MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a300
■1001  ▼aBroyles,  Jonathan  Michael.
■24510▼aAdvancing  the  Sustainable  and  Acoustic  Design  of  Concrete  Structures
■260    ▼a[Sl]▼bThe  Pennsylvania  State  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a430  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-03,  Section:  A.
■500    ▼aAdvisor:  Brown,  Nathan  C.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Pennsylvania  State  University,  2024.
■520    ▼aThe  building  and  construction  sector  contributes  35-40%  of  global  carbon  emissions,  with  concrete  attributed  to  around  7%  of  global  carbon  emissions.  With  the  substantial  volume  of  concrete  used  in  building  floor  systems,  design  practitioners  and  engineers  are  increasingly  tasked  to  identify  concrete  floor  systems  with  the  least  amount  of  embodied  carbon  (EC)  emissions.  A  prominent  EC  reduction  pathway  is  through  the  removal  of  structurally  unnecessary  concrete  material  in  floors.  This  low-carbon  pathway  is  directly  applicable  in  the  selection  of  more  material-efficient  concrete  floor  systems  in  buildings,  as  several  concrete  systems  exist  that  are  more  material-efficient  than  conventional  concrete  slabs.  Further  concrete  material  reductions  can  be  realized  at  the  component  scale  when  optimization  frameworks  are  employed  to  determine  non-traditional  floor  forms  that  improve  upon  the  material  efficiency  of  conventional  systems.  While  existing  concrete  floor  systems  can  reduce  the  EC  emissions  by  up  to  50%,  greater  EC  savings  can  be  achieved  through  the  design  of  optimized  components.  However,  challenges  have  hindered  both  the  selection  of  low-carbon  conventional  concrete  floor  systems  and  the  realization  of  optimized  components.Material-efficient  concrete  floor  systems  have  been  designed,  engineered,  and  constructed  for  many  years;  however,  identifying  the  floor  system  with  the  lowest  EC  emissions  has  been  restricted  due  to  the  variety  of  floor  system  types,  the  bevy  of  possible  design  scenarios,  and  the  uncertainty  of  the  carbon  footprint  of  concrete  mixtures.  Additionally,  the  selection  of  a  low-carbon  floor  system  can  happen  in  early-stage  design  phases,  potentially  restricting  the  consideration  of  alternative  systems,  especially  when  design  parameters  are  loosely  defined.  Furthermore,  the  design  of  a  concrete  floor  system  may  be  controlled  by  non-structural  objectives.  Secondary  objectives  such  as  fire-resistance,  acoustic  insulation,  and  vibrations  may  influence  the  design  of  a  concrete  floor  structure,  further  complicating  the  selection  of  a  low-carbon  concrete  system.  These  limitations  currently  impede  how  designers  can  identify  which  concrete  floor  system  has  the  largest  EC  savings  when  considering  various  design  scenarios  and  performance  goals.While  optimized  concrete  components  have  been  found  to  achieve  material  savings  up  to  70%  when  compared  to  conventional  concrete  slabs,  their  implementation  has  been  restricted  because  floors  influence  additional  design  performance  goals.  Several  researchers  have  evaluated  how  secondary  considerations,  like  walking  vibrations,  can  be  influenced  by  the  design  of  optimized  components,  yet  air-  and  structure-borne  insulation  performance  has  been  less  studied.  Although  air-borne  sound  insulation  of  optimized  concrete  floors  can  be  adequately  estimated  using  analytical  expressions,  a  high-resolution  numerical  model  is  necessary  to  quantify  impact  sound  insulation.  However,  computational  resource  restrictions  limit  simulating  the  full-frequency  radiated  sound  power  needed  to  evaluate  impact  insulation.  An  additional  challenge  when  evaluating  optimized  floors  for  acoustic  insulation  is  that  the  existing  sound  transmission  metrics  have  known  functional  limitations  that  can  inflate  or  penalize  the  true  acoustic  performance  of  a  concrete  component.  As  a  result  of  these  challenges,  little  research  has  evaluated  the  performance  of  optimized  concrete  components  for  acoustic  performance  and  other  design  goals.This  dissertation  responds  to  these  research  gaps  by  deriving  equations  and  design  tools  to  aid  in  the  selection  of  a  low-carbon  concrete  floor  system,  developing  a  new  simulation  method  to  quantify  impact  sound  insulation,  and  proposing  new  sound  transmission  metrics  to  improve  the  acoustic  assessment  of  optimized  concrete  components.
■590    ▼aSchool  code:  0176.
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■71020▼aThe  Pennsylvania  State  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-03A.
■790    ▼a0176
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17162917▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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