• 제목/요약/키워드: flexural failure

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지속하중을 경험한 철근콘크리트 보의 골재 종류에 따른 휨거동 특성 (Flexural Performance of Reinforced Concrete Beams with Recycled Aggregates Suffering from Sustained Load)

  • 지상규;윤현도;김선우;이언영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.135-143
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    • 2007
  • 본 논문은 장기 지속하중을 경험한 순환골재 콘크리트 보의 휨 거동특성 평가를 위하여 수행된 실험결과를 다룬 내용으로 이를 위하여 천연골재를 사용한 시험체, 순환굵은골재로 100% 대체된 시험체와 순환잔골재로 50% 대체된 시험체 등 총 3개의 보가 계획 및 제작되었다. 1년간 재하된 지속하중을 경험한 이후 파괴시까지 다시 재하된 철근콘크리트 보의 단기 휨거동에서 초기 강성 및 최대내력은 골재의 종류에 관계없이 유사하게 나타났으나 최대내력시의 강성이 순환골재를 사용한 경우 천연골재에 비해 28 및 23% 작게 나타났고 인장철근 및 압축측 콘크리트의 변형률도 순환골재를 사용한 시험체가 천연골재를 사용한 시험체보다 다소 크게 나타났다. 그러나 순환골재를 사용한 철근콘크리트 보에 대한 실험값을 ACI규준 의한 계산값과 비교한 결과 크게 나타났으며 전반적으로 천연골재를 사용한 철근콘크리트 보와 대등한 휨 성능을 보였다.

Effect of repair methods and materials on the flexural strength of 3D-printed denture base resin

  • Viotto, Hamile Emanuella do Carmo;Silva, Marcela Dantas Dias;Nunes, Thais Soares Bezerra Santos;Coelho, Sabrina Romao Goncalves;Pero, Ana Carolina
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제14권5호
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    • pp.305-314
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    • 2022
  • PURPOSE. The aim of this study was to evaluate the flexural strength of a 3D-printed denture base resin (Cosmos Denture), after different immediate repair techniques with surface treatments and thermocycling. MATERIALS AND METHODS. Rectangular 3D-printed denture base resin (Cosmos Denture) specimens (N = 130) were thermocycled (5,000 cycles, 5℃ and 55℃) before and after the different repair techniques (n = 10 per group) using an autopolymerized acrylic resin (Jet, J) or a hard relining resin (Soft Confort, SC), and different surface treatments: Jet resin monomer for 180 s (MMA), blasting with aluminum oxide (JAT) or erbium: yttrium-aluminum-garnet laser (L). The control group were intact specimens. A three-point flexural strength test was performed, and data (MPa) were analyzed by ANOVA and Games-Howell post hoc test (α = 0.05). Each failure was observed and classified through stereomicroscope images and the surface treatments were viewed by scanning electron microscope (SEM). RESULTS. Control group showed the highest mean of flexural strength, statistically different from the other groups (P < .001), followed by MMA+J group. The groups with L treatment were statistically similar to the MMA groups (P > .05). The JAT+J group was better than the SC and JAT+SC groups (P < .05), but similar to the other groups (P > .05). Adhesive failures were most observed in JAT groups, especially when repaired with SC. The SEM images showed surface changes for all treatments, except JAT alone. CONCLUSION. Denture bases fabricated with 3D-printed resin should be preferably repaired with MMA+J. SC and JAT+SC showed the worst results. Blasting impaired the adhesion of the SC resin.

Multi-Scale finite element investigations into the flexural behavior of lightweight concrete beams partially reinforced with steel fiber

  • Esmaeili, Jamshid;Ghaffarinia, Mahdi
    • Computers and Concrete
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    • 제29권 6호
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    • pp.393-405
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    • 2022
  • Lightweight concrete is a superior material due to its light weight and high strength. There however remain significant lacunae in engineering knowledge with regards to shear failure of lightweight fiber reinforced concrete beams. The main aim of the present study is to investigate the optimum usage of steel fibers in lightweight fiber reinforced concrete (LWFRC). Multi-scale finite element model calibrated with experimental results is developed to study the effect of steel fibers on the mechanical properties of LWFRC beams. To decrease the amount of steel fibers, it is preferred to reinforce only the middle section of the LWFRC beams, where the flexural stresses are higher. For numerical simulation, a multi-scale finite element model was developed. The cement matrix was modeled as homogeneous and uniform material and both steel fibers and lightweight coarse aggregates were randomly distributed within the matrix. Considering more realistic assumptions, the bonding between fibers and cement matrix was considered with the Cohesive Zone Model (CZM) and its parameters were determined using the model update method. Furthermore, conformity of Load-Crack Mouth Opening Displacement (CMOD) curves obtained from numerical modeling and experimental test results of notched beams under center-point loading tests were investigated. Validating the finite element model results with experimental tests, the effects of fibers' volume fraction, and the length of the reinforced middle section, on flexural and residual strengths of LWFRC, were studied. Results indicate that using steel fibers in a specified length of the concrete beam with high flexural stresses, and considerable savings can be achieved in using steel fibers. Reducing the length of the reinforced middle section from 50 to 30 cm in specimens containing 10 kg/m3 of steel fibers, resulting in a considerable decrease of the used steel fibers by four times, whereas only a 7% reduction in bearing capacity was observed. Therefore, determining an appropriate length of the reinforced middle section is an essential parameter in reducing fibers, usage leading to more affordable construction costs.

