This paper deals with a comparative study among three different rehabilitation techniques, namely, (i) carbon fibre reinforced polymer (CFRP), (ii) glass fibre reinforced polymer (GFRP) and (iii) ferrocement on the flexural strengthening of reinforced cement concrete (RCC) beams. As these different techniques have to be compared on a level playing field, tensile coupon tests have been carried out initially for GFRP, CFRP and ferrocement and the number of layers required in each of these composites in terms of the tensile strength. It was found that for the selected constituents of the composites, one layer of CFRP was equivalent to three layers of GFRP and five layers of wiremesh reinforcement in ferrocement. Rehabilitation of RCC beams using these equivalent laminates shows that all the three composites performed in a similar way and are comparable. The parameters selected in this study were (i) the strengthening material and (ii) the level of pre-distress induced to the beams prior to the rehabilitation. It was noticed that, as the levels of pre-distress decreases, the percentage attainment of flexural capacity and flexural stiffness of the rehabilitated beams increases for all the three selected composites used for rehabilitation. Load-deflection behavior, failure modes, energy absorption capacity, displacement ductility and curvature ductility were compared among these composites and at different distress levels for each composite. The results indicate that ferrocement showed a better performance in terms of ductility than other FRPs, and between the FRPs, GFRP exhibited a better ductility than the CFRP counterpart.
With the increasing use of concrete-filled steel tubes (CFST) as structural members, there is a growing need to provide suitable measures for possible strengthening or repair of these kinds of structural elements. Fibre reinforced polymer (FRP) jacketing is a recent method and is particularly attractive in which it does not significantly increase the section size, and is relatively easy to install. Thus, it can be used to enhance strength and/or ductility of CFST members. Very little information is available on the performance of FRP-strengthened CFST members under fire conditions. This paper is an attempt to study the fire performance of CFST columns strengthened by FRP. The results of fire endurance tests on FRP-strengthened circular CFST columns are presented. Failure modes of the specimens after exposure to fire, temperatures in the cross section, axial deformation and fire resistance of the composite columns are analysed. It is demonstrated that the required fire endurance can be achieved if the strengthened composite columns are appropriately designed.
Fracture properties of concrete depend on the mix proportions of the ingredients, specimen shape and size, type of testing method used for the evaluation of fracture properties. Aggregates play a key role for changes in the fracture behaviour of concrete as they constitute about 60-75 % of the total volume of the concrete. The present study deals with the effect of size and quantity of coarse aggregate on the fracture behaviour of steel fibre reinforced self compacting concrete (SFRSCC). Lower coarse aggregate and higher fine aggregate content in SCC results in the stronger interfacial transition zone and a weaker stiffness of concrete compared to vibrated concrete. As the fracture properties depend on the aggregates quantity and size particularly in SCC, three nominal sizes (20 mm, 16 mm and 12.5 mm) and three coarse to fine aggregate proportions (50-50, 45-55, 40-60) were chosen as parameters. Wedge Split Test (WST), a stable test method was adopted to arrive the requisite properties. Specimens without and with guide notch were investigated. The results are indicative of increase in fracture energy with increase in coarse aggregate size and quantity. The splitting force was maximum for specimens with 12.5 mm size which is associated with a brittle failure in the pre-ultimate stage followed by a ductile failure due to the presence of steel fibres in the post-peak stage.
A risk assessment framework for evaluating building structures is implemented in this study. This framework allows considering sources of uncertainty both on structural capacity and seismic demand. In particular randomness on seismic load, incident angle, material properties, floor mass and structural damping are considered; in addition the choice of fibre modelling versus plastic hinge model is also considered as a source of uncertainty. The main objective of this work is to study the contribution of these sources of uncertainty on the fragilities of steel and steel-reinforced concrete composite 3D building structures. The fragility curves are expressed in the form of a two-parameter lognormal distribution where vertical statistics in conjunction with metaheuristic optimization are implemented for calculating the two parameters.
In this paper sandwich structures like beams and plates are optimised by using parametric study. The structures are composed of fibre reinforced composites for facial material and resin concrete and PVC foam for core materials. The stacking sequences and thickness of the composites are controlled as major parameters to find out the optimal condition for machine tool components. For the plate structure for machine tool bed composites-skined sandwich structure which has several ribs are proposed to enhance both directional bending stiffnesses at the same time. From the results optimal configuration and materials for high precesion machine tools are proposed.
The adoption of fibre reinforced polymer (FRP) rebars (whose behaviour is elastic-brittle) in reinforced concrete (RC) cross sections requires the assessment of the influence of time-dependent behaviour of concrete on the load-carrying capacity of these sections. This paper presents a method of computing the load-carrying capacity of sections that are at first submitted to a constant long-term service load and then overloaded up to ultimate load. The method solves first a non-linear visco-elastic problem, and then a non-linear instantaneous analysis up to ultimate load that takes into account the self-equilibrated stress distribution previously computed. This method is then adopted to perform a parametric analysis that shows that creep and shrinkage of concrete increase the load-carrying capacity of the cross section reinforced with FRP and allows for the suggestion of simple design rules.
