R/C columns, one of the main structural members of reinforced concrete structures, usually sustain the axial forces of combined dead loads and live loads. When subjected to lateral loads, however, they are repeatedly subjected to bending moment, shearing forces and brittle failure such as shear failure can occur. This failure mode is not desirable and extra reinforcement is usually needed to induce a ductile failure. The design equation which is used to evaluate the maximum shear strength of a R/C column is still unsatisfactory. The objective of this study was, therefore, to evaluate the hysteretic strengthening effect and the maximum shear strength of R/C columns strengthened using carbon fibers on the seismic performance of the R/C columns under anti-symmetrical by acting moment. According to this study, it may be suggested that the shear of the strengthened R/C column were adequate to induce ductile failures.
RC frames built prior to the advent of the philosophy of ductile concrete is one type of existing construction susceptible to damage. Strengthening and stiffening of such frames has been accomplished by infilled frames with cast-in-place, reinforced concrete walls. Placement of CIP shear walls within strategic bays of a structure appears to be a logical and economical method to strengthen a reinforced concrete frame and to stiffen a building in order to reduce architectural and mechanical damage. This study investigates the seismic performance of cast-in place infilled shear wall within existing frames. The object of this study is to clarify the seismic capacity and characteristics in the hysteretic behavior of bare frame, CIP infilled shear wall and CIP infilled wall reinforced diagonal bars.
이 연구에서는 고연성과 낮은 탄성계수를 갖는 PET 섬유로 보강한 철근콘크리트 보의 부착특성과 휨거동을 각각 부착실험 및 휨실험을 통하여 규명하고자 하였다. 부착실험은 CSA S806에 따라 수행하였고, 실험변수는 섬유 종류와 보강량(CF 및 GF 시트 각 1겹, PET 시트 10겹)이었다. 총 8개의 보 실험에서 주요 실험변수는 단면의 연성비(${\mu}=3.4$, 7.0), 보강섬유 종류(CF, GF, PET) 및 보강량이었다. 보 단면의 모멘트-곡율 해석을 병행하였다. 부착실험의 결과, CF, GF 시트 1겹 보강에서 유효 부착길이는 각각 120, 60 mm 이었고 최대부착응력은 각각 3.25, 2.99 MPa 이었다. PET 10겹 보강에서 유효 부착길이는 60 mm, 최대 및 평균 부착응력은 각각 2.30, 2.10 MPa 이었다. 또한 최대 강도 시 CF, GF, PET의 변형율은 각각 0.36%, 0.49%, 6.29% 였으며 CF, GF 부착실험체는 계면에서 시트가 최종적으로 탈락하였지만 PET 부착 실험체에서 박리현상은 나타나지 않았다. 휨실험의 결과, PET 10, 20, 30겹으로 보강한 RC 보의 휨강도, 휨강성이 모두 무보강 보에 비해 증가하였고, 연성적인 휨파괴 양상을 보였으나 PET 30겹의 경우 20겹에 비하여 연성이 감소하였다. 모멘트-곡율 해석의 결과, PET 보강 보에서 접착제의 물성을 해석에 포함시키면 해석의 정확도가 향상하였다. 한편 PET 의 내구성에 대해서는 보고된 문헌이 없어서 현재 연구 진행 중이다.
철근콘크리트 휨 부재 보강에 자주 사용하는 탄소섬유 대신 탄소섬유 및 유리섬유 두 가지를 동시에 사용, 보강된 콘크리트 휨 부재의 강도 및 연성을 증진시키는 방안을 연구하였다. 두 가지 섬유의 혼합비가 적절한 경우, 탄소섬유가 선파단하고 보다 큰 변형 및 응력에서 유리섬유가 순차적으로 파단하는 소위 유사연성거동을 보일 수 있다. 본 연구에 사용된 두 가지 섬유가 유사연성거동을 보일 수 있는 이론적인 혼합비는 4.62 : 1 (체적비)로 나타났다. 두 가지 섬유로 보강한 무근콘크리트보의 휨 실험에서 탄소섬유 :유리섬유 = 6.8 : 1 이상인 경우 유사연성거동이 나타남을 확인하였다. 체적비 8.8 : 1의 유리섬유-탄소섬유 하이브리드 시트를 제작하고, 철근콘크리트보를 보강한 후 휨 실험을 수행하였다. 하이브리드 시트 1겹 및 2겹으로 보강한 보에서 모두 무보강 보에 비하여 강도가 증진하는 반면에, 연성이 유지되는 결과를 확인하였다. 하이브리드 시트를 사용하면 탄소섬유를 사용한 보강에 비하여 보다 경제적이면서 탄소섬유와 동등 이상의 강도 및 보다 우수한 연성을 나타내었다. 하이브리드 시트를 사용한 휨 부재 보강에서 한 가지 섬유만을 사용하는 기존의 설계 방법을 적용하여도 보수적인 설계가 가능하였다.