치과도재의 Glazing 여부에 따른 수분침투 정도와 굽힘강도에 미치는 영향 (Influence of Water Infiltration and Flexural Strength Change with Glazing Treatment of Dental Porcelain)

  • 이주희;이채현;송정환
    • 치위생과학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.358-367
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    • 2017
  • 본 연구에서는 소성한 치과도재 시편에 대해 glazing 처리 여부에 따른 수분 침투와 기계적 물성의 비교분석을 통해 glazing 처리의 중요한 의미를 도출하고자 하였다. 또한, 제한된 가속 시효처리 방법으로 구강 내 환경에서 치과용 수복물의 내구수명 예측이 가능하였으며 수분 내에서 가속 시효처리를 통하여 치과도재는 수분 노출로 인한 열화가 일어나고 굽힘강도 저하 현상을 보였다. 치과도재의 glazing 처리를 통해 연마 시 발생하는 시편 표면의 흠집 또는 소성시 발생하는 미세균열이나 기공의 노출을 억제함으로써 굽힘강도 향상 결과를 보였다. 또한 glazing 처리한 시편이 가속 시효처리의 시간이 증가할수록 강도 저하 현상을 보이긴 하지만 glazing 처리를 하지 않은 시편과 비교하여 볼 때, 열화되는 속도가 작은 것을 알 수 있었다. 따라서 구강 내에서 치과도재 보철의 내구성을 확보하기 위해서 영구장착 전 glazing 처리를 반드시 시행할 것을 권하며, 수분 침투 억제 방법에 대해서도 향후 체계적인 연구가 되어야 할 것으로 생각한다.

속채움 콘크리트 및 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일의 휨성능 (Flexural Performance of PHC Piles with Infilled concrete and Longitudinal Reinforcing Bars)

  • 한선진;이정민;김민석;김재현;김강수;오영훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.77-84
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    • 2021
  • 이 연구에서는 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일에 대한 휨실험을 수행하였으며, 실험의 주요 변수는 길이 방향 철근비와 PHC 파일 중공 내부 표면에 형성된 슬러지 유무로 설정하였다. 총 6개의 PHC 파일 실험체를 제작하였으며, 실험체들의 파괴모드, 균열패턴, 단면내 길이방향 변형률 분포, PHC 파일과 속채움 콘크리트 사이에 발생된 단부 슬립을 상세히 계측하고 분석하였다. 실험결과, 길이방향 철근비가 증가할수록 휨 강성 및 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, PHC 파일 내부 표면에 형성된 슬러지는 실험체의 휨성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 실험적 연구와 더불어 이 연구에서는 변형률 적합조건, PHC 파일과 속채움 콘크리트 단면내 변형률 및 응력 분포를 고려한 비선형 휨해석 모델을 제안하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교하여 제안모델의 합리성을 검증하였다. 그 결과, 제안모델은 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일의 휨거동을 매우 우수한 정확도로 평가하는 것으로 나타났다.

프리스트레스를 도입한 프리캐스트 콘크리트 교량바닥판의 펀칭전단강도 (Punching Shear Strength of Prestressed Precast Concrete Deck)

  • 정철헌;류형근;정운용;김인규
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.653-659
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    • 2002
  • 최근들어, 국내에서 공용중인 교량바닥판의 파손사례가 증가되고 있으며, 파손된 바닥판의 주요 파괴모드는 반복되는 중트럭 하중에 의한 국부적인 펀칭전단이 주원인이 되고 있다. 본 연구에서는 교축방향으로 프리스트레스가 도입된 프리캐스트 콘크리트 교량바닥판에 대해서 펀칭전단 파괴실험을 수행하여 펀칭전단 실험중에 얻어진 균열양상, 파괴모드, 처짐 및 응력 특성, 펀칭전단강도 등을 검토하였다. 정적 펀칭전단 실험결과 교량바닥판의 펀칭전단 파괴는 현행 시방서의 예측식에값 보다 더 큰 하중 수줄에서 발생되어 현행 시방서에서 규정하는 펀칭전단 강도는 안전측의 결과를 보이는 것으로 판단된다.

