Recently, construction activities in reclaimed onshore areas increase in our country In this case, the stability evaluation of the piles for negative skin friction is an important factor for the design of pile foundation in soft grounds. Nevertheless, the design of piles for negative skin friction (or downdrag forces) is probably poorly understood by many geotechnical engineers. It is mainly because only the bearing capacity aspect is taken into account for the downdrag evaluation of piles in most of design specifications. However, the problems fur negative skin friction of piles are mostly related with settlement rather than bearing capacity Meanwhile, LRFD (Load Resistance Factor Design) approach considers both ultimate limit state in terms of bearing capacity and serviceability limit state in terms of settlements. This paper proposes LRFD approach for the downdrag evaluation of piles and compares this approach to traditional design approach. And also a case history is analyzed. Through the analysis some suggestions to solve the problems for the design of piles for negative skin friction are suggested.
In this paper bearing capacity and safety margin of shallow foundation on weathered soil ground against shear failure by using current design method of allowable stress design (ASD), load resistance factor design (LRFD) based on reliability analysis and partial safety factor design (PSFD) in Eurocode were estimated and compared to each other. Results of the plate loading test used in construction and design were collected and analysis of probability statistics on soil parameters affecting the bearing capacity of shallow foundation was performed to quantify the uncertainty of them and to investigate the resistance bias factor and covalence of ultimate bearing capacity. For the typical sections of shallow foundation in domestic field as examples, reliability index was obtained by reliability analysis (FORM) and the sensitivity analysis on soil parameters of probability variables was performed to investigate the effect of probability variable on shear failure. From stability analysis for these sections by ASD, LRFD with the target reiability index corresponding to the safety factor used in ASD and PSDF, safety margins were estimated respectively and compared.
Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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v.44
no.7
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pp.36-45
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2002
Most of rural bridges have passed 30 years of age since they were built, which have to support unexpected overload caused by changed design load and excessive amount of transportation. For these rural bridges, repairs and replacements are needed. Even though there have been attempt to estimate the safety of existing bridges deteriorated with major defects, those approaches must rely on the observable damage and subsequent decisions are made subjectively. To avoid the high cost of rehabilitation, the bridge rating must correctly represent the present load-carrying capacity. Rating engineers use a methods such as Allowable Stress Design (ASD), Load Factor Design (LFD), and Load Resistance Factor Design (LRFD) to evaluate the bridge load carrying capacity. In this paper, the load rating methods are introduced, and it is illustrated how to use the load test data from literature survey. Load test is conducted to the bridge that was built 30 years ago in rural area. From load test results, new maintenance method is suggested instead of the bridge replacement.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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1999.04a
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pp.78-85
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1999
In this study, I-type girders used as main members of a two span continuous steel bridge, are optimally designed by a Load and Resistance Factor Design method(LRFD) using an numerical optimization method. The width, height web thickness and flange thickness of the main girder are set as design variables, and light weight design is attempted by choosing the cross-sectional area as an object function. The main program is coded with C++ and connected with optimization modul ADS, which is coded with FORTRAN. The results of the program show that the stress constraints of noncomposite section during the initial construction stage become active in the positive moment area and the service limit state constaints become active in the negative moment area.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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v.7
no.4
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pp.319-332
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2013
The purpose of this study was to investigate the design comparison of totally prefabricated bridge substructure system. Prefabricated bridge substructure systems are a relatively new and versatile alternative in substructure design that can offer numerous benefits. The system can reduce the work load at a construction site and can result in shorter construction periods. The prefabricated bridge substructures are designed by the methods of Korea Highway Bridge Code (KHBD) and load and resistance factor design (AASHTO-LRFD). For the design, the KHBD with DB-24 and DL-24 live loads is used. This study evaluates the design method of KHBD (2005) and AASHTO-LRFD (2007) for totally prefabricated bridge substructure systems. The computer program, reinforced concrete analysis in higher evaluation system technology was used for the analysis of reinforced concrete structures. A bonded tendon element is used based on the finite element method, and can represent the interaction between the tendon and concrete of a prestressed concrete member. A joint element is used in order to predict the inelastic behaviors of segmental joints. This study documents the design comparison of totally prefabricated bridge substructure and presents conclusions and design recommendations based on the analytical findings.
