A fatigue analysis procedure for prestressed concrete composite girder bridges is established, which includes the time-dependent effects of component materials. The procedure can take into account the movement of neutral axis depth as crack develops and give quite good agreement with experimental results available. It is also assured that Korean Standard prestressed concrete composite girder has enough fatigue resistance. The procedure in this paper gives a way to express the fatigue capacity of prestressed concrete beams in the form of S-N curve, which can be utilized under variable amplitude fatigue load.
Prestressed concrete I-girders are subject to different load types at their construction stages. At the time of strand release, i.e., detensioning, prestressed concrete girders are under the effect of dead and prestressing loads. At this stage, the camber, total net upward deflection, of prestressed girder is summation of the upward deflection due to the prestressing force and the downward deflection due to dead loads. For the calculation of the upward deflection, it is generally considered that prestressed concrete I-girder behaves linear-elastic. However, the field measurements on total net upward deflection of prestressed I-girder after detensioning show contradictory results. In this paper, camber calculations with the linear-elastic beam and elastic-stability theories are presented. One of a typical precast I-girder with 120 cm height and 31.5 m effective span length is selected as a case study. 3D finite element model (FEM) of the girder is developed by SAP2000 software, and the deflections of girder are obtained from linear and nonlinear-static analyses. Only geometric nonlinearity is taken into account. The material test and field measurement of this study are performed at prestressing girder plant. The results of the linear-elastic beam and elastic-stability theories are compared with FEM results and field measurements. It is seen that the camber predicted by elastic-stability theory gives acceptable results than the linear-elastic beam theory while strand releasing.
Jo, Eunsun;Kim, Min Sook;Park, Jong Yil;Lee, Young Hak
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.27
no.2
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pp.113-120
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2014
This paper showed the behavior of the material four members under blast load, and are trying to demonstrate the effectiveness of the prestress. The prestressed concrete structures are on the rise, but there is little research in this regard explosion. Concrete panels, Reinforced concrete panels, the prestressed concrete panels, and the prestressed reinforced concrete panels was set variables. TNT 500 kg was an explosion in the distance 3m. Analysis, concrete and reinforced concrete members after an explosion occurred continuously deformed, but the including prestressed panel deformation occurs only at the beginning of the explosion were able to see the results. That is, the including prestressed member is prestressed against blast load cracking and destruction can be seen that control.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2004.11a
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pp.121-124
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2004
In this paper, a series of fracture tests are performed for the chemically prestressed steel fiber reinforced concrete (SFRC) manufactured with addition of expansive additives for the study of fracture behavior and characteristics. Cracking loads of the chemically prestressed SFRC are greater than that of normal concrete and those are also increased by increasing of steel fiber volume. Thus, it is necessary to obtain optimum steel fiber volume to induce chemically prestressing effectively to concrete members. The result of three-points bending tests shows that early-cracking resistance of the chemically prestressed SFRC is increased without increase of fracture energy. From the test, the tension softening curves are also obtained by poly-linear approximation method and simulated behaviors by using the determined tension softening curves agree with experimental results. And it is confirmed that cracking and ultimate behaviors of chemically prestressed SFRC can be predicted by using obtained fracture characteristics.
LOCA (Loss Of Coolant Accident) is one of the most important utmost accidents for Prestressed Concrete Containment Vessel (PCCV) due to its coupled effect of high temperature and inner pressure. In this paper, heat conduction analysis is used to obtain the LOCA temperature distribution of PCCV. Then the elastic internal force of PCCV under LOCA temperature is analyzed by using both simplified theoretical method and FEM (finite element methods) method. Considering the coupled effect of LOCA temperature, a nonlinear elasto-plasitic analysis is conducted for PCCV under utmost internal pressure considering three failure criteria. Results show that the LOCA temperature distribution is strongly nonlinear along the shell thickness at the early time; the moment result of simplified analysis is well coincident with the one of numerical analysis at weak constraint area; while in the strong constrained area, the value of moments and membrane forces fluctuate dramatically; the simplified and numerical analysis both show that the maximum moment occurs at 6hrs after LOCA.; the strain of PCCV under LOCA temperature is larger than the one of no temperature under elasto-plastic analysis; the LOCA temperature of 6hrs has the greatest influence on the ultimate bearing capacity with 8.43% decrease for failure criteria 1 and 2.65% decrease for failure criteria 3.
