A parametric study was conducted to investigate the seismic deformation demands in terms of drift ratio, plastic base rotation and compression strain on rectangular wall members in frame-wall systems. The wall index defined as ratio of total wall area to the floor plan area was kept as variable in frame-wall models and its relation with the seismic demand at the base of the wall was investigated. The wall indexes of analyzed models are in the range of 0.2-2%. 4, 8 and 12-story frame-wall models were created. The seismic behavior of frame-wall models were calculated using nonlinear time-history analysis and design spectrum matched ground motion set. Analyses results revealed that the increased wall index led to significant reduction in the top and inter-story displacement demands especially for 4-story models. The calculated average inter-story drift decreased from 1.5% to 0.5% for 4-story models. The average drift ratio in 8- and 12-story models has changed from approximately 1.5% to 0.75%. As the wall index increases, the dispersion in the calculated drifts due to ground motion variability decreased considerably. This is mainly due to increase in the lateral stiffness of models that leads their fundamental period of vibration to fall into zone of the response spectra that has smaller dispersion for scaled ground motion data set. When walls were assessed according to plastic rotation limits defined in ASCE/SEI 41, it was seen that the walls in frame-wall systems with low wall index in the range of 0.2-0.6% could seldom survive the design earthquake without major damage. Concrete compressive strains calculated in all frame-wall structures were much higher than the limit allowed for design, ${\varepsilon}_c$=0.0035, so confinement is required at the boundaries. For rectangular walls above the wall index value of 1.0% nearly all walls assure at least life safety (LS) performance criteria. It is proposed that in the design of dual systems where frames and walls are connected by link and transverse beams, the minimum value of wall index should be greater than 0.6%, in order to prevent excessive damage to wall members.
This research focused on analyzing the post-fire behavior of high-performance concrete-filled steel tube (CFST) columns, with the concrete containing tire rubber and steel fibers, under axial compressive loading. The finite element (FE) modeling of such heated columns containing recycled aggregate is a branch of this field which has not received the proper attention of researchers. Better understanding the post-fire behavior of these columns by measuring their residual strength and deformation is critical for achieving the minimum repair level required for structures damaged in the fire. Therefore, to develop this model, 19 groups of confined and unconfined specimens with the variables including the volume ratio of steel fibers, tire rubber content, diameter-to-thickness (D/t) ratio of the steel tube, and exposure temperature were considered. The ABAQUS software was employed to model the tested specimens so that the accurate behavior of the FE-modeled specimens could be examined under test conditions. To achieve desirable results for the modeling of the specimens, in addition to the novel procedure described in this research, the modified versions of models presented by previous researchers were also utilized. After the completion of modeling, the load-axial strain and load-lateral strain relationships, ultimate strength, and failure mode of the modeled CFST specimens were evaluated against the test data, through which the satisfactory accuracy of this modeling procedure was established. Afterward, using a parametric study, the effect of factors such as the concrete core strength at different temperatures and the D/t ratio on the behavior of the CFST columns was explored. Finally, the compressive strength values obtained from the FE model were compared with the corresponding values predicted by various codes, the results of which indicated that most codes were conservative in terms of these predictions.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
/
v.8
no.3
/
pp.1-12
/
2004
Due to the 1989 Loma Prieta, 1995 Hyogoken Nambu earthquakes, etc, a number of bridge columns were collapsed in flexure-shear failures as a consequence of the premature termination of the column longitudinal reinforcement. Nevertheless, previous researches for the performance of bridge columns were concentrated on the flexural failure mode. It is well understood that the seismic behaviour of RC bridge piers was dependent on the performance of the plastic hinge of RC bridge piers, the ductility of which was desirable to be computed on the basis of the curvature. Experimental investigation was made to evaluate the variation of the curvature of the plastic hinge region for the seismic performance of earthquake-damaged RC columns in flexure-shear failure mode. Seven test specimens in the aspect ratio of 2.5 were made with test parameters: confinement ratios, lap splices, and retrofitting FRP materials. They were damaged under series of artificial earthquakes that could be compatible in Korean peninsula. Directly after the pseudo-dynamic test, damaged columns were retested under inelastic reversal cyclic loading under a constant axial load, $P=0.1f_{ck}A_g$. Residual seismic capacity of damaged specimens was evaluated by analzying the moment-curvature hysteresis and the curvature ductility. Test results show that the biggest curvature was developed around 15cm above the footing, which induced the column failure. It was observed that RC bridge specimens with lap-spliced longitudinal steels appeared to fail at low curvature ductility but significant improvement was made in the curvature ductility of RC specimens with FRP straps wrapped around the plastic hinge region. Based on the experimental variation of the curvature of RC specimens, new equivalent length of the plastic hinge region was proposed by considering the lateral confinement in this study. The analytical and experimental relationship between the displacement and the curvature ductility were compared based on this proposal, which gave excellent result.
