The postbeam joint connection of the existing steel structure moment flexible frame system did not produce sufficient seismic resistance during the earthquakes in Northridge and Kobe, and it sustained brittle fracturing on the joint connection. This study was performed to execute the high-tensile bolt share connection of H-beams web and the full-scale experiment as a parameter of the existing reinforcement of H-flange rib, by making the shape of the existing joint connection. This experiment was performed to determine the extent of the decrease of the number of high-tensile bolts and how to improve workability of the two-phase shear connection of web beam. In addition, this study was performed to enhance the seismic resistant capacity through the enforcement of rib plates. As a result of the experiment of two-phase shear connection of H-beam web and of joint connection to be reinforced by rib plates, the results of this study showed that the initial stiffness, energy-dissipation capacity, and rotational capacity of plasticity was higher than the existing joint connection. As to the rate of increasing the strength and deformation capacity, there were differences between the tension side and compression side because of the position of shear tap. However, as a whole, they have shown excellent seismic resistant capacity. Also, all the test subjects exceeded 4% (rate of delamination), about 0.029 rad (total plastic capacity), and about 130% (maximum strength of joint connection) of fully plastic moment for the original section. Accordingly, this study was considered as it would be available in the design more than the intermediate-level of moment flexible frame.
Kim, Hyun-Gyu;Oh, Se-Young;Kim, Kwang-Soo;Lee, Haeng-Soo;Kim, Seong-Woong;Kim, Jae-Hyun
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.37
no.2
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pp.233-239
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2013
In this paper, a method of combining numerical analyses and experimental tests is used to evaluate fracture toughness of copper thin films of $15{\mu}m$ thickness. Far-field loadings of a global-local finite element model are inversely estimated by matching crack opening profiles in experiments with numerical results. The fracture toughness is then evaluated using the J-integral for cracks in thin films under far-field loadings. In experiments, Cu thin films attached to Aluminum sheets are loaded indirectly, and crack opening profiles are observed by microscope camera. Stress versus strain curves of Cu thin films are obtained through micro-tensile tests, and the grain size of Cu thin films is observed by TEM analysis. The results show that the fracture toughness of Cu thin films with $500nm{\sim}1{\mu}m$ sized grains is $6,962J/m^2$.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.21
no.5
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pp.134-140
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2017
In this study, the flexural behavior of high strength concrete members with different curing condition of 90 MPa of compressive strength was investigated. Experimental parameters included normal and low temperature curing conditions, tensile steel amount and concrete compressive strength. 8 beam members were fabricated and flexural tests were carried out. Crack spacing, load-deflection relation, load-strain relation and ductility index were determined. Experimental results show that as the amount of rebar increases, the number of cracks increases and the crack spacing decreases. The higher the concrete strength, the smaller the number of cracks, but the effect is significantly smaller than the amount of rebar. As a result of comparison with the proposed average crack spacing in the design criteria, the experimental results are slightly larger than the results of the proposed formula, but the proposed formula does not reflect the concrete strength and curing conditions. The ductility index of normal temperature cured members was 3.36~6.74 and the ductility index of low temperature cured members was 1.51~2.82. The behavior of low temperature cured members was found to be lower than that of normal temperature cured members. As a result of comparing the ductility index with the existing studies similar to the experimental members, the ductility index of the high strength concrete member was larger than the ductility index of the ordinary strength concrete of the previous study. Further research is needed to understand more specific results.
This paper presents the flexural behavior and strengthening effect of reinforced concrete beams bonded with carbon FRP plate. Parameters involved in this experimental study were plate bond length and sheet web anchorage length. Test beams were strengthened with FRP plate on the soffit and anchored with FRP sheet on the web. In general, strengthened beams with no web anchorage were failed by concrete cover failure along the longitudinal reinforcement. On the other hand, strengthened beams with web anchorage were finally failed by delamination shear failure within concrete after breaking of CFRP sheet wrapping around web. The ultimate load and deflection of strengthened beams increased with an increased bond length of FRP plate. Also, the ultimate load and deflection increased with an increased anchorage length of FRP sheet. Particularly, the strengthened beams with web anchorage maintained high ultimate load resisting capacity until very large deflection. The shape of strain distribution of CFRP plate along beam was very similar to that of bending moment diagram. Therefore, an assumption of constant shear stress in shear span could be possible in the analysis of delamination shear stress of concrete. In the case of full bond length, the ultimate resisting shear stress provided by concrete and FRP sheet Increased with an increase of web anchorage length. In the resisting shear force, a portion of the shear force was provided by FRP anchorage sheet.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.17
no.12
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pp.285-291
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2016
The purpose of this study was to evaluate the structural capacity of steel pipe pile specimens reinforced with hollow steel plate shear connectors by pull-out test. Compressive strength testing of concrete was conducted and yield forces, tensile strengths and elongation ratios of re-bars and hollow steel plate were investigated. A 2,000kN capacity UTM was used for the pull-out test with 0.01mm/sec velocity by displacement control method. Strain gauges were installed at the center of re-bars and hollow steel plates and LVDTs were also installed to measure the relative displacement between the loading plate and in-filled concrete pile specimens. The yield forces of the steel pipe pile specimens reinforced with hollow steel plate shear connectors were increased 1.44-fold and 1.53-fold compared to that of a control specimen, respectively. Limited state forces of steel pipe pile specimens reinforced with hollow steel plate shear connectors were increased 1.23-fold and 1.29-fold compared to that of a control specimen, respectively. Yield state displacement and limited state displacement of steel pipe pile specimens reinforced with hollow steel plate shear connector were decreased 0.61-fold and 0.42-fold compared to that of a control specimen, respectively.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.17
no.11
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pp.604-609
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2016
This study evaluated the long-term performance of RSR (Reinforced Subgrade for Railways) technology which increases the railway line capacity without the need for additional land. Its characteristics include the use of a short reinforcement with rigid wall, which make it possible to apply it in confined spaces. The 7m high and 40m long testbed employed to evaluate the long-term performance was designed and constructed near Jupo station on the Chang-hang line. This line, located close to a local bus route, had collapsed at the subgrade following heavy rainfall. The performance of the new type of subgrade was verified with long term measurements over a 2 year period including the surface and ground settlement, horizontal displacement of the wall, tensile strain of the reinforcement, and settlement of the rail top on the side track. Based on the results of the measurements made until now, we concluded that it had sufficient safety and serviceability for use as a railway subgrade. It is expected that RSR technology could be frequently used at sites which lack the necessary construction materials for an embankment and are located close to functional railway lines and boundaries, in order to settle civil complaints.
