Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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2000.04a
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pp.202-212
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2000
This study investigates the ductility capacity of slender-wide reinforced concrete walls under predominant flexural moment loading. The experimental work for this study aims to provide design guidelines for bar detailing in critical regions under compressive stress in particular in case of slender-wide RC walls. According to the experimental observation the Bernoulli hypothesis of linear strain distribution is no longer valid and the ultimate compressive strain of concrete is significantly reduced, It is postulated that the nonlinear strain distribution causes the concentrated compressive stressed region and hence the premature crushing failure at the toe of walls. The reduced ultimate strain and nonlinear strain distribution need transverse reinforcement for confinement and more realistic models for the strength and displacement estimation of slender-wide RC wall.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2004.04a
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pp.365-372
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2004
A new finite element model will be presented to analyze the nonlinear behavior of not only RC beams and slabs, but also RC beams strengthened by a patch repair. The numerical approach is based on the p-version degenerate shell element including theory of anisotropic laminated composites, theory of materially and geometrically nonlinear plates. In the nonlinear formulation of this model, the total Lagrangian formulation is adopted with large deflections and moderate rotations being accounted for in the sense of von Karman hypothesis. The material model is based on hardening rule, crushing condition, plate-end debonding strength model and so on. The Gauss-Lobatto numerical quadrature is applied to calculate the stresses at the nodal points instead of Gauss points. The validity of the proposed p-version finite element model is demonstrated through several numerical examples for the load-deflection curves, the ultimate loads, and the failure modes of reinforced connote slabs and RC beams bonded with steel plates or FRP plates compared with available experimental and numerical results.
The compressive fatigue tests on the closed cell Al-Si-Ca alloy foams with two different thicknesses were performed using a load ratio of 0.1. The quasi-static and cyclic compressive behaviors were obtained respectively. The fatigue stress-life (S-N) curves were evaluated from the obtained cyclic compressive behaviors. S-N curves were presented for the onset of progressive shortening. It turned out that the fatigue strength showed higher value for the thicker foam and the onset of shortening of thinner foam took place earlier. The crushing was found to initiate in a single band which broadens gradually with additional fatigue cycles. Progressive shortening of the specimen took place due to a combination of low cycle fatigue failure and cyclic ratcheting.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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v.4
no.1
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pp.30-36
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2003
Brittle materials such as glasses and ceramics, which are very weak under impact loading, show fragile failure mode due to their low fracture toughness and crack sensitivity. When brittle materials are subjected to impact by small spheres, high contact pressure occurs at the impacted surface causing local damage on the specimen. This damage is a dangerous factor in causing the final fracture of structures. In this research, the crack propagation process of soda-lime glass by the impact of small spheres is explained and the effects of several constraint conditions for impact damage were studied by using soda-lime glass; that is, the effects for the materials and sizes of impact ball, thickness of specimen and residual strength were evaluated. Especially, this research has focused on the damage behavior of ring cracks, cone cracks and several other kinds of cracks.
This paper reports on finite element analysis techniques that may be applied to the study of circular hollow structural sections and related bearing connection geometries. Specifically, a connection detail involving curved steel saddle bearings and a Structural Tee (ST) connected directly to a large-diameter Hollow Structural Section (HSS) truss chord, near its open end, is considered. The modeling is carried out using experimentally verified techniques. It is determined that the primary mechanism of failure involves a flexural collapse of the HSS chord through plastification of the chord wall into a well-defined yield line mechanism; a limit state for which a shell-based finite element model is well-suited to capture. It is also found that classical metal plasticity material models may be somewhat limited in their applicability to steels in fabricated tubular members.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1996.04a
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pp.12-17
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1996
It is true that aggregate strength is usually not a factor in normal concrete strength because, the aggregate particle is several times stronger than the matrix and the transition zone in concrete. In other words, with most natural aggregates the strength of the aggregate is hardly utilized because the failure is determined by the other two phases. But aggregate characteristics that are significant to concrete technology include porosity, grading or size distribution, moisture absorption, shape and surface texture, crushing strength, elastic modulus, and the type of deleterious substances present. Therefore, in the area of high strength concrete, concrete is much more influenced by properties of aggregate. This experiment is performed to investigate how kinds of aggregare influence on the workability of high strength concrete. In this experiment, four types of aggregate is used, that is crushed river aggregate, crushed stone, recycled aggregate of low strength and recycled aggregate of high strength. In this study, we scrutinize a fundmental study on the workability of high strength concrete according to kinds of aggregate.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2003.05a
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pp.524-529
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2003
This paper presents a experimental structural performance of steel-concrete hybrid bridge deck, which has studs to connect steel plate and concrete and T beam to improve structural performance, by steel plate shape, studs and load location. It proved that steel-concrete hybrid deck has a high structural performance and lightweight due to the efficient use of steel plate as a structural member, which has only used as formwork. In failure mode, few specimen failed at punching shear and many specimen at concrete crushing, therefore proved it has sufficient stability to punching shear which is the most frequent damage of bridge deck. Steel-concrete hybrid deck of plane steel plate has a high structural performance, and that of corrugated steel plate has a high reduction of weight.