Chung Young Soo;Park Chang Kyu;Lee Beom Gi;Song Hee Won
Journal of the Korea Concrete Institute
/
v.17
no.1
s.85
/
pp.121-128
/
2005
A RC column-bent pier represents one of the most popular piers used in highway bridges. Seismic performance of reinforced concrete (RC) column-bent piers under bidirectional seismic loadings was experimentally investigated. Six column bent-piers were constructed with two circular supporting columns which were made in 400 mm diameter and 2,000 mm height. One single column specimen was additionally made to comparatively evaluate the seismic response of RC column-bent piers. Test parameters are different transverse reinforcement and loading pattern. These piers were tested under lateral load reversals with the axial load of $0.1 f_{ck}A_g$. Three specimens were subjected to bidirectional lateral load cycles which consisted of two main longitudinal loads and two sub transverse loads in one load cycle. Other three specimens were loaded in the opposite way. Test results indicated that lateral strength and ductility of the latter three specimens were generally bigger than those of the former three specimens. Plastic hinges were formed with the spall of cover concrete and the fracture of the longitudinal reinforcing steels in the bottom plastic hinge of two supporting columns for the former three specimens. Similar behavior was observed in the top and bottom parts of two supporting columns for the latter three specimens.
Kim, Hyeon Jin;Hwang, Hyeon Jong;Park, Hong Gun;Kim, Dong Kwan;Yang, Jong Min
Journal of Korean Society of Steel Construction
/
v.29
no.2
/
pp.147-158
/
2017
The present study focused on the structural performance of newly developed prefabricated composite columns (PSRC composite column) using bolt-connected steel angles. Concentric axial loading tests were performed for four 2/3 scaled PSRC column specimens and two conventional SRC column specimens. The test parameters were the spacing and sectional configurations of lateral reinforcement, and width-to-thickness ratio of steel angles. The test results showed that the axial load-carrying capacity and deformation capacity of the PSRC column specimens were comparable to those of the conventional SRC column specimens. Closely spaced steel plates and Z-shaped steel plates for lateral reinforcement increased the deformation capacity of the PSRC column specimens. The load-carrying capacity was greater than the prediction by current design codes. Numerical analysis was performed for the specimens. The results agreed well with the test results in terms of initial stiffness, load-carrying capacity, except for strength degradation due to cover concrete spalling.
The objective of this experimental study is to find the allowable level of axial load to give the proper flexural ductility according to the yield strength of lateral ties, and the distribution and amount of longitudinal bars used in confined high-strength concrete columns. Twelve concrete columns with a 20 cm square section and 80 cm high were tested under hi-axial loads. It was observed that the ductility tends to be improved at the axial loads not less than 0.4f$\_$ck/A$\_$g/. The utilization of high-strength ties in accordance with the ACI 318-99 can cause the brittle failure due to the wide tie spacing. Under the high level of axial loads not less than 0.4f$\_$ck/A$\_$g/. it is necessary for the buckling prevention of the longitudinal bars and the proper ductility improvement to use the high-strength ties with the consideration of the volumetric ratio and confinement type of the lateral ties, and the distribution of the longitudinal bars.
