Dissertations / Theses on the topic 'Poutre en Béton Armé'
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Miramontes, de León Diego. "Modèle global de poutre pour l'analyse sismique des portiques en béton armé : approche phénoménologique et approche en plasticité." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0103.
Abstract:
L’analyse des dommages et du risque de ruine des structures en béton armé au cours d’un séisme nécessitent l’élaboration des modèles numériques capables de décrire le comportement non linéaire des éléments structuraux. L’analyse non linéaire dynamique des structures complètes conduit en général à un volume de calcul considérable. Il est alors nécessaire de spécialiser les outils de prédiction pour accroître leur efficacité. Dans ce travail, un modèle global pour l’analyse des systèmes de poutre en béton armé est proposé. Une première approche phénoménologique est définie par une loi cyclique uniaxale moment-courbure. Cette approche basée sur une formulation découplée (flexion – effort normal) est valable pour une faible variation de l’effort normal. Les hypothèses simplificatrices (cinématiques et matérielles) conservent toutefois la prédiction des phénomènes clés : fissuration du béton, plastification des aciers et dégradation de la résistance due aux changements cycliques. Une deuxième approche basée sur la théorie de la plasticité permet d’élargir le domaine d’application aux chargements plus généraux. La formulation tient compte de l’interaction entre l’effort normal et le moment fléchissant. La règle d’écrouissage cinématique proposée s’appuie sur la relation phénoménologique moment-courbure. Dans la dernière partie, les deux approches sont confrontées aux résultats expérimentaux. Des éléments structuraux et assemblages en béton armé ont été soumis à différentes conditions de chargement. Les résultats numériques obtenus confirment l’intérêt du modèle et en même temps, permettent d’envisager son élargissement au domaine spatial. Le modèle proposé allie à la fois efficacité et fiabilité. Il offre la possibilité de réaliser des analyses non linéaires systématiques pour les structures courantes en béton arméThe study of the damage process and the vulnerability to collapse of RC structures under earthquake loading requires the formulation of numerical models capable of describing the nonlinear behaviour of structural members. However, the nonlinear dynamic analysis of complete structures results in a considerable volume of calculus. Consequently, the numerical tools-kits should be specialized in order to improve their efficiency. In this work, a global model for the seismic analysis of RC beam systems is proposed. A first phenomenological approach is characterized by a uniaxial cyclic law based on a moment-curvature relationship. In this uncoupled formulation a negligible variation of the normal force is supposed. The simplified kinematic and material hypotheses allow the prediction of key phenomena: cracking of concrete, yielding of steel and the strength degradation du to cyclic loading. A second approach based on the theory of plasticity extend to the domain of applicability to complex loading. This formulation takes into account the interaction of normal force and flexion. The proposed kinematic hardening rule is supported by the phenomenological moment-curvature relation-ship. Finally, both approaches are compared to experimental results. Several structural members and subassemblies are subjected to different loading conditions. The obtained numerical results confirm the interest of the proposed model and at the same time, suggest the extension for spatial cases. The proposed model unify the efficiency and reliability. It offers the possibility to carry out a systematic application of nonlinear analysis of current RC structures
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Boucher, Jonathan. "Développement d'une poutre de béton armé de bambou préfabriquée pour l'habitat urbain de Hanoi." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23928/23928.pdf.
Abstract:
Ce mémoire porte sur le développement d’un système de plancher de béton préfabriqué destiné à l’habitat urbain de Hanoi et plus particulièrement sur la préfabrication d’une poutre de béton armé de bambou. Une partie de la recherche fut menée conjointement avec M. Dany Blackburn qui s’intéressa à l’habitation à faible coût et aux bétons cellulaires.
Dans la première partie de ce mémoire, notre travail consistait à dresser le portrait du marché de la construction locale afin d’en saisir les réalités et les enjeux principaux. Les observations réalisées sur le terrain à l’été 2002 sont donc présentées dans la première partie de ce mémoire ainsi que dans celui de Dany Blackburn (2006).
En second lieu, une recension d’écrits fait le point sur l’état actuel des publications les plus récentes sur la technologie du béton armé de bambou. Les thèmes retenus sont très étroitement liés à cette recherche exploratoire. Il s’agit des propriétés physiques et mécaniques du bambou, des méthodes de préservation de la matière, des critères de choix de l’espèce de bambou, du problème d’adhérence entre le bambou et le béton et l’utilisation des armatures de bambou dans le béton dans le cas d’une poutre. Notons enfin que cette recension ne prétend aucunement être exhaustive. L’accent est mis davantage sur les études récentes et sur les résultats les plus marquants.
C’est à partir de l’information recueillie sur le terrain et de celle recensée dans la littérature que fut réalisé l’objectif premier de ce mémoire, soit la préfabrication d’une poutre de béton armé de bambou destiné à l’habitat urbain de Hanoi. La troisième partie de la recherche expose donc la méthodologie empruntée lors des expérimentations.
Finalement, un prototype de plancher préfabriqué en grandeur réelle fut soumis à un essai de chargement. La maquette se compose de 3 poutres de béton armé de bambou ainsi que de 10 dalles de béton cellulaire produites par Dany Blackburn dans le cadre de son mémoire. Des essais mécaniques ont ensuite été menés afin de mesurer l’efficacité structurale des poutres de béton armé de bambou et du système de plancher préfabriqué. Les résultats présentés dans la dernière partie de ce mémoire démontrent que l’utilisation du bambou comme armature de béton dans la préfabrication de poutres est une alternative intéressante et peut être utilisée efficacement pour la construction résidentielle de Hanoi.This thesis relates on the development of a precasted concrete floor intended for the urban habitat of Hanoi and more particularly to the prefabrication of a concrete beam reinforced with bamboo. A part of this research was carried out jointly with Mr. Dany Blackburn which was interested to low cost housing and gas concrete slabs. Initially, our work consisted in drawing up the portrait of the local construction market to seize the principal realities and stakes of them. The observations carried out on the ground at summer 2002 are thus presented in the first part of this thesis. In the second part, a recension of writings gives a progress report on the current state of the most recent publications on the bamboo reinforced concrete technology. With the information collected on the ground and listed in the literature, the principal objective of this thesis was carried out: the prefabrication of a concrete beam reinforced with bamboo. The third part of research exposes the methodology used during the experiments. Finally, a real size prototype of the prefabricated floor system was assembled. The model is composed of 3 concrete beams reinforced with bamboo and 10 gas concrete slabs produced by Dany Blackburn within its report. Mechanical tests were then carried out to measure the structural effectiveness of the concrete beams reinforced with bamboo and of the prefabricated floor system. The results presented in the last part of this thesis show that the bamboo as concrete reinforcement in the prefabrication of beams are an interesting alternative and can be used effectively for the residential construction of Hanoi.
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Nguyen, Xuân Huy. "Vulnérabilité des structures en béton armé à voiles porteurs : expérimentation et modélisation." Grenoble INPG, 2006. http://www.theses.fr/2006INPG0049.
Abstract:
Ette thèse s'inscrit dans le cadre de la recherche ECOLEADER des programmes européens d'accès aux grades installations ayant comme objectif l'amélioration de nos connaissances sur la vulnérabilité des structures à voiles porteurs sous chargement sismique. Une stratégie de modélisation simplifiée basée sur des éléments de poutre multifibre Euler - Bernoulli ou Timoshenko est présentée. Les lois utilisées pour le béton et l'acier sont basées sur la mécanique de l'endommagement et la plasticité respectivement. Malgré sa simplicité, le modèle permet de modéliser de façon satisfaisante le comportement global des structures en béton armé sous chargement dynamique. De plus, il est capable de reproduire qualitativement les tendances du schéma de fissuration et la position des zones d'endommagement. Les calculs non linéaires dynamiques sont les seuls capables d'évaluer les marges de variation de l'effort normal, d'étudier l'état des sections vis-à-vis de l'état ultime et de fournir ainsi les informations nécessaires dans la phase de conception. Outil disponible pour l'ingénierie, cette approche doit être considérée comme pouvant être utilisée en parallèle avec les méthodes classiques de dimensionnement et elle est en mesure de conforter les décisions des concepteursThis work is done in the framework of the ECOLEADER program - European consortium of laboratories for earthquake and dynamic experimental research - to improve our knowledge on the vulnerability of reinforced concrete structural walls submitted to seismic loadings. A modelling strategy based on Euler - Bernoulli or Timoshenko multifiber beams is presented. Constitutive laws are based on plasticity for steel and damage mechanics for concrete. This simplified model permits to reproduce the global behaviour of reinforced concrete structures under dynamic loading. Critical zones and damage distributions are also correctly predicted. Non linear dynamic calculations are the only ones able to simulate the variation of the axial force and thus they are a necessary tool for the design and conception of new buildings
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Iskef, Alaa Eddin. "Technologies informatiques pour l'étude du comportement expérimental et numérique d'un assemblage poutre-poteau en béton armé." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLN015/document.
Abstract:
L'analyse du comportement des assemblages poteau-poutre en béton armé ainsi que leur influence sur la résistance de l'ensemble de la structure sous chargement cyclique ou sismique a fait l'objet de plusieurs investigations ces dernières années. Toutefois, le comportement de cette partie de structure reste loin d'être maitrisé à cause de la complexité de cet assemblage qui fait intervenir plusieurs phénomènes physiques, et à cause du manque de données expérimentales. Ce travail a pour but de mettre en place et fournir une base de données expérimentales fiable et dense dont la vocation est de donner accès à un benchmark expérimental pour permettre la modélisation et la validation du comportement de ces assemblagesThe behavior of reinforced concrete beam-column joints and their influence on the strength of the structures under cyclic or seismic loadings has been the subject of several investigations in recent years. However, the behavior of that part of the structure remains far from being mastered due to the complexity of the assembly involving several physical phenomena and due to the lack of exhaustive experimental data. This work aims to implement and provide a reliable and dense experimental database whose vocation is to provide access to an experimental benchmark to enable the modeling and validation of the behavior of these assemblies
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Aitali, Méhéna. "Contribution à l'étude de la fiabilité des poutres hyperstatiques en béton armé." Toulouse, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAT0031.
