Kavour, Florentia;Christoforidou, Angeliki;Pavlovic, Marko;Veljkovic, Milan
Steel and Composite Structures
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제43권4호
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pp.419-429
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2022
In response to the sustainability requirements set in the EU Commission's "Green Deal" towards reduction of the greenhouse gas emissions, it is estimated that the structural design for deconstruction is going to contribute considerably to the sustainable development of the built environment. The demountability of multi-material structural systems basically depends on the shear connectors used in the structural system. This paper focuses on a type of demountable injected shear connector with an injected steel-reinforced resin (iSRR) which consists of spherical steel particles embedded in a resin. Its application to steel-to-concrete and steel-to-Fiber Reinforced Polymer (FRP) decks is presented along with its benefits. In parallel, an overview of the experimental and numerical research on the evaluation of the mechanical properties of the demountable bolted connectors with iSRR is discussed. Last, detailed finite element (FE) models and a parametric study are performed to quantify the confinement level of the SRR material influenced by the oversized hole diameter.
The current study investigates the seismic performance of shear-dominant RC columns retrofitted with iron-based shape memory alloy (Fe SMA). Three RC columns with insufficient transverse reinforcement were designed and fabricated for lateral cyclic loading tests. Before testing, two specimens were externally confined with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets and self-prestressed Fe SMA strips. The test results showed that both CFRP and Fe SMA performed well in preventing severe shear failure exhibited by the unretrofitted control specimen. Furthermore, the two retrofitted specimens showed ductile flexural responses up to the drift ratios of ±8%. In terms of damage control, however, the Fe SMA confinement was superior to CFRP confinement in that the spalling of concrete was much less and that the rupture of confinement did not occur.
최근에 노후화된 콘크리트 구조물의 보수 보강 방법으로 FRP를 이용한 보강이 효과적인 것으로 알려지고 있다. 본 연구의 목적은 FRP로 보강된 콘크리트 실린더의 거동을 실험적으로 조사하고자 하는 것이다. 실험 변수로는 콘크리트의 압축강도, FRP재료의 종류 및 구속비이다. 본 연구에서 아라미드, 탄소 및 유리섬유로 보강된 콘크리트의 성능을 압축강도 실험을 통한 연구 결과를 보이고 있다. 이를 위해 축방향 하중, 축방향 및 횡방향 변형률을 측정하였다. 본 연구를 통하여 콘크리트의 강도와 횡방향 변형률과 횡방향 구속응력의 비로 정의되는 구속비가 구속 콘크리트의 응력-변형률을 결정하는 주요 인자인 것으로 나타났다. FRP로 더 많은 보강을 한 실험체는 우수한 구속력으로 인한 강도의 증가를 야기하였다. 고강도 콘크리트의 경우 FRP에 의한 보강으로 구속력의 증가이 증가되더라도 실험체의 압축변형률이 감소하여 취성파괴의 경향을 보였다. 구속된 콘크리트의 파괴는 FRP 재료의 극한 변형률 보다 낮은 변형률에서 FRP의 파단으로 시작되어 콘크리트의 파괴에 도달하였다.
다공성 멤브레인 필터를 템플레이트로 이용하여 전도성 고분자를 중합하면 템플레이트의 형태대로 나노 또는 마이크로 사이즈의 전도성 고분자 구조물을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 전기화학 중합법을 템플레이트 합성 과정에 이용하여 전극에 고착된 전도성 고분자 미세 구조물을 얻었다. 이 전기화학 템플레이트 합성 방법에서의 관건은 플라스틱 템플레이트를 ITO 또는 금속 전극위에 부착시키는 일이다, 이 때 전극은 전기화학 특성을 보지하여야 한다 이를 위하여 PEDiTT(poly-3,4-ethylenedithiathiophene) 용액과 PVA (polyvinyl alcohol) 용액을 블랜딩히여 얻은 복합체(composite)를 접착제로 이용하여 다공성 멤브레인 필터를 전극에 부착시켜 템플레이트 전극을 제작하였다. 이 전극을 피롤농도가 0.5M인 중합용액에 넣은 후 전해반응으로 템플레이트의 기공 안으로 폴리피롤이 합성되도록 하였다. 폴리피를 형성여부를 확인하기 위하여 템플레이트의 제거 전과 후의 전극 모습을 SEM이미지로 얻어서 확인하였다 또한 순환전압전류댑으로 전류 곡선을 얻어 확인하였다. 비교적 면적이 큰 작업 전극과 매우 작은 미소전극을 상대전극으로 구성한 전해 중합계를 이용하여 큰 작업 전극의 국소 부분에만 전도성 고분자의 전해중합을 시도하였다. 이를 위하여 마이크로 크기의 전극을 상대전극(Counter Electrode)으로, 그리고 템플레이트가 부착된 전극을 작업 전극(Working Electrode)으로 하는 2전극계를 구성하여 이용하였다. 이 전해계를 이용하여 얻은 미세구조물은 템플레이트의 동공 크기와 같은 크기로 성장하였고 형태는 튜브나 막대기 형태를 보였다. 특히 상대전극의 위치를 조정하여 원하는 위치에 튜브형태의 미세구조물을 합성하였다. 최종 합성조건으로는 $250{\mu}m$ 전극은 인가전위 4V로 100초간 중합시간, 그리고 $10{\mu}m$전극의 경우는 인가 전위 6V에 시간은 30초 동안 중합할 때 고분자가 멤브레인 동공 밖으로 넘쳐나지 않는 만큼 성장함을 알았다.
