Gulsan, Mehmet Eren;Cevik, Abdulkadir;Kurtoglu, Ahmet Emin
Computers and Concrete
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제15권2호
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pp.279-304
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2015
In this study, reliability analyses of steel fiber reinforced concrete (SFRC) corbels based on stochastic finite element were performed for the first time in literature. Prior to stochastic finite element analysis, an experimental database of 84 sfrc corbels was gathered from literature. These sfrc corbels were modeled by a special finite element program. Results of experimental studies and finite element analysis were compared and found to be very close to each other. Furthermore experimental crack patterns of corbel were compared with finite element crack patterns and were observed to be quite similar. After verification of the finite element models, stochastic finite element analyses were implemented by a specialized finite element module. As a result of stochastic finite element analysis, appropriate probability distribution functions (PDF's) were proposed. Finally, coefficient of variation, bias and strength reduction (resistance) factors were proposed for sfrc corbels as a consequence of stochastic based reliability analysis.
Micro-cracks in crystalline silicon wafer often result in wafer breakage in solar wafer manufacturing, and also their existence may lead to electrical failure in post fabrication inspection. Therefore, the reliable detection of micro-cracks is of importance in the photovoltaic industry. In this paper, an experimental method to select optimal parameters in anisotropic diffusion filter is proposed. It can reliably detect micro-cracks by the distinct extension of boundary as well as noise reduction in near-infrared image patterns of micro-cracks. Its performance is verified by experiments of several type cracks machined.
Recently, the attention is paid to the problem of thermal crack by hydration heat according to the increase of high strength and mass concrete structures. At this point, various research has been carried out for the control of hydration heat in high strength and mass concrete. As a part of the research, the application of Low Heat Technology (LHT) for the control of thermal crack by hydration heat was investigated in this study. To investigate the application, it was selected LHT which can reduce hydration heat of concrete with effect in series I and II. Also, it was investigated the characteristics of hydration heat generation of low heat concrete using LHT with binder types in seriesIII.
For the assessment of fracture behaviors of structural components, various fracture mechanics parameters have been applied to date. New approaches to analyze structural fracture performance under elastic-plastic condition have been proposed by the development of testing methods for characterization of material behavior which is defying to the analysis by conventional fracture parameters. In this study, on the assumption that, initiation of crack propagation of a piping materials occurs when the crack tip strain field reaches "the local fracture strain", following two major issues are discussed ; 1) The relationship between the critical value of J-integral($J_{IC}$) and the local fracture strain (${\varepsilon}_c$) in uniaxial tensile test in the region of maximum reduction area was described. 2) To proved the validity of above relations a series of tests were performed under various temperature and on the different piping materials.materials.
A great number of moment-resisting steel structures collapsed due to ductile crack initiation at welded beam-column connections, followed by explosive brittle fracture in the Kobe (Hyogoken-Nanbu) earthquake in 1995. A series of experimental and numerical studies on cracking behaviors of beam-column connections in steel bridge piers were carried out by the authors' team. This paper aims to study the effect of post weld treatment on cracking behaviors of the connections during a strong earthquake event. Experiments of three specimens with different weld finishes, i.e., as-welded, R-finish, and burr grinding, were conducted. The experimental results indicate that the instants of ductile crack initiation are greatly delayed for the specimens with R-finish and burr grinding finishes compared with the as-welded one. The strain concentration effect in the connection is also greatly reduced in the specimens with post weld treatment compared with the as-welded one, which was also verified in the tests.
This paper presents experimental modal analysis and static load testing results to validate the accuracy of dynamic parameters-based damage locating indices in RC structures. The study investigates the accuracy of different dynamic-based damage locating indices compared to observed crack patterns from static load tests and how different damage levels and scenarios impact them. The damage locating indices based on mode shape curvature and mode shape fourth derivate in their original forms were found to show anomalies along the beam length and at the supports. The modified forms of these indices show higher sensitivity in locating single and multi-cracks at different damage scenarios. The proposed stiffness reduction index shows good sensitivity in detecting single and multi-cracks. The proposed anomalies elimination procedure helps to remove the anomalies along the beam length. Also, the adoption of the proposed weighting method averaging procedure and normalization procedure help to draw the overall crack pattern based on the adopted set of modes.