Abstract:
Cette etude traite de la conception et de la construction d'un modele de calcul permettant l'evaluation de la probabilite de ruine par flexion d'une poutre bi-encastree en beton arme soumise a l'action de charges statiques. Une relation moment-courbure originale est proposee, permettant, d'une part, de mieux tenir compte de l'adaptation plastique et, d'autre part, de realiser un gain appreciable en temps de calcul. Les resultats obtenus permettent d'evaluer de facon quantitative l'influence sur la securite, des diverses incertitudes d'execution et d'exploitation ainsi que celles d'autres parametres comme le pourcentage d'armatures ou le rapport des charges permanentes aux charges totales
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Kotronis, Panagiotis. "Cisaillement dynamique de murs en béton armé : modèles simplifiés 2D et 3D." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00074469.
Abstract:
Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse portent sur une stratégie de modélisation simplifiée des structures en béton armé soumises à des chargements de type dynamique et s'inscrivent dans le programme Européen ICONS - TMR. La modélisation de la maquette CAMUS III du programme est premièrement effectuée en utilisant des éléments 2D poutres multicouches et des lois uniaxiales locales. Une nouvelle stratégie de modélisation simplifiée 2D pour des voiles soumis à des cisaillements dynamiques est ensuite présentée. Le concept du Béton Armé Equivalent (BAE) est fondé sur une équivalence milieu continu milieu discontinu en treillis. Des lois locales uniaxiales sont utilisées pour le béton et les armatures. Le BAE est validé avec les résultats expérimentaux des maquettes T5 et T12 du programme SAFE et la maquette du programme NUPEC. Les problèmes 3D sont finalement abordés avec le développement d'un élément fini poutre multifibre Timoshenko valable pour des sections quelconques (hétérogènes et sans symétrie). La solution adoptée est celle d'un élément fini à deux nœuds avec des fonctions de forme de degré supérieur pour les déplacements et les rotations. L'élément est présenté en détail ainsi que sa validation à partir des résultats expérimentaux (poteaux sous chargement cyclique, murs en U du programme ICONS).
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Ngo, Minh Duc. "Renforcement au cisaillement des poutres béton armé par matériaux composites naturels (fibre de Lin)." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1169/document.
Abstract:
Dans le domaine de la construction, le béton armé est un matériau le plus couramment utilisé pour construire des bâtiments, des ponts…Avec sa grande histoire, il y a un très grand nombre d'ouvrages qui se retrouve dégradé pour de multiples raisons tels que les accidents routiers, l'évolution de trafic, les modifications de chargement dans les bâtiments ou les actions climatiques… Pour résoudre ces problèmes, deux possibilités principales s'offrent aux maitres d'ouvrage : la reconstruction ou la réparation. La reconstruction est une solution intéressante mais coûte très cher et ne peut pas être appliquée pour tous les ouvrages (ouvrages historiques …) La deuxième solution est donc souvent utilisée pour maintenir les ouvrages dans un bon état de service. Une des méthodes de réparation couramment utilisée consiste à l'application de matériaux composites pour renforcer les structures béton armé. Les coûts relativement acceptables et la mise en oeuvre rapide en font une solution technique de plus en plus appréciée. La technique de renforcement par matériaux composites se traduit par l'encollage de tissu ou de plats réalisés à partir de fibres de carbone ou de verre sur un support en béton. Ces types de matériaux ne sont pas d'origine naturelle, leur production provoque de forts impacts sur l'environnement et de plus, ces matériaux ne sont pas dégradables à leur fin de vie. Donc pour répondre à la question du développement durable qui demande que tous les domaines respectent l'environnement, un nouveau matériau écologique pouvant remplacer ces matériaux dans le renforcement de structure béton armé est toujours demandé. La fibre de Lin est un matériau d'origine naturelle qui présente de bonnes propriétés mécaniques. A l'heure actuelle, la fibre de Lin est appliquée dans plusieurs domaines : l'automobile, le sport, … Dans le domaine génie civil, avec ses bonnes propriétés mécaniques, la fibre de lin peut être utilisée dans le domaine du renforcement des structures béton armé en substitution des fibres courantes (fibre de carbone, fibre de verre…) Le but de cette thèse est l'évaluation de la capacité d'utilisation des fibres de Lin dans le renforcement de poutres béton armé. L'étude se focalisera au cas de renforcement au cisaillement qui n'est pas bien documenté dans la littérature, sui sera comparé avec le renfort par des fibres de carbone. Le programme expérimental est réalisé sur des tests de flexion 3 points avec la charge approche de l'appui pour avoir un fort effort tranchant dans la zone intéressée sur des poutres rectangulaires et des poutres en T. Les poutres sont renforcées par des tissus de lin bidirectionnels et unidirectionnels et par différentes configurations de renforcement. Les normes de calcul ACI, FIB, CSA, CNR-DT… recommandées pour calculer des structures avec des renforts de carbone et de verre dans le renforcement au cisaillement sont appliquées afin de vérifier leur efficacité dans le cas d'un renforcement par fibres de lin. Enfin un modèle numérique est étudié par la méthode des éléments finis pour reproduire le comportement des poutres renforcées par fibre naturelle afin d'étudier les paramètres qui jouent un rôle important dans le renforcement au cisaillement des poutres béton armé par fibre de lin. Les résultats montrent que le renfort par fibre de Lin présente des effets significatifs dans le renforcement au cisaillement de poutres béton armé (augmentation de la résistance de cisaillement de 10% à 33%). Le renfort par fibres de Lin présente une capacité mécanique équivalence à celle de fibre de carbone dans le renforcement au cisaillement de poutres béton armé et un potentiel dans le renforcement de structure béton armé. Les résultats du modèle numérique par la méthode des éléments finis traduisent un comportement similaire à ceux enregistrés lors des essais expérimentauxIn the field of construction, concrete is the most common material used to construct buildings, bridges... With its great history, there are a large number of structures that is found degraded for many reasons such as road accidents, changes in traffic, load changes in buildings or climate action ...To resolve these issues, two main options available to project owners: the reconstruction or repair. Reconstruction is an interesting solution but is very expensive and cannot be applied to all structures (historical works ...). The second solution is often used to keep the structures under service conditions. A repair methods commonly used is the application of composite materials to strengthen reinforced concrete structures. The relatively acceptable cost and rapid implementation make this technical solution increasingly appreciated. The Flax fiber is a natural material which has good mechanical properties. At present, the flax fiber is applied in several areas: automotive, sports ... In the civil engineering field, with its good mechanical properties, flax fiber can be used in the field of building Reinforced Concrete structures substitution of regular fibers (carbon fiber, fiberglass ...) The aim of this thesis is the evaluation of the ability to use flax fibers in strengthening reinforced concrete beams. The study will focus on a case of shear reinforcement that is not well documented in the literature; it will be compared with the reinforcement with carbon fibers. The experimental program was carried out on 3-point bending tests with the support of load approach for a strong shear in the area concerned on rectangular beams and T-beams. The beams are reinforced by bidirectional flax fabrics and unidirectional reinforcement and different configurations. The calculation standards ACI, FIB, CSA, CNR-DT ... recommended to calculate structures with carbon reinforcements and glass in building for shear strengthening are applied to ensure their effectiveness in the case of a reinforcement flax fibers. Finally, a numerical model is being studied by the finite element method to reproduce the behavior of beams reinforced with natural fiber to study the parameters that play an important role in shear strengthening of concrete beams reinforced with flax fiber. The results show that the reinforcing flax fiber has significant effects in the shear reinforcement of reinforced concrete beams (increase in shear resistance of 10% to 33%). The reinforcement by flax fiber has a mechanical capacity equivalent to that of carbon fiber in the shear reinforcement of reinforced concrete beams and potential in strengthening reinforced concrete structure. The results of the numerical model by the finite element method reflect a behavior similar to those obtained during the experimental tests. The model also valid flax fiber capacity comparable to that of carbon fiber in the shear strengthening of reinforced concrete beams
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Capdevielle, Sophie. "Introduction du gauchissement dans les éléments finis multifibres pour la modélisation non linéaire des structures en béton armé." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI109/document.
Abstract:
Les travaux présentés dans cette thèse sont consacrés à l'enrichissement de la méthode de modélisation par éléments finis de type poutre multifibre. La méthode a fait ses preuves pour le calcul dynamique d'éléments de structures élancés, lorsque les contraintes normales prédominent. Toutefois, lorsque les contraintes de cisaillement sont prépondérantes, l'approximation de la cinématique utilisée par les éléments poutre n'est plus assez précise pour obtenir des résultats satisfaisants. L'objet de ces travaux de thèse est d'améliorer la méthode en créant un nouvel élément permettant de tenir compte du gauchissement des sections transversales dû au cisaillement. Ce développement est réalisé en deux étapes. Les éléments sont enrichis dans un premier temps par les déformations de gauchissement sous sollicitation de torsion. Le modèle de gauchissement est validé dans le domaine linéaire par confrontation aux résultats d'une modélisation numérique 3D. Après implémentation du gauchissement de torsion dans l'élément multifibre, des simulations numériques de poutres en torsion pure sont comparées à des résultats d'essais, permettant de valider le comportement des éléments poutre dans les domaines linéaire et non linéaire. Un modèle d'endommagement est utilisé pour le béton, et le gauchissement est mis à jour au fur et à mesure du calcul en tenant compte de l'évolution des propriétés matériau. L'étape suivante d'enrichissement est alors réalisée, avec l'élaboration d'un modèle de gauchissement complet sous toutes sollicitations de cisaillement, couplé au modèle d'endommagement. Une validation locale du profil de gauchissement élastique sous effort tranchant est effectuée par comparaison à la solution analytique, puis le profil de gauchissement sous sollicitations couplées de torsion et d'effort tranchant est validé par confrontation aux résultats d'une modélisation 3D. Outre la prise en compte du cisaillement par effort tranchant, la principale différence de cet enrichissement avec le modèle précédent est le calcul implicite du profil de gauchissement de la poutre au cours du calcul de structure. Les deux modèles développés sont comparés sur le comportement de poutres en torsion monotone, afin de quantifier l'impact de la méthode de calcul sur la précision des résultats et sur l'efficacité du calcul. Finalement, le modèle complet avec gauchissement est appliqué à la simulation sismique d'une structure. L'ensemble de ces cas-tests montre que l'enrichissement de la méthode par éléments finis multifibres est fonctionnel, avec des perspectives d'amélioration en ce qui concerne l'efficacité numérique notamment, et des perspectives intéressantes d'applicationThe present work is dedicated to the numerical modeling of structures using multifiber beam elements. This numerical method was proved to be efficient to simulate the behavior of slender structural elements subject to normal stresses. However, the response of the model for shear-dominating stresses lacks of accuracy. This problem is addressed by introducing warping in the kinematics of multibfiber beam elements. A new multifiber element is developed in two steps. Torsional warping is first introduced in the deformations of an arbitrary-shaped composite cross section. The resulting warping profiles are validated by comparison with the axial displacements obtained by three-dimensional modeling of beams in torsion. After implementation of the warping kinematics in a Timoshenko multifiber beam element, the formulation is validated against the experimental behavior of beams subject to pure torsion. The material is modeled by a 3D damage law, and warping is updated throughout the computations to account for damage evolution. A comparison of torque–twist curves predicted with enhanced and classical beam elements to experimental curves highlights the importance of including warping in the model. The second step consists in formulating an element with additional warping degrees of freedom, accounting for the warping deformations due to both transverse shear and torsion. This element is validated using an analytical model for a beam subject to transverse shear. Then the linear elastic behavior of a beam subject to both shear and torsion is successfully compared to the results of a 3D simulation. The complete formulation is coupled to damage through an implicit soulution procedure for the beam and the warping degrees of freedom. The enhanced method is eventually used to compute the behavior of a full structure subject to a seismic loading
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Breysse, Denys. "Pour une optimisation discrète des structures en béton armé." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066021.
