrete members that post tensioned and bonded CFRP strips has a pronounced effect on the strength and deformational behavior. This present study indicates that external temporally post tensioning can reduce the amount of CFRP strips required and the combination of temporally post tensioning and CFRP strips may meet the strength and ductility requirements of old structures.
Structural strengthening of reinforced concrete (RC) beams is becoming essential to meet the up-gradation of existing structures due to the infrastructure development. Strengthening is also essential for damaged structural element due to the adverse environmental condition and other distressing factors. This article reviews the state of the field on repair, retrofitting and rehabilitation techniques for the strengthening of RC beams. Strengthening of RC beams using various promising techniques such as externally bonded steel plates, concrete jacketing, fibre reinforced laminates or sheets, external prestressing/external bar reinforcement technique and ultra-high performance concrete overlay have been extensively investigated for the past four decades. The primary objective of this article is to discuss investigations on various strengthening techniques over the years. Various parameters that have been discussed include the flexural capacity, shear strength, failure modes of various strengthening techniques and advances in techniques over the years. Firstly, background information on strengthening, including repair, retrofitting, and rehabilitation of RC beams is provided. Secondly, the existing strengthening techniques for reinforced concrete beams are discussed. Finally, the relative comparisons and limitations in the existing techniques are presented.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.6
no.3
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pp.151-158
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2002
Recently, the externally prestressed unbonded steel I-beam bridges have been increasingly built. The mechanical behavior of prestressed steel I-beams which are with external unbonded tendon is different from that of normal bonded PSC beams in a point of that the slip of tendons at deviators and the change of tendon eccentricity occurs, when external loads are applied in external unbonded steel I-beams. The concept of prestressing steel structures has not been widely considered, in spite of long and successful history of prestressing concrete members. In this study, The field experiment on prestressed steel I-beams has been performed in the various aspects of prestressed I-beam including the tend on type and profile.
In this paper, a total of 13 beams with bonding, anchorage system, amount of prestressing and span length as variables of experiment were tested in flexural test and analyzed in finite element analysis; one control beam, two simplified FRP-boned beams, four prestressed FRP-unbonded beams and four prestressed FRP-bonded beams. Also, a nonlinear finite element analysis of beams in the flexural test is performed by DIANA program considered material nonlinear of concrete, reinforcement and the interfacial bond-slip model between concrete and CFRP plates. The failure mode of prestressed CFRP plated-beams is not debonding but FRP rupture. RC members strengthened with external bonded prestressed CFRP plates occurred 1st and 2nd debonding of the composite material. After the debonding of CFRP plates occurs in bonded system, behavior of bonded CFRP-plated beams change into that of unbonded CFRP-plated beams due to fix of the anchorage system. Also, It was compared flexural test results and analytical results of RC members strengthened with CFRF plates. The ductility of beams strengthened by CFRP plates with the anchorage system is considered high with the ductility index of above 3. Analysis results showed a good agreement with experiment results in the debonding load, yield load and ultimate load.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.26
no.2A
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pp.301-310
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2006
Carbon fiber reinforced polymer (CRFP) materials are well suited to the rehabilitation of civil engineering structures due to their corrosion resistance, high strength to weight ratio and high stiffness to weight ratio. Their application in the field of the rehabilitation of concrete structures is increased due to the vast number of bridges and buildings in need of strengthening. However, RC members, strengthened with externally bonded CFRP plates, happened to collapse before reaching the expected design failure load. Therefore, it is necessary to develop the new strengthening method to overcome the problems of previous bonded strengthening method. This problems can be solved by prestressing the CFRP plate before bonding to the concrete. In this study, a total of 21 specimens of 3.3 m length were tested by the four point bending method after strengthening them with externally bonded CFRP plates. The CFRP plates were bonded without prestress and with various prestress levels ranging from 0.4% to 0.8% of CFRP plate strain. All specimen with end anchorage failed by a plate fracture regardless of the prestress levels while the specimen without end anchorage failed by the separation of the plate from the beam due to premature debonding. The cracking loads was proportionally related to the prestress levels, but the maximum loads of specimens strengthened with prestressed CFRP plates were insignificantly affected by the prestress levels.
The load transfer depth of a ground anchor is the minimum length required to transfer the initial prestressing to the grout column through the bonded part. A thorough understanding of the mechanism of load transfer as well as accurate prediction of the load transfer depth are essential for designing an anchorage that has an adequate factor of safety and satisfies implicit economic criteria. In the current research, experimental and numerical studies were conducted to investigate the load transfer mechanism of ground anchors based on a series of laboratory and field load tests. Optical FBG sensors embedded in the central king cable of a seven-wire strand were successfully employed to monitor the changes in tensile force and its distribution along the tendons. Moreover, results from laboratory and in-situ pullout tests were compared with those from equivalent case studies simulated using the finite difference method in the FLAC 3D program. All the results obtained from the two proposed methods were remarkably consistent with respect to the load increments. They were similar not only in trend but also in magnitude and showed more consistency at higher pullout loading stages, especially the final loading stage. Furthermore, the estimated load transfer depth demonstrated a pronounced dependency on the surrounding ground condition, being shorter in hard ground conditions and longer in weaker ones. Finally, considering the safety factor and cost-effective design, the required bonded length of a ground anchor was formulated in terms of the load transfer depth.
Damaged steel-concrete composite girders can be repaired and retrofitted by epoxy-bonded carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets to the critical areas of tension flanges. This paper presents the results of a study on the behavior of damaged steel-concrete composite girders repaired with CFRP sheets under static loading. A total of seven composite girders made of I20A steel sections and 80mm-thick by 900mm-wide concrete slabs were prepared and tested. CFRP sheets and prestressed CFRP sheets were used to repair the specimens. The specimens lost the cross-sectional area of their tension flanges with 30%, 50% and 100%. The results showed that CFRP sheets had no significant effect on the yield loads of strengthened composite girders, but had significant effect on the ultimate loads. The yield loads, elastic stiffness, and ultimate bearing capacities of strengthened composite girders had been changed as a result of prestressed CFRP sheets, the utilization ratio of CFRP sheets could be effectively improved by applying prestress to CFRP sheets. Both the yield loads and ultimate bearing capacities had been changed as a result of steel beam's flange damage level and CFRP sheets could cover the girders' shortage of bearing capacity with 30% and 50% flange damage, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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