In this paper, a novel fibrous material known as axially reinforced braided composite rods (BCRs) have been developed for reinforcement of soils. These innovative materials consist of an axial reinforcement system, comprised of longitudinally oriented core fibres, which is responsible for mechanical performance and, a braided cover, which gives a ribbed surface texture for better interfacial interactions with soils. BCRs were produced using both thermosetting (unsaturated polyester) and thermoplastic (polypropylene) matrices and synthetic (carbon, glass, HT polyethylene), as well as natural (sisal) core fibres. BCRs were characterized for tensile properties and the influence of core fibres was studied. Moreover, BCRs containing carbon fibre in the core composition were characterized for piezoresistivity and strain sensing properties under flexural deformation. According to the experimental results, the developed braided composites showed tailorable and wide range of mechanical properties, depending on the core fibres and exhibited very good strain sensing behavior.
Up to date, it is difficult to estimate the consistence of properties on the epoxy liner in service time because an estimation of the long term environment-deterioration with aging has not been processed. In the study, the estimation on epoxy liner is carried by the physical test 7 rounds. There are the elongation the and the crack bridging test in the part of physical tests. An elongation test is carried out with epoxy membrane and a crack bridging test is carried out with specimen painted epoxy on concrete. The subjects of test and estimation are a containment quality system and a fibre-glass reinforced system. The materials of these systems are a Robber added Epoxy, a Silica added Epoxy, and a Fiber reinforced Epoxy. Ensuring the test data, properties of epoxy liner was estimated and the change of properties was predicted on epoxy liners.
The vibrations problem of thin orthotropic skew plates of linearly varying thickness is analyzed using the small deflection theory of plates. Using dimensionless oblique coordinates, the deflection surface can be expressed as a polyonmial series satisfying the boundary conditions. For orthotropic plates which is clamped on all the four edges, numerical results for the first two natural frequencies are presented for various combinations of aspect ratio, skew angle and taper parameter. The properties of material used are one directional glass fibre reinforced plastic GFRP. The results obtained may be summarised as follows: 1. In case of the first mode vibration of plates with increase in the skew angle, the natural frequencies of plates decrease. 2. As the aspect ratio decrease, the natural frequencies of plates decrease. 3. For the identical skew angle, natural frequencies of plates increase with the taper parameter of thickness.
Singh, Balvir;Chidambaram, R. Siva;Sharma, Shruti;Kwatra, Naveen
Structural Engineering and Mechanics
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제64권5호
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pp.557-566
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2017
Fiber reinforced polymer (FRP) sheets are the most efficient structural materials in terms of strength to weight ratio and its application in strengthening and retrofitting of a structure or structural elements are inevitable. The performance enhancement of structural elements without increasing the cross sectional area and flexible nature are the major advantages of FRP in retrofitting/strengthening work. This research article presents a detailed study on the inelastic response of conventional and retrofitted Reinforced Concrete (RC) frames using Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) and Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) subjected to quasi-static loading. The hysteretic behaviour, stiffness degradation, energy dissipation and damage index are the parameters employed to analyse the efficacy of FRP strengthening of brick in-filled RC frames. Repair and retrofitting of brick infilled RC frame shows an improved load carrying and damage tolerance capacity than control frame.
Kabir, Muhammad Ikramul;Samali, Bijan;Shrestha, Rijun
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제11권1호
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pp.69-84
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2017
This paper presents results of an experimental investigation on the behaviour of bond between external glass fibre reinforced polymer reinforcement and concrete exposed to three different environmental conditions, namely, temperature cycles, wet-dry cycles and outdoor environment separately for extended durations. Single shear tests (pull-out test) were conducted to investigate bond strengths (pull-out strengths) of control (unexposed) and exposed specimens. Effect of the exposure conditions on the compressive strength of concrete were also investigated separately to understand the effect of changing concrete compressive strength on the pull-out strength. Based on the comparison of experimental results of exposed specimens to control specimens in terms of bond strengths, failure modes and strain profiles, the most significant degradation of pull-out strength was observed in specimens exposed to outdoor environment, whereas temperature cycles did not cause any deterioration of strength.
Study on the inelastic response of bare and masonry infilled Reinforced Concrete (RC) frames repaired using Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) and Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) subjected to quasi- static loading is presented in the work. The hysteresis behaviour, stiffness retention, energy dissipation and damage index are the parameters employed to analyze the efficacy of FRP strengthening of bare and brick in-filled RC frames. It is observed that there is a significant improvement in load carrying capacity of brick infilled frame over bare RC frame. Also FRP strengthened brick infilled frame performs much better than FRP repaired bare frame under quasi static loading. Repair and retrofitting of brick infilled RC frame shows an improved load carrying and damage tolerance capacity than control frame.