Although the Load and Resistance Factor Design (LRFD) method is an advanced design approach, it does not accurately capture the interaction between individual members and structural system. A nonlinear inelastic analysis for the entire structure is required to solve this problem. According to many design codes of advanced countries, a nonlinear inelastic analysis can be applied to predict the structural behavior and strength reasonably. In this study, an LRFD design method using practical nonlinear inelastic analysis was proposed. Design examples using the proposed method waspresented, and the economical efficiency and adequacy of the proposed method was investigated by comparing the design results with that of the AISC-LRFD. It has been consequently demonstrated that the proposed method can reduce the construction cost through savings in steel.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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1998.10a
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pp.183-190
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1998
In this study, I-type girders, main members of a steel composite bridge, are designed by Load and Resistance Factor Design method as well as Allowable Stress Design method. The width, height web thickness and flange thickness of main girders are set as design variables. The design program connects optimization program ADS, which is coded with FORTRAN, and a main program coded with $C^{++}$. In this study, it is shown that in this particular steel composite bridge, the design by The Load and Resistance Factor Design method is more economical than that by The Allowable Stress Design method.d.
Probability based design(PBD) method is independent of construction materials and uses real material properties unlike allowable stress design(ASD) that depends on small clear specimen property, also give quantitative safety and endurance lifetime of a certain material. Moreover, almost advanced country accepted PBD method instead of ASD method. So it is urgent to convert the current ASD method into the PBD method. However, there are wholly lacking of domestic researches related to current issue, and to solve several points in ASD method and to take advantage of PBD method, the conversion from the ASD method into the PBD method is a worldwide trend. Other domestic construction codes, such as steel or concrete constructions, accept the PBD method as well. Accordingly, to introduce PBD method into wood structural design, general theory, and preliminary data and methods were reviewed. With keeping this in mind, some important contents were reviewed, sorted some points for wood structural design that have distinctions against the other construction materials. Furthermore, the history of PBD method, and statistical data and theories for the PBD method, and preliminary data of resistance and load that are two random variables for the PBD method, and finally the difference between limit state design(LSD) and load and resistance factor design(LRFD) that were two superpowers in the PBD method.
As a background study to apply the reliability-based resistance factors to the domestic concrete bridge design code, a comparative study is conducted for the design results and the reliability indexes obtained by adopting different resistance factor formats to yield the design strength of concrete structures. The design results which are calculated by applying the section resistance factors of the current domestic design code and the material resistance factors of Eurocode are compared for the concrete beam bridge. The reliability index is calculated by considering the uncertainties involved in material, dimension and strength equation during the design procedure to get the strength of concrete structure. Also, the sensitivity analysis is performed to figure out which design variables have great impact on the reliability index. The resistance factors of the current domestic bridge design code, AASHTO LRFD and Eurocode are applied to the bridge design for flexure and shear strength and the results show that the resistance factors of the domestic code give the largest reliability indexes. It is observed that the probabilistic distribution of the live load makes difference for the reliability index and the yield strength of reinforcing steel and the live load have great impact on the reliability of both flexural and shear strength of concrete beam through the sensitivity analysis.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.7
no.4
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pp.1-12
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1987
The Advanced First Order Second Moment(AFOSM) method is commonly used to determine partial safety factors in the development of probability based LRFD code. However, design format using load and resistance factors based on this method may result in different reliability levels from specified ones. Reliability-Conditioned(RC) method recently proposed by Ayyub et al. gives partial safety factors which do not affect the target reliability level as specified. However, this method has some numerical difficulties and the procedure is not consistent. The proposed RC/AFOSM combined method has not only numerical consistency, but also results in almost constant partial safety factors with respect to various design conditions, and the resulting reliability levels are very close to specified ones.
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