Effects of loading history on seismic performance of SRC T-shaped column, Part I: Loading along web

  • Wang, J.;Liu, Z.Q.;Xue, J.Y.;Hu, C.M.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제68권2호
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    • pp.193-201
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    • 2018
  • This paper describes an experimental study on the seismic performance of steel reinforced concrete (SRC) T-shaped columns. The lateral loads were applied along the web of the column with different loading histories, such as monotonic loading, mixed loading of variable amplitude cyclic loading and monotonic loading, constant amplitude cyclic loading and variable amplitude cyclic loading. The failure modes, load-displacement curves, characteristic loads and displacements, ductility, strength and stiffness degradations and energy dissipation capacity of the column were analyzed. The effects of loading history on the seismic performance were focused on. The test results show that the specimens behaved differently in the aspects of the failure mode subject to different loading history, although all the failure modes can be summarized as flexural failure. The hysteretic loops of specimens are plump, and minimum values of the failure drift angles and ductility coefficients are 1/24 and 4.64, respectively, which reflect good seismic performance of SRC T-shaped column. With the increasing numbers of loading cycles, the column reveals lower bearing capacity and ductility. The strength and stiffness of the column with variable amplitude cyclic loading degrades more rapidly than that with constant amplitude cyclic loading, and the total cumulative dissipated energy of the former is less.

철근 콘크리트의 뚫림전단 파괴메카니즘에 과한 비교 (Comparison on the Failure Mechanism of Punching Shear in the Reinforced Concrete)

  • 이주나;연규원;이호준;박찬수
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.533-538
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    • 2000
  • In R.C. flat slab system, a brittle punching failure is a very fatal problem. But there is no generally well-defined answer to the problem and there are wide differences in current practical design codes. therefore, in this study, the factors affecting to punching failure mechanism have been studied to find out the punching shear behavior in R.C. flat slabs by comparing other investigations and practical design codes. Therefore, In this study, the factors affecting to punching failure mechanism have been studied to find out the punching shear behavior in R.C. flat slabs by comparing other investigations and practical design codes. The conclusions in this study are summarized as follows; 1) The factors affecting to punching shear are concrete strength ($f_\alpha$), ratio of column side length to slab depth (c/d), ratio of distance from column center to radial contraflexure (l/d), yield strength of steel ($f_y$), flexural reinforcement ratio ($\rho$) and size effects. 2) It is shown that th use of $\surd{f_{ck}}$in applying($f_\alpha$ to punching shear strength estimation may be more sensitive in high concrete strength. 3) The effects of l/d, ($f_y$, size are no clear in the punching failure mechanism, so in the future, it should be investigated with the effects of various composed load.

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강판으로 휨 보강된 철근콘크리트 보의 조기파괴하중 산정 (Premature Failure Load of Reinforced Concrete Beams with Flexural Strengthened by Steel Plates)

  • 김행준;김우
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.283-292
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    • 2005
  • 강판으로 부분 보강된 철근콘크리트 보의 조기파괴하중을 추정하기 위하여 변수연구를 수행하였다. 설계변수는 전단철근의 유무, 비보강길이의 비, 인장철근에 대한 보강 강판의 철근비, 전단지간 대 보강된 보의 유효깊이 비로 하였다. 유한요소해석 결과, 강판으로 부분 보강된 철근콘크리트 보의 조기파괴를 지배하는 1차 적인 요인은 비보강길이이지만 보강철근비, 전단지간 대 유효깊이의 비 등도 영향을 주는 것으로 나타났다. 설계변수의 조합작용을 고려한 근사식을 기존의 실험결과와 비교한 결과 거의 일치하였다.

Experimental investigations and FE simulation of exterior BCJs retrofitted with CFRP fabric

  • Halahla, Abdulsamee M.;Rahman, Muhammad K.;Al-Gadhib, Ali H.;Al-Osta, Mohammed A.;Baluch, Mohammed H.
    • Earthquakes and Structures
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    • 제17권4호
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    • pp.337-354
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    • 2019
  • This paper presents the results of experimental and numerical studies conducted to investigate the behavior of exterior reinforced concrete beam column joints (BCJ) strengthened by using carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets. Twelve reinforced concrete beam-column joints (BCJ) were tested in an experimental program by simulating the joints in seismically deficient old buildings. One group of BCJs was designed to fail in flexure at the BCJ interface, and the second group was designed to ensure joint shear failure. One specimen in each set was -retrofitted with CFRP sheet wrapped diagonally around the joint. The specimens were subjected to both monotonic and cyclic loading up to failure. 3D finite element simulation of the BCJs tested in the experimental program was carried out using the software ABAQUS, adopting the damage plasticity model (CDP) for concrete. The experimental results showed that retrofitting of the shear deficient, BCJs by CFRP sheets enhanced the strength and ductility and the failure mode changed from shear failure in the joints to the desired flexural failure in the beam segment. The FE simulation of BCJs showed a good agreement with the experimental results, which indicated that the CDP model could be used to model the problems of the monotonic and cyclic loading of beam-column reinforced concrete joints.