The research and development in soundproof materials for preventing noise have attracted great attention due to their social impact. Noise insulation materials are especially important in the field of soundproofing. Since the insulation ability of most materials follows a mass rule, the heavy weight materials like concrete, lead and steel board are mainly used in the current noise insulation materials. To overcome some weak points in these materials, fiber reinforced composite materials with lightweight and other high performance characteristics are now being used. In this paper, innovative insulation sheet materials with carbon and/or glass fabrics and nano-silica hybrid PU resin are developed. The parameters related to sound performance, such as materials and fabric texture in base fabric, hybrid method of resin, size of silica particle and so on, are investigated. At the same time, the wave analysis code (PZFlex) is used to simulate some of experimental results. As a result, it is found that both bundle density and fabric texture in the base fabrics play an important role on the soundproof performance. Compared with the effect of base fabrics, the transmission loss in sheet materials increased more than 10 dB even though the thickness of the sample was only about 0.7 mm. The results show different values of transmission loss factor when the diameters of silica particles in coating materials changed. It is understood that the effect of the soundproof performance is different due to the change of hybrid method and the size of silica particles. Fillers occupying appropriate positions and with optimum size may achieve a better effect in soundproof performance. The effect of the particle content on the soundproof performance is confirmed, but there is a limit for the addition of the fillers. The optimization of silica content for the improvement of the sound insulation effect is important. It is observed that nano-particles will have better effect on the high soundproof performance. The sound insulation effect has been understood through a comparison between the experimental and analytical results. It is confirmed that the time-domain finite wave analysis (PZFlex) is effective for the prediction and design of soundproof performance materials. Both experimental and analytical results indicate that the developed materials have advantages in lightweight, flexibility, other mechanical properties and excellent soundproof performance.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.22
no.2
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pp.105-114
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2018
Modular system can be divided into two types based on the methods of resisting load. The one is the open-sided modular system composed of beams and columns. The other is the enclosed modular system composed of panels and studs. Of the Modular systems, the use of open-sided modular system is limited because it consists of closed member sections. In order to solve this problem, Choi et al.(2017) proposed a composite modular system with folded steel members filled with concrete. However, it was assumed in the previous study that the connections between modules are composed of rigid joint. Therefore it didn't identify the effect of connection behavior in structure. This study used finite element analysis to calculate stiffness of the connections in the proposed modular system. The linearization method presented in FEMA 440 is used for seismic performance assessment of structures, considering the connection stiffness computed in this study. The result of analysis shows that the capacity and story drift ratio obtained in the model considering stiffness of connection are less than those in the model not considering connection stiffness. Based on this observation, it is concluded that the stiffness of connection has a considerable effect on structural behavior.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.23
no.1
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pp.9-18
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2019
Modular system can be divided into two types based on the methods of resisting load. The one is the open-sided modular system composed of beams and columns. The other is the enclosed modular system composed of panels and studs. Of the Modular systems, the use of open-sided modular system is limited because it consists of closed member sections. In order to solve this problem, Choi et al.(2017) proposed a composite modular system with folded steel members filled with concrete. However, it was assumed in the previous study that the connections between modules are composed of rigid joint. Therefore it didn't identify the effect of connection behavior in structure. This study used finite element analysis to calculate stiffness of the connections in the proposed modular system. The linearization method presented in FEMA 440 is used for seismic performance assessment of structures, considering the connection stiffness computed in this study. The result of analysis shows that the capacity and story drift ratio obtained in the model considering stiffness of connection are less than those in the model not considering connection stiffness. Based on this observation, it is concluded that the stiffness of connection has a considerable effect on structural behavior.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.26
no.4
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pp.73-80
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2022
This study evaluated changes in fluidity and rheological properties over time for 3D printed composite materials, and evaluated compressive strength and splitting tensile strength properties for laminated and molded specimens. The composite material for 3D printing starts to change rapidly after 30 minutes of extrusion, and the viscosity of the material tends to be maintained up to 90 minutes, but it was confirmed that construction within 60 minutes after mixing is effective. The compressive strength of the laminated test specimen showed equivalent or better performance at all ages compared to the molded test specimen. In the stress-strain curve of the laminated specimen, the initial slope was similar to that of the molded specimen, but the descending slope was on average 1.9 times higher than that of the molded specimen, indicating relatively brittle behavior. The splitting tensile strength of the P-V laminated specimen was about 6% lower than that of the molded specimen. It is judged that this is because the interfacial adhesion force against the vertical load is affected by the pattern direction of the laminated test specimen.
