Concrete structures in marine environment are susceptible to chloride attack, where chloride diffusion results in the corrosion of steel bar and further lead to the cracking of concrete cover. This process causes structural deterioration and affects the response of concrete structures to different forms of loading. This paper presents the use of ABAQUS Finite Element Software in simulating the processes involved in concrete's structural degradation from chloride diffusion to steel corrosion and concrete cover cracking. Fick's law was used for the chloride diffusion, while the mass loss from steel corrosion was obtained using Faraday's law. Pressure generated by steel corrosion product at the concrete-steel interface was modeled by applying uniform radial displacements, while concrete smeared cracking alongside the Extended Finite Element Method (XFEM) was used for concrete cover cracking simulation. Results show that, chloride concentration decreases with penetration depth, but increases with exposure time at the concrete-steel interface. Cracks initiate and propagate in the concrete cover as pressure caused by the steel corrosion product increases. Furthermore, the crack width increases with the exposure time on the surface of the concrete.
Cracked reinforced concrete in compression has been observed to exhibit lower strength and stiffness than uniaxially compressed concrete. The so-called compression softening effect responsible is thought to be related to the degree of transverse cracking and straining present. It significantly affects the strength, ductility and load-deformation response of a concrete element. A number of experimental investigations have been undertaken to determine the degree of softening that occurs, and the factors that affect it. At the same time, a number of diverse analytical models have been proposed by various this behavior. In this paper, the softened truss model thoery for low-rise structural shearwalls is employed using the principle of the stress and strain transformations. Using this theory the softening parameters for the concrete struts proposed by Hsu and Belarbi as well as by Vecchio and Collins are examined by 51 test shearwalls available in literature. It is found that the experimental shear strengths and ductilities of the walls under static loads are, in average, very close to the theoretical values; however, the experiment shear strengths and ductilities of the walls under dynamic loads with a low (0.2 Hz) frequency are generally less than the theoretical values.
Thirumalaiselvi, A.;Verma, Mohit;Anandavalli, N.;Rajasankar, J.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.66
no.3
/
pp.399-409
/
2018
This paper demonstrates the potential application of machine learning algorithms for approximate prediction of the load and deflection capacities of the novel type of Laced Steel Concrete-Composite (LSCC) beams proposed by Anandavalli et al. (Engineering Structures 2012). Initially, global and local responses measured on LSCC beam specimen in an experiment are used to validate nonlinear FE model of the LSCC beams. The data for the machine learning algorithms is then generated using validated FE model for a range of values of the identified sensitive parameters. The performance of four well-known machine learning algorithms, viz., Support Vector Regression (SVR), Minimax Probability Machine Regression (MPMR), Relevance Vector Machine (RVM) and Multigene Genetic Programing (MGGP) for the approximate estimation of the load and deflection capacities are compared in terms of well-defined error indices. Through relative comparison of the estimated values, it is demonstrated that the algorithms explored in the present study provide a good alternative to expensive experimental testing and sophisticated numerical simulation of the response of LSCC beams. The load carrying and displacement capacity of the LSCC was predicted well by MGGP and MPMR, respectively.
Buckling restrained braces (BRBs) were developed as an enhanced alternative to conventional braces by restraining their global buckling, thus allowing development of a stable quasi-symmetric hysteretic response. A wider adoption of buckling restrained braced frames is precluded due to proprietary character of most BRBs and the code requirement for experimental qualification. To overcome these problems, BRBs with capacities corresponding to typical steel multi-storey buildings in Romania were developed and experimentally tested in view of prequalification. In the second part of this paper, a complex nonlinear numerical model for the tested BRBs was developed in the finite element environment Abaqus. The calibration of the numerical model was performed at both component (material models: steel, concrete, unbonding material) and member levels (loading, geometrical imperfections). Geometrically and materially nonlinear analyses including imperfections were performed on buckling restrained braces models under cyclic loading. The calibrated models were further used to perform a parametric study aiming at assessing the influence of the strength of the buckling restraining mechanism, concrete class of the infill material, mechanical properties of steel used for the core, self-weight loading, and frame effect on the cyclic response of buckling restrained braces.
Georgiadi-Stefanidi, Kyriaki;Panagouli, Olympia;Kapatsina, Alexandra
Advances in concrete construction
/
v.3
no.2
/
pp.127-143
/
2015
Steel fibre reinforced concrete (SFRC) is an anisotropic material due to the random orientation of the fibres within the cement matrix. Fibres under different inclination angles provide different strength contribution of a given crack width. For that the pull-out response of inclined fibres is of great importance to understand SFRC behaviour, particularly in the case of fibres with hooked ends, which are the most widely used. The paper focuses on the numerical modelling of the pull-out response of this kind of fibres from high-strength cementitious matrix in order to study the effects of different inclination angles of the fibres to the load-displacement pull-out curves. The pull-out of the fibres is studied by means of accurate three-dimensional finite element models, which take into account the nonlinearities that are present in the physical model, such as the nonlinear bonding between the fibre and the matrix in the early stages of the loading, the unilateral contact between the fibre and the matrix, the friction at the contact areas, the plastification of the steel fibre and the plastification and cracking of the cementitious matrix. The bonding properties of the fibre-matrix interface considered in the numerical model are based on experimental results of pull-out tests on straight fibres.