Abstract:
Approche du problème de l'optimisation du ferraillage des poutres en béton arme. Application des résultats récents de la recherche sur le comportement du béton arme au stade de la conception, démarche originale en ce qui concerne l'analyse des sollicitations dans la structure. Méthode permettant de mener une optimisation en variables discrètes en tenant compte des contextes économiques et technologiques et conception d'un processus performant. Etude menée conformément aux normes en vigueur et développement d'un exemple d'une poutre hyperstatique. Annexes permettant de préciser les modalités de mise en oeuvre sur quelques exemples de structures plus complexes
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Reimeringer, Mathieu. "Contribution à l'étude de l'effondrement d'une structure en béton armé." Orléans, 2005. http://www.theses.fr/2005ORLE2022.
Abstract:
L'effondrement est un phénomène peu abordé en Génie Civil mais important pour l'évaluation de la vulnérabilité d'un ouvrage à une action accidentelle. Il reste cependant difficile à modéliser tant les mécanismes mis en jeu sont nombreux : non-linéarités matérielles (plasticité, endommagement, rupture,. . . ) et géométriques (chute libre, contact,. . . ). L'analyse des problèmes d'effondrement et du comportement structural des portiques en béton armé permet d'identifier les phénomènes qui caractérisent la réponse globale d'une structure ainsi que les modèles utilisables. Nous proposons une approche simplifiée originale reposant sur l'utilisation d'éléments discrets. Les poutres et colonnes, éléments constitutifs du portique, sont modélisés comme des corps rigides, le comportement des matériaux étant supposé localisé dans les liaisons rhéologiques entre les corps rigides. La démarche et les éléments ont été qualifiés et les simulations ont mis en évidence l'influence des différents paramètres.
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Ulm, Franz-Josef. "Modélisation élastoplastique avec endommagement du béton de structure. Application aux calculs statiques et dynamiques de structures en béton armé et béton précontraint." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529366.
Abstract:
Le but de cette thèse est l'étude prédictive par calcul aux éléments finis des effets de la fissuration à l'échelle de structures en béton armé et précontraint soumises à des chargements statiques, cycliques et dynamiques. Il s'agit d'une part de préciser les lois de comportement des matériaux constitutifs de ces structures, et d'autre part de développer des outils numériques adaptés. Pour la modélisation du comportement du béton, un modèle du comportement macroscopique est présenté, couplant la plasticité à l'endommagement. Pour la partie plastique, il s'agit d'adapter la loi élastoplastique au comportement spécifique du béton. La (micro)fissuration du matériau est représentée à l'échelle macroscopique en termes de déformations plastiques, et l'apparition et l'évolution du dommage par l'évolution de variables plastiques. En particulier, la porosité plastique modélise la variation irréversible de l'espace poreux connecté créé par (micro)fissuration. Cette signification physique est à la base du couplage phénoménologique de la plasticité et de l'endommagement : les effets du dommage sont modélisés par une variation des caractéristiques élastiques fonction de la variable d'endommagement choisie : la porosité plastique. Cette loi de comportement est utilisée au sein d'un élément fini particulier : l'élément poutre multifibre, issu de l'extension des approches multicouches au cas tridimensionnel. L'outil numérique développé permet de prendre en compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques dans l'analyse de structures à poutres sous des chargement divers avec un temps de calcul raisonnable. Pour l'application au cas des structures en béton précontraint, la formulation prend en compte des déplacements relatifs (glissement) entre câble précontraint et béton : la précontrainte est traitée comme un problème de condition aux limites à l'interface acier-béton. Ces développements sont mis en oeuvre dans un code de calcul par éléments finis. Au travers d'exemples d'applications numériques, le domaine d'application et les limites des outils proposés sont précisés. Ces outils se veulent une aide à la conception pour les ingénieurs, dans les études prédictives des effets du dommage à l'échelle des structures.
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Guérin, Marie-Claude. "Renforcement à l'effort tranchant de poutres en béton armé." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape17/PQDD_0005/MQ33666.pdf.
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Lapierre, Patrick. "Modélisation de poutres en béton armé renforcées avec de matériaux composites." Mémoire, Université de Sherbrooke, 1999. http://hdl.handle.net/11143/6909.
Abstract:
Les nouvelles méthodes de réparation et de réhabilitation des structures ont toujours préoccupé les ingénieurs civils. Le climat rigoureux de notre pays, et le vieillissement rapide de nos structures qui en résulte, amènent des coûts énormes pour les propriétaires des structures. L'utilisation des matériaux composite s'avère une méthode de plus en plus courante lors de la réfection des structures en béton armé. En effet, ces matériaux ne sont utilisés que depuis environ dix ans, mais ils ont su démontrer jusqu'à maintenant de nombreux avantages.
L'objectif de cette recherche est de décrire le comportement des poutres en béton armé renforcées avec des matériaux composites. Le collage de ce type de matériaux sur les poutres en béton armé permet d'augmenter leur résistance ultime en flexion et en cisaillement. À ce jour, il n'y a pas de norme concernant la conception d'un renforcement avec ces matériaux. Ce mémoire propose alors un modèle permettant de prédire le comportement des poutres en béton armé renforcées avec ces matériaux et suggère une méthode de conception pour le renforcement en flexion et en cisaillement. Les modèles expliqués se basent sur les normes existantes de béton armé, mais considèrent l'ajout du matériau composite sur le comportement de l'ensemble.
Les modèles étudiés ont permis l'élaboration de logiciels d'analyse qui permettent d'aider les concepteurs à bien utiliser ces nouveaux matériaux. Ainsi, avec la description des méthodes de conception et de leur validation avec les résultats obtenus en laboratoires par Lamothe (1999), les ingénieurs ont maintenant une référence supplémentaire pour effectuer les calculs de conception et utiliser adéquatement ces matériaux d'avant-garde que sont les composites.
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Pinto, Barbosa Mônica. "Semi-rigidité des nœuds d'ossatures en béton armé : simulations numériques." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0035.
Abstract:
Dans le cadre du calcul numérique par éléments finis des structures en béton armé, ce travail traite du comportement des liaisons poutre-poteau soumises à des sollicitations cycliques alternées. L'objectif de ce travail est de simuler numériquement le comportement d'un nœud d'ossature de mettre en évidence les mécanismes observés et de contribuer à l'élaboration des modèles qui en tiennent compte ; Ce mémoire est divisé en trois parties : La première partie présente une synthèse des différents résultats expérimentaux et théoriques des travaux antérieurs en mettant l'accent sur le concept de semi-rigidité. Elle comporte une discussion des mécanismes pris en compte dans le dimensionnement des nœuds d'ossature et précise les hypothèses et les choix retenus. Dans la deuxième partie, les modèles numériques utilisés sont présentés ainsi les méthodes de résolution qui y sont adaptées. La dernière partie est consacrée à la simulation numérique des nœuds d'ossature en béton armé sous chargement cyclique alterné. Les mécanismes de dé,formations sont mis en évidence et plusieurs recommandations relatives aux besoins de recherche sont proposéesWithin the framework of finite element modelling of reinforced concrete structure the present study investigates the behaviour of beam-column connexion submitted alternate cyclic loading. The objective of this work is to simulate the behaviour of a frame Joint, to show the mechanisms observed and to contribute to the construction of models which takes them into account. This report is structured in three chapters : The first chapter presents a state-of-the-art of the experimental and numerical studies in this field, with particular reference to the semi-rigidity concept. It includes a discussion of the mechanisms taken into account in the design of frame Joints, and points out the assumptions and options selected. In the second part, the analytical models used are presented, as well as the numerical methods which are best suited. The last chapter is dedicated to the numerical simulation of the reinforced concrete frame joints under alternate cyclic loading. The deformation mechanisms are exemplified and a number of recommendations towards research needs are proposed
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Yu, Linwen. "Étude du développement de la corrosion dans le béton armé fissuré et de la performance mécanique de poutres en béton armé corrodées." Thèse, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/8791.
Abstract:
Abstract : One of the aims of the thesis is to study corrosion development in cracked concrete, in relation to the effect of concrete cover depth, exposure direction, load-induced transverse cracks, defects in the steel-concrete interface under horizontal bars caused by top-casting and self-healing of the transverse cracks. The other aim is to study the mechanical performance of reinforced concrete beams damaged by corrosion accelerated by a climate accelerated method (wetting/drying cycles in salt fog).
Two main parts are included in this thesis. The first part discusses corrosion development, including corrosion initiation and propagation, in cracked concrete. The second part discusses the mechanical performance of slender and deep beams damaged by climate accelerated corrosion, in terms of failure mode, yield capacity, ultimate capacity and ultimate deflection.
According to the experimental study, it was found that, corrosion always initiated under the load-induced cracks. It should be noted that corrosion initiation is related to appearance of cracks but not crack width. The surface exposure condition is also an important parameter influencing corrosion development. Top-tensioned surface is the worst exposure condition, because corrosion development was accelerated by both ponding and gravity effect of chloride solution. Furthermore, top-casting-induced defects formed in steel-concrete interface under horizontal top-cast bars due to bleeding, segregation and settlement of fresh concrete, and they were favorable for both corrosion initiation and propagation. Self-healing occurred when the cracked samples were cured in a humidity room with 100% R.H due to the formation of ettringite in the inner zone and calcite in the outer zone of crack planes. Self-healing reduced air flow through the cracks and reduced the risk of corrosion considerably.
