This paper aims to study the behavior of short reinforced concrete columns confined with external glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) sheets under eccentric loads. The experimental part of the study was achieved by testing 9 specimens under eccentric compression. Three eccentricity ratios corresponding to e/t = 0, 0.10, 0.50 in one direction of the column were used. Specimens were divided into three groups. The first group was the control one without confinement. The second group was fully wrapped with GFRP laminates before loading. The third group was wrapped under loading after reaching 75% of failure loads of the control specimens. The third group was investigated in order to represent the practical case of strengthening a loaded column with FRP laminates. All specimens were loaded until failure. The results show that GFRP laminates enhances both failure load and ductility response of eccentrically loaded column. Moreover, the study also illustrates the effect of confinement on the first crack load, lateral deformation, strain in reinforcement and failure pattern. Based on the analysis of the experimental results, a simple model has been proposed to predict the improvement of load carrying capacity under different eccentricity ratios. The predicted equation takes into consideration the eccentricity to cross section depth ratio, the ultimate strength of GFRP, the thickness of wrapping laminate, and the time of wrapping (before loading and under loading). A good correlation was obtained between experimental and analytical results.
An experimental method to measure Q-parameter in-situ is described. The basic idea comes from the fact that the side necking near a crack tip indicates the loss of stress triaxiality, which can be scaled by Q. From the out-of-plane displacement and the in-plane strain near the surface of side necking, stress field averaged through the thickness is calculated and then Q is determined from the difference between the stress field and the HRR field corresponding to the identical J-integral. To prove the validity, three-dimensional finite element analysis has been performed for a CT configuration with side-groove. Q-value which was calculated directly from the near-tip stress field is compared with that determined by simulating the experimental procedure according to the proposed method, that is, the Q-value determined from the lateral displacement and the in-plane strain. In addition, the effect of location where the displacement and strain are measured is explored.
Alloy deposits of 80Sn-20Pb, electroplated on Cu-based leadframe alloy from an organic sulfonate bath were aged at $150^{\circ}C$ to form intermetallic phases between substrate and deposit, and effects of the deposit morphology, influenced by deposition conditions, on the fracture resistance of the 80Sn-20Pb deposit aged at $150^{\circ}C$ were examined. The growth rate of intermetallic compound layer on aging depended on the microstructure of deposit ; it was fastest in deposit formed using pulse current in bath without grain refining additive, but slowest in deposit formed using dc current in bath containing grain refining additive in spite of similar structure with equivalent grain size. The grain refining additive incorporated in electrodeposit appears to inhibit diffusion of atoms on aging, resulting in slow growth of intermetallic layer in the thickness direction but substantial growth in the lateral one. Density of surface cracks that were occurring when samples were subjected to the $90^{\circ}$-bending test increased with increasing the thickness of intermatallic layer on aging. For the same aged samples, the surface crack density of the sample electrodeposited from a bath containing the grain refining additive was the least due to the inhibiting effect of the additive incorporated into the deposit during electrolysis on atomic diffusion.
Beam-column joints are highly vulnerable locations which are to be designed for high ductility in order to take care of unexpected lateral forces such as wind and earthquake. Previous investigations reveal that the addition of steel fibres to concrete improves its ductility significantly. Also, due to presence of slab the strength and ductility of the beam increases considerably and ignoring the effect of slab can lead to underestimation of beam capacity and defiance of strong column weak beam concept. The influence of addition of steel fibres on the strength and behaviour of steel fibre reinforced high performance concrete (SFRHPC) interior beam-column-slab joints was investigated experimentally. The specimens were subjected to reverse cyclic loading. The variable considered was the volume fraction of crimped steel fibres i.e., 0%, 0.5% and 1.0%. The results show that the addition of steel fibres improves the first crack load, strength, ductility, energy absorption capacity and initial stiffness of the beam.
Generally the non-bearing walls in apartment buildings in Korea are not considered as a lateral force resisting members for the design consideration. This engineering practice caused large crack damages and brittle fractures of the non-bearing walls when subjected to Pohang earthquakes in 2017 since those have not been designed for seismic loading. In this study, finite element analysis was conducted for slot type non-bearing wall connection system to reduce damages and concentrate damages to the designated damping device through separation from the structural wall members. Steel plate and dowel bar systems designed for the dissipation of seismic energies were modeled and analyzed to investigate the damage reductions. Finally, the test result and the analysis result were compared and verified.
A concrete core is used widely as lateral stability systems in high-rise modular buildings. As an alternative to traditional cast in-situ core, the precast concrete(PC) method can accelerate the construction of reinforced concrete cores. A core composed of precast elements differs from a in-situ core in having connections between the precast elements. The typical vertical connection between PC panels is consisted of shear keys, loop bars, lacer bars and grout. In this study, the effect of vertical connection components on shear strength is investigated experimentally. The test results show that the contribution to the shear strength is greater in order of grout strength, shear keys, lacer bars and loop bars. In addition, the numerical models to estimate the shear strength according to two crack patterns in the vertical joint of the PC panels are derived. The feasibility of the numerical models is evaluated by comparing the estimated shear strength and the test results.
Non-uniform reinforced concrete brace facade systems are newly considered to improve seismic performance of reinforced concrete frame buildings under lateral load. For normal and high strength concrete of 30MPa, 80MPa, and 120MPa, the cross-sections of reinforced concrete brace facade systems were designed as different size with same amount of reinforcements. The strengthened frame systems were analyzed by a non-linear two-dimensional finite element technique which was considering material non-linearities of concrete and reinforcing bars under monotonic and cyclic loadings. From the study of non-linear analysis of the systems, therefore, it was provided that the proposed braced facade systems were reliable to improve laterally load-carrying capacity and minimize damages of concrete members through comparisons of load-displacement curves, crack patterns, and stress distributions of reinforcing bars predicted by current non-linear finite element analysis of frame specimens.
