This study proposes an advanced type of a micropile system. The proposed micropile system consists of perfobond ribs installed steel rod to improve shear capacity between the thread and the grout, and partially expanded drill holes to increase resistance capacity between the grout and the ground. This study contains experimental evaluations on the proposed micropile system to verify the shear capacity of perfobond rib installed on the steel rod and the load-carrying capacity of shear key created by the partially expanded drill hole. Push-out tests were conducted on a rolled screw thread and steel rods which perfobond ribs are installed instead of rolled screw, in order to compare their load-carrying capacity and behavioral characteristics. As a result, it was confirmed that the perfobond-rib steel rods show much superior structural behavior in terms of initial stiffness, ultimate load, and ductile behavior.
Hybrid-fiber reinforced concrete (HFRC) may provide much higher tensile and flexural strengths, tensile ductility, and flexural toughness than normal concrete (NC). HFRC slab has outstanding advantages for use as a composite bridge potential deck slab owing to higher tensile strength, ductility and crack resistance. However, there is little information on shear connector associated with HFRC slabs. To investigate the mechanical behavior of the stud shear connectors embedded in HFRC slab, 14 push-out tests (five batches) in HFRC and NC were conducted. It was found that the stud shear connector embedded in HFRC had a better ductility, higher stiffness and a slightly larger shear bearing capacity than those in NC. The experimentally obtained ultimate resistances of the stud shear connectors were also compared against the equations provided by GB50017 2003, ACI 318-112011, AISC 2011, AASHTO LRFD 2010, PCI 2004, and EN 1994-1-1 (2004), and an empirical equation to predict the ultimate shear connector resistance considering the effect of the HFRC slabs was proposed and validated by the experimental data. Curve fitting was performed to find fitting parameters for all tested specimens and idealized load-slip models were obtained for the specimens with HFRC slabs.
연약 점성지반 위에 상대적으로 낮은 하중의 구조물이 얹어질 때, 상부에 모래층을 두어 지지력을 증진시킬 수 있다. 이와같은 점토 위 모래층이 놓이는 조건에 대한 지지력 검증은 현장에서 평판재하시험 등을 통해 지지력 검증이 어렵기 때문에 설계단계에서부터 정확한 지지력 예측이 필요하다. 따라서, 본 연구는 점토 위 모래층이 놓이는 지반의 지지력 거동을 파악하기 위해 2차원 실내토조실험과 FEM 해석을 수행하였다. 주요 인자로 깊이비 H/B와 지지력비 $q_c/q_s$를 선정하여, 모래층 높이, 점토의 비배수전단강도 그리고 재하 폭을 변수로 하였다. 그 결과, 실내토조실험은 FEM 해석과 적합성이 상당히 높게 나타났다. 이론식과의 비교에 있어서 보다 최신 연구인 Okamura et al.(1998)의 메커니즘보다 관입전단 메커니즘과 그 유사성이 크게 나타났으며, 하중확산 메커니즘의 적용성을 위하여 등가하중확산각을 제시하였다. 또한, $q_c/q_s$에 대하여 무차원 단위의 한계깊이비 $H_f$의 선형 회귀식을 제안하였다.
The cut slope sliding which has been frequently encountered in Pohang area has been reported due to the rapid reduction of shear strength in mudstone after being exposed to the air. Mudstone has characteristics that it has high enough strength and stiffness in a dry condition, but the strength and stiffness decrease in a wet condition with groundwater infiltration. The case study in this paper shows that mudstone which had enough strength in a boring stage has lost the strength after installing PRD steel pipe pile inducing an insufficient bearing capacity, which has been ascertained by the static load test. Test construction has been performed to investigate the most favorable method for increasing a pile bearing capacity in mudstone with various methods such as MSG (Micro Silica Grouting) around the tip and side of a pile, the perimeter grouting combined with Micro pile reinforcement, and concrete filling after tip reinforcing grouting. From the test construction, MSG has been turned out to be the most favorable method for increasing a pile bearing capacity in mudstone, which has been confirmed by the static load test.
This article presents a research study, with both laboratory and field tests, of a deep foundation in a markedly anisotropic medium. Particularly it has focused on the evaluation of the behavior of a pile, one meter in diameter, embedded in a rocky environment with difficult conditions, in the Flysch of the Spanish city of San Sebastián. To carry out the research, the site of a bridge over the Urumea River was chosen, which was supported by pre-excavated reinforced concrete piles. 4 borings were carried out, by the rotation and washing method, with continuous sampling and combined with flexible dilatometer tests. In the field, an Osterberg load test (O-cell) was performed, while in the laboratory, determinations of natural moisture, natural unit weight, uniaxial compressive strength (UCS), point load strength (PLS), compressive wave propagation velocity (Vc) and also triaxial and direct shear tests were carried out. The research results indicate the following: a) the empirical functions that correlate the UCS with the PLS are not always linear; b) for the studied Flysch it is possible to obtain empirical functions that correlate the UCS with the PLS and with the Vc; c) the bearing capacity of the studied Flysch is much greater than if it is evaluated by different load capacity theories; d) it is possible to propose an empirical function that allows evaluating the mobilized shear strength (τm), as a function of the UCS and the displacement relative of the pile (δr).
