U형 강재보를 근간으로 콘크리트 슬래브와 합성을 위하여 A형의 덮개형 강재앵커를 검토하여 AU합성보를 연구하였다. 이는 노출형의 H형강 강재보에 비해 내부 평면의 자율성을 높일 수 있고 공기 단축과 더불어 층고 절감이 가능하며 튜브구조로서 내부에 콘크리틀 충전하여 휨 강도과 휨 강성를 높였다. 본 연구에서는 AU합성보의 휨실험을 통해 성능을 평가하였다. 실험 결과, 하중 초기에 선형적으로 하중이 증가하면서 콘크리트 슬래브의 파괴에 의해 최대 강도에 도달하고 최대 내력의 85% 이상을 발휘하며 연성적 거동을 하였다. 또한, 덮개형 강재앵커를 통해 합성효과를 발휘하였으며 모든 실험체가 최대 내력에 도달할 때까지 완전 합성거동으로 안정적이었다. 그리고 U형 단면의 강판 두께를 증가시켰을 경우에도 휨 강도와 휨 강성이 증가하였고, U형 단면의 하부에 고강도 강판을 용접 부착하였을 경우에도 성능이 개선되었다. AU합성보의 휨강도는 건축구조기준에 따라 제안된 휨 강도식을 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.
이 연구에서는 강재 기둥과 접합된 하이브리드 H-보-철근 콘크리트 보(HSRC)의 반복 휨 거동을 평가하였다. 실험 변수는 HSRC 보의 연결절점에 배근되는 장부철근의 유무이다. HSRC 보의 소성힌지는 RC 보보다는 기둥 접합부 부근의 H-보에서 형성되도록 유도하였다. 모든 실험체는 하중의 급격한 감소 없이 연성적인 거동을 보였으며, 비록 예상치 못한 H-기둥과 H-보 용접 접합부의 파괴가 발생하였지만, 결과적으로 4.6 이상의 변위연성비를 나타내었다. HSRC 보 시스템에서 RC 보의 균열진전, 휨 강도 및 연성에 대한 장부철근의 영향은 매우 미미하였다. HSRC 보 시스템의 휨 강도는 단면의 완전소성으로 가정하여 산정한 H-보의 최대 휨 내력에 비해 안전 측에서 평가될 수 있었다.
ACI318-89 Recommended that when the specified compressive strength of concrete in a column is greater than1.4 times that specified for a floor system, top surface of the column concrete shall extend 2ft(600mm)into the slab from the face of column to avoid unexpected brittle failure. The major variables are extension distance, flexural strength ratio(Mr), and shear reinforcement ratio(Vs). Test results are as follows ; (1) The failure modes of specimens under cyclic loading were concentrated at critical region from beam-column joint face. (2) Ductility index($\mu$f) were increased with increasing of shear confinement ratio and flexural strength ratio. (3)The specimens with 2ft extension distance showed more ductility than the specimens with 1ft extension distance.
Subhani, Mahbube;Kabir, Muhammad Ikramul;Al-Amer, Riyadh
Steel and Composite Structures
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제34권1호
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pp.91-105
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2020
Steel-concrete composite beam with profiled steel sheet has gained its popularity in the last two decades. Due to the ageing of these structures, retrofitting in terms of flexural strength is necessary to ensure that the aged structures can carry the increased traffic load throughout their design life. The steel ribs, which presented in the profiled steel deck, limit the use of shear connectors. This leads to a poor degree of composite action between the concrete slab and steel beam compared to the solid slab situation. As a result, the shear connectors that connects the slab and beam will be subjected to higher shear stress which may also require strengthening to increase the load carrying capacity of an existing composite structure. While most of the available studies focus on the strengthening of longitudinal shear and flexural strength separately, the present work investigates the effect of both flexural and longitudinal shear strengthening of steel-concrete composite beam with composite slab in terms of failure modes, ultimate load carrying capacity, ductility, end-slip, strain profile and interface differential strain. The flexural strengthening was conducted using carbon fibre reinforced polymer (CFRP) or steel plate on the soffit of the steel I-beam, while longitudinal shear capacity was enhanced using post-installed high strength bolts. Moreover, a combination of both the longitudinal shear and flexural strengthening techniques was also implemented (hybrid strengthening). It is concluded that hybrid strengthening improved the ultimate load carrying capacity and reduce slip and interface differential strain that lead to improved composite action. However, hybrid strengthening resulted in brittle failure mode that decreased ductility of the beam.
