The socket-spigot template supporting system is widely used in engineering applications in China. As a newer type of support structure, there has been growing research interest in its bearing capacity. In this paper, four vertical bearing capacity tests were carried out on the basic mechanical unit frame of a socket-spigot template supporting system. The first goal was to explore the influence of the node semi-rigid degree and the longitudinal spacing of the upright tube on the vertical bearing capacity. The second objective was to analyze the displacement trend and the failure mode during the loading process. This paper presents numerical analysis of the vertical bearing capacity of the unit frames using the finite element software ANSYS. It revealed the relationship between the node semi-rigid degree and the vertical bearing capacity, that the two-linear reinforcement model of elastic-plastic material can be used to analyze the socket-spigot template supporting system, and, through node entity model analysis, that the load transfer direction greatly influences the node bearing area. Finally, this paper indicates the results of on-site application performance experiments, shows that the supporting system has adequate bearing capacity and stability, and comments on the common work performance of a socket and fastener scaffold.
Asteris, Panagiotis G.;Repapis, Constantinos C.;Foskolos, Filippos;Fotos, Alkis;Tsaris, Athanasios K.
Structural Engineering and Mechanics
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제61권5호
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pp.663-674
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2017
The determination of the fundamental period of vibration of a structure is essential to earthquake design. Current codes provide formulas for the approximate estimation of the fundamental period of earthquake-resistant building systems. These formulas are dependent only on the height of the structure or number of storeys without taking into account the presence of infill walls into the structure, despite the fact that infill walls increase the stiffness and mass of the structure leading to significant changes in the fundamental period. Furthermore, such a formulation is overly conservative and unable to account for structures with geometric irregularities. In this study, which comprises the companion paper of previous published research by the authors, the effect of the vertical geometric irregularities on the fundamental periods of masonry infilled structures has been investigated, through a large set of infilled frame structure cases. Based on these results, an attempt to quantify the reduction of the fundamental period due to the vertical geometric irregularities has been made through a proposal of properly reduction factor.
Using vertical links in eccentric braced frames is one of the best passive structural control approaches due to its effectiveness and practicality advantages. However, in spite of the subject importance there are limited studies which evaluate the seismic reliability and response reduction factor (R-factor) in this system. Therefore, the present study has been conducted to improve the current understanding about failure mechanism in the structural systems equipped with vertical links. For this purpose, following definition of demand and capacity response reduction factors, these parameters are computed for three different buildings (4, 8 and 12 stories) equipped with this system. In this regards, pushover and incremental dynamic analysis have been employed, and seismic reliability as well as multi-level response reduction factor according to the seismic demand and capacity of the frames have been derived. Based on the results, this system demonstrates high ductility and seismic energy dissipation capacity, and using the response reduction factor as high as 8 also provides acceptable reliability for the frame in the moderate and high earthquake intensities. This system can be used in original buildings as lateral load resisting system in addition to seismic rehabilitation of the existing buildings.
중진 지역에 있는 RC 골조의 횡하중에 대한 설계에서 저층부에 있는 보와 기둥의 강도는 상층부의 강도보다 커야만 한다. 그러나 횡하중에 대한 보의 설계 모멘트를 골조의 수평방향뿐만 아니라 수직방향으로 재분배 시킬 수 있고 그 결과 모든 보의 강도를 같게 할 수 있다. 본 논문은 최대한 많은 층의 보 휨 강도를 동일하게 만들기 위한 수직방향 보 모멘트 재분배의 영향을 살펴보는데 있다. 2경간-6층 RC 골조를 수직방향 모멘트 재분배를 고려한 경우와 고려치 않은 경우로 각각 설계하고 이들의 내진성능을 정적 비선형 한계하중 해석법과 동적 비선형 시간이력 해석법을 이용하여 구하였다. 해석결과 수직방향으로 보의 모멘트를 재분배하면 재분배 한 크기만큼 증가된 연성도를 요구하지만, 이 추가적인 요구는 상세설계가 잘된 RC 부재의 연성도 능력보다 작다.
