• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제69권4호
• /
• pp.399-405
• /
• 2019

The present study assessed the reliability-based reinforcement ratio of FRP reinforced concrete structure applying recycled coarse aggregate (RCA) concrete. The statistical characteristics of FRP bars and RCA concrete were investigated from the previous literatures and the mean value and standard deviation were employed for the reliability analysis. The statistics can be regarded as the material uncertainty for configuring the probability distribution model. The target bridge structure is the railway bridge with double T-beam section. The replacement ratios of RCA were 0%, 30%, 50%, and 100%. From the probability distribution analysis, the reliability-based reinforcement ratios of FRP bars were assessed with four cases according to the replacement ratio of RCA. The reinforcement ratio of FRP bars at RCA 100% showed about 17.3% higher than the RCA 0%, where the compressive strength at RCA 100% decreased up to 27.5% than RCA 0%. It was found that the decreased effect of the compressive strength of RCA concrete could be compensated with increase of the reinforcement ratio of FRP bars. This relationship obtained by the reliability analysis can be utilized as a useful information in structural design for FRP bar reinforced concrete structures applying RCA concrete.

• Macromolecular Research
• /
• 제17권10호
• /
• pp.797-806
• /
• 2009

The mechanical and thermal behaviors of polyamide-6/clay nanocomposites were studied using the continuum-based, micromechanical models such as Mori-Tanaka, Halpin-Tsai and shear lag. Mechanic-based model prediction provides a better understanding regarding the dependence of the nanocomposites' reinforcement efficiency on conventional filler structural parameters such as filler aspect ratio ($\alpha$), filler orientation (S), filler weight fraction (${\Psi}_f$), and filler/matrix stiffness ratio ($E_f/E_m$). For an intercalated and exfoliated nanocomposite, an effective, filler-based, micromechanical model that includes effective filler structural parameters, the number of platelets per stack (n) and the silicate inter-layer spacing ($d_{001}$), is proposed to describe the mesoscopic intercalated filler and the nanoscopic exfoliated filler. The proposed model nicely captures the experimental modulus behaviors for both intercalated and exfoliated nanocomposites. In addition, the model prediction of the heat distortion temperature is examined for nanocomposites with different filler aspect ratio. The predicted heat distortion temperature appears to be reasonable compared to the heat distortion temperature obtained by experimental tests. Based on both the experimental results and model prediction, the reinforcement efficiency and heat resistance of the polyamide-6/clay nanocomposites definitely depend on both conventional (${\alpha},\;S,\;{\Psi}_f,\;E_f/E_m$) and effective (n, $d_{001}$) filler structural parameters.

• Advances in concrete construction
• /
• 제10권4호
• /
• pp.289-299
• /
• 2020

A reliability analysis of the axial compressive load bearing capacity of postfire reinforced concrete (RC) columns strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets was presented. A 3D finite element (FE) model was built for heat transfer analysis using software ABAQUS. Based on the temperature distribution obtained from the FE analysis, the residual axial compressive load bearing capacity of RC columns was worked out using the section method. Formulas for calculating the residual axial compressive load bearing capacity of the columns after fire exposure and the axial compressive load bearing capacity of postfire columns retrofitted with CFRP sheets were developed. Then the Monte Carlo method was used to analyze the reliability of the axial compressive load bearing capacity of the RC columns retrofitted with CFRP sheets using a code developed in MATLAB. The effects of fire exposure time, load ratio, number of CFRP layers, concrete cover thickness, and longitudinal reinforcement ratio on the reliability of the axial compressive load bearing capacity of the columns after fire were investigated. The results show that within 60 minutes of fire exposure time, the reliability index of the RC columns after retrofitting with two layers of CFRPs can meet the requirements of Chinese code GB 50068 (GB 2001) for safety level II. This method is effective and accurate for the reliability analysis of the axial load bearing capacity of postfire reinforced concrete columns retrofitted with CFRP.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제6권4호
• /
• pp.563-572
• /
• 2011