There are execute of new laws about prevent of earthquake diaster in nation because of some increments of big earthquake occurence frequency. Now develope new composit plate by ductile fiber with strong mechanic materials, which compose of strengthening systems for the underground structures subject to forced displacements. This study is to focus to develop the retrofitting system for the cut and cuver tunnels built without earthquake type load scenario, so that it can provide the safety of existing urban subway system against earthquakes.
Recently, strengthening of structural members by adhesion of steel plate or fiber sheets is generally used. Particularly, the Carbon Fiber Sheets (CFS) is widely used. Rut, the strengthening effect of the CFS is not clearly define yet. Therefore, this paper is designed to evaluate the effectiveness of CFS methods by analyzing previous studies in statistics. According to the results, the maximum load carrying capacity is increased up to 0.16 times when the reinforced concrete beams were strengthened by CFS which is standard specimens. The number of sheets made some effect on the strength while, the other parameters influenced the ductile capacity.
The aim of the present paper is to present the cyclic behavior of strengthened reinforced concrete shear wall test specimen, which was reinforced with cold drawn welded wire mesh fabric. Two reinforced concrete shear wall specimens have been tested in the present study. The walls were tested under reversed cyclic loading with loading applied near the tip of the walls. The control wall is tested in its original state to serve as a baseline for the evaluation of the repair and strengthening techniques. The two test specimens include a control wall and a repaired wall. The control wall test specimen was designed and detailed to simulate non-ductile reinforced concrete shear walls that do not meet the modern seismic provisions. The response of the original wall was associated with the brittle failure. The control shear wall was repaired by addition of the reinforcements and the concrete and then it was reloaded. The effectiveness of the repair technique was investigated. Test results indicate that there can be a near full restoration of the walls' strength. The data from this test, augmenting other data available in the literature, will be useful in calibrating improved analytical methods as they are developed.
Flexural tests on 2.4m long reinforced concrete beams with epoxy-bonded GFRP plates are reported in these tests. The selected experimental variables are strengthening plate length, plate thickness, plate width and the method of anchoring the plate ends. The effects of these variables in overall behavior are discussed. The results generally indicate that the flexural strength of strengthened beams is increased. The ductile behavior of tested beams in inversely proportional to the plate thickness, plate width. The use of an U-jacket plate provided a proper anchorage system and improved the ductility of beams.
본 논문은 비내진 상세를 갖는 철근콘크리트 골조 및 필로티 건물의 보강방법으로 높은 연성을 갖는 ECC를 적용한 PC 벽판을 내진 보강요소로 사용하고자 하였다. PC 벽판의 형상비 및 설치 위치를 변수로 RC 골조에 대한 반복가력실험을 실시하여 내진성능을 평가하였다. 실험결과 PC 벽판을 보강함에 따라 기존 RC 골조의 내력 증진, 강도저하 방지, 강성증진 및 에너지 소산능력 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 실험결과를 근거로 비내진 상세를 갖는 골조의 강도 증진을 위하여 ECC PC 벽판을 골조의 중앙에 설치하고 연성증진을 위하여 세장한 벽판을 골조의 양측면에서 설치할 것을 제안한다.
The objective of this study is to devise an alternative strengthening method to the ones available in the literature. So, external steel members were used to enhance both flexural and shear capacities of reinforced concrete (RC) beams having insufficient shear capacity. Two types of RC beams, one without stirrups and one with lacking stirrups, were prepared in the study. These beams were strengthened with external steel clamps devised by the authors and with external longitudinal reinforcements. Although the use of clamps alone didn't have a significant effect on the load carrying capacity of the tested beams, the ductility increased approximately tenfold and the failure behavior changed from brittle to ductile. Although the use of clamps and longitudinal reinforcements together did not significantly increase the ductility of the beams, it approximately doubled their load capacities. The results of the experimental study were compared to the ones obtained from nonlinear finite element analysis (NLFEA) and it was observed that they were compatible. Finally, it can be concluded that the devised method could be applied to structural members as an alternative to methods in application due to lightness, low-cost, easy applicable and reliable.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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