While it is generally possible to install curved panels manufactured in a factory within the permitted error range on an irregular surface frame of concrete or steel, it is difficult and expensive. Freeform architecture is thus designed and constructed differently from formal buildings. In order to more easily and inexpensively actualize freeform architecture, Building Information Modeling (hereinafter referred to as BIM) has recently been applied in the construction industry. However, the related research and case analyses are not sufficient to identify the implications and contributions of freeform buildings in future similar projects. Therefore, this research will study design and construction methods for freeform surfaces, particular the concrete surface frame of freeform buildings based on BIM, focused on the Tri-Bowl project. This study attempts to analyze the pros and cons of each method for the concrete surface frame of the Tri-Bowl, and then presents the lessons learned and implications related to the design and construction process of the freeform architecture. Several implications for design and construction of concrete surface frame of the freeform building, the Tri-Bowl, are found. The first is that manufacturing and installation of a curved concrete frame is precisely performed based on the exact numerical values of materials and installation made using BIM 3D technologies, such as CATIA and Rhino. The second is that close and continuous collaboration among the different participants in the construction of the Tri-Bowl allowed them to cope with virtual conditions. The third is that design and construction processes have changed, and high quality of the surface frame of a freeform building is required.
Existing reinforced concrete frame buildings designed for only gravity loads have been seismically vulnerable due to their inadequate column detailing. The seismic vulnerabilities can be mitigated by the application of a column retrofit technique, which combines high-strength near surface mounted bars with a fiber reinforced polymer wrapping system. This study presents the full-scale shaker testing of a non-ductile frame structure retrofitted using the combined retrofit system. The full-scale dynamic testing was performed to measure realistic dynamic responses and to investigate the effectiveness of the retrofit system through the comparison of the measured responses between as-built and retrofitted test frames. Experimental results demonstrated that the retrofit system reduced the dynamic responses without any significant damage on the columns because it improved flexural, shear and lap-splice resisting capacities. In addition, the retrofit system contributed to changing a damage mechanism from a soft-story mechanism (column-sidesway mechanism) to a mixed-damage mechanism, which was commonly found in reinforced concrete buildings with strong-column weak-beam system.
The object of this paper is to analyze the surface temperature of RC structures caused by fire. The experimental analysis is undertaken by using following two methods. 1) Simulation to analyze the relationship between the temperature and the condition change for glass wool caused by fire. 2) Temperature-analysis (TG/DTA tests) of RC structures. From the results of the two experimental analysis, it was possible to estimate the temperature of RC concrete structures caused by fire.
R/C 라멘골조에 있어서 수직부재(기둥, 벽등)에 수평부재(보, 슬라브등)의 콘크리트 강도보다 1.4배가 넘는 강도의 콘크리트를 분리타설할 경우 ACI 318R-89 R10.13.1은 수직부재에 타설한 콘크리트가 수평부재로 2ft(60cm)이상의 내민길이를 확보하도록 규정하고 있다. 이에 따라 본 연구는 이규정을 그대로 적용하기에 앞서 실험적인 검증을 통한 구조적인 안전성을 확보하기 위하여 고강도 콘크리트 내민길이, 콘크리트 압축강도 등을 주요변수로 하여 총 6개의 실험체를 제작하여 실험 및 분석하였다. 실험결과 압축강도 및 내민 길이의 증가에 따라 각 실험체의 연성능력은 증가하는 것으로 나타났으며 R/C 라멘골조에 고강도 콘크리트와 보통강도 콘크리트를 분리타설할 경우 균열발생상황, 접합부에서의 거동 등을 고려할 때 고강도 콘크리트의 내민길이는 2h(h=보의 전체춤) 정도를 확보하여야 할 것으로 보여진다.
소나무 톱밥보드로 제조된 우드세라믹에 전선을 연결하여 목재 틀과 콘크리트 블록 속에 넣고 통전하여 강화마루판과 합판마루판의 표면온도 상승과 하강변화를 조사 하여 우드세라믹을 온돌마루판 하부소재로 이용할수 있는 가능성을 검토하였다. 통전시간 60분 후 마루판의 표면온도와 처음 시작온도 차이는 강화마루판이 크게 나타나 합판마루판보다 열전달이 빠름을 알 수 있었다. 목재 틀에서 우드세라믹 표면설정온도가 $70^{\circ}C$와 $80^{\circ}C$일 때 60분 후 강화마루판의 표면온도는 각각 $37.8^{\circ}C$와 $39.4^{\circ}C$로 높게 나타나 열전달이 우수하였다. 각 우드세라믹 표면설정온도별 처음 시작온도와 30분후의 표면온도 하강차이는 목재 틀이 콘크리트 블록보다, 강화마루판이 합판마루판보다 커서 온도하강이 빠름을 알 수 있었다. 우드세라믹 자체의 표면온도 하강은 목재 틀보다 콘크리트 블럭에서 하강속도가 빨랐으며, 마루판의 하강속도가 우드세라믹의 하강속도보다 느려 마루판이 오랜 시간 열을 유지하고 있음을 알 수 있었다.