Irshidat, Mohammad R.;Haddad, Rami H.;Almahmoud, Hanadi
Structural Engineering and Mechanics
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v.53
no.6
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pp.1253-1269
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2015
The present paper investigates the post heating behavior of concrete beams reinforced with fiber reinforced polymer (FRP) bars, namely carbon fiber reinforced polymer (CFRP) bars and glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars. Thirty rectangular concrete beams were prepared and cured for 28 days. Then, beams were either subjected (in duplicates) to elevated temperatures in the range (100 to $500^{\circ}C$) or left at room temperature before tested under four point loading for flexural response. Experimental results showed that beams, reinforced with CFRP and GFRP bars and subjected to temperatures below $300^{\circ}C$, showed better mechanical performance than that of corresponding ones with conventional reinforcing steel bars. The results also revealed that ultimate load capacity and stiffness pertaining to beams with FRP reinforcement decreased, yet their ultimate deflection and toughness increased with higher temperatures. All beams reinforced with FRP materials, except those post-heated to $500^{\circ}C$, failed by concrete crushing followed by tension failure of FRP bars.
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.14
no.4
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pp.293-308
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2012
The shear behavior at the particle/surface interface such as rock joint can determine the mechanical behavior of whole structure. Therefore, a fundamental understanding of the mechanisms governing its behavior and accurately estimation of the interface strength is essential. In this paper, PFC, a numerical analysis program of discrete element method was used to investigate the effects of the surface roughness on interface strength. The surface roughness was characterized by smooth, intermediate, and rough surface, respectively. In order to investigate the effects of particle shape and crushing on particle/surface interface behavior, one ball, clump, and cluster models were created and their results were compared. The shape of particle was characterized by circle, triangle, square, and rectangle, respectively. The results showed that as the surface roughness increases, interface strength and friction angle increase and the void ratio increases. The one ball model with smooth surface shows lower interface strength and friction angle than the clump model with irregular surface. In addition, a cluster model has less interface strength and friction angle than the clump model. The failure envelope of the cluster model shows non-linear characteristic. From these findings, it is verified that the surface roughness and particle shape effect on the particle/surface interface shear behavior.
Due to the high compressive and tensile strength of ultra-high performance concrete (UHPC), UHPC used in steel concrete composite structures provided thinner concrete layer compared to ordinary concrete. This leaded to the headed stud shear connectors embedded in UHPC had a low aspect ratio. In order to systematic investigate the effect of headed stud with low aspect ratio on the structural behaviors of steel UHPC composite structure s this paper firstly carried out a test program consisted of twelve push out specimens. The effects of stud height, aspect ratio and reinforcement bars in UHPC on the structural behaviors of headed studs were investigated. The push out test results shows that the increasing of stud height did not obviously influence the structural behaviors of headed studs and the aspect ratio of 2.16 was proved enough to take full advantage of the headed stud strength. Based on the test results, the equation considering the contribution of weld collar was modified to predict the shear strength of headed stud embedded in UHPC. The modified equation could accurately predict the shear strength of headed stud by comparing with the experimental results. On the basis of push out test results, bending tests consisted of three steel UHPC composite slabs were conducted to investigate the effect of shear connection degree on the structural behaviors of composite slabs. The bending test results revealed that the shear connection degree had a significantly influence on the failure modes and ultimate resistance of composite slabs and composite slab with connection degree of 96% in s hear span exhibited a ductile failure accompanied by the tensile yield of steel plate and crushing of UHPC. Finally, analytical model based on the failure mode of composite slabs was proposed to predict the ultimate resistance of steel UHPC composite slabs with different shear connection degrees at the interface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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