Reliability is an essential factor in a navigation system. Therefore, an integrity monitoring system is considered one of the most important parts in an avionic navigation system. A fault due to systematic malfunctioning definitely requires integrity reinforcement through systematic analysis. In this paper, we propose a method to detect faults of the GPS signal by using a distributed nonlinear filter based probability test. In order to detect faults, consistency is examined through a likelihood ratio between the main and auxiliary particle filters (PFs). Specifically, the main PF which includes all the measurements and the auxiliary PFs which only do partial measurements are used in the process of consistency testing. Through GPS measurement and the application of the autonomous integrity monitoring system, the current study illustrates the performance of the proposed fault detection algorithm.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제15권12호
• /
• pp.4385-4399
• /
• 2021

The Internet of Things (IoT) eHealth systems composed by Wireless Body Area Network (WBAN) has emerged recently. Sensor nodes are placed around or in the human body to collect physiological data. WBAN has many different applications, for instance health monitoring. Since the limitation of the size of the battery, besides speed, reliability, and accuracy; design of WBAN protocols should consider the energy efficiency and time delay. To solve these problems, this paper adopt the end-edge-cloud orchestrated network architecture and propose a transmission based on reinforcement algorithm. The priority of sensing data is classified according to certain application. System utility function is modeled according to the channel factors, the energy utility, and successful transmission conditions. The optimization problem is mapped to Q-learning model. Following this online power control protocol, the energy level of both the senor to coordinator, and coordinator to edge server can be modified according to the current channel condition. The network performance is evaluated by simulation. The results show that the proposed power control protocol has higher system energy efficiency, delivery ratio, and throughput.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.525-534
• /
• 2006

기둥과 보를 핀접합부로 연결하는 경우 볼트열과 기둥플랜지면 사이의 편심거리에 의해 강관면에 국부적인 모멘트가 유발 되어 기둥의 내력을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 각형강관 기둥-보 핀접합부를 대상으로 유한요소해석 프로그램을 이용하여 기둥의 폭과 두께 변화, 내부보강 유무, 축력의 유무에 의한 변수로 모멘트에 의한 각형강관 기둥의 내력저하를 규명하기위해 해석을 수행 하였다. 유한요소해석결과에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 일부 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 제안하기 위해 항복선 이론을 적용하였다. 그 결과 각형강관 기둥-보 편접합부의 모멘트에 의한 기둥의 내력은 폭과 두께의 증가에 따라 향상되었으며 기둥의 폭두께비가 동일하여도 기둥의 크기 증가로 내력이 향상되었다. 각형강관 기둥의 무보강형태에 대한 내력의 한계치를 제시 하였으며 한계치를 만족하지 못하는 경우 기둥 내부의 보강이 필수적이다. 따라서 각형강관 기둥의 내력 향상과 제작성을 고려하여 수평보강재 의 형태를 제안하였다. 최종적으로 모멘트에 의한 내력저하를 고려한 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 무보강형태와 수평보강형태로 각각 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권12호
• /
• pp.33-45
• /
• 2021

본 연구에서는 비닐스트립-시멘트로 보강된 느슨한 중간 모래의 정규화 전단탄성계수 및 감쇠비 산정식을 제안하였다. 상대밀도 40%의 모래시편을 다양한 비닐스트립 혼합비(0.0, 0.1, 0.3, 0.4%)와 시멘트 혼합비(0, 1, 2%)로 보강한 후 15, 30, 60kPa의 구속압조건에서 수행한 공진주시험 자료(Yu, et al., 2018)를 분석하여 정규화 전단탄성계수와 감쇠비 산정식을 보강조건과 구속압조건의 함수로 제안하였다. 제안된 산정식을 적용한 결과와 시험결과를 비교한 결과 결정계수 0.9 이상의 높은 신뢰도를 보여주었다. 본 연구에서 제안된 산정식을 이용하면 비닐스트립-시멘트로 보강된 느슨한 중간모래의 전단탄성계수와 감쇠비를 공진주시험 수행없이 간단히 산정할 수 있어 시간과 비용이 절감될 것으로 기대한다.