The behavior of stocky concrete-filled glass fiber reinforced polymer(GFRP) tubes was studied experimentally and analytically The behavior is focused on the confining action of GRFP tube against concrete. In the experimental work, extensive tensile tests for GFRP tubes which have various fiber lay-out were conducted. And, also short length concrete filled GFRP tubes which have various tube thickness, diameter, and length were tested. In the analytical work, equations to describe the compressive stresses and strains at failure, as well as the entire stress-strain curve of the GFRP tubes were developed. A comparison between the experimental results and those of analytical results indicate that the proposed model provides satisfactory predictions for the compressive strengths, strains at failure, and stress-strain responses.
The use of external carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) wraps is one of the most effective techniques existing for the confinement of the circular concrete columns. Currently, several researches have been made to develop models for predicting the behavior of this type of confinement. The disadvantage of the most models, is to not take into account the contribution of the transverse steel reinforcements (TSR) effect, However, very limited models have been recently developed that considers this combined effect and gives less accurate results. This paper presents the development of a new model for the axial behavior of circular concrete columns confined by combining external CFRP warps-and-internal TSR (hoops or spirals) based on the existing experimental data. The comparison between the proposed model and the experimental results showed good agreement comparing to the several existing models. Moreover, the expressions of estimating the ultimate strength and the corresponding strain are simple and precise, which make it easy to use in the design applications.
Many existing concrete structures suffer from low quality of concrete and inadequate confinement reinforcement. These deficiencies cause low strength and ductility. Wrapping concrete by carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite sheets enhances compressive strength and deformability. In this study, the effects of the thickness of the CFRP composite wraps on the behavior of concrete are investigated experimentally. Both monotonic and repeated compressive loads are considered during the tests, which are carried out on strengthened undamaged specimens, as well as the specimens, which were tested and damaged priorly and strengthened after repairing. The experimental data shows that, external confinement of concrete by CFRP composite sheets improves both compressive strength and deformability of concrete significantly as a function of the thickness of the CFRP composite wraps around concrete. Empirical equations are also proposed for compressive strength and ultimate axial deformation of FRP composite wrapped concrete. Test results available in the literature, as well as the experimental results presented in this paper, are compared with the analytical results predicted by the proposed equations.
한정된 공간 속을 희석 고분자 용액이 흐를 때 그공간의 특성 길이가 고분자의 그 것과 비슷한 경우에는 실험적으로 무한 공간에비하여 점도가 작게 됨을 보였다, 잔탄 검 용 액과 폴리아크릴 아미드 용액이 원통형 다공을 가진 고분자 막을 통해 흐를때의 점도를 뉴 톤 영역뿐 아니라 비뉴톤 영역에서도 한꺼번에 측정할 수 있는 흐름장치를 만들어 실험하였 다, 뉴톤 점도는 다공의 크기가 줄어들수록 줄어드는 경향을 보였는데 이는 두 특성 길이의 비로서 설명할수 있었다, 비뉴톤 점도 영역에서의 지표(power law index)는 폴리아크릴 아 미드 용액에서는 차이가 발견되지 않았으나 잔탄 검용액에서는 다공의 크기가 감소할수록 점점 작은 값을 보였다, 이것은 두 고분자 사슬의 경직성 차이에 기인된다 하겠다. 결론적으 로 벽 근처에 분차 크기 정도의 고분자 희박 영역이 존재하고 그 영역내에서는 고분자 사슬 의 배향 구조가 제한적이다고 하는 이론적 설명과 부합되는 결과를 얻었다.
The current study investigated experimentally the effectiveness of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) in confining concrete cylinders after being subjected to high temperature. Parameters examined were: (a) the exposing temperatures (20, 100, 200, 400 600 and 700℃) and (b) the number of CFRP layers (1 and 3 layers). A uniaxial compressive testing was carried out on 36 concrete cylinders with dimensions of 150 mm×300 mm. The results obtained show that the compressive strength reduced with the increased of temperature compared to that measured at 20℃. In particular, the reduction in the compressive strength was more observed when the temperature exceeded 400℃. Further, the concrete cylinders confined with one and three layers of CFRP significantly increased the compressive strength compared to the counterpart unconfined specimen tested at the same temperature. Also, the average percentages of the increase in the compressive strength were approximately 112% and 158% when applying 1 and 3 layers of CFRP, respectively, compared to the counterpart unstrengthened specimen tested at the same temperature.
Modeling and experiments of three electrospinning systems have been presented and they are i) axisymmetric instabilities in electrospinning of various polymeric solutions, ii) non-isothermal modeling of polymer melt electrospinning, and iii) control of nanoparticle distribution and location via confined self-assembly of block copolymers during electrospinning. It has been demonstrated that predicted simulations are in good agreement with corresponding electro spinning experiments, and theoretical analysis provides fundamental understanding of phenomena that take place during electrospinning of various polymeric liquids.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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