This paper considers the tensile strength of concrete samples in direct, CTT, modified tension, splitting and ring tests using both of the experimental tests and numerical simulation (particle flow code 2D). It determined that which one of indirect tensile strength is close to direct tensile strength. Initially calibration of PFC was undertaken with respect to the data obtained from Brazilian laboratory tests to ensure the conformity of the simulated numerical models response. Furthermore, validation of the simulated models in four introduced tests was also cross checked with the results from experimental tests. By using numerical testing, the failure process was visually observed and failure patterns were watched to be reasonable in accordance with experimental results. Discrete element simulations demonstrated that the macro fractures in models are caused by microscopic tensile breakages on large numbers of bonded discs. Tensile strength of concrete in direct test was less than other tests results. Tensile strength resulted from modified tension test was close to direct test results. So modified tension test can be a proper test for determination of tensile strength of concrete in absence of direct test. Other advantages shown by modified tension tests are: (1) sample preparation is easy and (2) the use of a simple conventional compression press controlled by displacement compared with complicate device in other tests.
The research described in this paper investigates the seismic behaviour of lightly reinforced concrete (RC) bearing sandwich panels, heavily conditioned by shear deformation. A numerical model has been prepared, within an open source finite element (FE) platform, to simulate the experimental response of this emerging structural system, whose squat-type geometry affects performance and failure mode. Calibration of this equivalent mechanical model, consisting of a group of regularly spaced vertical elements in combination with a layer of nonlinear springs, which represent the cyclic behaviour of concrete and steel, has been conducted by means of a series of pseudo-static cyclic tests performed on single full-scale prototypes with or without openings. Both cantilevered and fixed-end shear walls have been analyzed. After validation, this numerical procedure, including cyclic-related mechanisms, such as buckling and subsequent slippage of reinforcing re-bars, as well as concrete crushing at the base of the wall, has been used to assess the capacity of two- and three-dimensional low- to mid-rise box-type buildings and, hence, to estimate their strength reduction factors, on the basis of conventional pushover analyses.
Kim, Sung-Il;Cho, Jae-Yeol;Yeo, In-Ho;Lee, Hee-Up;Bang, Choon-Seok
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2006.05a
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pp.98-101
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2006
As an alternative of conventional prestressed concrete (PSC) girders, various types of PSC girders are being developed and applied in bridge structures. Incrementally prestressed concrete girder is one of these newly developed girders. According to design concept, these new types of PSC girders have considerable advantages to reduce their self-weight and make spans longer. However, dynamic interaction between bridge superstructures and passing trains would be sometimes one of critical issues in these more flexible railway bridges. Therefore, it is very important to evaluate modal parameters of newly designed bridges before conducting dynamic analyses. In the present paper, a 25 meters long full scale PSC girder was fabricated as a test specimen and modal testing was carried out to evaluate modal parameters including natural frequencies and modal damping ratios at every prestressing stage. In the modal testing, a digitally controlled vibration exciter as well as an impact hammer is applied to obtain frequency response functions more exactly and the modal parameters are evaluated varying with construction stages. Prestressed force effects on changes of modal parameters are analyzed at every incremental prestressing stage.
Ultra-High Performance Concrete (UHPC) is an innovative new material that, in comparison to conventional concretes, has high compressive strength and excellent ductility properties achieved through the addition of randomly dispersed short fibers to the concrete mix. This study presents the results of an experimental investigation on the behavior of axially loaded UHPC short circular columns wrapped with Carbon-FRP (CFRP), Glass-FRP (GFRP), and Aramid-FRP (AFRP) sheets. Six plain and 36 different types of FRP-wrapped UHPC columns with a diameter of 100 mm and a length of 200 mm were tested under monotonic axial compression. To predict the ultimate strength of the FRP-wrapped UHPC columns, a simple confinement model is presented and compared with four selected confinement models from the literature that have been developed for low and normal strength concrete columns. The results show that the FRP sheets can significantly enhance the ultimate strength and strain capacity of the UHPC columns. The average greatest increase in the ultimate strength and strain for the CFRP- and GFRP-wrapped UHPC columns was 48% and 128%, respectively, compared to that of their unconfined counterparts. All the selected confinement models overestimated the ultimate strength of the FRP-wrapped UHPC columns.
Efflorescence is a phenomenon primarily caused by a carbonation process in concrete structures. Efflorescence can cause concrete degradation in the long term; therefore, it must be accurately assessed by proper inspection. Currently, the assessment is performed on the basis of visual inspection or image-based inspection, which may result in the subjective assessment by the inspectors. In this paper, a novel approach is proposed for the objective and quantitative assessment of concrete efflorescence using hyperspectral imaging (HSI). HSI acquires the full electromagnetic spectrum of light reflected from a material, which enables the identification of materials in the image on the basis of spectrum. Spectral angle mapper (SAM) that calculates the similarity of a test spectrum in the hyperspectral image to a reference spectrum is used to assess efflorescence, and the reference spectral profiles of efflorescence are obtained from theUSGS spectral library. Field tests were carried out in a real building and a bridge. For each experiment, efflorescence assessed by the proposed approach was compared with that assessed by image-based approach mimicking conventional visual inspection. Performance measures such as accuracy, precision, and recall were calculated to check the performance of the proposed approach. Performance-related issues are discussed for further enhancement of the proposed approach.