Shaking table test is an important and useful method to help structural engineers get better knowledge about the seismic performance of the buildings with complex structure, just like Shanghai tower. According to Chinese seismic design guidelines, buildings with a very complex and special structural system, or whose height is far beyond the limitation of interrelated codes, should be firstly studied through the experiment on seismic behavior. To investigate the structural response, the weak storey and crack pattern under earthquakes of different levels, and to help the designers improve the design scheme, the shaking table model tests of a scaled model of Shanghai tower were carried out at the State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University, Shanghai, China. This paper describes briefly the structural system, the design method and manufacture process of the scaled model, and the test results as well.
본 연구의 목표는 수직분할된 철근콘크리트 전단벽의 철근상세에 따른 강성 및 강도 저감에 대해 실험적으로 평가하는 것이다. 본 연구에서는 수직분할에 따른 강도 및 강성 저감효과를 확인하기 위해 실 스케일 실험체 4개를 제작하여 반복 횡가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 수직분할에 따라 강도 및 강성이 감소되는 것을 확인하였다. 특히 강도 저하율보다 강성 저하율이 큼에 따라 수직분할에 따른 하중 재분배 시 극한강도에 대한 안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 균열양상을 확인한 결과, 분할된 벽체 중 압축지배를 받는 벽체에서 사인장 균열이 발생하였기 때문에 강도 평가 시 휨 강도 뿐만 아니라 전단저항 메커니즘을 같이 고려해야 한다. 벽체 단면 수직철근의 변형률 분포 분석 결과, 분할 후 두 개의 중립축이 발생하며 상부에서는 반전된 변형률 분포가 나타나 이중 곡률을 갖는 벽체의 양상을 보였다. 추후 연구에서는 벽체의 유효높이를 고려한 강성 저감률 평가가 필요하며 추가로 벽체 형상비 등 추가 변수에 대한 평가 및 유한요소해석을 이용한 다양한 벽체에 대한 해석적 연구가 필요하다.
원전콘크리트는 두꺼운 벽체를 가진 매스콘크리트 구조이며 시공초기에 건조수축 및 수화열에 따른 균열이 발생하기 쉽다. 또한 냉각수를 항상 필요로 하므로 해안가에 위치하는데, 균열이 발생한 콘크리트에서는 염화물 이온의 유입으로 인해 철근 부식이 빠르게 발생한다. 본 연구에서는 6000 psi 급 고강도 원전콘크리트 배합을 이용하여 재령 및 균열에 따른 확산계수의 변화를 분석하였다. 이를 위해 재령 56일, 180일, 365일 동안 양생된 콘크리트에 균열폭을 0.0~1.4 mm까지 유도하였으며 정상상태의 촉진 확산실험을 수행하였다. 균열폭의 증가에 따라 확산계수는 최대 2.7~3.1배로 증가하였으며, 재령의 증가에 따른 확산계수의 저감성이 크게 평가되었다. 또한 180일 동안 비말대에 노출된 균열부 콘크리트에 대하여 겉보기 확산계수 및 표면염화물량을 평가하였으며, 촉진 실험결과와 비교를 수행하였다.
콘크리트 구조물의 균열은 장기간 지속 시 철근의 부식을 촉진시키므로 구조적 사용성을 보장하고 열화를 방지하기 위해 정기적인 현장 점검이 필수적이다. 대부분의 시설물 안전점검은 육안 검사에 의존하고 있어 비용과 시간 소모가 심하고 점검자에 따라 결과의 신뢰도 차이가 발생한다. 본 연구에서는 카메라로 촬영된 균열의 이미지 분석을 통해 콘크리트 균열의 폭과 길이를 측정하는 장치로서 안전진단 및 유지관리에 사용할 수 있는 휴대용 측정 장치를 개발하였다. 이 장치는 측정자가 육안으로 발견한 균열을 가까운 거리 (3m) 이내에서 촬영하고 레이저 거리측정으로 단위 픽셀크기를 정확히 산정하여, 본 연구에서 개발한 이미지 처리 알고리즘으로 균열 길이와 폭을 자동으로 산정할 수 있다. 측정결과 실험에 적용한 균열 이미지를 이용하여 3m 거리 이내에서 0.3mm 균열의 길이 측정은 약 10% 오차 범위에서 측정 가능하였다. 균열 폭의 경우 이진화 과정에서 진동 및 Blurring에 의한 주변픽셀을 검출해 과대평가되는 경향을 나타내었으나, 균열 폭 감소함수를 적용하여 효과적으로 보정할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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