This paper presents the shear strengthening effect of externally post-tensioning (EPT) method using high-strength steel rod in pre-cracked reinforced concrete (RC) beams. Three- and four-point bending tests were performed on a total of 8 specimens by adjusting the strengthening depths in the deviator position of EPT. The effective strengthening depths were 435, 535, and 610 mm. The pre-loading up to about 2/3 of ultimate load capacity measured in unstrengthened RC beam were applied in the beam to be post-tensioned. The EPT method was then applied to the pre-damaged RC beams and re-loading was added until the end of the test. EPT restored deflections of 3 mm or more, which account for about 40% of deflection when the pre-loading was applied. The shear strengthening increases more than 3 times and 36~107% in terms of the stiffness and load-carrying capacity compared to unstrengthening RC beams. The increased load-carrying capacities of the post-tensioned beam with strengthening depths of 435 and 535 mm are almost the same as 36~61%, and those of 610 mm are 84~107%, which shows the greatest shear strengthening effect.
This paper described the shear strengthening effect by deviator location in pre-damaged reinforced concrete (RC) beams strengthened with externally post-tensioning steel rods. Three reinforced concrete beams as control beam and eight post-tensioned beams using external steel rods were tested to fail in shear. The externally post-tensioning material was a steel rod of 22 mm diameter, and it had a 655 MPa yield strength and an 805 MPa tensile strength. Specimens depend on multiple variables, such as the number of deviators, location of deviator, and load pattern. The pre-damaged loads up to about 2/3 of ultimate shear capacities were applied to specimens using displacement control and the diagonal shear crack just occurred at these loading levels. And then, the post-tensioning up to when a strain of steel rod reaches about $2000{\mu}{\varepsilon}$ was continuously applied to beam. A displacement control was changed to a load control during post-tensioning. The post-tensioning resulted in increase of load-carrying capacity and restoration of existing deflection. Also, it prevented the existing diagonal cracks from excessively growing. Two deviators effectively improved the load capacity when compared with in case of test which one deviator at mid-span installed. When deviators were located near region which the diagonal crack occurred on, the strengthening impact by post-tensioning was greater.
This experimental investigation was conducted to observe the shear strengthening behavior of pre-damaged reinforced concrete (RC) beams strengthened with externally post-tensioning steel rods. A total of six simply supported beams - two control beams and four post-tensioned beams using external steel rods - were tested to failure in shear. The external steel rods of 18 mm or 28 mm diameter were respectively employed as post-tensioning material. The four post-tensioned beams have a V-shaped profile with a deviator (or saddle pin) located at mid-span, and the post-tensioning system increased the low load-carrying capacity and overcame a little bit of deflection caused by damage. Concretely, the load-carrying capacity and flexural stiffness were respectively increased by about 25~57% and 263~387% due to the post-tensioning when compared with the unstrengthened control beams.
본 논문은 기존 강합성 교량의 내하력 향상을 목적으로 외부 긴장재의 초기 긴장력 결정 방법을 제시하였다, 외부 긴장력은 콘크리트 슬래브 재시공 전과 후에 각각 적용하였다. 활하중에 의하여 발생하는 증가 프리스트레스력을 고려한 내하율식을 제안하여 긴장재 개수와 초기 긴장력의 결정 과정을 제시하였다. 기존 강합성 교량의 내하율 향상에 적용하여 그 타당성을 입증하였다.
Unbonded Post-Tensioned (UPT) precast concrete systems have been shown to provide excellent seismic resistance. In order to improve understanding of the dynamic response of UPT systems, a series of snap back tests on four UPT systems was undertaken consisting of one Single Rocking Wall (SRW) and three Precast Wall with End Columns (PreWEC) systems. The snap back tests provided both a static pushover and a nonlinear free vibration response of a system. As expected the SRW exhibited an approximate bi-linear inertia force-drift response during the free vibration decay and the PreWEC walls showed an inertia force-drift response with increased strength and energy dissipation due to the addition of steel O-connectors. All walls exhibited negligible residual drifts regardless of the number of O-connectors or the post-tensioning force. When PreWEC systems of the same strength were compared the inclusion of further energy dissipating O-connectors was found to decrease the measured peak wall acceleration. Both the local and global wall parameters measured at pseudo-static and dynamic loading rates showed similar behaviour, which demonstrates that the dynamic behaviour of UPT walls is well represented by pseudo-static tests. The SRW was found to have Equivalent Viscous Damping (EVD) between 0.9-3.8% and the three PreWEC walls were found to have maximum EVD of between 14.7-25.8%.