The flexural performances of slender beams were tested. Corrosion of the reinforcements modified the failure mode of reinforced concrete beams. Both yield and ultimate capacity were correlated to the maximum cross-sectional loss of tensile bars. The experimental results indicated that 1% reduction in cross-section corresponds to 1% reduction in yielding capacity and ultimate capacity. For mechanical performance of deep beams, the results show that, serious pitting corrosion on the tensile bars changed the failure mode from shear to flexure. The failure mode of corroded deep beams depends not only on span to effective depth ratio and corrosion degree of tensile bars, but also on the corrosion degree of stirrups.Résumé : Un des objectifs de la thèse est d'étudier le développement de la corrosion dans le béton armé fissuré, en fonction de l’enrobage des armatures, des conditions d’exposition, de l’endommagement de l’interface acier-béton induit par le chargement et des défauts de l'interface acier-béton sous les barres horizontales liés à la mise en œuvre du béton frais en prenant en compte l'auto-cicatrisation des fissures transversales. L'autre objectif est d'étudier la performance mécanique des poutres en béton armé endommagées par la corrosion naturelle en ambiance agressive (des cycles humifification/séchage en brouillard salin). Deux parties principales constituent cette thèse. La première partie traite du développement de la corrosion, à la fois initiation et propagation, dans le béton armé en présence de fissures. La deuxième partie traite de la performance mécanique des poutres longues et courtes endommagés par la corrosion des armatures, en termes de mode de défaillance, seuil de plastification, capacité ultime résiduelle et flèche ultime à rupture. Les résultats de l'étude expérimentale confirment que la corrosion est toujours initiée dans les fissures induites par le chargement. Il convient de noter que la corrosion est liée à la présence des fissures mais pas à leur largeur. Les conditions d'exposition sont également un paramètre important influençant le développement de la corrosion. Ainsi, une surface tendue correspondant à la surface supérieure est la pire condition d'exposition, parce que le développement de la corrosion est accéléré par les effets de l’accumulation des chlorures ainsi que l’effet gravitaire favorisant leur pénétration. En outre, les dommages induits par le “top-cast effect” qui sont formés à l'interface acier-béton sous les barres horizontales par le ressuage et le tassement du béton frais, sont favorables à la fois à la l’initiation et à la propagation de la corrosion. Le phénomène d’auto-cicatrisation des fissures survient lorsque les échantillons fissurés sont conservés à 100% d'humidité relative en raison de la formation d'ettringite dans la zone intérieure et de la calcite dans la zone extérieure du plan de fissuration. L’auto-cicatrisation réduit le débit d'air à travers les fissures et réduit considérablement le risque de corrosion. Les performances en flexion de poutres longues ont été testées. La corrosion des armatures modifie le mode de défaillance des poutres en béton armé. La diminution de la charge de plastification et de la capacité ultime a été corrélée à la perte de section transversale des barres tendues. Les résultats expérimentaux indiquent qu’une réduction de 1% de la section transversale correspond à une réduction de 1% de la charge de plastification et de la capacité ultime. En ce qui concerne les performances mécaniques des poutres courtes, les résultats montrent qu’une corrosion sévère par piqûres sur les armatures tendues change le mode de défaillance par cisaillement à celui en flexion. Le mode de rupture des poutres courtes corrodées dépend non seulement du ratio entre la portée et la hauteur utile, mais également du degré de corrosion des cadres d’effort tranchant.
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Confrere, Adeline. "Développement d'une méthode d'analyse structurelle de bâtiments en béton armé : application aux poutres renforcées par des armatures PRF." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10045/document.
Abstract:
La corrosion de l'acier dans le béton a été identifiée comme la principale cause des détériorations et déficiences structurelles. Les coûts de réparations et réhabilitations aux Etats-Unis, au Canada et dans la majorité des pays européens représentent un pourcentage important des dépenses liées aux infrastructures. En raison de leur résistance à la corrosion, de leur légèreté et d'une grande résistance à la traction, les armatures alternatives en PRF de verre, carbone ou basalte sont étudiées depuis une vingtaine d’années. Les propriétés mécaniques des armatures en polymères renforcés de fibres au comportement élastique diffèrent de celle de l'acier au comportement élasto-plastique. La substitution des armatures métalliques par des PRF va modifier les comportements structuraux généralement observés dans des structures béton armé traditionnelles. Cela va également induire un changement au niveau des calculs de dimensionnement de la structure. En particulier, dans le cas d'une poutre en béton armé standard, la rupture en flexion de la poutre sera habituellement par rupture des armatures en traction dans le cas de l'acier, alors que la rupture par compression du béton sera préférable pour les poutres renforcées par des PRF. L'objectif de cette thèse est une meilleure compréhension du système {béton + armatures en polymères renforcés de fibres} en vue de dimensionner des structures de bâtiment avec ces armatures alternatives. Ces armatures PRF ont déjà été utilisées pour des tabliers de ponts ou des voies de train à sustentation magnétique, mais aucune application pour des bâtiments à part quelques rares cas de construction d'hôpitaux où les pièces attenantes aux salles contenant des appareils magnétiques, tels que l'IRM afin d’éviter les phénomènes de résonance. Même si les renforcements PRF semblent une solution prometteuse vis-à-vis des problèmes de corrosion, les designers et ingénieurs sont confrontés à de nombreuses questions quant à l'utilisation de ces matériaux pour une application bâtiment, que ce soit pour la mécanique des structures ou des aspects économico-environnemental. Cette thèse s'inscrit donc dans la problématique de conception de structures en béton armé innovantes et plus durablesThe corrosion of steel elements embedded in concrete was identified as the main cause of structural deteriorations and deficiencies in buildings. Repair and rehabilitation costs in the USA, Canada and most European countries represent a substantial percentage of expenses related to infrastructures. Alternative FRP reinforcements in glass, carbon or basalt have been studied for the past twenty years owing to their resistance to corrosion, their light weight and their considerable tensile strength. The mechanical properties of fiber-reinforced polymers with an elastic behavior differ to the mechanical properties of steel, with an elastic-plastic behavior. This induces a change of the dimension calculations of the structure. In particular, in the case of a standard reinforced concrete beam, the flexural ultimate strength would usually be located in the reinforcements in traction for steel reinforcements, while a crushing failure of the concrete would be preferable in FRP beams. The objective of this thesis is to better understand the system {concrete + fiber-reinforced polymer reinforcements} in view of dimensioning building structures with these alternative reinforcements. These FRP reinforcements have already been used for bridge decks and magnetic suspension train tracks but no applications have been found for buildings except a few rare cases of hospital buildings or rooms adjoined to others containing magnetic apparatus, for example Magnetic Resonance Imagery (MRI), which are reinforced with FRP reinforcements to avoid resonance problems. Even if FRP reinforcements would appear to be a promising solution in terms of corrosion problems, designers and engineers have been confronted with many questions relative to the use of these materials in a building application, both in terms of the mechanics involved for the structures and economic and environmental issues. This thesis is therefore focused on the design aspect of concrete structures comprising innovating and more durable reinforced concrete
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Ho, Manh Hung. "Performance en flexion des poutres en béton hybride CFRP armé." Thesis, Reims, 2020. http://www.theses.fr/2020REIMS004.
Abstract:
L’étude sur le renforcement ou la réparation des structures en béton armé par collage de matériaux composites sont largement effectuée depuis plus de deux décennies. Les avantages mécaniques et physiques sur la résistance à la flexion, la résistance au cisaillement, le comportement mécanique, la durabilité, l’efficacité du renforcement ont bien approuvés. Les méthodes du renforcement par les matériaux composites peuvent être distinguées comme le renforcement interne, le renforcement externe et le renforcement hybride. Dans ce travail, les poutres en béton hybride armé ont été étudiées. Le renforcement en flexion est assuré par les matériaux en acier et en matériaux composites, plaque en CFRP. Deux modes de liaison entre la surface du béton et la surface de la plaque en CFRP sont proposées : liaison directe et liaison à l’aide d’une couche de résine époxyde. Dans cette étude, trois séries différentes de poutres renforcées hybrides ont été utilisées: une liaison directe entre les deux matériaux, la seconde avec une liaison adhésive entre les deux matériaux et la dernière avec une liaison spécifique. Les performances mécaniques de ces poutres, comportement mécanique, modes de rupture, charge ultime, charge correspondant aux premières fissures dans le béton, charge correspondant à la plastification de l'acier longitudinal et l’influence de l'adhérence entre la surface du béton et la surface du CFRP plaque ont été analysés. La méthode numérique par éléments finis a également été utilisée pour analyser les performances mécaniques des poutres. Les résultats apportent de nouvelles connaissances sur les avantages mécaniques des poutres en béton hybride arméThe study on strengthening or repairing reinforced concrete structures by bonding composite materials has been widely carried out for more than two decades. The mechanical and physical advantages on flexural strength, shear strength, mechanical behaviour, durability, reinforcement efficiency have been well approved. The methods of reinforcement by composite materials can be distinguished as internal reinforcement, external reinforcement and hybrid reinforcement. In this work, the hybrid reinforced concrete beams were studied. Reinforcement in bending is provided by steel and composite materials, CFRP plate. Two bonding methods between the concrete surface and the CFRP plate surface are proposed: direct bonding and bonding using an epoxy resin layer. In this study, three different series of hybrid-reinforced beams were used: a direct bond between the two materials, the second with an adhesive bond between the two materials and the last with a specific bond. The mechanical performance of these beams, mechanical behaviour, failure modes, ultimate load, load corresponding to the first cracks in the concrete, load corresponding to the plasticization of the longitudinal steel and the influence of the adhesion between the concrete surface and the surface of the CFRP plate were analysed. The numerical finite element method was also used to analyse the mechanical performance of the beams. The results provide new knowledge on the mechanical advantages of hybrid reinforced concrete beams
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Michaud, Éric. "Résistance en cisaillement des poutres en béton armé renforcé de fibres d'acier et synthétiques avec analyse de l'effet d'échelle." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/167.