The purpose of this paper is to predict the flexural strengthening of reinforced concrete beams by the external bonding of carbon fiber reinforced plate(CFRP) to the tension face of the beam. Used computational equation is derived by relation of stress an strain. This equation is applied to four-nondamage beam and tow-preloading beam. Six scale beams were tested to evaluate the strength enhancement provided by the CFRP. And describes the strength enhancement provided to the flexural capacity of reinforced concrete beam by the external bonding of CFRP. An inelastic section analysis procedure was developed that accurately predicts the load displacement response of the retrofitted beams.
Tensile strength (stress) of bar splice is important in the research of mechanical behavior of reinforced concrete structures-beam, column etc.- with bar splice. The purpose of this research is to evaluate the flexural behavior - deflection of beam specimens, strain of main bars - of reinforced concrete beam with Lock Joint Coupler. To make a comparative research, reinforced concrete beam specimens with normal deformed bar and lap splice are tested and analyzed. Test results, Comparing a deflection of three types flexural specimens, a flexural specimen with Lock Joint Coupler is 40% greater than the other flexural specimens. At the center of flexural specimen, the strain of main bar(D29) with lock joint coupler is 50% less, and vice versa, at the point of 14cm far from the center of flexural specimen, the strain of main bar(D29) with lock joint coupler is 9% larger than the strain of main bar(D29) which calculated using the classical flexure theory. A discords, between a deflection behavior of the flexural specimens and a strain of the main bar, are caused by the difference of strain between the lock joint coupler and main bar, near the lock joint coupler. So, additional research is need to verify as stated above discords.
This paper investigates the parameters that control the design of Fiber Reinforced Polymer (FRP) reinforced concrete flexural members proportioned following the ACI 440.1R-06. It investigates the critical parameters that control the flexural design, such as the deflection limits, crack limits, flexural capacity, concrete compressive strength, beam span and cross section, and bar diameter, at various Mean-Ambient Temperatures (MAT). The results of this research suggest that the deflection and cracking requirements are the two most controlling limits for FRP reinforced concrete flexural members.
A series of reinforced concrete beams was tested to evaluate the flexural performance of the repaired RC beams. The key parameters for this study were the size and location of the patch, and the repair materials, including polymer, polymer-cementitious and cementitious materials. The repaired specimens failed by a typical flexural mode with minor interfacial bond failure. Beams repaired with polymer, polymer-cementitious and cementitious materials recover 100%, 91%, and 97% of the flexural strength respectively, while beams with cement mortar lose approximately 30% of the strength. Compared with the pressure injection techniques the specimens repaired with patching techniques show low flexural strength, with significant interfacial bond failure. Location and size of the repaired part do not affect the recovering performance. Interfacial behavior between repair and strengthening materials is the major influencing factor for the composite structures.
철근콘크리트보(reinforced concrete beam)는 콘크리트의 압축강도에 비해 낮은 인장강도로 인해 사용하중 단계에서 균열이 발생하게 된다. 발생된 균열에 의해 감소된 콘크리트의 휨강성은 전체적인 구조물의 강도와 강성을 감소시킨다. 인장강도 및 휨강도를 증가시킨 섬유보강 콘크리트(fiber reinforced concrete)를 인장영역에 이용함으로서 구조물의 강도와 강성을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 균열 및 처짐이 감소되는 효과가 있으므로 구조물의 전체적인 안전성과 사용성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 보통강도 콘크리트(normal strength concrete)와 고인장강도 콘크리트(high tensile strength concrete)의 합성으로 이루어진 이중 콘크리트보(dual concrete beam)의 힘의 평형조건과 변형률 적합조건을 이용하여 탄성해석과 극한해석 모델을 제안한다. 세 가지 종류의 철근비에 대해 각각 하나의 철근콘크리트보와 두 개의 이중 콘크리트보를 시험하여 이중 콘크리트보의 구조적 강성을 검토하였다. 이중 콘크리트보는 철근콘크리트보에 비해 약 30%이상의 극한하중의 증가를 나타내었고, 휨강성의 증가와 더불어 처짐이 감소되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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