The aim of this study is to investigate the flexural performance of hybrid fiber reinforced self-compacting concrete (HFRSCC) having different ratio of micro and macro steel fiber. A total of five mixtures are prepared. In all mixtures, the sum of the steel fiber content is 1% and also water/binder ratio is kept constant. The amount of high range water reducer admixture (HRWRA) is arranged to satisfy the workability criteria of self-compacting concrete. Four-point bending test is carried out to analyze the flexural performance of the mixtures at 28 and 56 curing days. From the obtained load-deflection curves, the load carrying capacity, deflection and toughness values are investigated according to ASTM C1609, ASTM C1018 and JSCE standards. The mixtures containing higher ratio of macro steel fiber exhibit numerous micro-cracks and, thus, deflection-hardening response is observed. The mixture containing 1% micro steel fiber shows worst performance in the view of all flexural parameters. An improvement is observed in the aspect of toughness and load carrying capacity as the macro steel fiber content increases. The test results based on the standards are also compared taking account of abovementioned standards.
본 연구에서는 3점 굽힘시험 및 DMA 시험을 통해 온도환경이 에폭시 수지의 굽힘탄성계수에 미치는 영향을 조사하였다. 굽힘 시험의 온도 조건은 $30^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $140^{\circ}C$의 세 가지 조건을 적용하였으며 시편은 종횡비 16, 32, 40배의 세 가지 종류가 고려되었다. 연구결과에 따르면 DMA를 통한 저장탄성계수와 굽힘시험을 통해 얻은 강성은 주어진 온도조건에서 서로 유사한 경향을 보였다. 또한 종횡비가 증가함에 따라 굽힘탄성계수도 증가 하였으며, 고온환경에서는 32배 이상의 종횡비가 적합하다고 판단된다.
The analysis of simply supported single-cell skew-curved reinforced concrete (RC) box-girder bridges is carried out using a finite element based CsiBridge software. The behaviour of skew-curved box-girder bridges can not be anticipated simply by superimposing the individual effects of skewness and curvature, so it becomes important to examine the behaviour of such bridges considering the combined effects of skewness and curvature. A comprehensive parametric study is performed wherein the combined influence of the skew and curve angles is considered to determine the maximum bending moment, maximum shear force, maximum torsional moment and maximum vertical deflection of the bridge girders. The skew angle is varied from 0° to 60° at an interval of 10°, and the curve angle is varied from 0° to 60° at an interval of 12°. The scantly available literature on such bridges focuses mainly on the analysis of skew-curved bridges under dead and point loads. But, the effects of actual loadings may be different, thus, it is considered in the present study. It is found that the performance of these bridges having more curvature can be improved by introducing the skewness. Finally, several equations are deduced in the non-dimensional form for estimating the forces and deflection in the girders of simply supported skew-curved RC box-girder bridges, based upon the results of the straight one. The developed equations may be helpful to the designers in proportioning, analysing, and designing such bridges, as the correlation coefficient is about 0.99.
In this study, alumina matrix composites reinforced with carbon nanotubes (CNTs) were fabricated by ultrasonic dispersion, ball milling, mixing, compaction, and sintering processes, and their relative density, electrical resistance, hardness, flexure strength, and fracture toughness were evaluated. 0~3 vol.% of CNTs were relatively homogeneously dispersed in the composites in spite of the existence of some pores. The three-point bending test results indicated that the flexure strength increased with increasing volume fraction of CNTs, and reached the maximum when the CNT fraction was 1.5 vol.%. The fracture toughness increased as the CNT fraction increased, and the fracture toughness of the composite containing 3 vol.% of CNTs was higher by 40% than that of the monolithic alumina. According to observation of the crack propagation path after the indentation fracture test, a new toughening mechanism of grain interface bridging-induced CNT bridging was suggested to explain the improvement of fracture toughness in the alumina matrix composites reinforced with CNTs.