Abstract:
L'installation de l'armature de cisaillement dans les poutres en béton armé est souvent onéreuse et complexe. De plus, la fragilité de la rupture en cisaillement en fait un danger pour la sécurité du public. L'utilisation d'un béton renforcé de fibres (BRF) s'avère être une alternative intéressante pour fournir une résistance en cisaillement suffisante et éviter ce mode de rupture. Suite aux diverses études réalisées dans le passé par les chercheurs, certains points restent à analyser concernant les poutres en BRF. En effet, la majorité des études ont porté sur des poutres de petites tailles faites de béton renforcé de fibres d'acier. Il faut donc approfondir l'effet d'échelle et l'utilisation de fibres synthétiques.
Des essais à la rupture en quatre points sur trois séries de poutres de tailles différentes (150x250x2200mm, 300x500x4400mm, 300x800x7100mm) ont été réalisées à l'Université de Sherbrooke par Tran [2009], Nguyen [2006] et Lavictoire [2010]. Le présent projet de recherche s'inscrit à la suite de leurs projets et consiste à compléter les essais déjà réalisés afin d'étudier l'effet d'échelle en présence de fibres. L'objectif est également d'analyser et de comparer l'apport des fibres utilisées (synthétiques et crochetées en acier) sur la résistance à l'effort tranchant des poutres en BRF. Des essais à la rupture ont été réalisés sur huit poutres dans le but de posséder des résultats pour des poutres avec les renforts en cisaillement suivant : aucun renfort, minimum d'étriers selon la norme CSA A23.3-04, taux volumiques de 0.5% et 1.0% de fibres d'acier et synthétiques. Parallèlement, des essais de caractérisation du comportement post-fissuration des BRF ont été réalisés conformément à la norme ASTM C1609/C1609M-10.
Les résultats montrent que malgré une augmentation significative de la résistance à l'effort tranchant, les fibres ne parviennent pas à enrayer l'effet d'échelle. De plus, les deux types de fibre utilisés ont permis d'obtenir des résistances semblables avec un taux volumique de 0.5%. Alors qu'un taux de 1.0% de fibres d'acier a permis d'atteindre des résistances comparables aux poutres avec le minimum d'étriers selon la norme, l'utilisation de 1.0% de fibres synthétiques n'a pas eu d'effet notable comparativement à 0.5%.
Les fibres ont également permis de retarder l'apparition des fissures diagonales et d'en réduire l'ouverture en comparaison aux poutres sans renfort en cisaillement sous chargement équivalent. Elles ont par ailleurs provoqué une augmentation de la rigidité des spécimens.
Des tentatives d'estimation de la résistance en cisaillement des sept poutres en BRF du programme expérimental ont été réalisées en utilisant différentes valeurs de résistance post-fissuration obtenues par l'essai ASTM C1609/C1609M-10. Les données récoltées avec ce projet étant insuffisantes, davantage de recherches sont nécessaires afin de déterminer une équation de design adaptée aux poutres de BRF et un paramètre de résistance post-fissuration adéquat.
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Ali, Harith abdullah ali. "Etude expérimentale et numérique des poutres continues en béton armé renforcées ou réparées par collage des matériaux composites." Thesis, Reims, 2017. http://www.theses.fr/2017REIMS034/document.
Abstract:
Le renforcement en flexion des poutres de béton armé par collage externe de matériaux composites s’est révélé être une technique efficace et pratique. Cette thèse présente une étude sur la performance à la flexion des poutres continues en béton armé avec trois travées réparées ou renforcées par collage de tissus en fibres de carbone (CFRP) ou en fibres de verre (GFRP). Le programme expérimental se compose de deux groupes. Le groupe-1 est composé de huit poutres et le groupe-2 est composé de huit poutres. Dans chaque groupe, il y a une poutre de référence, poutre non renforcée. Toutes les poutres ont la même longueur de 9m et la même section de 15x25 (cm). Les essais expérimentaux avec le chargement monotone ont été effectués à l’aide d’une presse de 1000 kN. Les paramètres étudiés sont : effet du renforcement par CFRP et GFRP, épaisseur optimale du renforcement, efficacité de la réparation des poutres endommagées par CFRP et GFRP, comportement mécanique, les modes de rupture des poutres continues en béton armé renforcées. Les essais experimentaux et des calculs par la simulation numérique ont été effectués. Cinq modes de rupture des poutres ont été observés. La résistance maximale d’une poutre peut être améliorée entre 14,8 et 33,0% dans le cas des poutres renforcées par collage de CFRP et entre 7,2 et 11,8% par collage de GFRP. Il existe d’une épaisseur optimale du renforcement dans les trois portées de la poutre. La poutre complètement endommagée peut être réparée à 100%. Le moment de flexion maximal de la poutre endommagée et réparée devient supérieur à celui de la poutre de référence. Une étude numérique, à l'aide de la méthode des éléments finis en utilisant le logiciel ABAQUS, sur les poutres continues en béton armé renforcées ont été également réaliséeThe flexural strengthening of RC beams by external bonding of composite materials has proved to be an efficient and practical technique. This thesis presents a study on the flexural performance of reinforced concrete continuous beams with three spans repaired or strengthened by bonding carbon fiber reinforced polymer (CFRP) or glass fiber reinforced polymer (GFRP). The experimental program consists of two groups. Group-1 consists of eight beams and group-2 consists of eight beams. In each group, there is a reference beam, unreinforced beam. All beams have the same length of 9m and the same section of 15x25 (cm). The experimental tests with the monotonic loading were carried out using a 1000 kN press. The parameters studied are effect of reinforcement by CFRP and GFRP, the optimum thickness of the strengthening, repair efficiency of the beams damaged by CFRP and GFRP, mechanical behavior, the rupture modes of strengthened reinforced concrete beams. Experimental tests and calculations by numerical simulation were carried out. Five modes of the breaking of the beams were observed. The maximum strength of a beam can be improved by 14.8 and 33.0% for beams reinforced by CFRP bonding and between 7.2 and 11.8% by bonding GFRP. There is an optimum thickness of the reinforcement in the three spans of the beam. The fully damaged beam can be repaired at 100%. The maximum bending moment of the damaged and repaired beam becomes greater than that of the reference beam. A numerical study, using the finite element method with the help of ABAQUS software, on strengthening the continuous concrete beams, was also carried out
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Fritih, Youcef. "Apport d’un renfort de fibres sur le comportement d’éléments en béton autoplaçant armé." Toulouse, INSA, 2009. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000336/.
Abstract:
Le BAP Fibré (BAPF) est un béton de nouvelle génération qui offre des avantages économiques et techniques très attrayants. Peu d’études ont été menées sur ce matériau qui reste actuellement assez peu utilisé, en dehors de quelques niches telles que des éléments de préfabrication (palplanches, segments de tunnel,…) ou les dallages. Ce travail de thèse a donc pour objectif d'élargir le potentiel du champ d'application de ce type de béton à des éléments structuraux plus courants, en particulier les poutres en béton armé soumises à de la flexion simple. Dans ces conditions, un tel renfort ne peut-il pas reprendre une partie des efforts de traction dus au cisaillement ? Dans l’affirmatif, la substitution totale ou partielle des armatures transversales est une question pertinente. Une large campagne expérimentale a été menée afin d’apporter des réponses à différents questions soulevée quant au rôle des fibres sur l’ouverture de la fissure et la reprise des efforts de traction au voisinage de la fracture. Pour ce faire une caractérisation de base a été établie avant d’étudier le comportement en flexion de poutres en béton. Deux types de fibres on été utilisés : des fibres métalliques adhérentes et des fibres synthétiques glissantes. Cette phase ultime du programme a permis de montrer que les fibres utilisées ont une incidence favorable sur la fissuration et que l’action des fibres peut être prise en compte dans le calcul des ouvertures de fissures aux Etats Limites de Service (E. L. S. ) vis-à-vis de la durabilité des structures dans des environnements de type agressifs, selon l’Eurocode 2 [EN 1992-1-1 2004]. En outre, ces fibres peuvent constituer un renfort complémentaire aux aciers transversaux car, comme nous l’avons constaté, la contribution des fibres diminue le transfert de charges aux armatures d’effort tranchant lorsque ces dernières sont interceptées par des fissures. En revanche, l’effet sur le comportement à l’effort tranchant à rupture est limité en raison d’un dosage en fibres faible et, surtout, du type de fibres résistantes jusqu’à des ouvertures de fissures de l’ordre de 200 µmDespite Fibre Reinforced Self-Compacting Concrete (FRSCC) offers economic and technical benefits in building applications, few studies have been undertaken on this material which is actually not much used, except for some precast elements (sheet piles, tunnel segments. . . ). The object of this thesis is to expand the potential of application of this concrete at structural elements more common, particularly the flexural postcracking response of reinforced concrete beams. In this case, can reinforcement fibre take a part of the tensile stress due to shear ? If yes, the partial or total substitution of transverse reinforcement is for studying. An experimental program was conducted to provide answers to the various questions raised about the use of fibres in the crack opening and the transfer tensile stress near crack. Analysis of experimental results illustrates the double effect of the fibre-reinforcement which controls cracking and maintains a tensile stress transfer near crack. In structural element, cracking is strongly influenced by fibre-reinforcement: the number of cracks is increased and in return it results in reduced crack opening a trend expected to improve the durability of the application according to Eurocode 2 [EN 1992-1-1 2004]. The shear performance of the steel FR-SCC beams demonstrated the potential for steel fibers to be used to satisfy the minimum shear reinforcement criteria. However, the effect of fibre reinforcement on the shear behaviour in failure is limited because of a low volume of fibres. Moreover these fibres are not efficient for crack opening above 200 microns
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Croston, Tania. "Etude expérimentale du comportement d'une poutre en béton armé en flexion trois points réparée par matériaux composites (approche probabiliste)." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002602.
Abstract:
Le béton armé (BA) a été largement étudié, surtout à travers son comportement mécanique et ses capacités physico-chimique. Par contre la notion de réparation des ouvrages de génie civil par des solutions composites est plus rarement traitée. Cette recherche porte essentiellement sur : l'analyse de l'influence du degré de fissuration sur la résistance ultime des éprouvettes réparées et l'application des concepts de fiabilité afin d'estimer la probabilité de défaillance. Dans ce but, des poutres en BA ont été pré fissurées par des essais en flexion 3 points jusqu'à 2 niveaux différents d'endommagement puis réparées. L'insertion d'une tige en composite (soit fibre de carbone, soit fibre de verre) et le collage d'une plaque en carbone sur la face tendue de la poutre courte, ont été utilisés comme méthodes de réparation. Lors des essais en flexion de poutres réparées, leur comportement a été évalué à l'aide d'un microscope à longue distance et par la technique d'émission acoustique. A partir des résultats obtenus, nous avons constaté que les deux méthodes de réparation sont très efficaces. En effet, les éprouvettes réparées ont considérablement augmenté leurs résistances ultimes. Une approche probabiliste utilisant les méthodes Monte Carlo et FORM pour déterminer la probabilité de défaillance de l'éprouvette testée en flexion trois points a été utilisée. Ces résultats nous ont permis d'élaborer des abaques qui mettent en relation la force résistante de l'éprouvette, le coefficient de variation et la probabilité de défaillance.
