RC shear wall sections which have irregular shapes such as T, ㄱ, ㄷ sections are typically used in low-rise buildings in Korea. Pushover analysis of building containing such members costs a lot of computation time and needs professional knowledge since it requires complicated modeling and, sometimes, fails to converge. In this study, a method using an equivalent column element for the shear wall is proposed. The equivalent column element consists of an elastic column, an inelastic rotational spring, and rigid beams. The inelastic properties of the rotational spring represent the nonlinear behavior of the shearwall and are obtained from the section analysis results and moment distribution for the member. The use of an axial force to compensate the difference in the axial deformation between the equivalent column element and the actual shear wall is also proposed. The proposed method is applied for the pushover analysis of a 5- story shear wall-frame building and the results are compared with ones using the fiber elements. The comparison shows that the inelastic behavior at the same drift was comparable. However, the performance points estimated using the pushover curves showed some deviations, which seem to be caused by the differences of estimated yield point and damping ratios.
To connect exterior reinforced concrete (RC) columns with the steel belt truss, the gusset plates are welded to the steel plates embedded in the RC column. Then, the concrete around an embedded plate is very likely to be damaged by the heat input from a long-time (6 to 48 hours) welding of the embedded and gusset plates at a joint between RC columns and steel belt truss. However, very few studies have assessed the concrete damage caused by the welding heat between embedded and gusset plates, and no clear onsite solution has been found. In this paper, experimental tests have been carried out on 4 full-scale specimen to analyze the effect of long-time (about 6 hours) onsite welding (1-side welding and 3-side welding) between a gusset plate and an embedded plate in high strength concrete with compressive strength of 55 MPa and 80 MPa on RC columns. The effect of the long-time welding heat of embedded and gusset plates, which are used in real high-rise building construction sites, on concrete is analyzed in terms of the following three items: 1) temperature distribution, 2) pattern and characteristics of cracks, and 3) effect of the cracks on the compressive strength of RC column. Based on the experimental results, even though the heat input up to about 150? from the long-time onsite welding on the high-strength concrete column for the joint could result in concrete cracks in a radial form, it is found that the welding cracks have no effect on the axial stiffness and strength of the concrete column.
The number of schools which have passed 30 years after the construction takes up 30% (5% falling to class D and E) in Korea. So, the offices of education across the nation conduct large works for the expansion, improvement and renovation of the school. But as the work takes a lot of time, the work is also conducted while the students are studying at the schools. The work at the school causes the noise, dust, vibration as the school often has the reinforced concrete structure. So, as the windows are closed to prevent the nuisance from hampering the education, the problems related to the illumination, ventilation, and control of humidity and temperature are give damages to students studying the school buildings. Actually, as the current renovation or expansion is conducted across the nation due to the implementation of the new education system and the resulting integration and construction of hub school, specialized school, meister school and it causes a lot of nuisance to the learning students and others, there are a lot of complaints from concerned people. Accordingly this study suggests the method of evaluating the factors which affect the learning environment such as the noise, dust or fine dust and reducing the nuisances to the level proper for the learning environment when the existing school is expanded, improved or renovated.
최근 건축물이 고층화 및 대형화됨에 따라 건축물의 주요 구조부 중 기둥과 보를 철근콘크리트가 아닌 철골구조로 많이 시공하고 있다. 건축물의 뼈대가 되는 철골에는 내화피복재를 코팅하여 화재에 견딜 수 있는 구조로 시공한다. 내화시험(실제 규모 화재시험)을 수행하지 않고 현장에 시공된 내화피복재의 성능을 확인할 수 있는 간편한 시험방법의 도입이 필요하다. 본 연구는 내화뿜칠재에 대한 성분분석(기기분석)을 통하여 과학적이며 빠른 분석이 가능한 현장분섭법을 도출하였으며 열분석을 이용하여 내화성능이 확인된 내화뿜칠재의 고유지문영역을 확보하고 이를 표준물질로 Database화하여 현장시공재료에 대한 일치 성분석에 활용 가능함을 실험을 통하여 입증하였다.