An improved unbonded-type column strengthening procedure using wire rope and T-shaped steel plate units was proposed. Eight strengthened columns and an unstrengthened control column were tested under concentric axial load. The main variables considered were the volume ratio of wire rope and the flange width and configuration of T-shaped steel plates. Axial load capacity and ductility ratio of columns tested were compared with predictions obtained from the equation specified in ACI 318-05 and those of conventionally tied columns tested by Chung et al., respectively. In addition, a mathematical model was proposed to evaluate the complete stress-strain relationship of concrete confined by the wire rope and T-plate units. Test results showed that the axial load capacity and ductility of columns increased with the increase of the volume ratio of wire rope and the flange width of T-plates. In particular, at the same lateral reinforcement index, a much higher ductility ratio was observed in the strengthened columns having the volume ratio of wire rope above 0.0039 than in the tied columns. A mathematical model for the stress-strain relationship of confined concrete using the proposed strengthening procedure is developed. The predicted stress-strain curves were in good agreement with test results.
In this study, prefabricated composite columns using high-strength angles (PSRC composite column) was studied. Concentric axial loading tests were performed for 2/3 scale PSRC specimens and an conventional SRC specimen with H-steel at the center of the cross-section. The test parameters were the steel ratio of angles and the spacing of lateral re-bars. The test results showed that by placing the angles at the corners of the cross-section for confinement with provided for the core concrete, the PSRC column specimens exhibited greater load-carrying capacity and deformation capacity than those of the conventional SRC column. The axial load-carrying capacity of the PSRC columns was greater than the prediction by KBC 2009. Using existing stress-strain relationship of confined concrete, the axial load-deformation relationship of the specimens were predicted. The numerical predictions correlated well with the test results in terms of initial stiffness, load-carrying capacity, and post-peak strength- and stiffness-degradations.
Park, Hong-Gun;Lee, Jae-Hoon;Shin, Hyun-Mock;Baek, Jang-Woon
Journal of the Korea Concrete Institute
/
v.25
no.6
/
pp.601-612
/
2013
In the construction of nuclear power plants using massive walls, the use of high-strength re-bars for shear design is necessary to enhance the constructability and economy. In this study, low-rise walls (aspect ratio of 1.0) with grade 550 MPa bars were tested under cyclic loading to investigate the shear capacity and deformation capacity. The test parameters were the grade of horizontal re-bars (550 MPa, 420 MPa), strength of concrete compressive strength (46 MPa, 70 MPa), horizontal/vertical reinforcement ratio, use of lateral confinement hoops, shape of cross section, and failure modes (shear failure before or after flexural yielding). The test results were compared with those of walls with grade 420 MPa bars and predicted strength by current design codes. The results showed that the shear strength of the walls with 550 MPa bars was comparable to that of the walls with 420 MPa bars though the safe margin slightly decreased. ACI 349 provides underestimated shear strength for the walls with 550 MPa bars. In case of the wall with flexural yielding, a large deformation capacity was achieved. This result indicates that the ACI 349 provisions can be safely applied to seismic design of the low-rise walls (aspect ratio of 1.0) with grade 550 MPa bars.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
/
v.22
no.1
/
pp.116-122
/
2021
This study quantitatively evaluated the performance improvement of a circular reinforced concrete pier under dynamic load with strengthening using a steel plate. Various three-dimensional elements were applied using the finite element program ABAQUS. The analytical parameters included the ratios of the steel cover length to the pier's total height and the ratios of the steel cover thickness to the pier diameter for inelastic-nonlinear analysis. The lower part of the pier had fixed boundary conditions, and lateral repetitive loads were applied at the top of the pier. The pier was investigated to evaluate the dynamic performance based on the load-displacement curve, stress-strain curve, ductility, energy absorption capability, and energy ratio. The yield and ultimate loads of piers with steel covers increased by 3.76 times, and the energy absorption capability increased by 4 times due to the confinement effects caused by the steel plate. A plastic hinge part of the column with a steel plate improved the ductility, and the thicker the steel plate was, the greater the energy absorption capacity. This study shows that the reinforced pier should be improved in terms of the seismic performance.
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.