The mechanical behavior of soil and soil-rock mixture is investigated via the discrete element method. A non-overlapping combination method of spheres is used to model convex polyhedron rock blocks of soil-rock mixture in the DEM simulations. The meso-mechanical parameters of soil and soil-rock interface in DEM simulations are obtained from the in-situ tests. Based on the Voronoi cell, a method representing volumtric strain of the sample at the particle scale is proposed. The numerical results indicate that the particle rotation, occlusion, dilatation and self-organizing force chains are a remarkable phenomena of the localization band for the soil and soil-rock mixture samples. The localization band in a soil-rock mixture is wider than that in the soil sample. The current research shows that the 3D discrete element method can effectively simulate the mechanical behavior of soil and soil-rock mixture.
For determining the in-plane buckling resistance of a concrete-filled steel tubular (CFST) arch, the current technical code GB50923-2013 specifies the use of an equivalent beam-column method which ignores the effect of rise-to-span ratio. This may induce a gap between the calculated result and actual stability capacity. In this study, a FE model is used to predict the buckling behavior of CFST truss arches subjected to uniformly distributed loads. The influence of rise-to-span ratio on the capacity of truss arches is investigated, and it is found that the stability capacity reduces as rise-to-span ratio declines. Besides, the calculations of equivalent slenderness ratio for different truss sections are made to consider the effect of shear deformation. Moreover, based on FE results, a new design equation is proposed to predict the in-plane strength of CFST parabolic truss arches under uniformly distributed loads.
수화열에 의한 균열은 대규모 콘크리트 타설시 흔하게 접하는 문제이며 이에 대한 해결은 시공이음을 만드는 것이다. 일반적인 방법으로 접합면을 할석으로 처리 하나 이 작업은 번거롭고 품질의 일관성을 유지하기 쉽지 않다. 본 연구에서는 접합면을 3가지 방법으로 처리하여 접합면의 전단강도를 비교하기 위한 18개의 시험체에 대한 push-out실험을 수행하였다. 할석으로 접합면을 만든 시험체에 비해 리브라스를 이용한 시험체가 전단저항에 월등한 성능을 보여 주었으며 그리고 리브라스를 절곡하여 만든 전단키가 전단저항을 향상시키는데 큰 역할을 하였다.
Nitric oxide (NO) produced from endothelial cells plays a critical role in vascular physiology. The regulation of endothelial NO synthase (eNOS) involves various mechanisms including multiple Ser/Thr phosphorylations. Recently, eNOS-Ser617 was newly recognized to be phosphorylated in response to humoral factors including vascular endothelial growth factor. However, it remains unknown whether and how eNOS-Ser617 phosphorylation is stimulated by shear stress, the primary stimulus of endothelial NO production. This issue was explored in the present study using cultured bovine aortic endothelial cells (BAECs). Over-expression of a constitutively active protein kinase B(Akt) mutant in BAECs increased Ser617 phosphorylation while constitutively active protein kinase A mutant had no effect. When BAECs were subjected to an arterial level of laminar shear stress, eNOS-Ser617 phosphorylation was clearly increased in a time-dependent manner. Shear stress also stimulated Akt phosphorylation at Thr308, one of the key regulatory sites. The time courses of eNOS-Ser617 and Akt-Thr308 phosphorylations appeared to be very similar. These results suggested that eNOS-Ser617 phosphorylation, mediated by Akt, is a physiological response to the mechanical shear stress, involved in the regulation of NO production in endothelial cells.
Reinforced concrete (RC) columns can be strengthened by direct fastening of steel plates around a column, forming composite actions. This method can increase both the total load bearing area and the concrete confinement stress. To predict the axial load resistance of strengthened RC columns, the equivalent passive confinement stress of the stirrups and the steel jacket should be accurately quantified, which requires the stress in the stirrups and shear force in the connections to be first obtained. In this paper, parameters, i.e., the stress ratio of the stirrups and shear force ratio of steel plate connectors are utilized to quantify the stress of the stirrups and shear force in the connections. A mechanical model for determining the stress ratio of the stirrups and shear force ratio of steel plate connectors is proposed and validated using the experimental results in a previous study. The model is found to be robust. Subsequently, a parametric study is conducted and the optimum stress ratios of the stirrups and the optimum shear force ratios of connectors are proposed for engineering designs.
