Civil Engineering Commons^™

Numerical Assessment Of Post-Tensioned Slabs Due To Seismic Column Collapse, Mariam Ehab, Aya Elhozayen

Civil Engineering

In our recent catastrophes, Progressive collapse become an essential behavior that should be researched widely and to be considered by engineers through the design process. The main vertical loss can be caused by different reasons, either blast due to terrorist attack, failure of columns due to extreme earthquake application, or finally, losing a structural element due to high impact resulted from a vehicle or any other moving object. Losing main vertical element due to extreme earthquake excitation is an important and repeated occurrence, However, it didn’t take much attention in progressive collapse recent studies. Unified Facilities Criteria (UFC) and General …

Strain Gradient Shear Deformation Microshells: Formulation, Isogeometric Analysis, And Optimization, Toan Minh Le

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The rapid development of micro-electro-mechanical system (MEMS) technology has empowered the fabrication of micro-sized, light weighted, and flexible thin-walled components. Due to the complex inherent physics and costly experiments at the microscale, reliable theoretical and numerical instruments for modeling and assisting the design of these innovative structures become desirable. This thesis, therefore, devotes to proposing a general strain-gradient-based shell model, a robust computational formulation, and efficient optimization approaches for microshells. The heart of the novel microshell model is based on the integration between the complete type-II formulation of Mindlin’s strain gradient elasticity, in which the importance of both strain-gradient and …

A Risk-Based System For Managing Construction Claim Causes: An Integrated Interpretative Structural Modeling And Bayesian Network Approach, Sang Quang Van

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Claims are troublesome and often lead to adverse impacts on construction projects, such as delays, cost overruns, and disputes among contracting parties. Numerous studies have been conducted to improve the understanding of claim causes; however, most previous research works have investigated claim causes individually and ignored the interdependences among claim causes. In addition, the determination of response strategies and methods for claim causes has scarcely been addressed. This research develops a risk-based system for managing claim causes in building construction projects. The main objectives of this research are twofold: (1) to quantify the impacts of claim causes considering their interdependences, …

ประสิทธิภาพในการปิดรอยร้าวของมอร์ตาร์ซ่อมแซมตัวเองที่มีส่วนผสมของสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษและไมโครแคปซูลสปอร์ของแบคทีเรียเอ็มไอซีพี, ณัฏฐชัย ทรัพย์วิไล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเองและผลกระทบของปริมาณไมโครแคปซูลที่บรรจุสปอร์ของแบคทีเรียควบคู่กับสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษ (SAP) โดยปริมาณไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรียถูกควบคุมที่ร้อยละ 0.25, 0.5 และ 1.0 ของน้ำหนักของซีเมนต์ และมีการควบคุมปริมาณสารพอลิเมอร์ดูดซับขั้นพิเศษไว้ที่ร้อยละ 4 ของน้ำหนักซีเมนต์ ในงานวิจัยได้ทำการทดสอบคุณสมบัติเชิงรีโอโลยี ค่ากำลังรับแรงอัดประลัย และทดสอบคุณสมบัติด้านการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเอง ในรูปแบบของการปิดตัวของรอยร้าว อัตราการไหลของน้ำผ่านรอยร้าว ควบคู่ไปกับการตรวจสอบโครงสร้างระดับจุลภาคด้วยเครื่องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ และการวิเคราะห์ด้วยเครื่องเชิงความร้อน จากผลการศึกษาพบว่ามอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลแบคทีเรียที่ร้อยละ 1 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP จะมีการปิดตัวรอยร้าวในช่วง 3 และ 28 วัน ที่ร้อยละ 49.74 และ ร้อยละ 80.35 ของความกว้างเริ่มต้นตามลำดับ อย่างไรก็ตามอัตราการปิดตัวของรอยร้าวในมอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรียที่ร้อยละ 1 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP หลัง 28 วัน มีประสิทธิภาพการซ่อมแซมที่ต่ำกว่ามอร์ตาร์ที่มีการใส่ไมโครแคปซูลแบคทีเรียที่ร้อยละ 0.25 ของน้ำหนักซีเมนต์ ร่วมกับ SAP แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการปิดตัวของความกว้างรอยร้าวและร้อยละการซึมผ่านของน้ำที่ลดลงได้ดีกว่าประกอบกับมีคุณสมบัติทางกลเทียบเท่ากับมอร์ตาร์ที่มีการใช้วัสดุซ่อมแซ่มเพียง 1 ประเภท ซึ่งกล่าวได้ว่า SAP สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าวด้วยตัวเองของแบคทีเรียที่ชักนำการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตได้อย่างมีนัยยะสำคัญ ด้วยเหตุนี่จึงสามารถลดปริมาณจำนวนแบคทีเรียในส่วนผสมของคอนกรีต

