The purpose of this study is to evaluate the behavior and the strength of SRG (Steel Reinforced Grout) externally strengthened Reinforced Concrete (RC) beams by using a nonlinear numerical analysis. The numerical simulation was carried out by using a three-dimensional (3D) finite element model. An interface element with a suitable damage model was used to model the connection between concrete surface and SRG reinforcing layer. The reliability of the finite element 3D-model was checked using experimental data obtained on a set of three RC beams. The parameters taken into consideration were the external configuration, with or without U-end anchorages, the concrete strength, the amount of internal tensile steel reinforcement. Conclusions were made concerning the strength and the ductility of the strengthened beams by varying the parameters and on the effectiveness of the SRG reinforcing system applied with two types of external strengthening configuration.
The Oktalok nodal connection system is an aesthetic and efficient system. It has been widely used throughout Australia. The paper will briefly introduce the concept and application of the Oktalok nodal system. The existing design method is based on the assumption that the joints are pin-ended, i.e., the rotational stiffness of the joints is zero. However the ultimate capacity of the frame may increase significantly depending on the rotational stiffness of the joints. Stiffness tests and finite element simulations were carried out to determine the rotational stiffness of the Oktalok joints. Column buckling tests and non-linear finite element analyses were performed to determine the member capacity of columns with semi-rigid end conditions. A simple formulae for the effective length factor of column buckling is derived based on the above experimental and theoretical investigations.
Past experiences from recent earthquakes indicate that shear failures of beam-column connections were one of the main reasons causing significant damages and collapses of RC structures subjected to earthquake loadings. Many researchers and engineers have conducted to propose an effective way to improve the joint shear strength of RC connections. This paper presents an analytical model for the RC exterior beam-column joints strengthened with CFRP sheets. In the analytical model, the effect of shear behavior of the RC beam-column joint, bond slip of the beam longitudinal reinforcements and CFRP sheets were considered and incorporated into the non-linear structural analysis program. Final analytical results were compared with those from the experiment of eight exterior RC beam-column specimens. The analytical results showed that the developed connection model is very useful to investigate the hysteretic joint behavior and overall load-displacement response of the RC beam-column connections strengthened with CFRP sheets.
최적의 완전 조립식 교량 하부구조 시스템을 완성하기 위한 일환으로 전단저항 연결구조를 갖는 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각구체 및 프리캐스트 기초부 개발에 대한 선행 연구에 이어, 프리캐스트 교각 코핑부에 대한 요소 실험체를 개발 제작하여 이에 대한 실험을 수행하였다. 신뢰성 있는 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)을 통한 실험결과와의 비교 분석을 수행하여 프리캐스트 교각 코핑부에 대한 안정성 및 극한 거동에 대한 평가를 수행하였다.
This paper analyses the response of rigid and semi-rigid steel-concrete composite joints under monotonic loading. The influence of some important parameters, such as the presence of column web stiffening and the mechanical properties of component materials, is investigated by using a three-dimensional finite element modelling based on the Abaqus code. Numerical and experimental responses of different types of composite joints are also compared with the analytical results obtained using the component approach proposed by Eurocode 4. The results obtained with this approach generally fit well with the numerical and experimental values in terms of strength. Conversely, some significant limits arise when evaluating initial stiffness and non-linear behaviour of the composite joint.
The paper concerns the modelling of rigid and semi-rigid steel-concrete composite joints under monotonic loading through use of the Abaqus program, a widespread finite element code. By comparing numerical and experimental results obtained on cruciform tests, it is shown that the proposed modelling allows a good fit of the global joint response in terms of moment-rotation law. Even the local response in terms of stresses and strains is adequately predicted. Hence, this numerical approach may represent a useful tool for attaining a better understanding of experimental results. It may also be used to perform parametric analyses and to calibrate simplified mechanical models for practical applications.
Based on stability theory of current rigid steel frames and using the three-column subassemblage model, the governing equations for determining the effective length factor (${\mu}$-factor) of the columns in semirigid composite frames are derived. The effects of the nonlinear moment-rotation characteristics of beam-to-column connections and composite action of slab are considered. Furthermore, using a two-bay three-storey composite frame with semi-rigid connections as an example, the effects of the non-linear moment-rotation characteristics of connections and load value on the ${\mu}$-factor are numerically studied and the ${\mu}$-factors obtained by the proposed method and Baraket-Chen's method are compared with those obtained by the exact finite element method. It was found that the proposed method has good accuracy and can be used in stability analysis of semi-rigid composite frames.
For the purpose of more effective simulation of the utility interactive WPGS(Wind Power Generation System) the SWRW (Simulation method for WPGS using Real Weather condition) is used in this paper, in which those of three topics for the WPGS simulation. user-friendly method, applicability to grid-connection and the utilization of the real weather conditions, are satisfied. The simulation of the WPGS using the real weather condition including components modeling of wind turbine system is achieved by introducing the interface method of a non-linear external parameter and FORTRAN using PSCAD/EMTDC. The simulations of steady-state and transient-state are performed effectively by the introduced simulation method. The generator output and current supplied into utility can be obtained by the steady-state simulation, and THD can be achieved by analyzing the results as well. The transient - state of the WPGS can be analyzed by the simulation results of over cut-out wind speed.
Special consideration should be given to differential column shortening during the design and construction of a tall building to mitigate the adverse effects caused by such shortening. The effects of the outrigger - which is conventionally used to increase the lateral stiffness of a tall building - on the differential shortening are investigated in this study. Three analysis models, a constant-section, constant-stress, and general model, are prepared, and the differential shortenings of these models with and without the outrigger are compared. The effects of connection time, sectional area, and location of the outrigger on the differential shortening are studied. The sectional area of the outrigger shows a non-linear relation in reducing the maximum differential shortening. The optimum locations of the single and dual outriggers are investigated by an exhaustive search method, and it is confirmed that a global optimum location exists. This study shows that the outrigger can be utilized to reduce the differential shortening between the interior core wall and the perimeter columns as well as to reduce the lateral displacements due to wind or earthquake loads.
An experimental and a non linear finite element investigation on the behavior of steel-concrete composite beams stiffened in hogging moment region with Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) sheets is presented in this paper. A total of five specimens were tested under two-point loads. Three of the composite beams included concrete slab while the other two beams had composite slabs. The stiffening was achieved by attaching CFRP sheets to the concrete surface at the position of negative bending moment. The suggested CFRP sheets arrangement enhanced the overall beam behavior and increased the composite beam capacity. Valuable parametric study was conducted using a three dimensional finite element model using ANSYS program. Both geometrical and material nonlinearity were included. The studied parameters included CFRP sheet arrangement, concrete strength and degree of shear connection.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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