Initial geometrical imperfection is an important factor affecting the structural characteristics of plate and shell structures. Studying the effect of geometrical imperfection on the structural characteristics of cylindrical shell is beneficial to explore the thermal post-buckling response characteristics of cylindrical shell. Therefore, we devote to investigating the thermal post-buckling behavior of graphene platelets reinforced mental foam (GPLRMF) cylindrical shells with geometrical imperfection. The properties of GPLRMF material with considering three types of graphene platelets (GPLs) distribution patterns are introduced firstly. Subsequently, based on Donnell nonlinear shell theory, the governing equations of cylindrical shell are derived according to Eulerian-Lagrange equations. Taking into account two different boundary conditions namely simply supported (S-S) and clamped supported (C-S), the Galerkin principle is used to solve the governing equations. Finally, the impact of initial geometrical imperfections, the GPLs distribution types, the porosity distribution types, the porosity coefficient as well as the GPLs mass fraction on the thermal post-buckling response of the cylindrical shells are analyzed.
Although some scholars have studied the thermal post-buckling of graphene platelets strengthened metal foams (GPLRMFs) plates, they have not considered the influence of initial geometrical imperfection. Inspired by this fact, the present paper studies the thermal post-buckling characteristics of GPLRMFs plates with initial geometrical imperfection. Three kinds of graphene platelets (GPLs) distribution patterns including three patterns have been considered. The governing equations are derived according to the first-order plate theory and solved with the help of the Galerkin method. According to the comparison with published paper, the accuracy and correctness of the present research are verified. In the end, the effects of material properties and initial geometrical imperfection on the thermal post-buckling response of the GPLRMFs plates are examined. It can be found that the presence of initial geometrical imperfection reduces the thermal post-buckling strength. In addition, the present study indicates that GPL-A pattern is best way to improve thermal post-buckling strength for GPLRMFs plates, and the presence of foams can improve the thermal post-buckling strength of GPLRMFs plates, the Foam- II and Foam- I patterns have the lowest and highest thermal post-buckling strength. Our research can provide guidance for the thermal stability analysis of GPLRMFs plates.
This paper investigates the seismic performance of exposed RCFST column-base joints, in which the high-strength steel bars (USD 685) are set through the column and reinforced concrete foundation without any base plate and anchor bolts. Three specimens with different axial force ratios (n = 0, 0.25, and 0.5) were tested under cyclic loadings. Finite element analysis (FEA) models were validated in the basic indexes and failure mode. The hysteresis behavior of the exposed RCFST column-base joints was studied by the parametrical analysis including six parameters: width of column (D), width-thickness ratio (D/t), axial force ratio (n), shear-span ratio (L/D), steel tube strength (fy) and concrete strength (fc). The bending moment of the exposed RCFST column-base joint increased with D, fy and fc. But the D/t and L/D play a little effect on the bending capacity of the new column-base joint. Finally, the calculation formula is proposed to assess the bending moment capacities, and the accuracy and stability of the formula are verified.
Yunus Dere;Yasin Onuralp Ozkilic;Ali Serdar Ecemis;Hasan Husnu Korkmaz
Steel and Composite Structures
/
제48권4호
/
pp.405-417
/
2023
In order to strengthen the reinforced concrete T-beams having insufficient shear strength, several strengthening techniques are available in the literature. In this study, three different strengthening strategies were numerically studied. First one is affixing steel plates to the beam surfaces. Second one includes tightening external steel bars vertically similar to beam stirrups. The last one is simultaneous application of these two strengthening procedures which is particularly proposed in this work. Available experimental test series in the literature were handled in the study. Finite element (FE) models of reinforced concrete beam specimens having sufficient (Beam-1) and low shear capacity (Beam-2) were created within ABAQUS environment. Strengthened beams with different techniques were also modelled to reflect improved shear capacity. FE simulations made it possible to investigate parameters that were not examined during the previous experimental studies. The results of the analyses were then compared and found consistent with the experimentally obtained data. Experimental and FEM analysis results are in agreement between 1% (closest) and 6%. (maximum). Beam-2 was stregthened with 5 new porposed methods. The rate of increase in shear strength varies between 33% and 64%. It was found that, the strengthening techniques were fairly useful in improving the shear capacity of the considered girder. The model with the proposed strengthening alternative has accomplished a higher load carrying capacity, ductility and stiffness than all of the other models.
The temperature prediction approaches of three important locations in an operational longitudinal slab track-bridge structure by using three typical neural network methods based on the field measuring platform of four meteorological factors and internal temperature. The measurement experiment of four meteorological factors (e.g., ambient temperature, solar radiation, wind speed, and humidity) temperature in the three locations of the longitudinal slab and base plate of three important locations (e.g., mid-span, beam end, and Wide-Narrow Joint) were conducted, and then their characteristics were analyzed, respectively. Furthermore, temperature prediction effects of three locations under five various meteorological conditions are tested by using three neural network methods, respectively, including the Artificial Neural Network (ANN), the Long Short-Term Memory (LSTM), and the Convolutional Neural Network (CNN). More importantly, the predicted effects of solar radiation in four meteorological factors could be identified with three indicators (e.g., Root Means Square Error, Mean Absolute Error, Correlation Coefficient of R2). In addition, the LSTM method shows the best performance, while the CNN method has the best prediction effect by only considering a single meteorological factor.