The vertical reinforcement connection between the precast reinforced concrete shear wall and the cast-in-place reinforced concrete member is vital to the performance of shear walls under seismic loading. This paper investigated the structural behavior of three precast reinforced concrete shear walls, with different levels of connection (i.e., full connection, partial connection, and no connection), subjected to quasi-static lateral loading. The specimens were subjected to a constant vertical load, resulting in an axial load ratio of 0.4. The crack pattern, failure modes, load-displacement relationships, ductility, and energy dissipation characteristics are presented and discussed. The resultant seismic performances of the three tested specimens were compared in terms of skeleton curve, load-bearing capacity, stiffness, ductility, energy dissipation capacity, and viscous damping. The seismic performance of the partially connected shear wall was found to be comparable to that of the fully connected shear wall, exhibiting 1.7% and 3.5% higher yield and peak load capacities, 9.2% higher deformability, and similar variation in stiffness, energy dissipation capacity and viscous damping at increasing load levels. In comparison, the seismic performance of the non-connected shear wall was inferior, exhibiting 12.8% and 16.4% lower loads at the yield and peak load stages, 3.6% lower deformability, and significantly lower energy dissipation capacity at lower displacement and lower viscous damping.
Statement of problem. Interfacial toughness is important in the mechanical property of layered dental ceramics such as core-veneered all-ceramic dental materials. The interfaces between adjacent layers must be strongly bonded to prevent delamination, however the weak interface makes delamination by the growth of lateral cracks along the interface. Purpose. The purpose of this study was to determine the effect of the reaction layer on the interfacial fracture toughness of the core/veneer structure according to the five different divesting. Materials and methods. Thirty five heat-pressed Lithia-based ceramic core bars (IPS Empress 2), $20mm{\times}3mm{\times}2mm$ were made following the five different surface divesting conditions. G1 was no dissolution or sandblasting of the interaction layer. G2 and G3 were dissolved layer with 0.2% HF in an ultrasonic unit for 15min and 30 min. G4 and G5 were dissolved layer for 15min and 30min and then same sandblasting for 60s each. We veneered bilayered ceramic bars, $20mm{\times}2.8mm{\times}3.8mm$(2mm core and 1.8mm veneer), according to the manufacturer's instruction. After polishing the specimens through $1{\mu}m$ alumina, we induced five cracks for each of five groups within the veneer close to interface under an applied indenter load of 19.6N with a Vickers microhardness indenter. Results. The results from Vickers hardness were the percentage of delamination G1:55%, G2:50%, G3:35%, G4:0% and G5:0%. SEM examination showed that the mean thickness of the reaction layer were G1 $93.5{\pm}20.6{\mu}m$, G2 $69.9{\pm}14.3{\mu}m$, G3 $59.2{\pm}20.2{\mu}m$, G4 $0.61{\pm}1.44{\mu}m$ G5 $0{\pm}0{\mu}m$. The mean interfacial delamination crack lengths were G1 $131{\pm}54.5{\mu}m$, G2 $85.2{\pm}51.3{\mu}m$, and G3 $94.9{\pm}81.8{\mu}m$. One-way ANOVA showed that there was no statistically significant difference in interfacial crack length among G1, G2 and G3(p> 0.05). Conclusion. The investment reaction layer played important role at the interfacial toughness of body ceramic bonded to Lithia-based ceramic.
본 연구에서는 열차 진행에 따른 진동이 지하철 박스구조물에 미치는 영향에 대해서 분석을 수행하였다. 이를 위하여 지하철 본선에 센서를 설치하고 지하철이 운행 시간대의 열차진동 데이터를 획득하였다. 센서의 위치는 하부보, 측벽, 상부슬래브에 설치하였고, 자갈도상부와 콘크리트도상부의 하부보와 측벽에 각각 센서를 부착하여 부재의 위치 및 도상의 종류에 따른 진동의 영향을 분석하였다. 하부보와 상부슬래브의 동적응답을 분석한 결과 하부보의 진동속도에 비하여 상부슬래브의 진동속도는 작은 것으로 분석되었고, 상부슬래브 균열의 폭에 대한 변화도 없는 것으로 분석되어 진동의 영향이 상부슬래브까지 미치지 않는 것으로 분석되었다. 자갈도상과 콘크리트도상의 위치에서 하부보와 측벽의 가속도를 비교한 결과 콘크리트 도상의 약간 큰 것으로 나타났으나 그 차가 크지 않아 도상의 차이에 따른 정량적인 분석은 추후에 추가적인 연구를 통하여 분석하여야 할 것으로 판단된다. 구조물의 진동을 평가하기 위해서 가속도 이력을 속도이력으로 변환하여 기존의 승강장에서 수집된 진동 속도 데이터와 비교하였으며, 승강장보다는 본선의 진동속도가 더 빠른 것을 확인할 수 있었다. 금번 연구를 통하여 정밀안전 시에 지하철의 진동을 측정하여 구조물의 평가를 처음으로 시도하였으며 추후 연구에서는 측정 분해능을 보다 세밀하게 하고 측정 개소를 다양화하여 보다 세밀한 분석을 수행하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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