This paper presents experiments and theoretical analysis on shear behavior of eight concrete-encased square concrete-filled steel tube (CECFST) specimens and three traditional reinforced concrete (RC) specimens. A total of 11 specimens with the test parameters including the shear span-to-depth ratio, steel tube size and studs arrangement were tested to explore the shear performance of CECFST specimens. The failure mode, shear capacity and displacement ductility were thoroughly evaluated. The test results indicated that all the test specimens failed in shear, and the CECFST specimens enhanced by the interior CFST core exhibited higher shear capacity and better ductility performance than that of the RC specimens. When the other parameters were the same, the larger steel tube size, the smaller shear span-to-depth ratio and the existence of studs could lead to the more satisfactory shear behavior. Then, based on the compatible truss-arch model, a set of formulas were developed to analytically predict the shear strength of the CECFST members by considering the compatibility of deformation between the truss part, arch part and the steel tube. Compared with the calculated results based on several current design specifications, the proposed formulas could get more accurate prediction.
Concrete cracking due to brittle tension strength significantly prevents fully utilization of the materials for "flexural-shear failure" type shear walls. Theoretical and experimental studies applying fiber reinforced concrete (FRC) have achieved fruitful results in improving the seismic performance of "flexural-shear failure" reinforced concrete shear walls. To come to an understanding of an optimal design strategy and find common performance prediction method for design methodology in terms to FRC shear walls, seismic performance on shear walls with PVA and steel FRC at edge columns and plastic region are compared in this study. The seismic behavior including damage mode, lateral bearing capacity, deformation capacity, and energy dissipation capacity are analyzed on different fiber reinforcing strategies. The experimental comparison realized that the lateral strength and deformation capacity are significantly improved for the shear walls with PVA and steel FRC in the plastic region and PVA FRC in the edge columns; PVA FRC improves both in tensile crack prevention and shear tolerance while steel FRC shows enhancement mainly in shear resistance. Moreover, the tensile strength of the FRC are suggested to be considered, and the steel bars in the tension edge reaches the ultimate strength for the confinement of the FRC in the yield and maximum lateral bearing capacity prediction comparing with the model specified in provisions.
The purpose of this study is to investigate the effect of the shear wall location in rigid frames on the dynamic behavior of a roof structure due to vertical and horizontal earthquake motions. The study deals with a gabled long span beam supported by two story rigid frames with shear walls. The earthquake response analysis is carried out to study the responses of the roof: vibration mode, natural period, bending moment and horizontal shear force of the bearings. The study results in the following conclusions: First, a large horizontal stiffness difference between the side frames is caused by the shear wall location, which results in a large vertical vibration of the roof and a large shear force at the side bearings. Second, in this case, the seismic design method for ordinary buildings is not useful in determining the distribution of the static equivalent loads for the seismic design of this kind of long span structures.
Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
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v.4
no.4
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pp.9-14
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2013
In this study, flexural strength properties of SC shear walls were investigated through static pushover test. Failure modes and stiffness characteristics of SC shear walls under lateral loads were inspected by analyzing the experimental results. Main failures of unstiffened SC shear walls were found to be the type of bending shear failure due to the unbonding of the steel plate at the concrete interface. The ductility capacity of SC structures was also confirmed to be improved, which is considered to be a confining effect on steel plates in the longitudinal behavior of SC shear walls.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2005.11a
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pp.263-266
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2005
Recently, many researches for high-strength and high-durability concrete structure have remarkably been studied by adopting new construction material, fiber reinforced polymer (FRP). In connection with these research trend, the shearing capacity of concrete beams reinforced by GFRP stirrup which is developed in this study was evaluated. Experimental variables are span to depth ratio and spacing of shear reinforcement for test. In the result of test, the crack pattern, failure mode and shear load between shear steel reinforcement specimen and GFRP stirrup reinforcement specimen showed similar structural tendency. Therefore, it was investigated that the adaptability of shear-reinforced concrete structure with GFRP stirrup will be improved with further researches of shear design variables.