Chaoyang Zhou;Yanan Yu;Chengfeng Zhou;Xuejun He;Yi Wang
Steel and Composite Structures
/
제48권5호
/
pp.599-610
/
2023
To avoid debonding failure, a novel type of hybrid anchorage (HA) is proposed in this study that uses a slotted plate to lock the ends of the fiber-reinforced polymer (FRP) sheet in addition to the usual bonding over the substrate of the strengthened member. An experimental investigation was performed on three groups of RC beams, which differed from one another in either concrete strength or steel reinforcement ratio. The test results indicate that the end self-locking of the CFRP sheet can improve the failure ductility, ultimate capacity of the beams and its utilization ratio. Although intermediate debonding occurred in all the strengthened beams, it was not a fatal mode of failure for the three specimens with end anchorage. Among them, FRP rupture occurred in the beam with higher concrete strength and lower steel reinforcement ratio, whereas the other two failed by concrete crushing. The beam strengthened by HA obtained a relatively high percentage of increase in ultimate capacity when the rebar ratio or concrete strength decreased. The expressions in the literature were inspected to calculate the critical loads at intermediate debonding, FRP rupturing and concrete crushing after debonding for the strengthened beam. Then, the necessity of further research is addressed.
This paper presents an investigation on the shear resistance of corrugated web steel beams (CWBs) with a circular web opening. A total of five specimens with different diameters of web openings were designed and tested with vertical load applied on the top flange at mid-span. The ultimate strengths, failure modes, and load versus middle displacement curves were obtained from the tests. Following the tests, numerical models of the CWBs were developed and validated against the test results. The influence of the web plate thickness, steel grade, opening diameter, and location on the shear strength of the CWBs was extensively investigated. An XGBoost machine learning model for shear resistance prediction was trained based on 256 CWB samples. The XGBoost model with optimal hyperparameters showed excellent accuracy and exceeded the accuracy of the available design equations. The effects of geometric parameters and material properties on the shear resistance were evaluated using the SHAP method.
A conventional tuned mass damper (TMD) provides a passive control option to suppress the structures' wind- or earthquake-induced vibrations. However, excessive displacements of the TMD raise concerns in the practical implementation. Therefore, this study proposes a novel TMD designed for and deployed on a high-rise sightseeing tower. The device consists of an integrated two-way slide rail mount and an eddy current damper (ECD) with a stroke control mechanism. This stroke control mechanism allows the damping coefficient to automatically increase when the stroke reaches a predetermined value, preventing excessive damper displacements during large earthquakes. The corresponding two-stage damping parameters are designed with a variable-thickness copper plate to enable the TMD stroke within a specified range. Thus, this study discusses the detailed design schemes of the device components in TMD. The designed two-stage damping parameters are also numerically verified, and the structural responses with/without the TMD are compared. As seen in the results, the proposed TMD yields effective control authority to limit the acceleration response within a comfort level. In addition, this TMD resolves the spatial availability for the damper movement in high-rise buildings by the controllable damping mechanism.
Na Wu;Chunxia Zhang;Shanyu Han;Juan An;Wentang Xia
Journal of Electrochemical Science and Technology
/
제14권2호
/
pp.194-204
/
2023
Models based on diffusion-limited aggregation (DLA) have been extensively used to explore the mechanisms of dendritic particle aggregation phenomena. The physical and chemical properties of systems in which DLA aggregates emerge are given in their fractal. In this paper, we present a comprehensive study of the growth of electrodeposited copper dendrites in flat plate electrochemical cells from a fractal perspective. The effects of growth time, applied voltage, copper ion concentration, and electrolyte acidity on the morphology and fractal dimension of deposited copper were examined. 'Phase diagram' set out the variety of electrodeposited copper fractal morphology analysed by metallographic microscopy. The box counting method confirms that the electrodeposited dendritic structures manifestly exhibit fractal character. It was found that with the increase of the voltage and copper ion concentration. The fractal copper size becomes larger and its morphology shifts towards a dendritic structure, with the fractal dimension fluctuating around 1.60-1.70. In addition, the morphology of the deposited copper is significantly affected by the acidity of the electrolyte. The increase in acidity from 0.01 to 1.00 mol/L intensifies the hydrogen precipitation side reactions and the overflow path of hydrogen bubbles affects the fractal growth of copper dendrites.
Recently, requirements for improving the convenience of constructing BIPV (Building Integrated Photo Voltaic) modules had increased. To solve this problem, we fabricated shingled PV modules integrated with bent steel plates for building integrated photovoltaics. These PV modules could be constructed directly on the roof without the installation structure. We found optimal lamination conditions with supporting structures to fabricate a module on a bent steel plate. Moreover, we applied a shingled design to PV modules integrated with bent steel plates to achieve a high electrical output power. The shingled module with bent steel plates shows 142.80 W of solar-to-power conversion in 0.785 m2 area.
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.