In this paper, fundamental properties of Polymer Concrete(PC), made from unsaturated polyester resin based on recycled PET and recycled aggregate were investigated. Mechanical properties include strength, modulus of elasticity, and chemical resistance. Resins based on recycled PET and recycled aggregate offer the possibility of low source cost for forming useful products, and would also help alleviate an environmental problem and save energy. The results of test for resin contents and recycled aggregate ratio we, first, the strength of Polymer Concrete made with resin based on recycled PET and recycled aggregate increases with resin contents relatively, however beyond a certain resin contents the strength does not change appreciably, Second, the relationship between the compressive strength and recycled aggregate ratio at resin $9\%$ has a close correlation linearly whereas there is no correlation between the compressive strength and the flexural strength of RPC with recycled aggregate ratio. Third, the effect of acid resistance at resin $9\%$ was found to be nearly unaffected by HCI, whereas the PC with $100\%$ recycled aggregate showed poor acid resistance. Unlike acid, alkali nearly does not seem to attack the RPC as is evident from the weight change and compressive strength. And last, In case of stress-strain curve of polymer concrete with $100\%$ of natural aggregate and $100\%$ recycled aggregate it is observed the exceptional behavior resulting in different failure mechanisms of the material under compression.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.22
no.5
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pp.463-474
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2009
Double symmetric patch repair of existing structures always causes membrane action only, however, in many cases this technique is not practical. On the other hand, the bending stiffness of the patch and the skin increases as tensile loading is increased and affects the bending deformation significantly in the case of single-sided patch repair. In this study, the p-convergent full layerwise model has been proposed to determine the stress concentration factor in the vicinity of a circular hole as well as across the thickness of plates with single-sided patch repair. In assumed displacement field, the strain-displacement relations and 3-D constitutive equations of a layer are obtained by the combination of 2-D and 3-D hierarchical shape functions. The transfinite mapping technique has been used to represent a circular boundary and Gauss-Lobatto numerical integration is implemented in order to directly obtain stresses occurred at the nodal points of each layer without other extrapolation techniques. The accuracy and simplicity of the present model are verified with comparison of the previous results in literatures using experiment and conventional 3-D finite element. Also, the bending effect has been investigated with various patch types like square, circular and annular shape.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.15
no.4
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pp.51-57
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2008
In this paper, wetting and interfacial reaction properties for low Ag containing Sn-Ag-Cu Pb-free solder alloy, i.e., Sn-0.3Ag-0.7Cu were investigated and compared with those of Sn-1.0Ag-0.5Cu and Sn-3.0Ag-0.5Cu. Melting behavior and stress-strain curves of some Sn-xAg-xCu alloys were also measured using a differential scanning calorimeter(DSC) and a tensile test machine, respectively. In order to enhance insufficient wetting properties of Sn-0.3Ag-0.7Cu alloy, the improvement of wetting properties were analyzed by applying fluxes containing higher content of halide or indium adding of 0.2wt.% into the solder alloy. It was concluded that the small addition of indium is more effective for the improvement of wettability in low temperature range of $230{\sim}240^{\circ}C$ than applying flux containing higher content of halide.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.35
no.2
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pp.275-285
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2015
This experimental study presents the fatigue evaluation of a precast deck connected using Ultra-High Performance, Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC). Four types of two identical large-scale specimens were fabricated with simplified splice rebar details which had a short splice length of ten times rebar diameter. The flexural behavior of each type of specimens until failure was investigated and fatigue behavior of the same type of specimens was then evaluated using two-million cyclic loading. In the flexural tests, tensile rebars exhibited the deformation exceeding yielding strain but failure mode related to the splice details was not observed in spite of such a short splice length. In the fatigue tests, damage was not appreciably accumulated by the cyclic loading except initial flexural cracks and the stress variations in tensile rebars was less than the allowable stress range. These experimental results demonstrate that all types of specimens exhibited acceptable fatigue performance and indicate that enhanced mechanical properties of ultra-high performance material permits to use a simplified splice details along with short joint width.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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