การวิเคราะห์ผลตอบสนองต่อแผ่นดินไหวของเขื่อนดินถมแบ่งส่วนขนาดใหญ่, ณัฐนนท์ หนุนอนันต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยชิ้นนี้นำเสนออิทธิพลของการวิเคราะห์แบบไฟไนต์อิลิเมนต์สามมิติของการวิเคราะห์ผลตอบสนองทางแผ่นดินไหวของเขื่อนแม่งัดสมบูรณ์ชล การวิเคราะห์ถูกกระทำเปรียบเทียบระหว่างการวิเคราะห์สามมิติและสองมิติโดยอ้างอิงข้อมูลจากงานวิจัยในอดีต การวิเคราะห์ประกอบไปด้วยการวิเคราะห์ธรณีวิทยาแผ่นดินไหวเชิงความน่าจะเป็นด้วยโปรแกรม R- CRISIS และการวิเคราะห์ไฟไนต์อิลิเมนต์ด้วยโปรแกรม PLAXIS 2D และ PLAXIS 3D ผลการวิจัยที่ได้บ่งชี้ว่า การเคลื่อนตัวในแนวเหนือน้ำ - ท้ายน้ำ จากการวิเคราะห์ทั้งสองกรณีมีค่าใกล้เคียงกัน ในขณะที่ผลการทรุดตัวจากการวิเคราะห์สามมิติมีค่ามากกว่า

