Pure torsion loading conditions were not frequently occurred in practical engineering, but the torsional researches were important since it's the basis of mechanical property researches under complex loading. Then a 3D finite element model with precise material constitutive models was established, and the effectiveness was verified with test data. Parametric studies with varying factors as steel yield strength, concrete strength and sectional height-width ratio, were performed. Internal stress state and the interaction effect between encased steel tube and the core concrete were analyzed. Results indicated that due to the confinement effect between steel tube and core concrete, the torsional strength of CFT columns was greatly improved comparing to plain concrete columns. The steel ratio would greatly influence the torque share between the steel tube and the core concrete. Then the torsional strength calculation formulas for core concrete and the whole CFT column were proposed. The proposed formula could be simpler and easier to use with guaranteed accuracy. Related design codes were more conservative than the proposed formula, but the proposed formula presented more satisfactory agreement with experimental results.
Seismic-design procedures for walls require that the confinement in the critical (plastic hinge) regions should extend over a length in the compression zone of the cross section at the wall base where concrete strains in the Ultimate Limit State (ULS) exceed the limit of 0.0035. In a performance-based framework, confinement is linked to required curvature ductility so that the drift demand at the performance point of the structure for the design earthquake may be met. However, performance of flexural walls in the recent earthquakes in Chile (2010) and Christchurch (2011) indicates that the actual compression strains in the critical regions of many structural walls were higher than estimated, being responsible for several of the reported failures by toe crushing. In this study, the method of estimating the confined region and magnitude of compression strain demands in slender walls are revisited. The objective is to account for a newly identified kinematic interaction between the normal strains that arise in the compression zone, and the lumped rotations that occur at the other end of the wall base due to penetration of bar tension yielding into the supporting anchorage. Design charts estimating the amount of yield penetration in terms of the resulting lumped rotation at the wall base are used to quantify the increased demands for compression strain in the critical section. The estimated strain increase may exceed by more than 30% the base value estimated from the existing design expressions, which explains the frequently reported occurrence of toe crushing even in well confined slender walls under high drift demands. Example cases are included in the presentation to illustrate the behavioral parametric trends and implications in seismic design of walls.
Concrete filled steel tube (CFST) structures have been used widely in high-rise buildings and bridges due to the efficiency of structurally favourable interaction between the steel tube and the concrete core. In the current design codes only one loading condition in the column members is considered, i.e., the load is applied on the steel tube and concrete core at the same time. However, in engineering practice the tube structures may be subjected to various loading conditions such as loading on the concrete core only, preloading on the steel tube skeleton before filling of concrete core, and so on. In this research, a series of comparative experiments were carried out to study the structural performance of concrete filled circular steel tube columns subject to four concentric loading schemes. Then, a generalized prediction method is developed to evaluate the ultimate load capacity of CFST columns subject to various loading conditions. It is shown that the predictions by the proposed method agree well with test results.
Wang, Jun;Liu, Weiqing;Zhou, Ding;Zhu, Lu;Fang, Hai
Steel and Composite Structures
/
v.17
no.4
/
pp.431-452
/
2014
The present study focuses on the mechanical behaviour of concrete filled double skin steel tubular (CFDST) stub columns confined by fiber reinforced polymer (FRP). A series of axial compression tests have been conducted on two CFDST stub columns, eight CFDST stub columns confined by FRP and a concrete-filled steel tubular (CFST) stub column confined by FRP, respectively. The influences of hollow section ratio, FRP wall thickness and fibre longitudinal-circumferential proportion on the load-strain curve and the concrete stress-strain curve for stub columns with annular section were discussed. The test results displayed that the FRP jacket can obviously enhance the carrying capacity of stub columns. Based on the test results, a new model which includes the effects of confinement factor, hollow section ratio and lateral confining pressure of the outer steel tube was proposed to calculate the compressive strength of confined concrete. Using the present concrete strength model, the formula to predict the carrying capacity of CFDST stub columns confined by FRP was derived. The theoretically predicted results agree well with those obtained from the experiments and FE analysis. The present method is also adapted to calculate the carrying capacity of CFST stub columns confined by FRP.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
/
v.5
no.6
/
pp.11-19
/
2001
A series of test on concrete-filled composite columns was preformed to evaluate structural performance under axial compression and cyclic lateral loading. It was presented that concrete-filled composite columns had high strength, high stiffness and large energy-absorption capacity on account of mutual confinement between the steel plate and filled-in concrete. A cross section analysis procedure developed to predict the moment-curvature relation of composite columns was proven to be on accurate and effective method. The ductility factor and the response modification factor were evaluated for the seismic design of concrete-filled composite columns. It was shown that concrete-filled composite columns could be used as a very efficient earthquake-resistant structural member.