Aicha Remil;Mohamed-Ouejdi Belarbi;Aicha Bessaim;Mohammed Sid Ahmed Houari;Ahmed Bouamoud;Ahmed Amine Daikh;Abderrahmane Mouffoki;Abdelouahed Tounsi;Amin Hamdi;Mohamed A. Eltaher
Computers and Concrete
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v.31
no.3
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pp.267-276
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2023
The main purpose of the current research is to develop an efficient two variables trigonometric shear deformation beam theory to investigate the buckling behavior of symmetric and non-symmetric functionally graded carbon nanotubes reinforced composite (FG-CNTRC) beam resting on an elastic foundation with various boundary conditions. The proposed theory obviates the use to shear correction factors as it satisfies the parabolic variation of through-thickness shear stress distribution. The composite beam is made of a polymeric matrix reinforced by aligned and distributed single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with different patterns of reinforcement. The material properties of the FG-CNTRC beam are estimated by using the rule of mixture. The governing equilibrium equations are solved by using new analytical solutions based on the Galerkin method. The robustness and accuracy of the proposed analytical model are demonstrated by comparing its results with those available by other researchers in the existing literature. Moreover, a comprehensive parametric study is presented and discussed in detail to show the effects of CNTs volume fraction, distribution patterns of CNTs, boundary conditions, length-to-thickness ratio, and spring constant factors on the buckling response of FG-CNTRC beam. Some new referential results are reported for the first time, which will serve as a benchmark for future research.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.8
no.2
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pp.113-119
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2008
Recently, fiber reinforced polymers(FRP) composite materials are used extensively in the rehabilitation of concrete structural members. A main application is to wrap beams and columns using the continuous fibers sheets to improve their strength and ductility. The corner chamfering affects significantly the performance of the continuous fibers sheets, and could lead to environmental problem with waste and dust. The main purpose of this paper is to verify the effect of corner conditions on the strength of the continuous fiber sheets, and to introduce new attached components which can avoid environmental problem. A total of 15 specimens were tested and carefully checked for three types of continuous fiber sheets(carbon, glass, and aramid) and three types of corner conditions(non-chamfering, chamfering, and device attaching). It is proved that the devices proposed in this research have some capabilities to use for RC member. But additional research will be needed for commercializing.
It was found that the lateral stiffness changes obvious at the transfer position of the section configuration from SRC to RC. This particular behavior leads to that the transfer columns become as the important elements in SRC-RC hybrid structures. A comprehensive study was conducted to investigate the seismic behavior of SRC-RC transfer columns based on a low cyclic loading test of 16 transfer columns compared with 1 RC column. Test results shows three failure modes for transfer columns, which are shear failure, bond failure and bend failure. Its seismic behavior was completely analyzed about the failure mode, hysteretic and skeleton curves, bearing capacity deformation ability, stiffness degradation and energy dissipation. It is further determined that displacement ductility coefficient of transfer columns changes from 1.97 to 5.99. The stiffness of transfer columns are at the interval of SRC and RC, and hence transfer columns can play the role of transition from SRC to RC. All specimens show similar discipline of stiffness degradation and the process can be divided into three parts. Some specimens of transfer column lose bearing capacity swiftly after shear cracking and showed weak energy dissipation ability, but the others show better ability of energy dissipation than RC column.
The use of box columns has been increased due to the rigidity in rigid orthogonal moment resisting frames. On the other hand, the installation and welding of necessary horizontal continuity plates inside the columns are both labor-consuming and costly tasks. Accordingly, in this paper, a new beam-to-box column connection by trapezoidal external stiffeners and horizontal bar mats is presented to provide seismic parameters. The proposed connection consists of eight external stiffeners in the level of beam flanges and five horizontal bar mats in Concrete Filled Tube (CFT) columns. The new connection effectively alleviates the stress concentration and moves the plastic hinge away from the column face by horizontal external stiffeners. In addition, the result shows that proposed connection has provided the required strength and rigidity of connection, so that the increased strength, 8.08% and rigidity, 3.01% are compared to connection with internal continuity plates, also the results indicate that this connection can offer appropriate ductility and energy dissipation capacity for its potential application in moment resisting frames in seismic region. As a result, the proposed connection can be a good alternative for connection with continuity plates.
In this study, we try to compare different intensity measures for evaluating nonlinear response of bridge structure. This paper presents seismic analytic fragility of a three-span concrete girder highway bridge. A complete detail of bridge modeling parameters and also its verification has been presented. Fragility function considers the relationship of intensities of the ground motion and probability of exceeding certain state of damage. Incremental dynamic analysis (IDA) has been subjected to the bridge from medium to strong ground motions. A suite of 20 earthquake ground motions with different range of PGAs are used in nonlinear dynamic analysis of the bridge. Complete sensitive analyses have been done on the response of bridge and also efficiency and practically of them are studied to obtain a proficient intensity measure for these types of structure by considering its sensitivity to the period of the bridge. Three dimensional finite element (FE) model of the bridge is developed and analyzed. The numerical results show that the bridge response is very sensitive to the earthquake ground motions when PGA and Sa (Ti, 5%) are used as intensity measure (IM) and also indicated that the failure probability of the bridge system is dominated by the bridge piers.
Generally, beam-column joints are taken into account as rigid in assessment of seismic performance of reinforced concrete (RC) structures. Experimental and numerical studies have proved that ignoring nonlinearities in the joint core might crucially affect seismic performance of RC structures. On the other hand, to improve seismic behaviour of such structures, several strengthening techniques of beam-column joints have been studied and adopted in practical applications. Among these strengthening techniques, the application of FRP materials has extensively increased, especially in case of exterior RC beam-column joints. In current paper, to simulate the inelastic response in the core of RC beam-column joints strengthened by FRP sheets, a practical joint model has been proposed so that the effect of FRP sheets on characteristics of an RC joint were considered in principal tensile stress-joint rotation relations. To determine these relations, a combination of experimental results and a mechanically-based model has been developed. To verify the proposed model, it was applied to experimental specimens available in the literature. Results revealed that the model could predict inelastic response of as-built and FRP strengthened joints with reasonable precision. The simple analytic procedure and the use of experimentally computed parameters would make the model sufficiently suitable for practical applications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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