A hybrid prestressed segmental concrete (HPSC) girder utilizing low carbon materials was developed in this paper. This paper introduces the hybrid prestressing concept of pre-tensioning the center segment and assembling all segments by post-tensioning, as well as the development process of the low carbon HPSC girder. First, an optimized mix proportion of 60 MPa high strength concrete containing high volume blast furnace slag was developed, then its mechanical properties and durability characteristics were evaluated. Second, the mechanical properties of 2,400 MPa high strength prestressing strands and the transfer length characteristics in pre-tensioned prestressed concrete beams were evaluated. Third, using those low carbon materials and the hybrid prestressing concept, the HPSC girders were manufactured, and their structural performance was evaluated. A 30-m long HPSC girder for highway bridges and a 35-m long HPSC girder for railway bridges were designed, manufactured, and structurally confirmed as having sufficient strength and safety. Finally, five 35-m long HPSC girders were successfully applied to an actual railway bridge for the first time.
The cable-supported ribbed beam composite slab structure (CBS) is a new type of pre-stressed hybrid structure. The standard construction method of CBS including five steps and two key phases are proposed in this paper. The theoretical analysis and experimental research on a 1:5 scaled model were carried out. First, the tensioning construction method based on deformation control was applied to pre-stress the cables. The research results indicate that the actual tensile force applied to the cable is slightly larger than the theoretical value, and the error is about 6.8%. Subsequently, three support dismantling schemes are discussed. Scheme one indicates that each span of CBS has certain level of mechanical independence such that the construction of a span is not significantly affected by the adjacent spans. It is shown that dismantling from the middle to the ends is an optimal support dismantling method. The experimental research also indicates that by using this method, the CBS behaves identically with the numerical analysis results during the construction and service.
케이블 구조시스템의 경우 자기 평형 상태를 유지하기 때문에 장력이 손실된 특정 케이블을 재긴장을 하지 않으면 구조엔지니어가 요구한 하중보다 더 큰 하중이 다른 케이블에 전달되어 손상을 야기 할 수 있다. 또한, 턴버클을 이용한 재긴장 방법이 기존에 널리 적용되고 있지만 정확한 장력조절과 대구경 케이블에는 적절하지 못하고 인장재의 하중의 크기를 측정하는 것이 어렵다. 따라서 효과적으로 재긴장 할 수 있는 유압식 볼팅 접합부를 개발하고 인장력을 실시간으로 확인할 수 있는 모니터링 시스템을 적용하였다. 본 논문에서는 개발된 시스템의 현장 적용성 실험과 결과를 제시하였다.
Bridges and tunnels mainly compose the structural system of Kyung-bu high-speed railway in Korea and the prestressed concrete box girder bridges are applied for the most part of bridge structures. Precast full span construction method was practiced in the construction of many prestressed concrete box girder bridges in Kyung-bu high speed railway for the high quality, great construction speed, low construction cost and construction safety. However, there have been no application of this method in continuous bridges until now. Therefore, a new advanced precast full span construction method is developed using pre-tensioning for precast and post-tensioning in alternating the simple span into a continuous bridge system. since the high-speed railway trains can cause dynamic problems in a continuous bridge. This study shows the structural behavior and the construction process of the new advance method.
Structures suffer from damages in their lifetime due to time-dependant effects, such as fatigue, creep and shrinkage, which can be expressed by concrete strains. These processes could be seen in the context of strain estimation of pre-stressed structures in two phases by using numerical methods. Their aim is checking and validating existing code procedures in determination of deformations of pre-tensioned girders by solving a system of nonlinear equations with strains as unknown parameters. This paper presents an approach based on the Newton-Raphson method for obtaining the stresses and strains in middle span section of pre-stressed girders according the equilibrium state.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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