Chen, Changhong;Gong, He;Yao, Yao;Huang, Ying;Keer, Leon M.
Computers and Concrete
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제21권3호
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pp.335-344
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2018
More and more special-shaped structural systems have been widely used in various industrial and civil buildings in order to satisfy the new structural system and the increasing demand for architectural beauty. With the popularity of the special-shaped structure system, its seismic performance and damage form have also attracted extensive attention. In the current research, an experimental analysis of six groups of (2/3 scale) T-shaped column joints was conducted to investigate the seismic performance of T-shaped column joints. Effects of the beam cross section, transverse stirrup ratio and axial compression ratio on bearing capacity and energy dissipation capacity of column joints were obtained. The crack pattern of T-shaped column joints under low cyclic load was presented and showed a reversed "K" mode. According to the crack configurations, a tensile-shear failure model to determine the shear bearing capacity and crack propagation mechanisms is developed.
Reusing the used pile has not yet been implemented due to the unpredictability of the bearing capacity evolution. This paper presents an analytic approach to estimate the sides shear setup after the dissipation of pore pressure. Long-term evolution of adjacent soil is simulated by viscoelastic-plastic constitutive model. Then, an innovative concept of quasi-overconsolidation is proposed to estimate the strength changes of surrounding soil. Total stress method (α method) is employed to evaluate the long term bearing capacity. Measured data of test piles in Louisiana and semi-logarithmic time function are cited to validate the effectiveness of the presented method. Comparisons illustrate that the presented approach gives a reasonably prediction of the side shear setup. Both the presented method and experiment show the shaft resistance increase by 30%-50%, and this highlight the potential benefit of piles reutilization.
An innovative Partially Precast Steel Reinforced Concrete (PPSRC) beam is presented in this paper. To study the shear behavior of PPSRC beams, static loading experiments were conducted on 10 specimens, including 4 T-beam specimens and 4 PPSRC inverted T-beam specimens together with 2 PPSRC rectangular section beams. In the tests, the shear behaviors of the PPSRC beams were emphasized. On the basis of the experiments, the failure mode and ultimate bearing capacity were thoroughly examined. The calculation methods for shear capacity are also presented in this paper. The analysis of mechanical behavior and the calculation methods presented can be used as a reference to design these innovative composite PPSRC beams and provide a significant foundation for further research.
In Y-shaped eccentrically braced frame fabricated with high strength steel (Y-HSS-EBF), link uses conventional steel while other structural members use high strength steel. Cyclic test for a 1:2 length scaled one-bay and one-story Y-HSS-EBF specimen and shake table test for a 1:2 length scaled three-story Y-HSS-EBF specimen were carried out to research the seismic performance of Y-HSS-EBF. These include the failure mode, load-bearing capacity, ductility, energy dissipation capacity, dynamic properties, acceleration responses, displacement responses, and dynamic strain responses. The test results indicated that the one-bay and one-story Y-HSS-EBF specimen had good load-bearing capacity and ductility capacity. The three-story specimen cumulative structural damage and deformation increased, while its stiffness decreased. There was no plastic deformation observed in the braces, beams, or columns in the three-story Y-HSS-EBF specimen, and there was no danger of collapse during the seismic loads. The designed shear link dissipated the energy via shear deformation during the seismic loads. When the specimen was fractured, the maximum link plastic rotation angle was higher than 0.08 rad for the shear link in AISC341-10. The Y-HSS-EBF is a safe dual system with reliable hysteretic behaviors and seismic performance.
Su, Hao;Zhu Lihua;Wang, Yaohong;Feng, Lei;Gao, Zeyu;Guo, Yuchen;Meng, Longfei;Yuan, Hanquan
Steel and Composite Structures
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제43권1호
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pp.55-66
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2022
To develop high-efficiency lateral force resistance components for high-rise buildings, a novel energy dissipation shear wall with concrete-filled steel tubular (CFST) column elements was proposed. An energy dissipation shear wall specimen with CFST column elements (GZSW) and an ordinary reinforced concrete shear wall (SW) were constructed, and experimented by low-cycle reversed loading. The mechanical characteristics of these two specimens, including the bearing capacity, ductility, energy dissipation, and stiffness degradation process, were analyzed. The finite-element model of the GZSW was established by ABAQUS. Based on this finite-element model, the effect of the placement of steel-plate energy dissipation connectors on the seismic performance of the shear wall was analyzed, and optimization was performed. The experiment results prove that, the GZSW exhibited a superior seismic performance in terms of bearing capacity, ductility, energy dissipation, and stiffness degradation, in comparison with the SW. The results calculated by the ABAQUS finite-elements model of GZSW corresponded well with the results of experiment, and it proved the rationality of the established finite-elements model. In addition, the optimal placement of the steel-plate energy dissipation connectors was obtained by ABAQUS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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