This research work aims to develop an optimal design using Finite Element (FE) and Genetic Algorithm (GA) methods to replace the traditional concrete and timber material by a Synthetic Polyurethane fibre glass composite material in railway sleepers. The conventional timber railway sleeper technology is associated with several technical problems related to its durability and ability to resist cutting and abrading action of the bearing plate. The use of pre-stress concrete sleeper in railway industry has many disadvantages related to the concrete material behaviour to resist dynamic stress that may lead to a significant mechanical damage with feasible fissures and cracks. Scientific researchers have recently developed a new composite material such as Glass Fibre Reinforced Polyurethane (GFRP) foam to replace the conventional one. The mechanical properties of these materials are reliable enough to help solving structural problems such as durability, light weight, long life span (50-60 years), less water absorption, provide electric insulation, excellent resistance of fatigue and ability to recycle. This paper suggests appropriate sleeper design to reduce the volume of the material. The design optimization shows that the sleeper length is more sensitive to the loading type than the other parameters.
Mohammed M., Attia;Abd Al-Kader A., Al Sayed;Bassam A., Tayeh;Shymaa M.M., Shawky
Advances in concrete construction
/
제14권5호
/
pp.355-368
/
2022
This paper investigates the impact of length and volume fractions (VFs) of banana fibres (BFs) on the mechanical and physical properties of concrete. The mechanical properties were compressive strength, splitting tensile, flexural strength, and bond stress, while the physical properties were unit weight and absorption. The slump test was used to determine workability. The concrete's behaviour with BFs was studied using scanning electron microscopy. Experimental work of concrete mixtures with BFs of various lengths (12 mm, 25 mm, and 35 mm) and VFs (0%, 0.5%, 1.0%, and 1.5%) were carried out. The samples did not indicate any agglomeration of fibres or heterogeneity during mixing. The addition of BFs to concrete with VFs of up to 1.50% for all fibre lengths have a significant impact on mechanical properties, also the longer fibres performed better than shorter ones at all volume fractions of BFs. The mix10, which contain BFs with VFs 1.5% and length 35 mm, demonstrated the highest mechanical properties. The compressive strength, splitting tensile, flexural strength, and bond stress of the mix10 were 37.71 MPa, 4.27 Mpa, 6.12 MPa, and 6.75 MPa, an increase of 7.37%, 20.96%, 24.13%, and 11.2% over the reference concrete, which was 35.12 MPa, 3.53 MPa, 4.93 MPa, and 6.07 MP, respectively. The absorption is increased for all lengths by increasing the VFs up to 1.5%. Longer fibres have lower absorption, while shorter fibres have higher absorption. The mix8 had the highest absorption of 4.52%, compared to 3.12% for the control mix. Furthermore, the microstructure of concrete was improved through improved bonding between the fibres and the matrix, which resulted in improved mechanical properties of the composite.
Abdelsamie, Khaled;Agwa, Ibrahim Saad;Tayeh, Bassam A.;Hafez, Radwa Defalla Abdel
Advances in concrete construction
/
제12권6호
/
pp.469-477
/
2021
Keratin fibres are waste products of the poultry industry. Natural materials made from chicken feather fibres (CFFs) are used in concrete-reinforced composites in this study. Brittleness is a major problem of high-strength concrete (HSC) that leads to sudden failure at the ultimate capacity of concrete. Hence, this work aims to investigate effects of using CFFs on improving the brittle behaviour of HSC. Two scenarios are performed to analyse the effectiveness of using CFFs. HSC containing different ratios of CFF (0% as the control, 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, and 3%) by volume are tested in the first scenario. Glass fibres (GF) are used to replace CFFs in the other scenario. Tests of fresh, hardened and morphological properties for concrete are performed. Results showed the enhanced brittle behaviour of HSC when using both types of fibres. The preferable ratio of both types of fibres is 1% by volume. Flexural and splitting tensile strengths increased by about 44.9 % and 42.65 % for mixes containing 0.1% GF, respectively. While they were increased by about 21.6 % and 21.16 % for mixes containing 0.1% CFF, respectively.
The paper presents an investigation of the widely varying mechanical performance and behaviour of steel and Glass Fibre Reinforced Polymer (GFRP) reinforced concrete beams using non-destructive techniques of Acoustic Emission (AE) and Digital Image Correlation (DIC) under four-point bending. Laboratory experiments are performed on both differently reinforced concrete beams with 0.33%, 0.52% and 1.11% of tension reinforcement against balanced section. The results show that the ultimate load-carrying capacity increases with an increase in tensile reinforcement in both cases. In addition to that, AE waveform parameters of amplitude and number of AE hits successfully correlates and picks up the divergent mechanism of cracking initiation and progression of failure in steel reinforced and GFRP reinforced concrete beams. AE activity is about 20-30% more in GFRP-RC beams as compared to steel-RC beams. It was primarily due to the lower modulus of elasticity of GFRP bars leading to much larger ductility and deflections as compared to steel-RC beams. Furthermore, AE XY event plots and longitudinal strain profiles using DIC gives an online and real-time visual display of progressive AE activity and strains respectively to efficaciously depict the crack evolution and their advancement in steel-RC and GFRP-RC beams which show a close matching with the micro-and macro-cracks visually observed in the actual beams at various stages of loading.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.