Chetchotisak, Panatchai;Teerawong, Jaruek;Yindeesuk, Sukit;Song, Junho
Computers and Concrete
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v.14
no.1
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pp.19-40
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2014
Reinforced concrete deep beams are structural beams with low shear span-to-depth ratio, and hence in which the strain distribution is significantly nonlinear and the conventional beam theory is not applicable. A strut-and-tie model is considered one of the most rational and simplest methods available for shear strength prediction and design of deep beams. The strut-and-tie model approach describes the shear failure of a deep beam using diagonal strut and truss mechanism: The diagonal strut mechanism represents compression stress fields that develop in the concrete web between diagonal cracks of the concrete while the truss mechanism accounts for the contributions of the horizontal and vertical web reinforcements. Based on a database of 406 experimental observations, this paper proposes a new strut-and-tie-model for accurate prediction of shear strength of reinforced concrete deep beams, and further improves the model by correcting the bias and quantifying the scatter using a Bayesian parameter estimation method. Seven existing deterministic models from design codes and the literature are compared with the proposed method. Finally, a limit-state design formula and the corresponding reduction factor are developed for the proposed strut-andtie model.
Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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v.42
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pp.85-91
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2000
Dwindling supplies and increasing costs of conventional highway materials used in road construction as well as concerns over shrinking landfill spaces prompt researchers to investigate the use of waste products, such as fly ash, as substitute materials in highway construction. The highway industry is capable of utilizing waste materials in large quantities if their effect on pavement performance proves to be technically, economically and environmentally satisfactory. This research examines the effects of fly ash when used as partial replacement of aggregate in asphaltic concrete mixtures. And measuring the effect of fly ash on bulk specific gravity, air void, indirect tensile strength (ITS) under dry and wet conditioning as well as the tensile strength ratio (TSR) of asphaltic concrete mixture. The results indicated that asphaltic concrete mixtures containing 2% and 5% fly ash produced about the same TSR value as control mixture. And all of the mixtures met the minimum ITS and TSR requirements established by the South Carolina Department of Transportation (SC DOT) for Type 1A surface courses. At this point and with this limited study, these asphaltic concrete mixtures is recommended in several applications such as parking lot, secondary roads and driveways.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2014.11a
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pp.197-198
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2014
The concrete work of bridge decks is performed in a high place, which may reduce safety and productivity. In addition, the conventional method for deck forms require a great deal of manpower, and a form (sheathing) board is damaged when removed after curing. As a result, the concrete deck work of bridge construction becomes the cause of delayed construction and increased cost. To solve these problems, SMART form, a system form, is developed. SMART form is a temporary device for easier installation and removal, by mounting it to the lower flange of a bridge girder and using a mechanical behavior of the form system for deck concrete pouring. For stable installation and removal of the developed SMART form, geometric behaviors should be analyzed to prove its validity. Furthermore, the validity of geometric behaviors when the SMART form size is altered in response to the various arrangement of bridge girders should be proved. Thus, the study is intended to analyze the geometric validity of the form system for bridge deck concrete pouring. The structural stability of the form system for bridge deck concrete pouring can be secured, which will be applied in the field.
Schwerin, Dallas E.;Cavalline, Tara L.;Weggel, David C.
Journal of Construction Engineering and Project Management
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v.3
no.1
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pp.28-34
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2013
Use of recycled aggregates in portland cement concrete (PCC) construction can offer benefits associated with both economy and sustainability. Testing performed to date indicates that recycled brick masonry aggregate (RBMA) can be used as a 100% replacement for conventional coarse aggregate in concrete that exhibits acceptable mechanical properties for use in structural and pavement elements, including satisfactory performance in some durability tests. Recycled brick masonry aggregate concrete (RBMAC) is currently not used in any type of construction in the United States. However, use of RBMAC could become a viable construction strategy as sustainable building practices become the norm. This paper explores the feasibility of use of RBMAC in several types of sustainable construction initiatives, based upon the findings of previous work with RBMAC that incorporates RBMA produced from construction and demolition waste from a case study site. A summary of material properties of RBMAC that will be useful to construction professionals are presented, along with a discussion of advantages and impediments to use. Several quality assurance and quality control techniques that could be incorporated into specifications are identified.
The objective of this paper is to report on a study of the use of unstiffened thin steel plate shear walls (SPSWs) for the seismic performance improvement of reinforced concrete frames with deficient lateral rigidity. The behaviour of reinforced concrete frames during seismic activities was rehabilitated with an alternative and occupant-friendly retrofitting scheme. The study involved tests of eight 1/3 scale, one bay, two storey test specimens under cyclic quasi-static lateral loadings. The first specimen, tested in previous test program, was a reference specimen, and in seven other specimens, steel infill plates were used to replace the conventional infill brick or the concrete panels. The identification of the load-deformation characteristics, the determination of the level of improvement in the overall strength, and the elastic post-buckling stiffness were the main issues investigated during the quasi-static test program. With the introduction of the SPSWs, it was observed that the strength, stiffness and energy absorption capacities were significantly improved. It was also observed that the experimental hysteresis curves were stable, and the composite systems showed excellent energy dissipation capacities due to the formation of a diagonal tension field action along with a diagonal compression buckling of the infill plates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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