ความต้านทานการซึมผ่านคลอไรด์ของมอร์ตาร์ที่ซ่อมแซมรอยร้าวโดยวิธีการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยจุลินทรีย์, นัชชา นพคุณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการซึมผ่านคลอไรด์ของมอร์ตาร์ที่ได้รับการซ่อมแซมหลังเกิดรอยร้าวโดยใช้แบคทีเรียเอ็มไอซีพีสายพันธุ์ บาซิลลัส สฟีรีคัส ในรูปแบบหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหาร (ปริมาณการหยดเชื้อแบคทีเรียต่อสารอาหารต่อวันเท่ากับ 20:500 µL และ 40:1000 µL) และรูปแบบไมโครแคปซูลสปอร์แบคทีเรีย (1% และ 2% โดยน้ำหนักปูนซีเมนต์) โดยศึกษาความกว้างรอยร้าวที่แตกต่างกัน 2 ขนาด คือ รอยร้าวขนาดไม่มากกว่า 175 µm และขนาดที่มากกว่า 175 แต่น้อยกว่า 350 µm จากการทดสอบพบว่าค่าการไหลแผ่ของมอร์ตาร์ที่ไม่ใช้แบคทีเรียเป็นไปตามมาตรฐานและต่ำกว่ากลุ่มมอร์ตาร์ที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูลถึง 12.0-14.6% จากนั้นหลังบ่มน้ำครบ 28 วัน นำไปทดสอบกำลังรับแรงอัด มอร์ตาร์ที่ไม่ใช้แบคทีเรียมีค่ากำลังรับแรงอัด 43.3 MPa สูงกว่ากลุ่มใช้รูปแบบไมโครแคปซูลถึง 15.1-23.8% จากนั้นหลังสร้างรอยร้าวบนชิ้นตัวอย่าง ทดสอบประสิทธิภาพการซ่อมแซมรอยร้าว โดยให้อยู่ภายใต้สภาวะเปียกสลับแห้งเป็นจำนวน 14 รอบ (1 รอบ = 48 ชั่วโมง) กลุ่มที่ใช้รูปแบบการหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหารจะให้สัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้าวสูงที่สุด ทั้งในรอยร้าวขนาดเล็กและใหญ่ โดยมีสัดส่วนการซ่อมแซม เท่ากับ 100% และ 62.1% ตามลำดับ ถัดมาในกลุ่มที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูล พบว่าการซ่อมแซมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วง 4 รอบแรกของการซ่อมแซม และเพิ่มขึ้นอย่างคงที่จนครบกำหนดการซ่อมแซม โดยสามารถซ่อมแซมรอยร้าวได้ 72.7% และ 47.7% สำหรับรอยร้าวขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ตามลำดับ ในขณะที่กลุ่มที่ไม่ได้ใช้แบคทีเรียซ่อมแซมมีสัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้างเพียง 17.8% และ 13.9%สำหรับรอยร้าวขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ตามลำดับ จากนั้นได้นำชิ้นตัวอย่างมาทดสอบความต้านทานการซึมผ่านของคลอไรด์ พบว่า เมื่อสัดส่วนการซ่อมแซมรอยร้าวมากมีแนวโน้มทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ลดน้อยลง อาทิ กลุ่มที่ใช้รูปแบบเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหารมาก (40:1000 µL) ในรอยร้าวขนาดเล็กที่ซ่อมแซมได้ 100% มีสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ใกล้เคียงกับกลุ่มมอร์ตาร์ธรรมดาที่ไม่มีรอยร้าว รวมถึงปัจจัยสำคัญอื่นที่ส่งผลต่อการซึมผ่านของคลอไรด์ ได้แก่ ความกว้างรอยร้าวที่เหลืออยู่หลังการซ่อมแซม ความสามารถในการซ่อมแซมรอยร้าวตลอดความลึกภายในเนื้อมอร์ตาร์ และสารอาหารที่ใส่ลงขณะผสมที่ทำให้เกิดรูโพรงภายในเนื้อมอร์ตาร์ ปัจจัยเหล่านี้พบในกลุ่มตัวอย่างที่ใช้รูปแบบไมโครแคปซูล จึงส่งผลให้มีค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านคลอไรด์ที่สูงกว่ากลุ่มที่ใช้รูปแบบหยดเซลล์ที่มีชีวิตพร้อมสารอาหาร

Impact Of Orthophosphate As A Corrosion Inhibitor And Chloramine Disinfectant On Drinking Water Biofilm Communities, Mitchell Cooke

Theses and Dissertations (Comprehensive)

A drinking water distribution system (DWDS) must maintain conditions within quality standards which assure the effective and safe transport of finished drinking water from treatment plants to the household tap. Although safe to drink, finished water is not sterile, and may contain hundreds of microorganisms in a single milliliter. These microorganisms are present from the source waters, such as lakes, rivers and aquifers, and have passed through early treatment steps. Final treatment steps, such as the maintenance of disinfectant residuals, are used to further minimize viable cells present and focus on the reduction of harmful organisms. Microbial cells entering the …

Experimental And Design Evaluation Of Multi-Bolted Gfrp Joints, Amir Hossein Houshmandyar

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

For infrastructure system implementation, high strength/stiffness to self-weight ratio, corrosion resistance and ease of fabrication are just a few of the many advantages of pultruded fiber reinforced polymer (PFRP) composites over traditional construction materials. However, challenges of engineered FRP materials are addressed via continuous updating of design codes. For example, the anisotropic nature of FRP composite materials includes different mechanical properties in different directions (pull or longitudinal direction vs. transverse to pull direction) of a structural member, resulting in design complexities over isotropic materials. Typically, infrastructure systems are built by bolting FRP structural members because of certain advantages of bolted …