Kim, Tae-Hoon;Jin, Byeong-Moo;Kim, Young-Jin;Shin, Hyun-Mock
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2006.05a
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pp.178-181
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2006
The purpose of this study is to investigate the inelastic behavior of precast segmental prestressed concrete bridge piers. A computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. Material nonlinearity is taken into account by comprising tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. An unbonded tendon element based on the finite element method, that can represent the interaction between tendon and concrete of prestressed concrete member, is used. A joint element is newly developed to predict the inelastic behaviors of segmental joints. The proposed numerical method for the inelastic behavior of precast segmental prestressed concrete bridge piers is verified by comparison with reliable experimental results.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1997.10a
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pp.446-449
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1997
The use of high strength concrete in the fabrication and construction of prestressed concrete beam bridges can result in the increase of girder spacings for standard shapes, as well as the increase of span lengths. The increase of girder spacings corresponds to the reduction of the required number of girders. This study shows that the use of high strength concrete make prestressed concrete beam bridges the economical alternative to any other bridge types. Also, this study has the purpose of giving aids to design of prestressed concrete beam. To achieve this purpose this study provides the plots resulting from research on relationships between the concrete strength of prestressed concrete beam, girder spacing and the number of strands in various span lengths.
In designing the Prestressed concrete box-girder bridge. dead load, prestressing force, creep and shrinkage of concrete are the main factors which influence the camber and deflection of segmental concrete structure under construction. Among these factors the creep and shrinkage are the functions of the time-dependent property which. therefore, must be considered with time. The prediction model for estimating creep and shrinkage of concrete has been suggested by ACI, CEB/FIP, JSCE and KSCE design code and EMM, AEMM, RCM, IDM and SSM has been suggested for analytical method in consideration of time-dependent characteristics. In this study the creep test was carried out for four different curing ages of concrete which were applied to the Prestressed concrete structure at the construction site, and the results of test were compared with the values of creep prediction proposed by the design code. Also the creep test was performed with step-wise incremental stresses and the results were compared to the analytical values.
As concrete wind-turbine towers are increasingly being used in wind-farm construction, there is a growing need to understand the behavior of concrete wind-turbine towers. In particular, experimental evaluations of concrete wind-turbine towers are necessary to demonstrate the dynamic characteristics and load-carrying capacity of such towers. This paper describes a model test of a prestressed concrete wind-turbine tower that examines the dynamic characteristics and load-carrying performance of the tower. Additionally, a numerical model is presented and used to verify the design approach. The test results indicate that the first natural frequency of the prestressed concrete wind turbine tower is 0.395 Hz which lies between frequencies 1P and 3P (0.25-0.51 Hz). The damper ratio is 3.3%. The maximum concrete compression stresses are less than the concrete design compression strength, the maximum tensile stresses are less than zero and the prestressed strand stresses are less than the design strength under both the serviceability and ultimate limit state loads. The maximum displacement of the tower top are 331 mm and 648 mm for the serviceability limit state and ultimate limit state, respectively, which is less than L/100 = 1000 mm. Compared with traditional tall wind-turbine steel towers, the prestressed concrete tower has better material damping properties, potential lower maintenance cost, and lower construction costs. Thus, the prestressed concrete wind-turbine tower could be an innovative engineering solution for multi-megawatt wind turbine towers, in particular those that are taller than 100 m.
The depth of superstructure is the summation of the height of girders and the thickness of the deck floor. In this study, it is aim to determine the maximum span length of girders and minimum depth of the superstructure of prestressed concrete I-girder bridge. For this purpose the superstructure of the bridge with the width of 10m and the thickness of the deck floor of 0.175m, which the girders length was changed by two meter increments between 15m and 35m, was taken into account. Twelve different girders with heights of 60, 75, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 and 180 cm, which are frequently used in Turkey, were chosen as girder type. The analyses of the superstructure of prestressed concrete I girder bridge was conducted with I-CAD software. In the analyses AASHTO LRFD (2012) conditions were taken into account a great extent. The dead loads of the structural and non-structural elements forming the bridge superstructure, prestressing force, standard truck load, equivalent lane load and pedestrian load were taken into consideration. HL93, design truck of AASHTO and also H30S24 design truck of Turkish Code were selected as vehicular live load. The allowable concrete stress limit, the number of prestressed strands, the number of debonded strands and the deflection parameters obtained from analyses were compared with the limit values found in AASHTO LRFD (2012) to determine the suitability of the girders. At the end of the study maximum span length of girders and equation using for calculation for minimum depth of the superstructure of prestressed concrete I-girder bridge were proposed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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