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Desprez, Cédric. "Analyse et Réduction de la Vulnérabilité Sismique des Structures Existantes : Renforcement par Collage de Tissus de Fibres de Carbone (TFC)." Phd thesis, Grenoble INPG, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00560438.
Abstract:
La réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes est un enjeu majeur. Le renforcement d'éléments par Tissus de Fibres de Carbone (TFC) offre une réponse intéressante à cette problématique. Ces travaux proposent une stratégie simplifiée de modélisation non linéaire permettant de prédire le comportement d'une structure en béton armé renforcée par TFC. Celle-ci est fondée sur l'utilisation d'éléments finis poutres multifibres ainsi que de modèles d'endommagement et de plasticité. Le confortement d'éléments en flexion et le confinement des poteaux sont étudiés. Plus spécifiquement une loi constitutive cyclique pour béton confiné est proposée. Cette loi est fondée sur deux modèles, le premier basé sur la théorie de l'endommagement et le second sur une série d'études expérimentales. Cette approche est validée à travers deux cas d'études : une pile de pont renforcée et une analyse de vulnérabilité d'un ouvrage sous sollicitations statiques (poussée progressive) et dynamiques.
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Desprez, Cédric-Arthur. "Analyse et réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes : renforcement par collage de tissus de fibres de Carbone (TFC)." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0115.
Abstract:
La réduction de la vulnérabilité sismique des structures existantes est un enjeu majeur. Le renforcement d’éléments par Tissus de Fibres de Carbone (TFC) offre une réponse intéressante à cette problématique. Ces travaux proposent une stratégie simplifiée de modélisation non linéaire permettant de prédire le comportement d’une structure en béton armé renforcée par TFC. Celle-ci est fondée sur l’utilisation d’éléments finis poutres multifibres ainsi que de modèles d’endommagement et de plasticité. Le confortement d’éléments en flexion et le confinement des poteaux sont étudiés. Plus spécifiquement une loi constitutive cyclique pour béton confiné est proposée. Cette loi est fondée sur deux modèles, le premier basé sur la théorie de l’endommagement et le second sur une série d’études expérimentales. Cette approche est validée à travers deux cas d’études : une pile de pont renforcée et une analyse de vulnérabilité d’un ouvrage sous sollicitations statiques (poussée progressive) et dynamiquesIn structural engineering, the seismic vulnerability reduction of existing structures is an important issue. Retrofitting by Polymer Reinforced Fibres (FRP) is an interesting response in order to fulfil this aim. This paper presents a simplified modelling strategy to predict the behaviour of reinforced concrete structures upgrade with FRP. A nonlinear finite element method is used, based on multifiber beams with damage and plasticity models. Retrofitting of flexural element (wall, beam) and column confinement are studied. More specifically, a confined concrete constitutive law suitable for monotonic and cycling loadings is proposed. The model is inspired on two well-known concrete laws, one based on damage mechanics theory (La Borderie) and the other based on experimental studies (Eid & Paultre). Validation of the strategy is provided using two case studies: a retrofitted bridge pier and a vulnerability assessment on an existing building trough static (Pushover) and dynamic analysis
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Bitar, Ibrahim. "Modélisation de la rupture dans les structures en béton armé par des éléments finis poutres généralisées et multifibres." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017ECDN0013.
Abstract:
Cette thèse, réalisée dans le cadre du projet national SINAPS@, a pour objectif de développer des éléments finis poutres généralisées et multifibres capables de modéliser le comportement d’une structure en béton armé jusqu’à la rupture. La formulation poutre élément fini Timoshenko introduite par (Caillerie, et al., 2015) est choisie comme point de départ. Cette formulation est libre de blocage en cisaillement et utilise des fonctions de forme d'ordre élevé pour interpoler les champs de déplacement transversal et de rotation. La formulation de (Caillerie et al., 2015) est tout d’abord comparée avec d’autres formulations éléments finis poutres existantes dans la littérature et validée par des calculs linéaires et non linéaires. Un enrichissement cinématique du champ de déplacement axial est proposé pour améliorer la capacité de l’élément à reproduire l’interaction entre l’effort axial et le moment de flexion. Afin de modéliser le comportement jusqu’à la rupture, la méthode des éléments finis intégrés est ensuite adoptée. Cette méthode consiste à enrichir la cinématique en introduisant une variable de discontinuité de déplacement pour reproduire la fissure. La technique est d’abord appliquée au niveau de la section puis au niveau des fibres et deux nouvelles formulations, une poutre Timoshenko généralisée et une poutre Timoshenko multifibres sont proposées. L’enrichissement cinématique du champ de déplacement permet à la fois de rendre la réponse globale d’une structure objective mais également de modéliser son comportement jusqu’à la rupture. La performance des nouveaux éléments est validée par des études numériques et par des comparaisons avec des résultats expérimentauxThis thesis, carried out within the framework of the French national project SINAPS@, aims to develop generalized and multifiber finite beam elements to simulate the behavior of reinforced concrete structures till failure. The Timoshenko finite element beam formulation introduced by (Caillerie, et al., 2015) is chosen as the starting point. This formulation is free of shear locking and uses high order shape functions to interpolate the transversal displacement and rotation fields. The formulation of (Caillerie et al., 2015) is first compared with other finite element beam formulations existing in the literature and validated for linear and non-linear calculations. A kinematic enhancement of the axial displacement field is proposed in order to improve the element’s ability to reproduce the interaction between the axial force and flexural moment. In order to model the behavior of a structure till failure, the embedded finite element method is adopted. This method consists in enhancing the kinematics by introducing a displacement discontinuity variable to reproduce the crack. The enhancement is first applied at the section level and then at the fiber level and thus two new formulations, a generalized Timoshenko beam and a multifiber Timoshenko beam, are proposed. The enhancement of the displacement field provides objective global responses and the ability to reproduce the structural behavior till failure. The performance of the new elements is validated by numerical studies and comparisons with experimental results
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Ovigne, Pierre-Alexandre. "Comportement vibratoire de poutres en béton armé fissurées avec renfort en matériau composite." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10267.
Abstract:
La thèse concerne la compréhension et la modélisation du comportement modal de poutres en béton armé fissurées avec renfort en matériau composite. En vue d'une étude expérimentale en laboratoire sur des éprouvettes de taille réduite, la théorie de la similitude a été validée pour notre application par l'exploitation de mesures faites à l'échelle 1 et à l'échelle 1/3. Après une synthèse bibliographique, une modélisation prenant en compte les degrés de libertés associées aux lèvres de chaque fissure a été retenue. Il s'agit d'un assemblage d'éléments de poutre non fissurée raccordés selon des conditions d'assemblage traduisant le comportement de la section fissurée. L'effet du renfort (composite et armatures métalliques dans le cas du béton), ainsi que l'influence de son ancrage au voisinage de la discontinuité ont été introduits dans le modèle. Ces éléments de pontage, de part leur raideur longitudinal limitent le déplacement relatif des lèvres de fissure. In fine, le comportement dynamique d'une poutre fissurée et renforcée est modélisé dans son ensemble. Afin de découpler les effets de la fissuration et de pontage, le modèle est en premier lieu validé expérimentalement dans le cas d'une poutre constituée d'un matériau homogène isotrope linéaire (acier) avec des fissures réalisées artificiellement (entailles de dimensions connues). Enfin, ce modèle analytique est appliqué au cas du béton armé. Une prévision du schéma de fissuration en fonction de la charge de flexion est utilisée afin de relier la chute de fréquence au chargement. Il s'avère que le comportement dynamique d'une poutre en béton armé fissurée et renforcée par matériaux composites peut être décrit par ce modèle et que les éléments de pontage (armatures métalliques et composite) ont une influence nulle dans les zones non fissurées et une influence prépondérante au voisinage des fissures, ce qui a été vérifié expérimentalement.
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David, Emmanuelle. "Comportement mécanique de poutres en béton armé renforcées ou réparées par collage de matériaux composites : étude expérimentale et modélisation." Artois, 1999. http://www.theses.fr/1999ARTO0201.
Abstract:
Le collage de plaques métalliques sur des structures en béton armé (procédé l'Hermite) est une méthode de renforcement bien connue et simple à mettre en oeuvre. Insensibles à la corrosion, les matériaux composites représentent une alternative intéressante à l'acier. Après avoir évoqué les causes de dégradation et de fissuration des ouvrages en béton armé, une étude bibliographique relative au renforcement par plaques en acier et en composite est présentée dans la première partie de ce travail. Il en ressort que des matériaux à base de fibres de carbone (CRFP) sont les mieux adaptés au renforcement des ouvrages. Dans la seconde partie de notre travail, est menée une étude expérimentale sur des poutres de 3 mètres renforcées ou réparées par collage de lamelles CRFP et soumises à une flexion quatre points. Le comportement fragile des éléments renforcés est mis en évidence et la ruine des poutres intervient par peeling-off. Une étude plus locale permet de comprendre le rôle du complexe de renforcement dans la transmission des efforts et le pontage de la fissure et permet de proposer des solutions technologiques destinées à retarder la ruine par peeling-off. Afin de prévoir le comportement des poutres renforcées, une méthode analytique basée sur les hypothèses de l'Eurocode2 est proposée et ses limites sont évoquées. Dans la dernière partie, une analyse non linéaire par éléments finis est réalisée à l'aide du logiciel français Castem2000. Les modèles utilisés pour les différents matériaux (béton, acier, lamelles CRFP) et pour les interfaces (liaison acier-béton, colle) sont présentés. Le modèle permet de simuler correctement le comportement d'une poutre renforcée par collage de CRFP et donne accès à des grandeurs difficilement mesurables (répartition des contraintes de cisaillement dans le béton et la colle). Un calcul prenant en compte l'effet d'un pré-endommagement est enfin effectué.
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Duprat, Frédéric. "Fiabilité des poteaux d'ossatures en béton armé à noeuds non déplaçables." Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0029.