The size of container ships is increasing to increase the cargo loading capacity. However, container ships are limited in terms of the hull longitudinal strength. To overcome this limitation, brittle crack arrest steel can be used. This study was aimed at examining the influence of the heat input on the welding procedures of flux cored arc welding and submerged arc welding. In the experiment, the crack tip opening displacement test, which pertains to a parameter of fracture mechanics, was performed, and a 3-point bending tester was adopted. Based on the results, the crack measurement method was presented, and the stress expansion coefficient value for the pre-fatigue crack length was derived according to the heat input after the pre-cracking length was measured. It was noted that the heat input affected the crack tip opening displacement of brittle crack arrest steel.
Recently, there has been an increasing demand for buildings that allow rapid assembly of construction elements, have ample open space areas and are flexible in their final intended use. Accordingly, researchers have developed new competitive structures in terms of cost and efficiency, such as cold-formed steel and timber composite floors, to satisfy these requirements. Cold-formed steel and timber composite floors are light floors with relatively high stiffness, which allow for longer spans. As a result, they inherently have lower fundamental natural frequency and lower damping. Therefore, they are likely to undergo unwanted vibrations under the action of human activities such as walking. It is also quite expensive and complex to implement vibration control measures on problematic floors. In this study, a finite element model of a composite floor reported in the literature was developed and validated against four-point bending test results. The validated FE model was then utilised to examine the vibration behaviour of the investigated composite floor. Predictions obtained from the numerical model were compared against predictions from analytical formulas reported in the literature. Finally, the influence of various parameters on the vibration behaviour of the composite floor was studied and discussed.
Obscured structural members are mostly under-evaluated during condition assessment due to lack of visual inspection capability. Insufficient information about the integrity of these structural members poses a significant risk for public safety. Time domain reflectometry (TDR) is a novel approach in structural health monitoring (SHM). Ordinary coaxial cables "as is" without a major modification are not suitable for SHM with TDR. The objective of this study is to propose a practical and cost-effective modification approach to commercially available coaxial cables in order to use them as a "cable sensor" for damage detection with the TDR equipment for obscured structural members. The experimental validation and assessment of the proposed modification approach was achieved by conducting 3-point bending tests of the model piles as a representative obscured structural member. It can be noted that the RG59/U-6 and RG6/U-4 cable sensors expose higher strain sensitivity in comparison with non-modified "as is" versions of the cables used. As a result, the cable sensors have the capability of sensing both the presence and the location of a structural damage with a maximum aberration of 3 cm. Furthermore, the crack development can be monitored by the RG59/U-6 cable sensor with a simple calibration.
본 연구(硏究)는 장기간 조림장려수종(造林奬勵樹種)으로서 전국에 식재되어 이미 충분한 공급량을 확보하고 있으나 품질이 불량해서 외면당하고 있는 리기다소나무 및 낙엽송과 우리나라 천연자생수종(天然自生樹種)이며 임목축적량이 많은 소나무를 공시목(供試木)으로 선정하여 곡목가공분야(曲木加工分野)에서 널리 이용되고 있는 증자법(蒸煮法)에 의한 소재(素材)휨가공성(加工性)을 조사하였다. 이 때 사용된 휨가공시편(加工試片)의 일반크기는 두께와 폭 15mm, 길이 350mm로 제작하였으며 시편(試片)의 함수율(含水率)은 15+1%로 조습(調濕)된 기건시편(氣乾試片)을 사용하였다. 본 연구(硏究)에서 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. (1) 변재와 심재별 최소곡률반경(最小曲率半徑)은 각각 소나무 300-260mm 및 320-260mm, 리기다소나무 280-240mm 및 240-220mm, 낙엽송 340-300mm 및 320-300mm로서 소나무는 변재, 리기다소나무와 낙엽송은 심재의 휨가공성(加工性)이 다소 양호(良好)하였다. (2) 판목재(板目材), 추정목재(追柾目材) 및 정목재별(柾目材別) 최소곡률반경(最小曲率半徑)은 각각 소나무 300-260mm, 320-260mm 및 280-240mm, 리기다소나무 280-240mm, 280-240mm 및 260-220mm, 낙엽송 320-300mm, 360-340mm 및 300-320mm로서 대체로 정목재(柾目材)의 휨가공성(加工性)이 가장 양호(良好)하였다. (3) 휨가공(加工)을 위한 소나무, 리기다소나무 및 낙엽송의 최소연화처리시간(最小軟化處理時間)은 증자처리시(蒸煮處理時) 각각 15분, 15분 및 30분 이었다. (4) 휨가공(加工)을 위한 적정함수율(適正含水率)은 3수종(樹種) 모두 섬유포화점(鐵維飽和点) 30%에서 최대 휨가공성(加工性)을 나타냈으며 그 이상 건조(乾燥)시켜도 휨가공성(加工性)의 향상(向上)은 얻을 수 없었다. (5) 본 시험(試驗)에서 얻은 최적조건 (Table 6) 으로 휨가공(加工)을 실시한 결과(結果)소나무, 리기다소나무 및 낙엽송의 최소곡률반경(最小曲率半徑)은 증자처리시(蒸煮處理時) 각각 260mm, 240mm 및 300mm이었다.