Finite Element Method Calculation Of A Prestressed Self Consolidating Concrete Beam, Vladyslav Machulsky

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

In this study, a prestressed concrete box beam produced for the Stalnaker Run Bridge (SRB) replacement project using self-consolidating concrete (SCC) was simulated using finite element method (FEM) numerical technique. ANSYS, a commercial FEM software, was used to build the prestressed SCC box beam model. The FEM model was developed to understand the behavior of concrete and steel under prestressing loads, long-term effects, and superimposed loads. The SOLID65 and REINF264 element types were chosen to simulate the behavior of concrete and steel materials. Experimentally measured mechanical properties of concrete from the SRB project were used in the analysis allowing for …

Mechanical Response Of Vartm Infused Frp Composites, Andrew Kenney

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Mechanical Response of VARTM based FRP composites

Andrew Kenney

The United States Department of Transportation (USDOT) recently created two new design specification for rail tank cars. These new types of classification, DOT-117 and DOT-117R, are designed with additional safety precautions to prevent hazardous chemicals from leaking out in case of a derailment. Features such as a thicker outer steel wall, head shield, and top and bottom valve protections provide additional protection compared to the current DOT-113 tank cars at the cost of additional weight. The WVU-CFC proposes a multifunctional, composite jacket that could be used in place of current tank …

Investigation Of The Experimental And Numerical Flexural Behavior Of Innovative Totally Encased Composite Beams, Nour Wehbi, Adnan Masri, Oussama Baalbaki

BAU Journal - Science and Technology

Composite steel-concrete beams have been widely used in long span construction and high rise buildings due to their favorable behavior in terms of high strength, stiffness, and ductility. In this research, the flexural behavior of an innovative steel-concrete composite section is investigated experimentally and verified numerically using ABAQUS software. The studied section is composed of steel tubular specimen or steel hollow pipe totally encased in concrete in the absence of any flexural or shear reinforcement. Instead, steel mesh wraps are used around the tubular steel specimen to provide sufficient steel-concrete bond. All of the studied beams have the same 3m …

Trajectory Optimization For Connected And Autonomous Vehicle Platooning And Split Operations: Modeling And Experiments, Qianwen Li

USF Tampa Graduate Theses and Dissertations

Emerging connected and autonomous vehicle (CAV) platoon technology holds great potential in improving mobility, enhancing riding comfort, reducing fuel consumption, and mitigating congestion. It reduces car-following gaps via cyber connections. Further, it smooths vehicle trajectories via automated control. Smoothed trajectories and improved aerodynamic efficiency from reduced car-following gaps improve fuel and space efficiency, thus improving traffic performance.

Motivated by such promising advantages, this dissertation investigates trajectory optimization for two basic CAV platoon operations, i.e., platooning and split, which are the premise to implement this technology to benefit society. Two two-stage optimization problems are formulated to solve the platooning and split …

A Variable Stiffness Energy Dissipation Device For Vibration Control Of Steel Frames, Tie Zheng

Dissertations - ALL

Structures without energy dissipation devices rely primarily on plastic or inelastic deformations to dissipate energy from earthquakes. As a result, the amount of inelastic deformations and damage level will increase as the earthquake severity increases. However, structures equipped with energy dissipation devices are expected to experience less inelastic deformations and so their safety and integrity can be better preserved.In this research, a new device called the variable stiffness energy dissipation device is conceptualized and numerically studied. Using nonlinear time history analysis, results are obtained to illustrate the effectiveness of the proposed device in enhancing the seismic performance of shear and …

Editorial: Molecular Simulation On Cementitious Materials: From Computational Chemistry Method To Application, Hongyan Ma, Dongshuai Hou, Jinrui Zhang

Civil, Architectural and Environmental Engineering Faculty Research & Creative Works

No abstract provided.

