In this paper, a new application of a four variable refined plate theory to analyze the nonlinear bending of functionally graded plates exposed to thermo-mechanical loadings, is presented. This recent theory is based on the assumption that the transverse displacements consist of bending and shear components in which the bending components do not contribute toward shear forces, and similarly, the shear components do not contribute toward bending moments. The derived transverse shear strains has a quadratic variation across the thickness that satisfies the zero traction boundary conditions on the top and bottom surfaces of the plate without using shear correction factors. The material properties are assumed to vary continuously through the thickness of the plate according to a power-law distribution of the volume fraction of the constituents. The solutions are achieved by minimizing the total potential energy. The non-linear strain-displacement relations in the von Karman sense are used to derive the effect of geometric non-linearity. It is concluded that the proposed theory is accurate and simple in solving the nonlinear bending behavior of functionally graded plates.
Recently, large and deep excavations are increasing. The damage of adjacent structures due to excavation has steadily increased with increasing construction demand. Especially in urban development and poor conditions, the excavation adjacent to the subway structures has caused a lot of problems. This paper was reviewed that the underground excavation and reinforcement of the status process through a case study on the field. And stability analysis through the case study evaluates applicability for reasonable reinforcement method by numerical analysis. As a result, the strata distribution condition of all 16 sites consisted of landfill from the top and distributed in the order of deposits, weathered soils, weak rock from the bottom. Also, when proceeding the excavation adjacent to structures, the location of site and layer conditions have highly effect on the results of the construction. Therefore, this study was applied reinforcement method to protect damage by excavation. Displacement and settlement were within allowable criterion and hence, stability of structure was analyzed as safe.
This work presents a non-linear cylindrical bending analysis of functionally graded plate reinforced by single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) in thermal environment using a simple integral higher-order shear deformation theory (HSDT). This theory does not require shear correction factors and the transverse shear stresses vary parabolically through the thickness. The material properties of SWCNTs are assumed to be temperature-dependent and are obtained from molecular dynamics simulations. The material properties of functionally graded carbon nanotube-reinforced composites (FG-CNTCRs) are considered to be graded in the thickness direction, and are estimated through a micromechanical model. The non-linear strain-displacement relations in the Von Karman sense are used to study the effect of geometric non-linearity and the solution is obtained by minimization of the total potential energy. The numerical illustrations concern the nonlinear bending response of FG-CNTRC plates under different sets of thermal environmental conditions, from which results for uniformly distributed CNTRC plates are obtained as benchmarks.
Seismic resisting self-centering bridge piers with high energy dissipation and negligible residual displacement after an earthquake event are focus topics of current structural engineering. The energy dissipation components of typical bridge piers are often relatively single; and exhibit a certain level of damage under earthquakes, leading to large residual displacements and low cumulative energy dissipation. In this paper, a novel socket self-centering bridge pier with a hybrid energy dissipation system is proposed. The seismic resilience of bridge piers can be improved through the rational design of annular grooves and rubber cushions. The seismic response was evaluated through the finite element method. The effects of rubber cushion thickness, annular groove depth, axial compression ratio, and lateral strength contribution ratio of rubber cushion on the seismic behavior of bridge piers are systematically studied. The results show that the annular groove depth has the greatest influence on the seismic performance of the bridge pier. Especially, the lateral strength contribution ratio of the rubber cushion mainly depends on the depth of the annular groove. The axial compression ratio has a significant effect on the ultimate bearing capacity. Finally, the seismic design method is proposed according to the influence of the above research parameters on the seismic performance of bridge piers, and the method is validated by an example. It is suggested that the range of lateral strength contribution ratio of rubber cushion is 0.028 ~ 0.053.
Objectives This study aimed to examine the efficacy of Korean traditional medicine treatments for recurrent lumbar disc herniation by analyzing randomized controlled trials (RCTs). Methods The following 6 databases were used Korean studies Information Service System, Oriental Medicine Advanced Searching Integrated System, Research Information Sharing Service, ScienceON, PubMed, and China National Knowledge Infrastructure. Only RCTs were selected. The risk of bias was assessed by Cochrane's risk of bias tool. Results A total of 10 RCTs were analyzed, which utilized 8 types of interventions, including acupuncture, moxibustion, warm needling, electroacupuncture, herbal medicine, cupping, and chuna manual therapy. Acupuncture and moxibustion were the most frequently used treatments. There were 7 outcome measures, including the effective rate, visual analog scale, Japanese Orthopedic Association. The effective rate was assessed in all studies. Meta-analysis results indicated that warm needling therapy and traditional Chinese medicine interventions were more effective compared with the control. Conclusions In this study, warm needling therapy and herbal medicine interventions demonstrated beneficial effects. As the meta-analysis was conducted with only a subset of RCT studies, further large-scale, systematic RCT studies are needed.
The effect of the steel pipe member joint on the design performance of a plastic multi-span greenhouse was analysed through the comparing full-scale experiment and numerical analysis. The design performance of the greenhouse is generally evaluated through numerical analysis, but it is rare to consider the characteristics of the connections or joints of the members. In this study, the effect of the column-gutter beam-rafter-wind break wall joint on the design performance of the whole structure of a plastic multi-span greenhouse was analysed. The numerical results with assuming that the member joint are rigid condition were compared with the full-scale load test results using member joints used in the field. The stiffness of the entire structure was compared using the load-displacement relationship and the change of the load sharing ratio that the main members such as column, rafters, and wind break wall was analysed. The results of the load test were about 40% larger than the numerical result and the member stress was more than twice as large as those of the loaded columns. In order to increase the reliability of the design performance of the greenhouse, it is necessary to develop a numerical analysis model which can consider the characteristics of various joints.