주택건설은 극심한 건축자재 부족과 인력수급등의 많은 어려움을 격고 있는데, 이에 대한 문제의 해결방은 중 하나로 철근콘크리트 공사에서 철근의 가공조립공정을 보다 간소화하면서 그 기능의 효율성을 높이는 방법으로 구조용 용접철망과 루프형 용접철망을 이용한 공법이 제기되고 있다. 본 연구에서는 일방향 슬래브에 콘크리트 예상 압축강도가 $210kg/cm^2$일 때, 최대균열폭과 소성변형 능력에 영향을 미치는 요인인 사용철근의 종류, 최소철근비를 기준으로 한 인장철근비(${\rho}t$), 주변지지조건, 겹이음길이의 4가지 주요변수로 하여 슬래브의 구조적 특성 및 휨거동을 파악하는데 그 목적을 두었다. 연구결과, 소성변형능력은 이형철근을 사용한 슬래브가 용접철망을 사용한 슬래브보다 월등히 큰 것으로 나타났고, 겹이음된 슬래브에서는 겹이음길이 30D가 적절한 것으로 나타났다. 또한 최대균열폭은 용접철망과 루프형 용접철망을 사용한 슬래브가 이형철근을 사용한 슬래브 보다 균열폭을 억제하는 것으로 나타났다.
The Quantitative analysis for collapsion probability of each construcion work has not been developed, despite of that the one for safety management itself has been reported, up to now. It is concluded that showing critical check points against structure collapsion due to each work at construction site, and Quantifying those could be useful Quality-assuring tool, not to prevent Quality failure. Risk classes of each work at construction site, classified by German Builders Mutual-Aid Association (GEBMAS), and by special instruction rates of Korea Insurance Development Institute, are introduced to compare with the results of this study. As of a study method, total 2,002 sheets of questionwares are distributed directly to new city development areas, which are called, Ilsan 110 points : Pundang 79points and Chungdong 38points, including additional Changwon 125sheets and pusan 60sheets, by four(4) people, for contact with actual site engineers. Total responses of 1,056 sheets, are collected. Interrelationship diagram between experience years of Engrs., and risk rate of responses are also classified, with the criteria of four(4) years. Domestic journals with relation to construction have reported that main building Structure collapsions are mainly shown on apartment buildings and office ones. These two(2) building structures are again classified as five(5) kinds of works. This study takes use of an approach on haying the risk rates for each construction work on the above individual construction work. Additionally, site investigations have been performed to find out any possible unreasonable check items, due to construction method ; Reinforced Concret structure, Pre cast Concrete structure, and Steel structure building. Developed Quality Assurance Analysis Form with the Quantitative danger class, resulted from this study, are verified as it is able to be a good efficiency tool against collapsion of building structures.
Adibi, Mahdi;Marefat, Mohammad S.;Arani, Kamyar Karbasi;Zare, Hamid
Earthquakes and Structures
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제12권2호
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pp.237-250
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2017
There has been increasing attention in many countries on seismic retrofit of old fashioned RC structures in recent years. In such buildings, the joints lack transverse reinforcement and suffer inadequate seismic dimensional requirements and the reinforcement is plain bar. The behavior of the joints is governed by sliding of steel bars and diagonal shear failure is less influential. Different methods to retrofit beam-column joints have been proposed in the literature such as wrapping the joint by FRP sheets, enlargement of the beam-column joint, and strengthening the joint by steel sheets. In this study, an enlargement technique that uses external prestressed cross ties with steel angles is examined. The technique has already been used for substructures reinforced by deformed bars and has advantages such as efficient enhancement of seismic capacity and lack of damage to the joint. Three reference specimens and two retrofitted units are tested under increasing lateral cyclic load in combination with two levels of axial load. The reference specimens showed relatively low shear strength of 0.150${\surd}$($f_c$) and 0.30${\surd}$($f_c$) for the exterior and interior joints, respectively. In addition, relatively brittle behavior was observed and large deformations extended into the panel zone of the joints. The retrofit method has increased ductility ratio of the interior beam-column joints by 63%, and energy dissipation capacity by 77%, relative to the control specimen; For external joints, these values were 11%, and 94%. The retrofit method has successfully relocated the plastic joints far from the column face. The retrofit method has improved shear strength of the joints by less than 10%.