As the key part in the reinforced concrete column-steel beam (RCS) frame, the beam-column joints are usually subjected the axial force, shear force and bending moment under seismic actions. With the aim to study the seismic behavior of RCS joints with and without RC slab, the quasi-static cyclic tests results, including hysteretic curves, slab crack development, failure mode, strain distributions, etc. were discussed in detail. It is shown that the composite action between steel beam and RC slab can significantly enhance the initial stiffness and loading capacity, but lead to a changing of the failure mode from beam flexural failure to the joint shear failure. Based on the analysis of shear failure mechanism, the calculation formula accounting for the influence of RC slab was proposed to estimate shear strength of RCS joint. In addition, the finite element model (FEM) was developed by ABAQUS and a series of parametric analysis model with RC slab was conducted to investigate the influence of the face plates thickness, slab reinforcement diameter, beam web strength and inner concrete strength on the shear strength of joints. Finally, the proposed formula in this paper is verified by the experiment and FEM parametric analysis results.
A large body of experiments have been conducted to date to evaluate the punching shear strength of flat slab-column connections, but it is noted that only a few of them have been considered for the development of the ACI Code provisions. The limited test results used for the development of the code provisions fall short of predicting accurately the punching shear strength of such connections. In an effort to address this shortfall and to gain an insight into the factors that control the punching shear strength of flat slab-column connections, we report a qualified database of 650 punching shear test results in this article. All slabs examined in this database were tested under gravity loading and do not contain shear reinforcement. In order to justify including any test result for evaluation punching shear database, we have developed an approved set of criteria. Carefully established set of criteria represent the actual characteristics of structures that include minimum compressive strength, effective depths of slab, flexural and compression reinforcement ratio and column size. The key parameters that significantly affect the punching shear strength of flat slab-column connections are then examined using ACI 318-14 expression. The results reported here have paramount significance on the range of applicability of the ACI Code provision and seem to indicate that the ACI provisions do not sufficiently capture many trends identified through regression of the principal parameters, and fall on the unsafe side for the prediction of the punching shear strength of flat slab-column connections.
This paper proposes a modified bar simulation method for analyzing the shear lag effect of variable sectional box girder with multiple cells. This theoretical method formulates the equivalent area of stiffening bars and the allocation proportion of shear flows in webs, and re-derives the governing differential equations of bar simulation method. The feasibility of the proposed method is verified by the model test and finite element (FE) analysis of a simply supported multi-cell box girder with constant depth. Subsequently, parametric analysis is conducted to explore the mechanism of shear lag effect of varied sectional cantilever box girder with multiple cells. Results show that the shear lag behavior of variable box-section cantilever box girder is weaker than that of box girder with constant section. It is recommended to make the gradient of shear flow in the web with respect to span length vary as smoothly as possible for eliminating the shear lag effect of box girder. An effective countermeasure for diminishing shear lag effect is to increase the number of box chambers or change the variation manner of bridge depth. The shear lag effect of varied sectional cantilever box girder will get more server when the length of central flanges is shorter than 0.26 or longer than 0.36 times of total width of top flange, as well as the cantilever length exceeds 0.29 times of total length of box's flange. Therefore, the distance between central webs can adjust the shear lag effect of box girder. Especially, the width ratio of cantilever plate with respect to total length of top flange is proposed to be no more 1/3.
In the past decades, recycling use of demolished concrete was almost limited to the types of recycled coarse aggregate with a size of about 5-40 mm and recycled fine aggregate with a size of about 0-5 mm for concrete structures, and reuse of demolished concrete lumps (DCLs) with a size much larger than that of recycled aggregate, e.g., 50-300 mm, has been limited to roadbed, backfilling materials, or discarded to landfills. Treatment processes of DCLs are much simpler than those of recycled aggregate, leading to less cost and more energy-saving. In the future, the amount of demolished concrete is estimated to be much higher, so reuse of DCLs for concrete structures will become necessary. The objectives of this paper are to document the process of making reinforced concrete beams with DCLs, and to discuss the flexural and shear behaviors of those reinforced DCL beams through an experimental program, which includes three beams filled with DCLs and one conventional beam for investigating the flexural strengths and deformations, and 12 beams filled with DCLs and two conventional beams for investigating the shear strengths and deformations. The authors hope that the proposed concept offers another sustainable solution to the concrete industry.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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