Abstract:
Cette etude traite de la conception et de l'elaboration d'un modele de calcul permettant d'estimer la probabilite de defaillance par flambement d'un poteau en beton arme, dont les extremites peuvent etre articulees, elastiquement encastrees ou rigidement encastrees. Le modele mecanique, base sur une methode de discretisation en troncons lineaires, permet d'une part un calcul rapide et precis de la capacite portante, et d'autre part, de tenir compte des variations des caracteristiques du poteau le long de la ligne moyenne. Les differentes variables structurales et de chargement etant considerees comme aleatoires, plusieurs techniques d'estimation de la probabilite de defaillance sont comparees. Il en ressort que la technique des simulations de monte carlo est la mieux appropriee a l'analyse de la fiabilite des poteaux en beton arme. L'etude, par cette methode, de la securite offerte par les codes de calcul revele que celle-ci n'est pas homogene, mais varie en fonction de parametres comme l'elancement, le type de liaison, le coefficient de chargement, l'excentricite initiale de la charge et la distribution de la resistance du beton
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Saidou, Sanda Mamar. "Évolution des propriétés dynamiques de poutres en béton armé endommagées en laboratoire." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/8017.
Abstract:
Le présent document constitue une partie d'un projet de recherche global sur la quantification de l'endommagement minimal détectable par des mesures de vibrations ambiantes mesurées sur un pont routier en service. L'objectif de l'étude effectuée dans cette maîtrise est de suivre l'évolution des propriétés dynamiques de poutres en béton armé en fonction de différents niveaux d'endommagement qui leur sont infligés en laboratoire, et de vérifier si ces propriétés sont des indicateurs fiables de l'endommagement. Elles serviront par la suite à effectuer une détection d'endommagement avec le logiciel commercial FEMtools et avec un algorithme développé en langage Matlab. Une étude expérimentale qui a porté sur trois spécimens de poutre en béton armé simple fabriqués et testés à l'Université de Sherbrooke est présentée. Toutes les poutres ont été dimensionnées adéquatement en flexion et présentent des défauts de renforcement en cisaillement. Deux spécimens ne renferment que l'armature minimale de cisaillement, et la dernière ne renferme aucune armature de cisaillement, comme c'est le cas pour des ponts-dalle. Les types d'endommagement testés sont ceux qui sont le plus souvent retrouvés sur les ponts routiers au Québec: l'endommagement dû au travail des poutres en flexion-cisaillement, l'endommagement dû à la corrosion des armatures de flexion et l'altération des conditions d'appui. Des essais de flexion quatre points ont été effectués pour simuler les dommages en flexion-cisaillement. Les modifications des conditions d'appuis sont simulées en bloquant les degrés de liberté d'un des appuis. La corrosion des armatures de flexion est simulée en sectionnant de manière séquentielle ces armatures en trois positions le long de la poutre. L'extraction des propriétés modales des poutres a été effectuée après tout nouvel endommagement imposé à l'aide d'excitations au marteau d'impact et d'une série d'accéléromètres. Deux méthodes d'analyse modales ont été utilisées: FRF (fonctions de réponse en fréquence) et FDD (Frequency Domain Decomposition). Les évolutions des propriétés modales à travers les endommagements des trois poutres montrent que les fréquences naturelles et les déformées modales sont des indicateurs très clairs de l'altération des conditions d'appui et de la fissuration en flexion-cisaillement. L'évolution de ces indicateurs est néanmoins plus subtile dans le cas d'une poutre sans renforcement en cisaillement, dont la rupture est très précoce. Les résultats montrent, en revanche, que la corrosion des armatures est un dommage beaucoup plus difficile à saisir à travers l'évolution des propriétés modales. L'ensemble des analyses expérimentales montre aussi que les taux d'amortissement modaux ne constituent pas des indicateurs fiables des endommagements testés sur les poutres.
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Rezaie, Freydoon. "Étude du comportement en flexion de poutres en béton armé corrodé : modélisation moment-courbure modifié prenant en compte le raidissement en traction du béton fissuré." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-119.pdf.
Abstract:
Le travail de thèse porte sur l'étude du comportement en flexion simple de poutres rectangulaires en béton armé corrodé à l'aide d'une modélisation moment-courbure modifiée prenant en compte le raidissement en traction du béton fissuré. Il est divisé en quatre chapitres : le premier chapitre est consacré à la résolution du système non linéaire des équations d'équilibre d'une poutre en béton armé par la méthode moment-courbure. Il est composé de trois parties. Dans la première, on présente la définition de la courbure et sa détermination expérimentale. La seconde partie est consacrée à la proposition d'une méthode rapide de calcul de la hauteur comprimée d'une section fléchie en béton armé dite des cas possibles. Enfin, on présente la recherche de la courbure par deux méthodes, directe et indirecte, accompagnée d'études paramétriques. Le deuxième chapitre se compose de trois parties. Dans la première, on présente la fissuration et la rigidité d'une zone de béton armé tendue et en conséquence le phénomène de raidissement en traction « Tension Stiffness Model ». Dans la seconde partie, proposant un élément poutre-tirant, nous modélisons la partie tendue d'une poutre par un tirant centre et nous modifions le comportement moment-courbure. Nous proposons ensuite la loi de comportement du tirant excentré, en phase élastique et post fissuration, et celui du tirant corrodé pour modifier notre modèle. Le troisième chapitre présente des essais menés dans le cadre du projet GEO « Fatigue et vieillissement des géocomposites » sur des poutres conservées au L. M. D. C. (Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions) de Toulouse. Elles ont été fabriquées en 1984 dans le cadre d'une étude sur la maîtrise de la fissuration. L'irréversibilité de déformations de la première série d'essais est étudiée. Puis nous calculons les déformées et les valeurs d'endommagement de la structure le long d'une poutre conservée dans une ambiance en brouillard salin à partir des résultats de la deuxième série d'essais. Enfin dans la troisième série d'essais, cette poutre est chargée jusqu'a rupture. Le quatrième chapitre est consacré à l'étude diagnostic et à la validation du modèle moment-courbure modifié par la prise en considération d'un élément poutre-tirant excentré, par comparaison avec les essais. L'application des valeurs d'endommagement de la structure sur le modèle a été étudiée.
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Frantzeskakis, Cléarchos. "Contribution à la modélisation des stuctures en béton armé par la méthode des éléments finis." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1987. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529454.
Abstract:
Ce travail a pour but l'élaboration d'un code d'éléments finis pour le calcul des structures planes en béton armé sous charges monotones. La représentation "répartie" est utilisée tant pour les armatures que pour les fissures. Le béton est considéré comme un matériau élastoplastique écrouissable en compression avec une loi d'écoulement non-associée et élastique fragile en traction. Pour l'acier une loi élastique-parfaitement plastique est adoptée. L'adhérence acier-béton et 1'engrènement sont introduits par des formulations totales non-linéaires réversibles, tandis que pour l'effet de goujon un modèle linéaire a été adopté. La réponse d'un élément fissuré est obtenue par la considération des phénomènes ci-dessus. Une nouvelle stratégie de résolution a été conçue qui permet de suivre les fissurations des éléments une par une afin de bien tenir compte de ce phénomène particulièrement dépendant du trajet de chargement. Les prévisions du programme ont été comparées avec les données expérimentales sur trois exemples de structures. Les résultats sont globalement prometteurs et plusieurs aspects de la réponse des structures ont été approchés d'une façon satisfaisante. D'autre part, des indications sont obtenues sur des améliorations futures et notamment vers l'utilisation d'éléments d'ordre supérieur et l'adoption de modèles plus fins pour les phénomènes mentionnés.
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Habita, Mohamed Fouzi. "Contribution à l'étude de l'incidence de l'alcali-réaction sur le comportement mécanique des poutres en béton armé." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO10251.
Abstract:
Les travaux elabores dans le cadre de cette these contribuent a la comprehension des processus d'endommagement du beton et a une meilleure connaissance theorique et experimentale des lois de comportement du beton atteint par ces reactions chimiques, lorsque leur developpement conduit a des expansions fissurantes. Les essais ont porte sur des elements de poutres en beton arme et non arme composes des memes granulats reactifs avec des ajouts d'alcalins (naoh, koh) dans l'eau de gachage et differentes conditions de conservation apres durcissement. L'etude montre que l'expansion est fonction de la nature et du taux d'alcalin dans le beton. Cette expansion depend aussi des corps d'epreuves structuraux. Les caracteristiques mecaniques relevees sur les betons testes montrent une diminution de 50-60% du module elastique et de la resistance a la traction; par contre la resistance a la compression presente une diminution peu sensible de l'ordre de 10%. Une modelisation des essais par elements finis (ansys 4-4) permet en simulant l'expansion par des variations de volume differenciees selon certaines couches de beton appropriees de retrouver le comportement des poutres a leurs differents niveaux d'endommagement constates en laboratoire
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Kreit, Amjad. "Prolongation de la durée de vie des ouvrages en béton armé." Thesis, Toulouse, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAT0059/document.
