Kim, Sae-Young;Jeon, Bong-Min;Kim, Hyo-Youl;Oh, Sang-Gyun
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2006.11a
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pp.57-60
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2006
This study proposes the physical properties of the hardened lightweight cement using the polyethylene tube and to make the fundamental data regarding a new lightweight concrete development. The aerated concrete is displaying various effects such as lightweight, insulation characteristic and it is coming to be widely applied the slab layer of apartment as an insulating material but currently the aerated concrete has many problems. Therefore, demonstrating similar property of former aerated concrete and improving the defects, developing new hardened cement is needed. In this study, we predict adopting possibility of hollow core polyethylene tube, as a material to make cement hardening containing a lot of void. So we changed the mixing ratio, a diameter and length of the polyethylene tube and improved the compressive strength and unit capacity weight of the lightweight cement hardening body. From the test results, we judge that the aerated concrete is a developmental possibility.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2004.03a
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pp.306-313
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2004
The microwave discharge ion engine generates plasmas of both the main ion source and the neutralizer using 4㎓ microwave without discharge electrodes and hollow cathodes, so that long life and durability against oxygen and air are expected. The MUSES-C “HAYABUSA” asteroid explorer installing four microwave discharge ion engines “$\mu$10s” was launched into deep space by M-V rocket No.5 on May 9, 2003. After vacuum exposure and several runs of baking for reduction of residual gas the ion engine system established the continuous acceleration of the spacecraft toward the asteroid “ITOKAWA”. The Doppler shift measurement of the communication microwave revealed the performance of ion engines, which is 8mN thrust force for a single unit with 3,200sec specific impulse at 23mN/㎾ thrust power ratio. At the end of 2003 the accumulated operational time exceeded 8,000 hour and unit. HAYABUSA will execute the Earth swing-by on June 2004 and arrive at the asteroid in 2005 and return to Earth in 2007.
The design of tall buildings has recently provided many challenges to structural engineers. One such challenge is to minimise the cross-sectional dimensions of columns to ensure greater floor space in a building is attainable. This has both an economic and aesthetics benefit in buildings, which require structural engineering solutions. The use of high strength steel in tall buildings has the ability to achieve these benefits as the material provides a higher strength to cross-section ratio. However as the strength of the steel is increased the buckling characteristics become more dominant with slenderness limits for both local and global buckling becoming more significant. To arrest the problems associated with buckling of high strength steel, concrete filling and encasement can be utilised as it has the affect of changing the buckling mode, which increases the strength and stiffness of the member. This paper describes an experimental program undertaken for both encased and concrete filled composite columns, which were designed to be stocky in nature and thus fail by strength alone. The columns were designed to consider the strength in axial compression and were fabricated from high strength steel plate. In addition to the encased and concrete filled columns, unencased columns and hollow columns were also fabricated and tested to act as calibration specimens. A model for the axial strength was suggested and this is shown to compare well with the test results. Finally aspects of further research are addressed in this paper which include considering the effects of slender columns which may fail by global instabilities.
In this paper, constraint-based fracture mechanics analyses of hollow cylinders with internal circumferential crack under tensile loading are conducted. Finite element analyses of the cracked cylinders are carried out to determine the fracture parameters including elastic T-stresses, and fully-plastic J-integrals. Linear elastic finite element analysis is conducted to obtain the T-stresses, and elastic-plastic analysis is conducted to obtain the fully plastic J-integrals. A wide range of cylinder geometries are studied, with cylinder radius ratios of $r_i/r_o$ = 0.2 to 0.8 and crack depth ratio a/t = 0.2 to 0.8. Fully plastic J-integrals are obtained for Ramberg-Osgood power law hardening material of n = 3, 5 and 10. These fracture parameters are then used to construct conventional and constraint-based failure assessment diagrams (FADs) to determine the maximum load carrying capacity of cracked cylinders. It is demonstrated that these tensile loaded cylinders with circumferential cracks are under low constraint conditions, and the load carrying capacity are higher when the low constraint effects are properly accounted for, using constraint-based FADs, comparing to the predictions from the conventional FADs.
Lopez-Colina, Carlos;Serrano, Miguel A.;Lozano, Miguel;Gayarre, Fernando L.;Suarez, Jesus M.;Wilkinson, Tim
Steel and Composite Structures
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v.32
no.3
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pp.337-346
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2019
The present paper tries to contribute fill the gap of application of the component method to tubular connections. For this purpose, one typical joint configuration in which just one component can be considered as active has been studied. These joints were selected as symmetrically loaded welded connections in which the beam width was the same as the column width. This focused the study on the component 'side walls of rectangular hollow sections (RHS) in tension/compression'. It should be one of the main components to be considered in welded unstiffened joints between I beams and RHS columns. Many experimental tests on double-sided I-beam-to-RHS-column joint with a width ratio 1 have been carried out by the authors and a finite element (FE) model was validated with their results. Then, some different analytical approaches for the component stiffness and strength have been assessed. Finally, the stiffness proposals have been compared with some FE simulations on I-beam-to-RHS-column joints. This work finally proposes the most adequate equations that were found for the stiffness and strength characterization of the component 'side walls of RHS in tension/compression' to be applied in a further unified global proposal for the application of the component method to RHS.