A new form of construction utilizing structural steel as the boundary elements in ductile flexural concrete walls is proposed to solve the bar congestion problems in such a heavily reinforced region, while maintaining the ductility and energy absorption capacity comparable to their traditional form. Two wall specimens containing rectangular hollow structural sections (HSS) and channels at their ends respectively, and one companion standard reinforced concrete wall specimen with concentrated end reinforcement were constructed and tested under reversed cyclic loading to evaluate the construction process as well as the structural performance. Initially, all three specimens were chosen and detailed with some caution to have approximately the same flexural capacity without change of the original shape and dimension of a rectangular cross section correction. Analysis and comparison of test results indicated that the reversed cyclic responses of three walls showed similar hysteretic properties, but in those with steel boundaries, local buckling of the corresponding steel webs and flanges following significant yielding was a dominant factor to determine the hysteretic response. The monotonic and cyclic responses predicted based on a sectional approach was also presented and found to be in good agreement with measured results. Design recommendations considering local instability of the structural steel elements and the interaction between steel chords and a concrete web member in such a composite wall are presented.
International Journal of Concrete Structures and Materials
/
v.3
no.1
/
pp.39-45
/
2009
The purpose of this study is to establish flexural behavior of high-strength concrete beams confined in the pure bending zone with stirrups. The experiment was carried out on full-scale high-strength reinforced concrete beams, of which the compressive strengths were 40 MPa and 70 MPa. The beams were confined with rectangular closed stirrups. Test results are reviewed in terms of flexural capacity and ductility. The effect of web reinforcement ratio, longitudinal reinforcement ratio and shear span to beam depth ratio on ductility are investigated. The analytic method is based on finite element method using fiber-section model, which is known to define the behavior of reinforced concrete structures well up to the ultimate state and is proven to be valid by the verification with the experimental results above. It is found that confinement of concrete compressive regions with closed stirrups does not affect the flexural strength but results in a significantly increased ductility. Moreover, the ductility tends to increase as the quantity of stirrups increases by reducing the spacing of stirrups.
This paper presents an experimental work for short circular steel tube columns filled with normal concrete (NAC), recycled aggregate concrete (RAC), and RAC with silica fume and steel fiber. Ten specimens were tested under axial compression to research the effect of silica fume and steel fiber volume percentage on the behavior of recycled aggregate concrete-filled steel tube columns (RACFST). The failure modes, ultimate loads and axial load- strain relationships are presented. The test results indicate that silica fume and steel fiber would not change the failure mode of the RACFST column, but can increase the mechanical performances of the RACFST column because of the filling effect and pozzolanic action of silica fume and the confinement effect of steel fiber. The ultimate load, ductility and energy dissipation capacity of RACFST columns can exceed that of corresponding natural aggregate concrete-filled steel tube (NACFST) column. Design formulas EC4 for the load capacity NACFST and RACFST columns are proposed, and the predictions agree well with the experimental results from this study.
Azariani, Hossein Rezaee;Esfahani, M. Reza;Shariatmadar, Hashem
Steel and Composite Structures
/
v.28
no.1
/
pp.83-98
/
2018
This research was conducted to study the behavior of exterior concrete beam-column joints with reinforced shape memory alloy (SMA) bars tested under cyclic loading. These bars benefit from superelastic behavior and can stand high loads without residual strains. The experimental part of the study, 8 specimens of exterior concrete beam-column joints were made and tested. Two different types of concrete with 30 and 45 MPa were used. Four specimens contained SMA bars and 4 specimens contained steel bars in beam-column joints. Furthermore, different transverse reinforcements were used in beams investigate the effects of concrete confinement. Specimens were tested under cyclic loading. Results show that SMA bars are capable of recentering to their original shape after standing large displacements. Due to the superelastic behavior of SMA bars, cracks at the joint core vanish under cyclic loading. As the cyclic loading increased, bending failure occurred in the beam outside the joint core. In the analytical parts of the study, specimens were simulated using the SeismoStruct software. Experimental and analytical results showed a satisfactory correlation. Plastic hinge length at the beam joint for specimens with SMA and steel bars was calculated by empirical equations, experimental and analytical results. It was shown that Paulay's and Priestley's equations are appropriate for concrete beam-column joints in both types of bars.
Kim, Myung-Jun;Oh, Jong-Han;Cho, Soon-Ho;Choi, Ki-Bong;Cho, Chul-Ho
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
/
v.2
no.2
/
pp.209-217
/
1998
Compared to normal-strength concrete, high-strength concrete has the lower lateral expansion capacity caused by the higher elastic modulus and the lower internal crack characteristic. Therefore, the effect of the lateral confining action of hoops appears slowly. Nevertheless, it has been reported that the strength and deformation capacity of high-strength concrete is improved by well-distributed hoops. Due to that argument, this investigation has been compared and analyzed by the experimental works on the deformation capacity and the confinement mechanism of high-strength concrete shear wall of the high-rise building reinforced by rectangular steel tubes and rectangular hoops at both edges. It is suggested that, using high-strength concrete($500kgf/cm^2$, $700kgf/cm^2$), hoops should be replaced with rectangular steel tubes in order to prevent closely spaced hoops at the edge of the shear wall.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.