이 연구에서는 소성 전단힌지가 있는 PC 모멘트 프레임의 내진성능을 평가하기 위해 반복 하중실험을 수행하였다. 보의 중간 길이에 설치된 소성 전단 힌지는 PC 골조를 연결하는 역할을 하며, 두 개의 강판으로 구성된다. 각 강판에는 세 개의 전단연결고리가 존재한다. 세 개의 전단 연결고리는 PC 보의 전단강도의 50%, 75%, 그리고 100%에 해당하는 전단강도를 사용하여 설계되었다. 제안된 연결방식은 효율적인 에너지 소산 용량 및 우수한 구조적 성능을 보여주었다. 실험결과, 소성 전단 힌지는 보 전단강도의 100% 미만을 사용하여 설계하는 것이 합리적이라 판단된다.
Serror, Mohammed H.;Soliman, Essam G.;Hassan, Ahmed F.
Steel and Composite Structures
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제23권4호
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pp.385-397
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2017
Currently, CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) plate bonding is used quite extensively as a strengthening method. In this technique, a composite CFRP plate or sheet of relatively small thickness is bonded with an adhesion material to steel or concrete structure in order to improve its structural behavior and strength. The sheets or plates do not require much space and give a composite action between the adherents. In this study, the rotation capacity of CFRP-strengthened cold-formed steel (CFS) beams has been evaluated through numerical investigation. Studies on different structural levels have been performed. At the beam level, C-section has been adopted with different values of profile thickness, web height, and flange width. At the connection level, a web bolted moment resistant type of connection using through plate has been adopted. In web-bolted connections without CFRP strengthening, premature web buckling results in early loss of strength. Hence, CFRP sheets and plates with different mechanical properties and geometric configurations have been examined to delay web and flange buckling and to produce relatively high moment strength and rotation capacity. The numerical results reveal that CFRP strengthening may increase strength, initial stiffness, and rotation capacity when compared with the case without strengthening.
Maddah, Mohammad M.;Eshghi, Sassan;Garakaninezhad, Alireza
Structural Engineering and Mechanics
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제82권5호
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pp.667-678
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2022
Moment-resisting frames (MRFs) are among the most conventional steel structures for mid-rise buildings in many earthquake-prone cities. Here, a simplified performance-based methodology is proposed for the seismic collapse capacity assessment of these buildings. This method employs a novel multi-mode pushover analysis to determine the engineering demand parameters (EDPs) of the regular steel MRFs up to the collapse prevention (CP) performance level. The modal combination coefficients used in the proposed pushover analysis, are obtained from two metaheuristic optimization algorithms and a fitting procedure. The design variables for the optimization process are the inter-story drift ratio profiles resulting from the multi-mode pushover analyses, and the objective values are the outcomes of the incremental dynamic analysis (IDA). Here, the collapse capacity of the structures is assessed in three to five steps, using a modified IDA procedure. A series of regular mid-rise steel MRFs are selected and analyzed to calculate the modal combination coefficients and to validate the proposed approach. The new methodology is verified against the current existing approaches. This comparison shows that the suggested method more accurately evaluates the EDPs and the collapse capacity of the regular MRFs in a robust and easy to implement way.
This paper is to investigate the micro-behavior of the double-span beams with WUF-W seismic connection under combined axial tension and moment and to propose the rational rotational capacity of it for progressive collapse-resistant analysis and design addressing the stress and strain transfer mechanism. To this end, the behavior of the double-span beams under the column missing event is first investigated using the advanced nonlinear finite element analysis. The characteristics of fracture indices of double-span beams with WUF-W connection under combined axial tension and flexural moment are addressed and then proposed the rational rotational capacity as the basic datum for the progressive collapse-resistant design and analysis. The distribution of fracture indices related to stress and strain for the double-span beams is investigated based on a material and geometric nonlinear finite element analysis. Furthermore, the micro-behavior for earthquake and progressive collapse is explicitly different.
Square tubes used for vehicle structure components have an important role on keeping its stiffness and preserving occupant safety in vehicle collision and rollover in which it experience axial collapse, bending collapse or both. Bending collapse, which absorbs kinetic energy of the impact and retains a survival space for the occupant, is a dominant failure mode in oblique collision and rollover. Thus, in this paper, the bending collapse characteristics such as the maximum bending moment and energy absorption capacity of the square tube replaced by light-weight material were evaluated and presented. The bending test of cantilever tubes which were fabricated with aluminum, GFRP and aluminum/ GFRP hybrid by co-curing process was performed. Then the maximum bending moment and the energy absorption capacity from the moment-angle curve were evaluated. Based on the test results, it was found that aluminum/ GFRP hybrid tube can show better specific energy absorption capacity compared to the pure aluminum or GFRP tube and can convert unstable collapse mode which may occur in pure GFRP tube to stable collapse mode like a aluminum tube in which plastic hinge is developed.