BCB 수지를 이용하여 본딩한 웨이퍼의 BCB 두께, 본딩 촉진제의 사용여부 및 이웃하는 적층 물질의 종류에 따른 본딩 결합력에 대한 영향을 4-점 굽힘방법을 이용하여 규명한다. 실험결과 본딩 결합력은 BCB 두께에 선형 비례하는데, 이는 BCB의 소성 변형의 정도가 두께에 비례하는 반면에 BCB의 항복 강도에는 영향을 미치지 않기 때문이다. 본딩한 BCB의 두께가 각각 $2.6{\mu}m$ 및 $0.4{\mu}m$인 경우에 대하여 본딩 촉진제를 사용 했을 때, 본딩 촉진제와 본딩된 물질의 표면에서는 공유 결합이 형성되기 때문에 본딩 결합력이 증가한다. 산화 규소막이 증착된 실리콘 웨이퍼와 BCB 사이 계면에서의 본딩 결합력은 글래스 웨이퍼와 BCB 사이의 계면에서 보다 약 3배 정도 높다. 이러한 본딩 결합력의 차이는 각 계면에서 Si-O 본드의 본딩 밀도 및 본드 파단 에너지의 차이에 기인한다. PECVD 산화 규소막을 증착한 실리콘 웨이퍼와 BCB 사이 계면의 경우, 기 측정된 $18J/m^2$ 및 $22J/m^2$의 본드 파단 에너지를 얻기 위해 각각 약 $12{\sim}13bonds/nm^2$ 및 $15{\sim}16bonds/nm^2$의 Si-O 본드 밀도가 필요하다. 반면에, 글래스 웨이퍼와 BCB 사이 계면의 경우에는 기 측정된 $5J/m^2$의 본드 파단 에너지를 얻기 위해 약 $7{\sim}8bonds/nm^2$의 Si-O 본드 밀도가 필요하다.
최근 대도시에는 교통량의 증가와 높은 토지 보상비 등으로 인해 도로 확충 시 대심도 복층 터널의 필요성이 증가하고 있으며, 국내에서도 일반적인 터널보다 단면이 작고 지하에서 다른 터널과 교차하는 네트워크형 터널이 계획되고 있다. 본 연구에서는 쉴드 터널 분기부에 있어서 기존 터널과 확폭부를 연결하는 연결상세에 있어 기존의 전단면 강재 접합부 대신 휨모멘트가 크게 발생하는 연결부에만 강재를 사용하는 부분 강재-콘크리트 접합부 상세와 쉴드 터널 분기부의 확폭 구간의 해석은 3차원 거동효과를 반영하기 위해 확폭부 시종점 구간의 기둥 효과와 종방향 부재의 강성효과를 고려할 수 있는 2차원 해석모델을 검토하였다. 2차원 해석기법으로 확폭부 시종점 구간에서 종방향 부재의 강성을 횡방향 모델에서 연결부의 탄성스프링 지점으로 고려하여 종방향 부재의 강성과 시종점부의 기둥효과를 반영하는 방법을 제안하였다. 제안된 2차원 해석기법을 이용한 구조해석 결과 일정값 이상의 강성을 갖는 종방향부재를 도입하면 접합부와 박스부의 휨모멘트를 저감 시킴으로써 부분 강재-콘크리트 접합부의 구조 안전성을 확보할 수 있는 것으로 검토되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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