The out-of-plane response of infill walls has recently gained a growing attention and has been recognised fundamental in the damage assessment of reinforced concrete and steel framed buildings subjected to seismic loads. The observation of damage after earthquakes highlighted that out-of-plane collapse of masonry infills may occur even during seismic events of low or moderate intensity, causing both casualty risks and unfavourable situations affecting the overall structural response. Even though studies concerning the out-of-plane behaviour of infills are not as many as those focused on the in-plane response, in the last decades, a substantial number of researches have been carried out on the out-of-plane behaviour of infills. In this study, the out-of-plane response is investigated considering different aspects. First, damages observed after past earthquakes are examined, with the aim of identifying the main parameters involved and the most critical configurations. Secondly, the response recorded in about 150 experimental tests is deeply examined, focusing on the influence of geometrical characteristics, boundary conditions, prior in-plane damage, presence of reinforcing elements and openings. Finally, different theoretical capacity models and code provisions are discussed and compared, giving specific attention to those based on the arching theory. The reliability of some of these models is herein tested with reference to experimental results. The comparison between analytically predicted and experimental values allows to appreciate the extent of approximation of such methods.
This study explores the inelastic behavior of systems with flexible base. The use of a single degree of freedom system (ESDOF) with equivalent ductility to represent the response of flexible base systems is discussed. Two different equations to compute equivalent ductility are proposed, one which includes the contribution of rigid body components, and other based on the overstrength of the structure. In order to asses the accuracy of ESDOF approach with the proposed equations, the behavior of a 10-story regular building with reinforced concrete (RC) moment resisting frames is studied. Local and global ductility capacity and demands are used to study the modifications introduced by base flexibility. Three soil types are considered with shear wave velocities of 70, 100 and 250 m/s. Soil-foundation stiffness is included with a set of springs on the base (impedance functions). Capacity curves of the building are computed with pushover analysis. In addition, non linear time history analysis are used to asses the ductility demands. Results show that ductility capacity of the soil-structure system including rigid body components is reduced. Base flexibility does not modify neither yield and maximum base shear. Equivalent ductility estimated with the proposed equations is fits better the results of the numerical model than the one considering elastoplastic behavior. Modification of beams ductility demand due to base flexibility are not constant within the structure. Some elements experience reduced ductility demands while other elements experience increments when flexible base is considered. Soil structure interaction produces changes in the relation between yield strength reduction factor and structure ductility demand. These changes are dependent on the spectral shape and the period of the system with fixed and flexible base.
Lima, Carmine;Martinelli, Enzo;Macorini, Lorenzo;Izzuddin, Bassam A.
Earthquakes and Structures
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제12권1호
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pp.119-133
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2017
Several theoretical and analytical formulations for the prediction of shear strength in reinforced concrete (RC) beam-to-column joints have been recently developed. Some of these predictive models are included in the most recent seismic codes and currently used in practical design. On the other hand, the influence of the stiffness and strength degradations in RC joints on the seismic performance of RC framed buildings has been only marginally studied, and it is generally neglected in practice-oriented seismic analysis. To investigate such influence, this paper proposes a numerical description for representing the cyclic response of RC exterior joints. This is then used in nonlinear numerical simulations of RC frames subjected to earthquake loading. According to the proposed strategy, RC joints are modelled using nonlinear rotational spring elements with strength and stiffness degradations and limited ductility under cyclic loading. The proposed joint model has been firstly calibrated against the results from experimental tests on 12 RC exterior joints. Subsequently, nonlinear static and dynamic analyses have been carried out on two-, three- and four-storey RC frames, which represent realistic existing structures designed according to old standards. The numerical results confirm that the global seismic response of the analysed RC frames is strongly affected by the hysteretic damage in the beam-to-column joints, which determines the failure mode of the frames. This highlights that neglecting the effects of joints damage may potentially lead to non-conservative seismic assessment of existing RC framed structures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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