The main goal of this study is to prepare a program for analyzing High Strength Steel Fibrous Reinforced Concrete (HSSFRC) slabs and predict the response and strength of the slab instead of preparing a prototype and testing it in the laboratory. For this purpose, new equations are proposed to represent the material properties of High Strength Steel Fibrous Reinforced Concrete. The proposed equations obtained from performing regression analysis on many experimental results using statistical programs. The finite element method is adopted for non-linear analysis of the slabs. The eight-node "Serendipity element" (3 DoF) is chosen to represent the concrete. The layered approach is adopted for concrete elements and the steel reinforcement is represented by a smeared layer. The compression properties of the concrete are modeled by a work hardening plasticity approach and the yield condition is determined depending on the first two stress invariants. A tensile strength criterion is adopted in order to estimate the cracks propagation. many experimental results for testing slabs are compared with the numerical results of the present study and a good agreement is achieved regarding load-deflection curves and crack pattern. The response of the load deflection curve is slightly stiff at the beginning because the creep effect is not considered in this study and for assuming perfect bond between the steel reinforcement and the concrete, however, a great agreement is achieved between the ultimate load from the present study and experimental results. For the models of the tension stiffening and cracked shear modulus, the value of Bg and Bt (Where Bg and Bt are the curvature factor for the cracked shear modulus and tension stiffening models respectively) equal to 0.005 give good results compared with experimental result.
이 연구는 땅밀림지에서 휘어져 자란 수목의 나이테를 분석함으로써 땅밀림이 지속적으로 진행되는가를 파악함으로써 땅밀림지 복구를 위한 기초자료를 제공하기 위하여 수행하였다. 땅밀림지의 각종 인자를 분석하고, 인장균열을 따라 휘어져 자라는 수목을 6개체 선정하여 휘어진 지점의 상부와 하부 단판을 채취하여 경사각을 측정하였다. 본 조사지의 지층 및 주 구성암석은 선캠브리아기에 형성된 회장암 지역으로 타 지층 및 관입암과 단층 및 습곡은 없으며, 땅밀림지 상단부에는 너널이 분포하고, 풍화암으로 이루어져 있다. 땅밀림지에서 휘어진 수목의 나이테 분석과 인공위성사진을 이용한 지형을 분석한 결과, 사면 최하단부에서부터 상단부까지 발생한 땅밀림 발생시기는 1999년부터 2011년까지로 분석되었다. 땅밀림으로 발생된 인장균열이 가리키는 방위각과 수목의 휘어진 각을 T-test한 결과 1% 수준에서 유의하였다. 따라서 땅밀림 지역의 인공위성사진을 통한 지형분석과 함께 휘어진 수목의 나이테분석, 지하수위 분석을 병행한다면 땅밀림 발생시기를 보다 면밀히 확인할 수 있을 것으로 사료된다.
Recently, based on the smart structure concept, optical fiber sensors have been increasingly applied to monitor the various engineering and civil structural components. Repairs based on adhesively bonded fiber reinforce composite patches are more structurally efficient and much less damaging to the parent structure than standard repairs based on mechanically fastened metallic patches. As a result of the high reinforcing efficiency of bonded patches fatigue cracks can be successfully repaired. However, when such repairs are applied to primary structures, it is needed to demonstrate that its loss can be immediately detected. This approach is based on the "smart patch" concept in which the patch system monitors its own health. The objective of this study is to evaluate the potentiality of application of transmission-type extrinsic Fabry-Perot optical fiber sensor (TEFPI) to the monitoring of crack growth behavior of composite patch repaired structures. The sensing system of TEFPI and the data reduction principle for the detection of crack detection are presented. Finally, experimental results from the tests of center-cracked-tension aluminum specimens repaired with bonded composite patch is presented and discussed.
It has been known that debonding failures between CFS(Carbon Fiber Sheet) and concrete in the strengthened RC beams are initiated by the peeling of the sheets in the region of combined large moment and shear forces, being accompanied by the large shear deformation after flexural cracks. These shear deformation effects are seldom occurred in small-scale model tests, but debondings due to the large shear deformation effects are often observed in a full-scale model tests. The premature debonding failure of CFS, therefore, must be avoided to confirm the design strength of full-scale RC beam in strengthening designs. The reinforcing details, so- called 'U-Shape fiber wrap at mid-span' which wrapped the RC flexural members around the webs and tension face at critical section with CFS additionally, were proposed in this study to prevent the debonding of CFS. Other reinforcing detail, so called 'U-Shape fiber wrap at beam end' were included in this tests and comparisons were made between them.
Most cracks in the structure occur under mixed mode loading and those fatigue crack propagation behavior heavily depends on the stress ratio. So, it is necessary to study the fatigue behavior under mixed mode loading as the stress ratio changes. In this paper, the fatigue crack propagation behavior was respectively investigated at stress ratio 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 and we changed the loading application angle into 0$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 60$^{\circ}$ to apply various loading mode. The mode I and II stress intensity factor of CTS specimen used in this study was calculated by the displacement extrapolation method using FEM (ABAQUS). Using both the experiment and FEM analysis, we have concluded the relationship between crack propagation rate and stress intensity factor range at each loading mode due to the variation of stress ratio. Also, when the crack propagated under given stress ratio and loading mode condition, we have concluded the dominant factors of the crack propagation rate at each case.