This paper presents a numerical study on the performance of reinforced concrete (RC) bridge structures subjected to heavy goods vehicle (HGV) collision. The objectives of this study are to investigate the dynamic response and failure modes of different types of bridges under impact loading as well as to give an insight into the simplified methods for modeling bridge structures. For this purpose, detailed finite-element models of HGV and bridges are established and verified against the full-scale collision experiment and a recent traffic accident. An intensive parametric study with the consideration of vehicle weight, vehicle velocity, structural type, simplified methods for modeling bridges is conducted; then the failure mode, impact force, deformation and internal force distribution of the validated bridge models are discussed. It is observed that the structural type has a significant effect on the force-transferring mechanism, failure mode and dynamic response of bridge structures, thus it should be considered in the anti-impact design of bridge structures. The impact force of HGV is mainly determined by the impact weight, impact velocity and contact interface, rather than the simplification of the superstructure. Furthermore, to reduce the modeling and computing cost, it is suggested to utilize the simplified bridge model considering the inertial effect of the superstructure to evaluate the structural impact behavior within a reasonable precision range.
This paper presents a numerical method for evaluating fire performance of prestressed concrete (PC) T shaped bridge girders under combined effect of structural loading and hydrocarbon fire exposure conditions. A numerical model, developed using the computer program ANSYS, is employed to investigate fire response of PC T shaped bridge girders by taking into consideration structural inherent parameters, namely; arrangement of prestressing strands with in the girder section, thickness of concrete cover over prestressing strands, effective degree of prestress and content of prestressing strands. Then, a sequential thermo-mechanical analysis is performed to predict cross sectional temperature followed by mechanical response of T shaped bridge girders. The validity of the numerical model is established by comparing temperatures, deflections and failure time generated from fire tests. Through numerical studies, it is shown that thickness of concrete cover and arrangement of prestressing strands in girder section have significant influence on the fire resistance of PC T shaped bridge girders. Increase in effective degree of prestress in strands with triangular shaped layout and content in prestressing strands can slow down the progression of deflections in PC T shaped bridge girder towards the final stages of fire exposure, to thereby preventing sudden collapse of the girder. Rate of deflection based failure criterion governs failure in PC T shaped bridge girders under most hydrocarbon fire exposure conditions. Structural inherent parameters incorporated into sectional configuration can significantly enhance fire resistance of PC bridge girders; thus mitigating fire induced collapse of these bridge girders.
Responding to the threat of terrorist attacks around the world, numerous studies have been conducted to search for new methods of vulnerability assessment and protective technologies for critical infrastructure under extreme bomb blasts or high velocity impacts. In this paper, a two-dimensional behavioral rate dependent lattice model (RDLM) capable of analyzing reinforced concrete members subjected to blast and impact loading is presented. The model inherently takes into account several major influencing factors: the progressive cracking of concrete in tension, the inelastic response in compression, the yielding of reinforcing steel, and strain rate sensitivity of both concrete and steel. A computer code using the explicit algorithm was developed based on the proposed lattice model. The explicit code along with the proposed numerical model was validated using experimental test results from the Woomera blast trial.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
/
v.8
no.3
/
pp.225-233
/
2004
In this study, the seismic safety of containment building is assessed using response surface method. The structural analyses considering random variables such as load, resistance and analysis by ABAQUS are performed to obtain the structural response. The structural response is represented by polynomial of random variables, and the reliability analysis is performed by Level II method. Drucker-Prager failure criterion is applied as limit state function to take bi-axial stress states into account in the concrete. The lifetime probability of failure is evaluated by considering the lifetime of containment building, the annual occurrence rate of earthquake and the conditional probability of failure. Also the sensitivity analysis on the selection of sampling points is performed to obtain the steady results from response surface method.
Providakis, Costas;Stefanaki, K.;Voutetaki, M.;Tsompanakis, J.;Stavroulaki, M.
Structural Monitoring and Maintenance
/
v.1
no.2
/
pp.159-171
/
2014
Real-time near and far-field monitoring of concrete structural components gives enough information on the time and condition at which damage occurs, thereby facilitating damage detection while in the same time evaluate the cause of the damage. This paper experimentally investigates an integrated monitoring technique for near and far-field damage detection in concrete structures based on simultaneous use of electromechanical admittance technique in combination with guided wave propagation. The proposed sensing system does not measure the electromechanical admittance itself but detect time variations in output voltages of the response signal obtained across the electrodes of piezoelectric transducers bonded on surfaces of concrete structures. The damage identification is based on the spectral estimation MUSIC algorithm. Experimental results show the efficiency and performance of the proposed measuring technique.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.