An improved finite element modeling technique is proposed for the assessment of load carrying capacity of partially prestressed concrete girder bridges. Based on the finite element method of analysis, shell and frame elements are used to model the slab and girders of the superstructure, respectively. In the modeling of superstructure, the emphasis is placed on the use of rigid link between the middle surface of slab an mid-plane of girder. This paper also includes the comparision of three different equations that are used in the calculation of effective moment of inertia for the partially prestressed concrete girders. Numerical analysis is performed for the unstrengthened and strengthened bridges. The obtained results are compared with those of load test for a prototype bridge. A good agreement is achieved between the numerical solutions by using the proposed method load test results.
This study investigated the characteristics of heavy-weight floor impact sounds of box-frame type structure using 1:10 scale model. Ten types of floor structures(bare slabs and floating floors) were evaluated in terms of dynamic stiffness and loss factor. Floor vibrations and radiated sounds generated by simulated impact source were also measured. The results showed that the bakelite was appropriate for simulating concrete slab in the 1:10 scale model, and surface velocity and sound pressure level of concrete slab measured from the scale model showed similar tendencies with the results from in-situ in frequency domain. It was also found that dynamic behaviors of layered floor structures in the 1:10 scale model were similar to those in a real scale. Therefore, the use of 1:10 scale model would be useful for evaluating the heavy-weight floor impact sound insulation of layered floor structures when the frequency-dependent dynamic properties of each material are known.
Michael Adane;Hyungoo Kang;Seungho Chun;Jinkoo Kim
Steel and Composite Structures
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제50권5호
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pp.549-562
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2024
In this study a steel moment frame system to be installed on the exterior surface of an existing structure is proposed as a seismic retrofit device. The seismic performance of the retrofit system was investigated by installing it on the exterior of a single story single bay reinforced concrete frame and testing it under cyclic loading. The cyclic loading test results indicated that the steel frame significantly enhanced the strength and ductility of the bare structure. Finite element analysis was carried out to validate the test results, and it was observed that there was good agreement between the two results. An analytical model was developed in order to apply the retrofit system to an example structure subjected to seven mainshock-aftershock sequential earthquake records. It was observed that the model structure was severely damaged due to the mainshock earthquakes, and the seismic response of the model structure increased significantly due to the subsequent aftershock earthquakes. The seismic retrofit of the model structure using the proposed steel frame turned out to be effective in decreasing the seismic response below the given limit state.
An improved finite element modeling technique is proposed for the assessment of load carrying capacity partilly prestressed concrete beam bridges. Based on the finite element method of analysis, shell and frame elements are utilized to model the slab and beams of the superstructure, respectively. In the modeling of superstructure, the emphasis is placed on the use of rigid link between the middle surface of slab and mid-plane of beam. This paper also includes the comparision of three different equations that used in the calculation of effective moment of inertia for the partially prestressed concrete beams. Numerical analysis is performed for the unstrengthened and strengthened bridges. The obtained results are compared with those of load test for a prototype bridge. Agreement with the numerical solutions by using the proposed method and load test results is generally excellent.
본 논문에서는 국내 비내진상세 조적채움벽 RC 골조의 내진성능을 파악하기 위하여 실규모 크기의 비내진상세 조적채움벽 RC 골조를 대상으로 정적실험을 실시하였으며, 기존 비내진상세 RC 골조 의 정적 실험결과와의 비교 분석을 통하여 조적채움벽체가 RC 골조의 내진성능에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 실험 결과. 조적채움벽 RC 골조 실험체는 조적채움벽체에 의한 압축력으로 기둥, 보, 접합부 등 골조 전체에 균열 등의 손상이 발생하였으며, 접합부 전단균열이 벌어지고 철근이 노출되면서 취성 파괴되었다. 한편, 조적체움벽 RC 골조 실험체의 수평하중과 층간변형각 관계는 벽체 슬라이딩 균열, 기둥 균열 등으로 강성이 저하되었으며, 철근 항복이후 최대 내력에 도달하고 접합부 균열의 확대, 철근 노출 등으로 내력이 최대 내력의 40% 정도로 저하되었다. 조적채움벽체로 인하여 기둥 상 하단 및 접합부에만 집중되던 손상이 기둥, 보, 접합부 등 골조 전체에 분산되어 발생하였으며, 기둥의 전단균열이 아닌 접합부의 전단균열의 확대로 최종 파괴되었다. 또한, 조적채움벽체로 인하여 RC 골조의 강성은 12.42배, 내력은 3.63배 증가한 반면에, 강성 증가에 따라 최대 내력 시의 층간변형각은 0.18배, 파괴시의 변형은 절반 이하로 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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