Structural health monitoring of steel truss bridge based on changes in modal properties was investigated in this study. Vibration measurements with five sensors were conducted at an existing Warren truss bridge with partial fractures in diagonal members before and after an emergency repair work. Modal properties identified by the Eigensystem Realization Algorithm showed evidences of increases in modal damping due to the damage in diagonal member. In order to understand the dynamic behavior of the bridge and possible mechanism of those increases in modal damping, theoretical modal analysis was conducted with three dimensional frame models. It was found that vibrations of the main truss could be coupled internally with local vibrations of diagonal members and the degree of coupling could change with structural changes in diagonal members. Additional vibration measurements with fifteen sensors were then conducted so as to understand the consistency of those theoretical findings with the actual dynamic behavior. Modal properties experimentally identified showed that the damping change caused by the damage in diagonal member described above could have occurred in a diagonal-coupled mode. The results in this study imply that damages in diagonal members could be detected from changes in modal damping of diagonal-coupled modes.
Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction
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v.35
no.7
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pp.147-156
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2019
The purpose of this study is to consider structural issues and analyze construction sequences when constructing hanging floors supported by Mega truss. Since suspended structures were supported by the Mega truss, vertical load on suspended structures was needed to transfer from low to high. Deflection management of structures was the primary point under construction. The results of this study were as follows; The steel structures, which has relatively lighter self-weight, were constructed upwards after the base floor steel truss erection. Concrete Placing, which has relatively heavier self-weight, were performed in two phases to minimize structure's deflection. Slab was placed downwards from the top floor to lower floor whereas column was places upwards. Deflection measurements were carried out at every construction sequences.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.21
no.2
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pp.33-40
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2021
For the practical application of U-flanged Truss Hybrid beams, the flexural capacity of hybrid beams with end reinforcement details using vertical steel plates was verified. The bending test of U-flanged Truss Hybrid beams was performed using the same top chord under the compressive force, but with the thickness of the bottom plate and the amount of tensile reinforcement. The initial stiffness and maximum load of the specimen with tensile reinforcement have a higher value than that of the specimen without tension reinforcement, but the more tensile reinforcement, the greater the load decrease after the maximum load. In the case of the specimen with tensile reinforcement, because the test result value is 76% to 88% when compared with the flexural strength according to Korea Design Code, the safety of the U-flanged Truss Hybrid beam with the same details of the specimens can't ensure. Therefore, the development of new details is required to ensure that the bottom steel plate and the tensile reinforcement can undergo sufficient tensile deformation.
Analytical methods for assessment of the out-of-plane buckling of unbraced top chords of truss bridges may look obsolete while comparing them to finite element analysis. However they are, usually, superior when rapid assessment is necessary. Analytical methods consider the top chord as a bar on elastic supports provided by bracing (Holt, Timoshenko). Correct assessment of the support elasticity (stiffness) is crucial. In the case of truss bridge spans of traditional structural layout (cross-beams at the truss chord nodes only), the elasticity may be set based on the analysis of the, so called, U-frame stiffness. Here the analyses consider the U-frame itself (a pair of verticals and a cross-beam) or the U-frame with adjacent diagonals or the pair of diagonals (in the absence of verticals) and the members of the bottom chord in the adjacent panels. For all the cases, the stability analysis of the chord as a bar in compression is necessary. Unfortunately, the method cannot be applied to contemporary truss bridges without verticals, that usually have independent cross-beam decks (the cross-beams attached to truss chords at their nodes and between them). This is the motivation for the analysis resulting in the method of setting the stiffness of the equivalent U-frame for the aforementioned truss bridges. Truss girders of both, gussetless and gusseted, joints are taken into account.
Human-induced vibration could present a serious serviceability problem for large-span and/or lightweight floors using the high-strength material. This paper presents the results of heel-drop, jumping, and walking tests on a large-span composite steel rebar truss-reinforced concrete (CSBTRC) floor. The effects of human activities on the floor vibration behavior were investigated considering the parameters of peak acceleration, root-mean-square acceleration, maximum transient vibration value (MTVV), fundamental frequency, and damping ratio. The measured field test data were validated with the finite element and theoretical analysis results. A comprehensive comparison between the test results and current design codes was carried out. Based on the classical plate theory, a rational and simplified formula for determining the fundamental frequency for the CSBTRC floor is derived. Secondly, appropriate coefficients (βrp) correlating the MTVV with peak acceleration are suggested for heel-drop, jumping, and walking excitations. Lastly, the linear oscillator model (LOM) is adopted to establish the governing equations for the human-structure interaction (HSI). The dynamic characteristics of the LOM (sprung mass, equivalent stiffness, and equivalent damping ratio) are determined by comparing the theoretical and experimental acceleration responses. The HSI effect will increase the acceleration response.
