It has been known that debonding failures between CFS(Carbon Fiber Sheet) and concrete in the strengthened RC beams are initiated by the peeling of the sheets in the region of combined large moment and shear forces, being accompanied by the large shear deformation after flexural cracks. These shear deformation effects are seldom occurred in small-scale model tests, but debondings due to the large shear deformation effects are often observed in a full-scale model tests. The premature debonding failure of CFS, therefore, must be avoided to confirm the design strength of full-scale RC beam in strengthening designs. The reinforcing details, so- called 'U-Shape fiber wrap at mid-span' which wrapped the RC flexural members around the webs and tension face at critical section with CFS additionally, were proposed in this study to prevent the debonding of CFS. Other reinforcing detail, so called 'U-Shape fiber wrap at beam end' were included in this tests and comparisons were made between them.
Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction
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v.34
no.4
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pp.35-42
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2018
This study evaluated the fire resisting capacity and post-fire serviceability of the concrete beams retrofitted by near surface mounted method(NSM) using GFRP plates. Main parameters in the test are grout materials and fire exposure. For the test, two types of grout materials between concrete substrate and GFRP plate were used; flame resisting epoxy and filling mortar. Four RC beam specimens were made and two of them were exposed to fire according to real scale fire curve proposed KS F 2257. After the fire exposure test, flexural test were performed to investigate the flexural performance of concrete beams including strength and deformation. From the test results, it was found that the beam retrofitted by NSM-GFRP presented higher flexural strength than that of the beam without retrofit, which indicates NSM-GFRP retrofit technologies is effective to maintain flexural strength even after fire exposure. In addition, the specimens grouted by epoxy showed good performance in strength but bad performance in ductility.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.25
no.6_3
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pp.1165-1171
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2022
In this paper, the results of an experimental study were presented by measuring and comparing the flexural strength and deformation on the carbon fiber sheet strength reinforced concrete beam considering end anchorage effect. For this purpose, total six specimens of 100×100×600mm size were prepared and tested according to the KDS 14 20 20. The specimens were categorized in three cases as reference beams without strengthening, beams carbon fiber strengthened but not anchored and beams carbon fiber strengthened also anchored. Experimental results showed that the end anchorage contributed to increase the flexural strength about 42% greater than that of carbon fiber sheets alone, and the number and width of cracks were relatively increased. The results support a considerable effects of end anchorage for carbon fiber strengthened reinforced concrete beams in enhancing the flexural performance. Further studies are needed in durability and long term behavior of carbon fiber sheet strengthened reinforced concrete beams.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2010.05a
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pp.3-4
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2010
Strength of PC walls with diagonal reinforcements can be obtained by using the section analysis. Deformation of the diagonal reinforcements is related to that of flexural reinforcement and makes the another tensile strength on the PC wall. Another tensile strength due to diagonal reinforcements is assumed to be 1/3 point of the distance between the flexural reinforcements.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2006.11a
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pp.261-264
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2006
Deformability of RC members in shear after flexural yielding is limited and controlled by governing failure modes and material strength. Shear strength of members in D-regions has been explained by a direct load path (direct strut or arch action) and indirect load path (fan action or truss action). Indirect load path including truss action and fan action rely on bond along tension ties. Generally, superposition of two actions results in total shear strength when shear failure modes control. The ultimate deformation depends on controlling failure modes and thereby, their force transfer patterns. Proposed models are capable of explaining of limited deformability of RC members in D-regions.
A shear-flexible beam element is presented for the flexural analysis of laminated composite T-beams with arbitrary lay-ups. Based on the first-order shear deformable beam theory, the derived element takes into account warping shear deformation and all coupling coming from material anisotropy. Three different types of beam elements, namely, the two-noded, three-noded, and four-noded beam elements with seven degree-of-freedom per node are developed to solve governing equations. To demonstrate the versatility and accuracy of the beam element formulated, numerical results are performed for symmetric and anti-symmetric angle-ply composite T-beams under the uniformly distributed and concentrated load. The effects of fiber angle and shear deformation are investigated for different laminated stacking sequence. The quadratic and cubic elements are shown to be applicable to the flexural analysis of composite T-beams.
A theoretical study was performed to investigate the behavioral chracteristics and shear strength of fiber reinforced concrete slender beams. In the fiber reinforced concrete beam, the shear force applied to a cross section of the beam was resisted by both compressive zone and tensile zone. The shear capacity of the compressive zone was defined addressing the interaction with the normal stresses developed by the flexural moment in the cross section. The shear capacity of the tensile zone was defined addressing the post-cracking tensile strength of fiber reinforced concrete. Since the magnitude and distribution of the normal stresses vary according to the flexural deformation of the beam, the shear capacity of the beam was defined as a function of the flexural deformation of the beam. The shear strength of the beam and the location of the critical section were determined at the intersection between the shear capacity and shear demand curves. The proposed method was developed as a unified shear design method which is applicable to conventional reinforced concrete as well as fiber reinforced concrete.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.14
no.1
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pp.125-132
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2010
In the recent construction industry, an external strengthening method using fiber reinforced polymers has been widely used. Since reinforced concrete structures strengthened with fiber reinforced polymers are always under sustained loads, influence of creep and shrinkage on the structures is inevitable. Due to the creep and shrinkage, behaviors of the structures, such as deflection, deformation, recovery capability, strength and so on are also under the influence of creep and shrinkage. Thus, in order to estimate efficacy, creep recovery and residual strength of FRP strengthened RC beams, long-term flexural experiments and static flexural experiments were carried out. As the result of the experiments, FRP strengthened RC beams were very effective in terms of deflection control. Furthermore, the strengthened beams had higher immediate deformation recovery than immediate deformation. Through the static flexural experiments, it was shown that the CFRP strengthened beam had high residual strength. It seems that the sustained loads did not affect bond and residual strength of the beams.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1998.10a
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pp.438-443
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1998
Softening os the name used for decreasing bending moment at advanced flexural deformation. To accommodate softening deformation in analysis, it is assumed that a hinge has finite length. The softening analysis of R/C frames relies on the primary assumption that softening occurs over a finite hinge length and that the moment-curvature relationship for any section may be closely described by a trilinear approximation. A stiffness matrix for elastic element with softening regions are derived and the stiffness matrix allows extension of the capability of an existing computer program for elastic-plastic analysis to the softening situation. The effect of softening on the collapse load of R/C frame is evaluated.
Kim, Min-Joong;Jeong, Kil-Sang;Kim, Dae-Joong;Kim, Woo
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2006.11a
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pp.273-276
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2006
This paper presents shear deformation characteristics in reinforced concrete beams. Based on the relationship between shear and bending moment in beams subjected to combined shear and bending, the behavior of a beam is explicitly divided into two base components of the flexural action and the tied arch action. Transverse elongation of the web and deflections are calculated from shear compatibility condition in a beam and compared with test results.
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