An experimental investigation of the fatigue through crack growth behavior under simple stepped variable loading condition has been performed using Al7075-T651. Experiments were carried out by using cantilever bending type specimens, with chevron notches on a small electro-magnetic test machine. Tensile overloads have a retarding effect on the fatigue crack growth rates, therefore tensile overloads were used for the beneficial effect on the fatigue life. While in most cases compressive overloads have only a vanishing effect on crack growth rates, some experiments with single edge crack tension specimens reveal a marked growth retardation. The stress ratios used in this investigations varies from R=0.32 to 0.81, from R=0.04 to 0.76, from R=-0.15 to 0.73, and from R=-0.33 to 0.68 and the peak load for each case was not varied. The crack growth and crack closure were measured by Kikukawa's compliance method with a strain gauge mounted on the backside of each specimens. The results obtained are as follows. When the stepped variable load was applied, the smaller the stress ration was, the larger the delayed retardation of the crack growth rate was. The fatigue crack growh rate data obtained for through cracks were plotted well against the effective stress intensity factor range from 4.0 to 20.0MP{a^{SQRT}m}. It was found that the effective stress intensity factor range ratio was related well to the opening stress intensity factor, the maximum stress intensity factor, and crack length.
For the fast dry of the aqueous tape, the process which water was reaplaced by organic solvent was proposed. Socalled, it was the solvent washing dry. Three organic solvents (methanol, ethanol and acetone) were selected for the washing solvent. The weight loss of the washed tapes was measured to evaluate the dry rate of the tapes and dried tapes were examined the generation of the cracks with the variations of the organic solvent and the washing time. Methanol, ethanol and acetone were available organic solvents for this method. The tapes washed in methanol, ethanol and acetone were dried rapidly for twenty minutes. After thirty minutes, the weight losses were not found any more, The solvent of the lower surface tension can decreases the crack of dried tape. If solvent substitutes water completely, though it was fast dried, crack can be eliminated.
Rubio-Gonzalez, Carlos;Gomez-Rosas, G.;Ruiz, R.;Nait, M.;Amrouche, A.
Structural Engineering and Mechanics
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제53권5호
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pp.867-880
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2015
Mechanical fastening is still one of the main methods used for joining components. Different techniques have been applied to reduce the effect of stress concentration of notches like fastener holes. In this work we evaluate the feasibility of combining laser shock peening (LSP) and cold expansion to improve fatigue crack initiation and propagation of open hole specimens made of 6061-T6 aluminum alloy. LSP is a new and competitive technique for strengthening metals, and like cold expansion, induces a compressive residual stress field that improves fatigue, wear and corrosion resistance. For LSP treatment, a Q-switched Nd:YAG laser with infrared radiation was used. Residual stress distribution as a function of depth was determined by the contour method. Compact tension specimens with a hole at the notch tip were subjected to LSP process and cold expansion and then tested under cyclic loading with R=0.1 generating fatigue cracks on the hole surface. Fatigue crack initiation and growth is analyzed and associated with the residual stress distribution generated by both treatments. It is observed that both methods are complementary; cold expansion increases fatigue crack initiation life, while LSP reduces fatigue crack growth rate.
For the fast dry of the aqueous tape, the process which water was replaced by organic solvent was proposed. Socalled, it was the solvent washing dry. Three organic solvents (methanol, ethanol and acetone) were selected for the washing solvent. The weight loss of the washed tapes was measured to evaluate the dry rate of the tapes and dried tapes were examined the generation of the cracks with the variations of the organic solvent and the washing time. Methanol, ethanol and acetone were available organic solvents for this method. The tapes washed in methanol, ethanol and acetone were dried rapidly for twenty minutes. After thirty minutes, the weight losses were not found any more. The solvent of the lower surface tension can decreases the crack of dried tape. If solvent substitutes water completely, though it was fast dried, crack can be eliminated.
Steel fiber and Polymer are used widely for the reinforcement material of RC structures because of its excellence of durability, serviceability as well as mechanical properties. Polymer-Steel fibrous high strength concrete beam's input ratio are 1.0%. The shear span-to-depth ratio are 1.5, 2.8 and 3.6, compressive strength of specimens 320kg/㎠, 436kgf/㎠ and 520kgf/㎠ in 28 days. The static test was carried out to measure the ultimate load, the initial load of flexural crack and of diagonal crack, from which crack patte군 and fracture modes are earned. Also, stress-strain, load-strain and load-deflection are examined during the test cracks(shear crack, flexural crack, and diagonal tension crack), when the load values are sketched according to the growth of crack. Result are as follows; (1) The failure modes of the specimens increase in rigidity and durability in accordance with the increase of mixing steel fiber and polymer. (2) The load of initial crack was the same as the theory of shear-crack strength (3) Polymer-Steel fibrous high strength concrete beams have increased the deflection and strain at failure load, improving the brittleness of the high strength concrete. (4) In this result of study, an additional study need to make a need formular because the study is different from ACI formular and Zsutty formular.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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