To improve the seismic performance of suspended ceiling structures, various vibration-damping devices have been developed. However, the devices made of metals have a limit in that they cause large deformation and seriously damages the exterior of the suspended ceiling structure from the wall. As a results, their strengthening effect of the suspended ceiling structure was minimal. Thus, this study employed a spring and vibration-proof rubber effectively controlled vibrations without increasing horizontal seismic loads on the ceiling to enhance the seismic resistance of suspended ceiling structures. The objective of the study is to examine the dynamic properties of a seismic damping-isolation unit (SDI) with various details developed. The developed SDI was composed of a spring, embossed rubbers, and prestressed bolts, which were the main factors enhancing the damping effect. The shaking table tests were performed on eight SDI specimens produced with the number of layers of embossed rubber (ns), presence or absence of a spring, prestressed force magnitude introduced in bolts (fps), and mass weight (Wm) as the main parameters. To identify the enhancement effect of the SDI, the dynamic properties of the control specimen with a conventional hanger bolt were compared to those of the SDI specimens. The SDI specimens were effective in reducing the maximum acceleration (Ac max), acceleration amplification factor (αp), relative displacement (δR), and increasing the damping ratio (ξ) when compared to the control specimen. The Ac max, αp, and δR of the SDI specimens with two rubbers, spring, and fps of 0.1fby, where fby is the yielding strength of the screw bolt were 57.8%, 58.0%, and 61.9% lower than those of the conventional hanger bolt specimens, respectively, resulting in the highest ξ (=0.127). In addition, the αp of the SDI specimens was 50.8% lower than those specified in ASCE 7 and FEMA 356. Consequently, to accurately estimate the αp of the SDI specimens, a simple model was proposed based on the functions of fps, stiffness constant of the spring (K), Wm, and ns.
Park, Du-Hee;Kwak, Hyung-Joo;Kang, Jae-Mo;Lee, Yong-Gook
Journal of the Korean Geotechnical Society
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v.30
no.10
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pp.67-80
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2014
The thickness of permafrost in Eastern Siberia is from 200 to 500 meters. The seasonally frozen layer can vary from 0 to 4m depending on ground temperature and its location. The shear wave velocity varies from 80m/s in summer to 1500m/s in winter depending on soil type. When melted, large impedence will occur due to the difference between the shear wave velocity of seasonally frozen soil and that of permafrost layer. Large displacement may occur at the boundary of the melted and the frozen layer, and this phenomenon should be considered in a seismic design. In this research, one-dimensional equivalent linear analyses were performed to investigate the effects of the seasonally frozen layer on ground amplification characteristics. Soil profiles of Yakutsk and Chara in Eastern Siberia were selected from geotechnical reports. 20 recorded ground motions were used to evaluate the effect of input motions. As the thickness of seasonally frozen layer and the difference in the shear wave velocity increases, the amplification is shown to increase. Peat, very soft organic soil widely distributed throughout Eastern Siberia, is shown to cause significant ground motion amplification. It is therefore recommended to account for its influence on propagated motion.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.7
no.1
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pp.141-150
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1987
The Soyanggang Dam completed in 1973 was well instrumented during construction period. The measured results for stresses and movements of the embankment have already been published elsewhere, but theoretical analyses have not been made until now. This study intends to analyze the stress and deformation behavior of the embankment numerically which have been subjected to the load of materials during construction and water load during impounding. The constitutive law used for the analyses is hyperbolic model developed by Duncan et al., and a nonlinear incremental finite element analysis simulating its contruction steps is. used in this study. Hyperbolic parameters for each Zone are estimated from literature. The results obtained from the theoretical analyses clearly show deformation characteristics and stress vectors in arbitrary section of the dam. The analytical results ate well agreed with the measured deformations at the maximum cross section, however, there are some discrepancy in horizontal movements and in stresses generated in the core zone. From the numerical analyses and its comparison with the measured values, it is charaterized that relatively large construction settlements occurred in core zone, overburden pressure in the core zone was considerably reduced by arching effect, and tension zones might occur near both abutments because of the large horizontal displacement.
Tensile constitutive stress-strain model of steel fiber reinforced concrete (SFRC) in fib MC2010 was investigated. In order to model tensile behavior of SFRC, three point loading flexural tests were conducted on notched small beams according to BE-EN-14651. Design parameters for the constitutive model were determined from the flexural tests. Flexural test and finite element analysis were conducted on large SFRC beam without steel reinforcements and compared with each other. In addition, parametric study on the effect of compressive and tensile model, and characteristic length on flexural behavior of the SFRC beam was conducted also. In results, pre-peak load-displacement curves from the FE analysis was close to experimental curves but significant difference was shown in post-peak behavior. The reason of the difference is originated from the fact that the fiber distribution and orientation were not being properly considered in the MC2010 model. This study shows that modification and detail explanations on the orientation factor K in MC2010 might require to better reproduce the behaviour of large scale SFRC beams.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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