An innovative Partially Precast Steel Reinforced Concrete (PPSRC) beam is presented in this paper. To study the shear behavior of PPSRC beams, static loading experiments were conducted on 10 specimens, including 4 T-beam specimens and 4 PPSRC inverted T-beam specimens together with 2 PPSRC rectangular section beams. In the tests, the shear behaviors of the PPSRC beams were emphasized. On the basis of the experiments, the failure mode and ultimate bearing capacity were thoroughly examined. The calculation methods for shear capacity are also presented in this paper. The analysis of mechanical behavior and the calculation methods presented can be used as a reference to design these innovative composite PPSRC beams and provide a significant foundation for further research.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.26
no.1
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pp.9-17
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2013
In this study, an efficient analytical model for the dynamic analysis of tall buildings with a shear wall-frame structural system has been proposed. A shear wall-frame structural system usually consists of a core wall showing flexural behavior and a frame presenting shear behavior. Therefore, the deformed shape of the shear wall-frame structural system is shown by the combination of flexural mode and shear mode. These characteristics should be considered when an efficient analytical model is developed. To this end, the effect of shear wall and frame on the dynamic behavior of a tall building with a dual system has been separately investigated. In this study, the structural characteristics of a separated individual shear wall model and the frame model without shear wall has been evaluated. In order to consider the effect of the shear wall in the frame model without shear wall, a rigid body was used instead of the shear wall. Each equivalent model for the separated shear wall part and frame part has been independently developed and two equivalent models were then combined to create an efficient analytical model for tall buildings with a shear wall-frame structural system. In order to verify the efficiency and accuracy of the proposed method, time history analyses of tall buildings with a shear wall-frame system were performed. Based on analytical results, it has been confirmed that the proposed method can provide accurate results, requiring significantly reduced computational time and memory.
To clarify the influence of precipitation microstructure and inclusion on the monotonic tensile fracture behaviors in 2090 alloy aged at $180^{\circ}C$, the detailed measurement of hardness, tensile strength, elongation and the observation of scanning electron micrography, transmision electron micrography have been carried out. The transgranular shear ductile fracture has been observed in specimen quenched after solution treatment at $500^{\circ}C$ for 45min. While the under-aged specimen was fractured in both transgranular shear ductile and intergranular fracture mode, the fracture mode of peak-aged and over-aged alloy was predominantly intergranular fracture. The fracture behavior of each ageing condition was influenced by the change of precipitation microstructural features. In the case of peak-aged and over-aged alloys, the coarse and heterogeneous slip band caused by both shearable nature of the ${\delta}^{\prime}(Al_3Li)$ precipitates and PFZ along the high angle grain boundary aid the localization of deformation, resulting in low energy intergranular fracture. It was also estimated that the fractured T-type intermetallic phases (inclusion) and the equilibrium ${\delta}$(AlLi) phases which were formed at grain boundaries palyed an important role in promoting intergranular fracture mode.
A study has been made on the fabrication of a dual mode(a longitudinal and shear mode) ultrasonic sensor using a single PZT piezoelectric ceramic element. We investigated the mechanism of the dual mode sensor that generated both of the longitudinal and the shear waves simultaneously with the single PZT element. Through the analysis of analytic wave propagation equations, all the possible crystal cuts have been examined to determine appropriate Euler transformation angles for efficient excitations of the dual modes. We studied the performance of a PZT element as a function of its rotation angle so that its efficiency is optimized to excite the two waves of equal strength. Experimental examination of the waveform on a delay line(STS303) setup confirms that the ultrasonic sensor can transmit and detect both longitudinal and shear waves simultaneously.
Erfan, Mohmmad;Jafarzadeh-Kashi, Tahereh Sadat;Ghadiri, Malihe;Rakhshan, Vahid
The Journal of Advanced Prosthodontics
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v.6
no.5
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pp.333-345
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2014
PURPOSE. Bonding agents (BA) are the crucial weak link of composite restorations. Since the commercial materials' compositions are not disclosed, studies to formulize the optimum ratios of different components are of value. The aim of this study was to find a proper formula of BAs. MATERIALS AND METHODS. This explorative experimental in vitro study was composed of 4 different sets of extensive experiments. A commercial BA and 7 experimental formulas were compared in terms of degree of conversion (5 experimental formulas), shear bond strength, mode of failure, and microleakage (3 experimental formulas). Statistical analyses were performed (${\alpha}$=.05). The DC of selected formula was tested one year later. RESULTS. The two-way ANOVA indicated a significant difference between the shear bond strength (SBS) of two tissues (dentin vs. enamel, P=.0001) in a way that dentinal bonds were weaker. However, there was no difference between the four materials (P=.283). The adhesive mode of failure was predominant in all groups. No differences between the microleakage of the four materials at occlusal (P=.788) or gingival (P=.508) sites were detected (Kruskal-Wallis). The Mann-Whitney U test showed a significant difference between the microleakage of all materials (3 experimental formulas and a commercial material) together at the occlusal site versus the gingival site (P=.041). CONCLUSION. A formula with 62% bisphenol A-glycidyl methacrylate (Bis-GMA), 37% hydroxy ethyl methacrylate (HEMA), 0.3% camphorquinone (CQ), and 0.7% dimethyl-para-toluidine (DMPT) seems a proper formula for mass production. The microleakage and SBS might be respectively higher and lower on dentin compared to enamel.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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