Truss Bridge Damage Localization And Severity Estimation Using Influence Lines, Hamoud Alshallaqi

Civil and Environmental Engineering Theses and Dissertations

The safety of bridges is one of the primary concerns of researchers, engineers, and bridge owners and managers, especially when bridges are approaching the end of their intended service lives. The estimation of bridge condition and remaining service life is critical to prioritize the allocation of available funding for repairs and rehabilitation. Various methods, including both dynamic and static approaches, have been developed to detect and localize bridge damage and estimate its severity. This research presents a methodology for detecting a single damaged member in a truss bridge and estimating the severity of the damage using static vertical deflection influence …

Mixing Temperature, Binder Content, And Dust Content Effects On Stone Matrix Asphalt, Abhinash Subedi

Theses and Dissertations

This study focuses on the effects of mixing temperature, binder content, and dust content on the performance of Stone Matrix Asphalt (SMA). Mixes produced at different mixing temperatures and with or without added polymer modified binder (P_b) and/or bag house dust (BHD) were evaluated. Two different types of specimens: laboratory mixed laboratory compacted, and plant mixed laboratory compacted were evaluated by Cantabro Mass Loss (CML) testing in an unaged condition or after a laboratory conditioning protocol (CP) was applied. Additional P_b and BHD were added to plant produced mixes in the laboratory before mixing. Results showed that …

Field Durability Test Of Clt Wall Envelope Using Physical Barriers Against Termites And Structural Performance Of Nailed Hold-Down Brackets Connected To Fungus-Exposed Clt Walls, Kamal Neupane

Theses and Dissertations

The effectiveness of using commercial polyethylene flashing and stainless-steel mesh in CLT wall systems as the termite barriers were evaluated in a short-term field test. American Wood Protection Association (AWPA) E21's visual ratings ranged from 10 to 9 in the specimens showing little damage when no physical barriers were used. Termites were able to crawl beyond the physical barriers in few specimens showing the necessity of further research on height and installation method of physical barriers. On the second part, the effect of decay caused due to Postia placenta, a brown-rot fungus, on the structural performance of hold-down brackets connected …

Effects Of The Checks, Andrew Stott

Fall Student Research Symposium 2021

As a result of the COVID-19 pandemic, thousands of people have lost thousands of dollars, and some much more. As a result, the government issued aid in the form of stimulus checks, with the intention to stimulate the economy and compensate for money lost. The government is not adding value to the economy, but merely moving it around, and in many cases simply making it worse. The checks allude to an even bigger issue: that of universal income and welfare checks. Although these things may be helpful to the individual, they are ineffective and harmful to the economy because they …

A Simplified Stress Analysis Of Functionally Graded Beams And Influence Of Material Function On Deflection, Elias Ali

Faculty Scholarship

This paper aims at providing a simplified analytical solution for functionally graded beam stress analysis and optimized material gradation on the beam deflection. The power-law (P-FGM) and exponential (E-FGM) material functions were considered for an exact solution of the normal and shear stress distributions across the beam thickness. Optimization of material function on the FGM beam deflection, which is new of its kind, was also investigated considering both simply supported and cantilever beams. It was observed that the non-dimensional normal stress and shear stress are independent of the elastic moduli values of the constituent materials but rather depends on both …

Multi-Type Assessment Of Global Droughts And Teleconnections, Zahir Nikraftar, Abdorrahman Mostafaie, Mojtaba Sadegh, Javad Hatami Afkueieh, Biswajeet Pradhan

Civil Engineering Faculty Publications and Presentations

Several drought indices have been developed based on various processes (e.g., precipitation, soil moisture, vegetation health) that respond differently to modes of climate variability, shadowing their relatability to teleconnections, which in turn, limits drought forecasting. In this study, we advanced the multivariate analysis of droughts by using long-term Terrestrial Water Storage estimates, soil moisture and precipitation data along with normalized difference vegetation index. To this end, we employed a Vine copula approach using Archimedean and Elliptical copula families to generate two novel multivariate drought indices called Combined Standardized Drought Index (CSDI), based on agricultural, meteorological, hydrological and ecological univariate indices …