Experimental programs were accomplished to improve and evaluate the structural performance of test specimens, such as hysteretic behavior, maximum horizontal strength, crack propagation, and ductility etc. Test variables are restraining factors of frame, with or without masonry infilled wall, and masonry method. Six reinforced concrete rigid frame and masonry infiiled wall were constructed and tested in one-third scale size under vertical and cyclic loads simultaneously. Based on the test results, the following conclusions can be made. For masonry infilled walls with restraining factors of frame, maximum horizontal capacities were increased by 1.26~2.24 times in comparision with that of rigid frame. For masonry infilled wall with restraining factors of frame(IFWB-1), cumulated energy dissipation capacities wear increased by 1.60 times in comparision with that of masonry infilled wall(IFB-1) at final stage of testing.
There are many structural problems when the scaffolding frame is applied to a construction site contractor may use a used pipe or buckled pipe which they lended them from commercial firms without any inspection of those materials even though they have been used and exposed to weather for a long times. Therefore, they should be checked of their current capacity, comparing with the original one so that construction contractor can apply their capacity to a temporary frame depending on the site situation against collapsion of those. This study is mainly focused on the behavior of a scaffolding frame using prebuckled pipes. Additionally, standard frame with bracing and without bracing case are also tested for comparing with the prebuckled case. Prebuckled case has its capacity less approximately 20 % than the standard frame.
In order to evaluate fatigue endurance for an MTB(mountain bike) frame, FEM(finite element method) analysis was performed. For evaluating the fatigue endurance of the MTB frame, the S-N data for Al-6061 fillet weldment were compared with the stress analysis results through FEM analysis of the frame. Three loading condition, pedalling, horizontal and vertical loading conditions were considered for fatigue endurance evaluation. Horizontal loading(+1200 N) condition was found to be the most severe to the frame. The maximum von Mises stress of the frame under horizontal loading(+1200 N) condition was determined 294 MPa through FEM analysis of the frame. Conclusively, on the basis of fatigue strength of 200 MPa at the number of cycles of 50,000, the MTB frame has an improper safety factor of approximately 0.25, suggesting that this frame needs reinforcement.
Experimental programs were accomplished to improve and evaluate the structural performance of RC frame structures with masonry infilled wall, such as the hysteretic behavior, the maximum horizontal strength, crack propagation, and ductility etc. Test variables are restraining factors of frame, with or without masonry infilled wall, and masonry method. Six reinforced concrete rigid frame and masonry infilled wall were tested and constructed in one-third scale size under vertical and cyclic loads simultaneously. Based on the test results, the following conclusions can be made. For masonry infilled wall with restraining factors of frame(IFWB-1~3), cumulated energy dissipation capacities were increased by 1.35~1.60 times in comparision with that of masonry infilled wall(IFB-1) at final stage of testing. For masonry infilled wall with restraining factors of frame, maximum horizontal capacities were increased by 1.91~2.24 times in comparision with that of rigid frame.
This paper deals with the effect of the mode shapes on the dynamic response of a multi-storey frame subjected to moving train loads which are modelled as loads of constant intervals with constant velocity using the finite element method. The multi-storey frame is modelled as a number of Bernoulli-Euler beam elements. First, the first few modes of the multi-storey frame are determined. Then, the effects of force span length to beam length ratio and velocity on dynamic magnification factor (DMF) are evaluated via 3D velocity-force span length to beam length ratio-DMF graphics and its 2D projections. By using 3D and 2D graphics, the directions of critical speeds that force the structure under resonance conditions are determined. Last, the mode shapes related to these directions are determined by the time history and frequency response graphs. This study has been limited by the vibration of the frame in the vertical direction.
Unbraced vinyl house frame that is economically installed is certainly easy to collapse under the influence of excess snow load. To make it more cheaply in putting up as well as more efficiently in withstanding the applied snow load, it is essential to insert additional bracing into the existing unbraced vinyl house frame. On the other hand, there are varieties of possible bracing shapes that can be formed. However, their efficiencies are different. Therefore, it is important to identify the most effective bracing shape. In this study, 2 different kinds of bracing shapes, horizontal and inclined bracing, are used to additionally install in the ordinary single frames in order to show the effect of the bracing resisting the applied snow load and compare the bending moment, axial force, combined stress and vertical displacement of the vinyl house frame.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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