Moghadasi, Mostafa;Marsono, Abdul Kadir;Mohammadyan-Yasouj, Seyed Esmaeil
Steel and Composite Structures
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제25권2호
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pp.245-255
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2017
The performance of an Industrialised Building System (IBS) consists of prefabricated reinforced concrete components, is greatly affected by the behaviour of the connection between beam and columns. The structural characteristics parameters of a beam-to-column connection like rotational stiffness, strength and ductility can be explained by load-rotation relationship of a full scale H-subframe under gravitational load. Furthermore, the connection's degree of rigidity directly influences the behaviour of the whole frame. In this research, rotational behaviour of a patented innovative beam-to-column connection with unique benefits like easy installation, no wet work, no welding work at assembly site, using a hybrid behaviour of steel and concrete, easy replacement ability, and compatibility with architecture was investigated. The proposed IBS beam-to-column connection includes precast concrete components with embedded steel end connectors. Two full-scale H-subframes constructed with a new IBS and conventional cast in-situ reinforced concrete system beam-to-column connections were tested under incremental static loading. In this paper, load-rotation relationship and ratio of the rigidity of IBS beam-to-column connection are studied and compared with conventional monolithic reinforced concrete connection. It is concluded that this new IBS beam-to-column connection benefits from more rotational ductility than the conventional reinforced concrete connection. Furthermore, the semi-rigid IBS connection rigidity ratio is about 44% of a full rigid connection.
This paper summarizes the experimental study of the shear behaviour of Hybrid Fibre Reinforced Concrete (HFRC) beams retrofitted by using externally bonded Glass Fibre Reinforced Polymer (GFRP) laminates. To attain the set-out objectives of the present investigation, steel fibre of 1% and polypropylene fibre of 0.30% was used for hybrid steel-polypropylene fibre reinforced concrete: whereas for hybrid glass-polypropylene fibre reinforced concrete, glass fibre by 0.03% and polypropylene fibre of 0.03% by volume of concrete was used. In this study, 9 numbers of beams were cast and tested into three groups (Group I, II & III). Each group containing 3 numbers of beams, out of which one serve as a control beam or a hybrid steel-polypropylene fibre reinforced concrete beam or a hybrid glass - polypropylene fibre reinforced concrete beam and the remaining two beams were preloaded until shear cracks appeared up to 75% of ultimate load and then preloaded beams (damaged beams) were retrofitted with GFRP laminates at shear zone in the form of strips, as one beam in vertical position and another beam in inclined position to restrict the shear cracks. Finally, the retrofitted beams were loaded until failure and test results were compared. The experimental tests have been conducted to investigate various parameters of structural performance, such as load carrying capacity, crack pattern and failure modes, load-deflection responses and ductility relations. The test results revealed that beams retrofitted using GFRP laminates considerably increased the load carrying capacity. In addition, it was found that beams retrofitted with inclined strip offers superior performance than vertical one. Comparing the test results, it was observed that hybrid steel-polypropylene fibre reinforced concrete beam retrofitted with GFRP laminates showed enhanced behaviour as compared to other tested beams.
The effect of concrete strength on shear cracking strength in reinforced concrete beams is investigated analytically. The quantitative response of reinforced concrete beam-end-part with varing concrete stiffness, which is a function of concrete compressive strength, is examined utilizing a finite element mothod. The result indicates that the severer shear stress localization/concentration takes place in the beam having higher concrete strength. Thus the increase ratio of shear cracking strength with respect to concrete compressive strength decreases as the concrete strength becoms higher.
This paper investigated structural behaviors of joint of concrete filled steel tube column and P.C reinforced concrete beam through a series of hysteretic behavior experiment. The results are summarised as follows: (1) The joint stiffness of concrete filled square steel tube column and P.C reinforecd beam was higher than that of concrete filled circular steel tube column and P.C reinforecd beam, and it was decreased as the increase of the number of hysteretic cycle. (2) The aspects of the hysteretic behavior in the joint was stable as the increase of the number of hysteretic cycle, and rotation resisting capacity of joint of concrete filled square steel tube column and P.C reinforced concrete beam was higher than those of the concrete filled circular steel tube column and P.C reinforced concrete beam. (3) Some restriction must be put upon the ratio of axial force in this joint model because the load carrying capacity was decreased by flexural and flexural-torsional buckling in case of the ratio of axial force 0.6. (4) The emprical formula to predict the ultimate capacity of joint model to superimpose shearing strength of steel web(H section) and bending strength of reinforced concrete beam was expected.
Costa, Ricardo J.T.;Gomes, Fernando C.T.;Providencia, Paulo M.M.P.;Dias, Alfredo M.P.G.