• Computers and Concrete
• /
• 제13권2호
• /
• pp.255-270
• /
• 2014

Impact performance of high-performance concrete (HPC) and SFRC at 28-day and 56-day under the action of repeated dynamic loading was studied. Silica fume replacement at 10% and 15% by mass and crimped steel fiber ($V_f$ = 0.5%- 1.5%) with aspect ratios of 80 and 53 were used in the concrete mixes. Results indicated that addition of fibers in HPC can effectively restrain the initiation and propagation of cracks under stress, and enhance the impact strengths and toughness of HPC. Variation of fiber aspect ratio has minor effect on improvement in impact strength. Based on the experimental data, failure resistance prediction models were developed with correlation coefficient (R) = 0.96 and the estimated absolute variation is 1.82% and on validation, the integral absolute error (IAE) determined is 10.49%. On analyzing the data collected, linear relationship for the prediction of failure resistance with R= 0.99 was obtained. IAE value of 10.26% for the model indicates better the reliability of model. Multiple linear regression model was developed to predict the ultimate failure resistance with multiple R= 0.96 and absolute variation obtained is 4.9%.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제40권4호
• /
• pp.371-381
• /
• 2020

FRP로 보강된 콘크리트 부재의 파괴형태는 콘크리트 압괴와 섬유 파단으로 정의되며, 설계방법에 따라 한계상태를 조금씩 다르게 정의하고 있다. FRP 보강재는 섬유에 따라 성능이 상이하기 때문에 사용상태와 극한상태의 성능을 예측하는 것이 상대적으로 까다롭다. 특히 많이 사용되고 있는 ACI 440의 기준은 주로 저탄성계수를 갖는 GFRP를 중심으로 개발되었기 때문에 다른 섬유에 대한 적용성이 충분히 검증되지 않은 상태이다. 또한 ACI440의 휨한계상태는 보강비에 따라 압괴와 파단이 동시에 발생하는 천이영역이 상대적으로 크기 때문에 균형보강비에서의 거동예측이 상대적으로 어렵고, 사용성 예측 방법이 하중조건에 따라 민감하기 때문에 상대적으로 복잡한 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 0.8~1.2 𝜌_b의 보강비를 갖는 슬래브의 실험결과와 문헌고찰을 통하여 설계방법별 거동예측의 신뢰성과 편이성을 고찰하였다. 해석결과 Model Code의 모멘트 곡률식(LIM-MC) 간략식의 경우 FRP 보강구조물에도 충분히 적용할 수 있는 것으로 분석되었으며, EC2에 기반한 한계상태 설계법이 상대적로 극한강도설계법보다 신뢰성 있는 결과를 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.473-480
• /
• 2016

본 연구에서는 550 MPa급 고강도 철근을 사용한 낮은 형상비를 갖는 철근콘크리트 전단벽체의 벽체-기초 접합부에서의 전단마찰 파괴거동을 평가하기 위한 해석적 방안을 마련하는 것을 목표로 한다. 형상비, 경계면에서의 마찰계수, 배근상세, 각 방향으로의 철근비, 재료물성 등의 다양한 변수를 갖는 총 16개의 실험체를 검증 대상으로 선정하여 저자 등에 의해 개발된 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)에 콘크리트 구조설계기준(2012)과 CEB-FIP Model code 2010을 바탕으로 경계면에서 수정된 전단마찰 구성관계식을 적용하여 해석을 수행하였다. 최대 하중에 대한 실험과 해석으로부터의 결과는 평균과 변동계수가 각각 1.04와 17% 정도로 예측하였고 일부 실험체를 제외하고 파괴모드와 파괴시까지의 전반적인 거동 특성을 적절히 평가하였다. 결과를 종합해 볼 때, 수정된 전단마찰 구성관계식을 적용한 해석프로그램은 해석 결과에 비교적 높은 신뢰도를 확보하고 있는 것으로 판단된다.