To avoid the cracks of cast-in-place concrete in shear pockets and seams in the traditional composite beam with precast decks, this paper proposed a new type of prefabricated steel truss-concrete composite beam (ab. PSTC beam) with pre-embedded shear studs (ab. PSS connector). To study the initial cracking load of concrete deck, the development and distribution laws of the cracks, 3 PSTC beams were tested under hogging moment. And the crack behavior of the deck was compared with traditional precast composite beam, which was assembled by shear pockets and cast-in-place joints. Results show that: (i) the initial crack appears on the deck, thus avoid the appearance of the cracks in the traditional shear pockets; (ii) the crack of the seam appears later than that of the deck, which verifies the reliability of epoxy cement mortar seam, thus solves the complex structure and easily crack behavior of the traditional cast-in-place joints; (iii) the development and the distribution laws of the cracks in PSTC beam are different from the conventional composite beam. Therefore, in the deduction of crack calculation theory, all the above factors should be considered.
As a brittle failure mode, punching-shear failure can be widely found in traditional RC slab-column connections, which may lead to the entire collapse of a flat plate structure. In this paper, a novel RC slab-column connection with inner steel truss was proposed to enhance the punching strength. In the proposed connection, steel trusses, each of which was composed of four steel angles and a series of steel strips, were pre-assembled at the periphery of the column capital and behaved as transverse reinforcements. With the aim of exploring the punching behavior of this novel RC slab-column connection, a static punching test was conducted on two full-scaled RC slab specimens, and the crack patterns, failure modes, load-deflection and load-strain responses were thoroughly analyzed to explore the contribution of the applied inner steel trusses to the overall punching behavior. The test results indicated that all the test specimens suffered the typical punching-shear failure, and the higher punching strength and initial stiffness could be found in the specimen with inner steel trusses. The numerical models of tested specimens were analyzed in ABAQUS. These models were verified by comparing the results of the tests with the results of the analyzes, and subsequently the sensitivity of the punching capacity to different parameters was studied. Based on the test results, a modified critical shear crack theory, which could take the contribution of the steel trusses into account, was put forward to predict the punching strength of this novel RC slab-column connection, and the calculated results agreed well with the test results.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.31
no.11
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pp.1124-1130
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2007
This paper presents a new way for fabricating sandwich plates with tetrahedral truss cores. The tetrahedral truss cores are manufactured through metal expanding and bending process and then brazed with solid face sheets. The properties of sandwich plates with the tetrahedral truss cores composed of a wrought steel SS41 under compression and shear loading have been investigated. Good agreement is observed between the measured and predicted peak strengths. Comparisons with normalized compressive strength for other cellular metals have indicated that the tetrahedral truss structures outperform aluminum open cell forms and woven core sandwich plates.
This study, push-off tests for the initially uncracked specimens were conducted to investigate shear transfer mechanism in reinforce concrete elements. Experimental programs for shear transfer were undertaken to investigate the effect of the concrete compressive strength, the presence of steel stirrups as shear reinforcement and the amount of steel stirrups. As the shear plane is loaded, several cracks form in a direction inclined to the shear plane, creating compression struts in the concrete. For this stage, shear is being transferred through a truss-like action produced by the combination of the compressive force in the concrete struts and the tensile force that the steel reinforcement crossing the shear plane develops. In the normal strength concrete specimens with steel stirrups, ultimate failure occurred when the compression struts crushed in concrete. In the high strength concrete specimens, on the other hand, ultimate failure occurred when the steel stirrups developed their yield strength.
The purpose of this study is to analyze the ultimate strength and behavior of triangular and rectangular frames in steel towers. Investigations of collapse mechanism including local and global failures of partial frame are carried out through finite element analysis and small scaled experiments. Ultimate strength and deformation are investigated in case of shape variations with change of the interior and exterior frames. The efficiency of rectangular frame saving sub-brace members are verified with comparisons of the ultimate strength of triangular frames.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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