Computers and Concrete
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제12권4호
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pp.393-411
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2013
In the analysis and design of reinforced concrete frames beam-column joints are sometimes assumed as rigid. This simplifying assumption can be unsafe because it is likely to affect the distributions of internal forces and moments, reduce drift and increase the overall load-carrying capacity of the frame. This study is concerned with the relevance of shear deformation of beam-column joints, in particular of exterior ones, on the quasi-static behavior of regular reinforced concrete sway frames. The included parametric studies of a simple sub-frame model reveal that the quasi-static monotonic behavior of unbraced regular reinforced concrete frames is prone to be significantly affected by the deformation of beam-column joints.
In this dissertation, experimental research was carried out to study the hysteretic behavior of reinforced high-strength concrete beam-column joints designed by high performance techniques, such as application of high-strength concrete, reducing of joint regions damage, moving of beam plastic hinge. Specimens(HJAI, HJCI), designed by the development of earthquake-resistant performance, moving of beam plastic hinge, and new design approach, were attained the moving of beam plastic hinge and developed significantly earthquake-resistant performance of such joints.
Raj, S. Deepa;Ganesan, N.;Abraham, Ruby;Raju, Anumol
Advances in concrete construction
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제4권3호
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pp.161-172
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2016
An experimental investigation was carried out on the strength and behavior plain and fiber reinforced geopolymer concrete beam column joints and the results were compared with plain and steel fiber reinforced conventional concrete beam column joints. The volume fraction of fibers used was 0.5%. A total of six Geopolymer concrete joints and four conventional concrete joints were cast and tested under reversed cyclic loading to evaluate the performance of the joints. First crack load, ultimate load, energy absorption capacity, energy dissipation capacity stiffness degradation and moment-curvature relation were evaluated from the test results. The comparison of test results revealed that the strength and behavior of plain and fiber reinforced geopolymer concrete beam column joints are marginally better than corresponding conventional concrete beam column joints.
This study examines the material characteristics of fibers and their influences on reinforced concrete through the tests of reinforced concrete by the types of fibers including non-reinforced, steel, polypropylene and cellulose fibers and the test of compressive strength and reinforced concrete beam without shear reinforcement and consequently it obtains the following conclusions. As a result of conducting compressive strength by the types of specimens, fiber reinforced specimen with the highest compressive strength value at 28 days of age was cellulose fiber reinforced specimen as 280.4kgf/$\textrm{cm}^2$ and steel fiber specimen had the highest compressive strength of 250.7kgf/$\textrm{cm}^2$ at 180 days of age. In case of non-reinforced specimen, its compressive strength was 277.4kgf/$\textrm{cm}^2$ at 28 days of age and 273.1kgf/$\textrm{cm}^2$ at 180 days of age. Comparing the compressive strength of non-reinforced specimen to that fiber reinforced specimen showed that the compressive strength of fiber reinforced specimen was lower in the passage of age and the results of this experiment showed no effects of fiber reinforcement. As a result of testing reinforced concrete beam without shear reinforcement, ductility factors of specimens were 4.67 for non-reinforced specimen, 8.18 for steel fiber reinforced specimen, 6.20 for polypropylene fiber reinforced specimen and 5.49 for cellulose reinforced specimen, and it is found that steel fiber reinforced specimen was highest. When non-reinforced specimen and steel fiber reinforced specimen were compared, steel fiber reinforced specimen had higher ductility factor of about 75.2% than that of non-reinforced specimen.
섬유보강 콘크리트 보의 전단강도와 거동 특성을 규명하기 위해서 이론적 연구를 수행하였다. 섬유보강 콘크리트 보의 단면에 작용하는 전단력은 압축대와 인장대에 의해서 지지된다. 압축대의 전단성능은 단면의 휨모멘트에 의해서 발생하는 수직응력과의 상관관계를 고려하여 정의하였으며, 인장대의 전단성능은 섬유보강 콘크리트의 균열 후 인장강도를 고려하여 정의하였다. 보의 휨변형에 따라서 수직응력의 크기와 분포가 변화하므로, 보의 전단성능은 휭변형의 함수로 정의하였다. 전단성능곡선과 전단요구곡선의 교점에서, 보의 전단강도와 위험단면의 위치가 결정된다. 제안된 설계 방법은 섬유보강 콘크리트와 일반 콘크리트 보를 위한 통합전단강도모델로 사용 할 수 있다.
The main objective of this study was to examine structural behavior of reinforced concrete column and steel beam joint. composite specimens about 3/4 of the actual beam column connection assembly were tested by applying cyclic load through actuators. Test variables include face bearing plate(FBP), extended face bearing plate(E-FBP), VIR, U-bar and sub beam. There is not much differenced between specimens with sub beam and without sub beam. Test results also show that the joint strength of test specimen is close to the predicted strength by ASCE guideline.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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