Bhargava, Kapilesh;Ghosh, A.K.;Mori, Yasuhiro;Ramanujam, S.
Structural Engineering and Mechanics
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제27권3호
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pp.347-363
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2007
Assessment of structural behaviour of corrosion affected structures is an important issue, which would help in making certain decisions pertaining to the inspection, repair, strengthening, replacement and demolition of such structures. The paper presents formulations to predict the loss of weight and the loss of cross-sectional area of the reinforcing bar undergoing corrosion based on the earlier study carried out by the present authors (Bhargava et al. 2006). These formulations have further been used to analytically evaluate the ultimate bending moment and ultimate shear force capacity of the corroded concrete beams. Results of the present study indicate that, a considerably good agreement has been observed between the experimental and the analytically predicted values for the weight loss and reduction in radius of the corroded reinforcing bars. A considerably good agreement has also been observed between the experimental and the analytically predicted values of ultimate bending moment and ultimate shear force capacity for the corroded concrete beams.
In this study, a simple moment-resisting precast concrete beam-column connection is proposed for highly seismic zone using dywidag ductile rod [DDC]. DDC is superior system for ductility, energy dissipation capacity, connection strength, and drift capacity. A study was carried out to investigate the connection behavior subjected to cyclic inelastic loading. Four Precast beam-column interior connections and one monolithic connection will be tested. The variables will be examined were the strength relationship between joint's ductile rod and beam reinforcement for gain energy dissipation capacity. The specimens will be tested only reverse cyclic loading in accordance with a prescribed displacement history. Connection performance is evaluated on the basis of ductility, energy dissipation capacity, connection strength, and drift capacity. the precast connection using DDC is capable of matching of exceeding the performance of the monolithic connection and thereby provides moment-resisting behavior.
The flexural behaviour of symmetrically reinforced concrete (RC) columns cast of normal- and high-strength concrete under both monotonic and cyclic loading is studied based on an analytical procedure, which employs the actual stress-strain curves and takes into account the stress-path dependence of concrete and steel reinforcement. The analysis is particularly extended into the post-peak stage with large inelastic deformation at various applied axial load level. The effect of axial load on their complete flexural behaviour is then identified based on the results obtained. The axial load is found to have fairly large effect on the flexural behaviour of RC columns under both monotonic and cyclic loading. Such effects are discussed through examination of various aspects including the moment-curvature relationship, moment capacity, flexural ductility, variation of neutral axis depth and steel stress.
Computational Structural Engineering : An International Journal
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제1권2호
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pp.137-137
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2001
The reliability/redundancy of structural system has become a serious concern among engineers and researchers after structural failures in Northridge and Kobe earthquakes. The reliability/redundancy factor, ρ, in current codes considers only member force and floor area and has received much criticism from dissatisfied engineers. Within a reliability framework. the redundancy is investigated for dual systems of primary shear walls and secondary moment frames and steel moment frame systems. Probabilistic performance analyses are carried out baled on nonlinear responses under SAC ground motion. The effects of structural configuration, ductilily capacity, 3-D motion, and uncertainty of demand verses capacity are investigated. Important redundancy-contributing factors are identified and a uniform-risk redundancy factor is developed for design. The result are compared with the p factor and its inconsistency is pointed out.
선행연구에서 제안된 변형률기반 전단강도모델에 근거하여, 슬래브-기둥 내부 및 외부접합부의 직접뚫림전단강도와 불균형휨모멘트강도를 정확하게 평가할 수 있는 강도모델을 개발하였다. 슬래브-기둥 접합부는 뚫림전단파괴에 앞서서 휨균열에 의해서 손상을 받으므로, 이 연구에서는 위험단면의 압축대에서 대부분의 전단저항이 발휘된다고 가정하였다. 슬래브 휨모멘트에 의해서 유발되는 압축수직응력이 콘크리트 압축대의 전단강도에 미치는 영향을 고려하기 위하여, 다축응력 상태에 대한 콘크리트 재료파괴기준을 이용하였다. 그 결과 위험단면의 전단성능이 휨손상의 정도에 따라서 정의되었다. 외부접합부는 비대칭적인 위험단면을 가지고 있으므로 하중재하방향을 고려하여 휨모멘트강도를 정의하였다. 실험 결과와 비교 결과, 제안된 강도모델은 현행 설계기준 보다 실험체의 강도를 더 정확하게 추정하는 것으로 밝혀졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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