This paper is devoted to the presentation of a numerical study on vibration behavior of composite panels reinforced by glass fibres and carbon nanotubes (CNTs) subjected to thermal environments. The effect of temperature variation has been included as thermal load acting on in-plane direction of the panel. To model the composite material, a micromechanical model which contains random dispersion of nanotubes and single-direction fibers has been selected. The geometry of the panel has been considered to have a single curveture along its width. Based on the above assumptions, the governing equations have been derived by using thin shell theory capturing the panel curveture and also nonlinear deflections. Finally, the panel dependence on various factors such as the curveture, nanotube amount, fiber volume, fiber direction and temperature variation has been researched.
유리판과 단일방향(unidirectional) 탄소섬유 강화 복합재료(CFRP)판의 표면에서 연필심을 부러뜨려 발생된 과도적 탄성파를 음원으로부터 멀리 떨어진 서로 다른 위치에 둔 두개의 탐촉자로 검출하였다. 탐촉자에 검출된 과도적 신호의 스펙트럼 분석에 의해 판에서 pulse 형태로 발생된 신호는 Lamb파 분산관계를 따르며 전파하고, 유리판과 단일방향 CFRP판에서의 과도적 신호는 최저 대칭$(S_{0})$, 1차 대칭$(S_{1})$, 1차 비대칭$(A_{l})$ 모드의 최대 군속도 주변의 성분들로 형성되었다. 이러한 최대 군속도 주변 성분은 분산이 비교적 적기 때문에 과도적 신호의 초기부분은 크게 변화되지 않았으며, $A_{1}$ 모드 단절 (cut-off)주파수 이하 영역의 $S_{0}$ 모드가 가장 빠른 군속도로 전파되고 과도적 신호 형성에 크게 기여하는 모드이었다.
PURPOSE. The influence of the modified process in the fiber-reinforced post and resin core foundation treatment on the fracture resistance and failure pattern of premolar was tested in this study. MATERIALS AND METHODS. Thirty-six human mandibular premolars were divided into 4 groups (n = 9). In group DCT, the quartz fibre post (D.T. Light-post) was cemented with resin cement (DUO-LINK) and a core foundation was formed with composite resin (LIGHT-CORE). In group DMO and DMT, resin cement (DUO-LINK) was used for post (D.T. Lightpost) cementation and core foundation; in group DMO, these procedures were performed simultaneously in one step, while DMT group was accomplished in separated two steps. In group LCT, the glass fiber post (LuxaPost) cementation and core foundation was accomplished with composite resin (LuxaCore-Dual) in separated procedures. Tooth were prepared with 2 mm ferrule and restored with nickel-chromium crowns. A static loading test was carried out and loads were applied to the buccal surface of the buccal cusp at a 45 degree inclination to the long axis of the tooth until failure occurred. The data were analyzed with MANOVA (${\alpha}$= .05). The failure pattern was observed and classified as either favorable (allowing repair) or unfavorable (not allowing repair). RESULTS. The mean fracture strength was highest in group DCT followed in descending order by groups DMO, DMT, and LCT. However, there were no significant differences in fracture strength between the groups. A higher prevalence of favorable fractures was detected in group DMT but there were no significant differences between the groups. CONCLUSION. The change of post or core foundation method does not appear to influence the fracture strength and failure patterns.
Tendon reinforced cemented soil is applied extensively in foundation stabilisation and improvement, especially in areas with soft clay. To solve the deterioration problem led by steel corrosion, the glass fiber-reinforced polymer (GFRP) tendon is introduced to substitute the traditional steel tendon. The interface bond strength between the cemented soil matrix and GFRP tendon demonstrates the outstanding mechanical property of this composite. However, the lack of research between the influence factors and bond strength hinders the application. To evaluate these factors, back propagation neural network (BPNN) is applied to predict the relationship between them and bond strength. Since adjusting BPNN parameters is time-consuming and laborious, the particle swarm optimisation (PSO) algorithm is proposed. This study evaluated the influence of water content, cement content, curing time, and slip distance on the bond performance of GFRP tendon-reinforced cemented soils (GTRCS). The results showed that the ultimate and residual bond strengths were both in positive proportion to cement content and negative to water content. The sample cured for 28 days with 30% water content and 50% cement content had the largest ultimate strength (3879.40 kPa). The PSO-BPNN model was tuned with 3 neurons in the input layer, 10 in the hidden layer, and 1 in the output layer. It showed outstanding performance on a large database comprising 405 testing results. Its higher correlation coefficient (0.908) and lower root-mean-square error (239.11 kPa) were obtained compared to multiple linear regression (MLR) and logistic regression (LR). In addition, a sensitivity analysis was applied to acquire the ranking of the input variables. The results illustrated that the cement content performed the strongest influence on bond strength, followed by the water content and slip displacement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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