Hollow structural section (HSS) columns have been increasingly popular due to their structural and architectural merits. However, practical difficulty lies in developing proper connections. The through-diaphragm connections are considered as suitable connection type that is widely adopted in Asian countries. However, the stress concentration occurs at the location connecting through-diaphragm and steel beam. Furthermore, the actual load path from the beam flange is not uniformly transferred to the HSS column as conventionally assumed. In this paper, tensile tests were further conducted on three additional specimens with beam flange plate to evaluate the load versus displacement response. The load-displacement curves, yield and ultimate capacity, ductility ratio were obtained. Furthermore, the strain development at different loading levels was discussed comprehensively. It is shown that the studied connection configuration significantly reduces the stress concentration. Meanwhile, simplified trilinear load-displacement analytical model for specimen under tensile load was presented. Good agreement was found between the theoretical and experimental results.
Ali Saribiyik;Ozlem Ozturk;Ferhat Aydin;Yasin Onuralp Ozkilic;Emrah Madenci
Steel and Composite Structures
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v.50
no.4
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pp.475-487
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2024
The usage of fiber-reinforced polymer materials increases in the construction sector due to their advantages in terms of high mechanical strength, lightness, corrosion resistance, low density and high strength/density ratio, low maintenance and painting needs, and high workability. In this study, it is aimed to improve mechanical properties of GFRP box profiles, produced by pultrusion method, by filling the polymer concrete into them. Within the scope of study, hybrid use of polymer concrete produced with GFRP box profiles was investigated. Hybrid pressure and bending specimens were produced by filling polymer concrete (polyester resin manufactured with natural sand and stone chips) into GFRP box profiles having different cross-sections and dimensions. Behavior of the produced hybrid members was investigated under bending and compression tests. Hollow GFRPxx profiles, polymer-filled hybrid members, and nominative polymeric concrete specimens were tested as well. The behavior of the specimens under pressure and bending tests, and their load bearing capacities, deformations and changes in toughness were observed. According to the test results; It was deduced that hybrid design has many advantages over its component materials as well as superior physical and mechanical properties.
The imperfect steel-concrete interface bonding is an important deficiency of the concrete-filled double skin tubular (CFDST) columns that led to separating concrete and steel surfaces under lateral loads and triggering buckling failure of the columns. To improve this issue, it is proposed in this study to use longitudinal and transverse steel stiffeners in CFDST columns. CFDST columns with different patterns of stiffeners embedded in the interior or exterior surfaces of the inner or outer tubes were analyzed under constant axial force and reversed cyclic loading. In the finite element modeling, the confinement effects of both inner and outer tubes on the compressive strength of concrete as well as the effect of discrete crack for concrete fracture were incorporated which give a realistic prediction of the seismic behavior of CFDST columns. Lateral strength, stiffness, ductility and energy absorption are evaluated based on the hysteresis loops. The results indicated that the stiffeners had determinant role on improving pinching behavior resulting from the outer tube's local buckling and opening/closing of the major tensile crack of concrete. The lateral strength, initial stiffness and energy absorption capacity of longitudinally stiffened columns with fixed-free end condition were increased by as much as 17%, 20% and 70%, respectively. The energy dissipation was accentuated up to 107% for fixed-guided end condition. The use of transverse stiffeners at the base of columns increased energy dissipation up to 35%. Axial load ratio, hollow ratio and concrete strength affecting the initial stiffness and lateral strength, had negligible effect of the energy dissipation of the columns. It was also found that the longitudinal stiffeners and transverse stiffeners have, respectively, negative and positive effects on ductility of CFDST columns. The conclusions, drawn from this study, can in turn, lead to the suggestion of some guidelines for the design of CFDST columns.
In this study, a process combined biofiltration with sulfur-utilizing autotrophic denitrification and membrane separation was proposed to examine the efficiency of nitrogen removal. As an experimental device, hollow-fiber module was installed in the center of reactor to generate the flux forward sulfur layer in the cylinder packed with granular sulfur. In addition, a simple module was installed in activated sludge aeration tank which inside and outside of sulfur-using denitrification module was covered with microfilter and the module was considered as an alternative of clarifier. The experiment for developing new MBR process was carried out for three years totally. As the results of first two-year experiment, successful nitrogen removal performance was revealed with lab-scale test and pliot scale plant using artificial wastewater and actual plating wastewater. In this year, pilot scale test using actual domestic wastewater was performed to prove field applicability. As the results, high-rate nitrogen removal performance was confirmed with about 0.19 kg ${NO_3}^--N/m^3$ day of rate. Also significant fouling and pressure increase were not found during the experiment. And, the production ratio of sulfate and the consumption ratio of alkalinity showed a slightly higher value about 311 mg ${SO_4}^{2-}/L$ and 369 mg $CaCO_3$/L, respectively. In conclusion, the developed MBR process can be utilized as an alternative for retrofiting existing wastewater plants as well as new construction of advanced sewage wastewater treatment plants, with cost-effective merit.
Choi, Mi Ra;Cho, Nam Chul;Kim, Dong Min;Yun, Sun Young
Journal of Conservation Science
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v.29
no.3
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pp.231-241
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2013
Analysis of the bronze bodhisattva from Pangyo-dong sites in Seongnam by computed tomography, ICP-AES, metallurgical microscope and SEM-EDS had to know manufacturing technique. And the origin of the raw material, was investigated using TIMS. Results with computed tomography, two bronze bodhisattva produced by lost-wax casting technique with hollow inside and could see the core of the inside. Result of component analysis and microstructure observation, material is alloy of copper-tin-lead and made by casting without artificial treatment. According to lead isotope ratio analysis result of bronze bodhisattva could be made into galena of the Gyeonggi massif in Korea South.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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