Abstract:
L'efficacité de la technique NSM dans la réparation et renforcement des structures est fortement dépendante de la performance d’adhérence entre les joncs de carbone et le béton. De nombreuses études récentes ont été réalisées pour quantifier d’adhérence sur des éprouvettes saines en raison de la complexité de ce problème. Par contre, le comportement des éléments réparés peut être affecté, d’une part, selon les conditions de pré-chargement, et d’autre part, selon l’endommagement spécifique, qui pourraient être rencontrés dans les structures existantes. En effet, un endommagement dans le béton ou dans les armatures peut modifier le comportement global des éléments réparés en réduisant la capacité portante.Tout d’abord, des essais à grande échelle en flexion ont été réalisés pour étudier le comportement des poutres en béton armé. D’une part, différents types d’endommagements ont été considérés tels que la corrosion des aciers et les charges excessives. D’autre part, différentes conditions de pré-chargement incluant les maintiens du chargement à l’heure de la mise en oeuvre de la réparation ont été étudiées. Le comportement de la poutre témoin renforcée se distingue par son côté fragile qui s’accompagne d’une ruine soudaine par pull-out du jonc de carbone de la résine suivie d’éclatement de morceaux de béton dans la zone de béton d’enrobage et d’un écrasement du béton comprimé. Par contre, la ruine de la poutre corrodée et réparée intervient par séparation (délamination) du béton d’enrobage dans la zone tendue au niveau à l’insertion du jonc de carbone, qui a commencé entre deux fissures de flexion dans la zone centrale et s’est propagé vers l’appui. Ensuite, afin de comprendre l’origine du mode de ruine de la poutre corrodée et réparée, et d'étudier le comportement global, la rigidité, la ductilité, le mode de ruine, et la capacité portante, des essais expérimentaux ont été réalisés en faisant varier les paramètres relatifs aux conséquences de la corrosion (perte généralisée de la section d’acier tendu, éclatement du béton d’enrobage, détérioration de l’adhérence acier-béton). Cependant, la ruine par la séparation du béton d’enrobage entre deux fissures adjacentes observé sur la poutre corrodée et réparée n’a jamais été obtenue. Pour nos simulations : La ruine a eu lieu par Pull-out du jonc de carbone. Dans tous les cas, la capacité portante mesurée des poutres endommagées puis réparées était supérieure à celle de la poutre témoin (non-renforcée)Finalement, puisque les structures nécessitant de la réparation par application de matériaux composites ne sont pas de récentes, et par conséquent, qui ont déjà subi un certain nombre d’endommagements dus aux contraintes mécaniques (surcharge maintenue à long-terme, charge accidentelle à court-terme), une partie expérimentale s’est intéressée à l'utilisation des joncs de carbone pour la réparation des éléments endommagés par une charge excessive, puis réparés sous ou sans charge maintenue. Un endommagement est capable de réduire légèrement la capacité portante des poutres réparées (moins de 8% par rapport à la poutre témoin renforcée). La réparation des poutres sous charge maintenue a une influence non-significative en diminuant la capacité portante entre 5% et 6% par rapport aux poutres endommagées réparées sans charge maintenue. La ruine des poutres pré-chargées puis réparées a été par l’arrachement du jonc de carbone de la résine « Pull-out » à cause des fissures longitudinales développées dans la résine qui conduit à la perte d'adhérence entre le jonc de carbone et le matériau de scellement en réduisant légèrement leur capacité portante. Par contre, les poutres endommagées par chargement excessif puis réparées ont montré un mode de ruine différent (par écrasement du béton comprimé) mais avec une réduction significative leur capacité portanteThe effectiveness of the NSM technique for repairing or strengthening the RC structures is highly dependent on the bond strength behavior between CFRP rods and concrete. Many recent studies have been conducted to evaluate bond strength on undamaged concrete specimens because of the complexity of this problem. On the contrary, the behavior of repaired specimens may be affected, first, by pre-loading conditions, and the other, depending on specific damage that could be encountered in the existing structures. Indeed, damage in concrete or in reinforcement can change the global behavior of repaired elements by reducing the bearing capacity.First, large-scale bending tests were carried out to study the behavior of reinforced concrete beams. On the one hand, various types of damage were considered such as the steel corrosion and excessive loads. On the one hand, different pre-loading conditions including sustaining loads at the time of implementation repair were studied. The behavior of the beam strengthened control is distinguished by its fragile side which is accompanied by sudden failure due to pull-out of the CFRP NSM rod, followed by splitting of concrete pieces in the concrete cover and a crushing of concrete in compressive zone. On the other hand, the failure mode of corroded repaired beam occurred by concrete cover delamination in the tension zone at the level of insertion of CFRP NSM rod that started between two bending cracks in the central area and has spread to the support. Then, in order to understand the origin of the failure mode, global behavior, stiffness, ductility, and bearing capacity of repaired corroded beam, an experimental tests were performed by varying the parameters relating to the consequences of corrosion (such as generalized loss of bottom steel section, concrete cover delamination failure and bond strength failure between concrete and reinforcing steel). However, the failure occurred by the concrete cover delamination between two adjacent bending cracks was never obtained on the repaired corroded beam. For our simulations: The failure was due to pull-out of CFRP rod. In all cases, the bearing capacity measured for repaired damaged beams was greater than that of control beam (non-repaired).Finally, since the structures requiring repair by applying composite materials are not recent, and consequently, number of damages occurred due to mechanical stress (long-term sustained overloading, short term accidental load), an experimental part was interested in the use of CFRP NSM rods to repair of beams damaged by excessive load, and then repaired under or without sustained load. A damage can slightly reduce the bearing capacity of the repaired beams (less than 8% compared to the strengthened control beam). The repair of beams under sustained load has a non-significant effect by reducing the bearing capacity between 5% and 6% compared to the damaged beams repaired without sustained load. The damages of the pre-loaded RC beams repaired with NSM failed by the tearing of the carbon rod "pull-out" due to the longitudinal cracks developed in the epoxy resin volume, which leads to loss of adhesion between the CFRP rod and the sealing material by slightly reducing their bearing capacity. While, the RC beams damaged by overloading which were repaired showed a different mode of failure (crushing of concrete in compression) with also a significant reduction in their ultimate bearing capacity values
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Jehel, Pierre. "Modélisation numérique des phénomènes d'amortissement par dissipation d'énergie matérielle dans les structures de type portique en béton armé sous séisme." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00477015.
Abstract:
Des méthodes de dimensionnement parasismique récentes reposent sur la prédiction de quantités locales dans les analyses sismiques non-linéaires. Dans ce contexte la modélisation de l'amortissement avec un modèle visqueux est un point faible. Cette thèse porte sur le développement d'une représentation physique des sources d'amortissement matérielles dans les éléments structuraux des portiques en béton armé (BA). Nous avons formulé et implanté dans un code de calculs par éléments finis (EF) un nouvel élément de poutre multifibre basé sur une cinématique de Euler-Bernoulli enrichie par des sauts de déplacement, et une nouvelle loi de béton robuste capable de représenter les principales sources de dissipation matérielles. Le modèle de matériau a été développé dans le cadre donné par la thermodynamique avec variables internes et une méthode des EF mixte a été retenue pour l'implantation numérique. Les simulations numériques faites avec cet élément multifibre montrent que des sources de dissipation autres que matérielles devraient être ajoutées dans les modèles et que ce nouvel élément est capable de simuler l'évolution non-linéaire d'un portique en BA en un temps de calcul satisfaisant.
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Nazé, Pierre-Alain. "Contribution à la prédiction du dommage des structures en béton armé sous sollicitations sismiques : proposition d'amélioration pour l'évaluation de la nocivité d'un signal et du dommage pour les structures à ossatures : introduction à l'analyse fiabiliste de l'endommagement en fonction de la nocivité d'un signal sismique." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0078/these.pdf.
Abstract:
La prédiction des dommages subis par un bâtiment pendant un séisme préoccupe considérablement les ingénieurs et les chercheurs, encouragés cycliquement par les fenêtres d'opportunité ouvertes dans les périodes qui suivent les tremblements de terre meurtriers. Leurs enregistrements ont en particulier encouragé les chercheurs et les ingénieurs à développer différentes représentations du signal sismique dans le but d'appréhender la nocivité d'un séisme en calculant des indicateurs de nocivité associés à ces représentations. Une introduction à la dialectique nocivité - dommage est alors présentée au début de ce mémoire. L'étude, exposée subséquemment, vise en particulier à caractériser la dispersion du dommage subi par une structure en fonction des plages de valeurs prises par des indicateurs de nocivité calculés pour une centaine de séismes. Ce travail permet donc d'évaluer la capacité de ces indicateurs à prédire le dommage. Il propose de déterminer un ordre de grandeur de la dispersion du dommage que subit une structure lors d'un séisme caractérisé par ses indicateurs de nocivité et propose de réduire cette dispersion en améliorant la pertinence de ces indicateurs et des corrélations nocivité-dommage. Par ailleurs, la comparaison des résultats issus de l'utilisation d'une " méthode en déplacement " à ceux obtenus par des analyses non linéaires transitoires a permis de formuler un avis sur la pertinence de l'utilisation de ces méthodes simplifiées pour approcher statistiquement le dommage. Il reste que l'étude de la nocivité du signal sismique ne suffit généralement pas à prédire le dommage d'une part parce que la représentation scalaire de la nocivité n'est pas toujours facile à relier à la réalité physique et d'autre part à cause de la dispersion relative de ce dommage souvent constatée pour une même nocivité de signaux sismiques. De même, la valeur d'un indicateur de dommage peut correspondre à des états d'endommagement très différents en fonction de l'aléa sismique et de la structure étudiée. Le travail se poursuit donc par une contribution à l'amélioration de la fiabilité d'un indicateur de dommage, capable d'une part de détecter l'apparition du dommage réel dans une structure et d'autre part de le mesurer en identifiant la distance qui sépare un état de la structure de sa ruine, définie par son instabilité au sens de la résistance des matériauxSince prediction of earthquake still remains impossible, foreseeing structural damages due to seismic motion has become a key point in earthquake engineering. This work aims at evaluating the relevance of classical seismic signal damaging potential indices and at proposing improvement of these indices in order to provide better prediction of structural damage due to earthquake. The first part supplies a non exhaustive state of the art of main Damaging Potential Indices IP and Damage Indices ID used in earthquake engineering. In the second part, IP/ID correlations results are analysed in order to evaluate IP relevance, to justify displacement based approach use (capacity spectrum method) for damage prediction and to make good the proposal for improvement of Damaging Potential Index. But studding seismic signal damaging potential is usually not enough to foresee damage firstly because scalar representation of damaging potential is not easy to link to physics reality and secondly because of damage scattering often observed for a single value of seismic signal damaging potential. In the same way, a single damage index value may correspond to very different structural damage states. Hence, this work carries on with a contribution to damage index reliability improvement, able to detect real structural damage appearance as well as to quantify this damage by associating the distance between one structural sate and the structural collapse, defined as an instability
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Hamdan, Ziad. "Evolution de la corrosion des aciers du béton armé en ambiances agressives." Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0024.
Abstract:
L'experimentation est conduite sur des poutres de beton arme de grandes dimensions, conservees sous charge dans des ambiances agressives: brouillard salin ou atmosphere enrichie en gaz carbonique. L'etat des armatures est suivi periodiquement a l'aide de mesures du potentiel electrochimique (non destructives). Les evolutions de l'endommagement macroscopique et microscopique du beton, de la profondeur de carbonatation et de la penetration des chlorures sont egalement determinees. L'ensemble des observations permet de proposer un modele quadriphasique du processus de corrosion qui prend en compte l'influence de la fissuration de service. La premiere phase dite d'incubation correspond a la penetration des agents agressifs le long des fissures, jusqu'aux armatures. La phase d'initiation debute alors et se traduit par une corrosion localisee en fond de fissures. Lorsque les oxydes formes obstruent le fond des fissures, la corrosion est fortement ralentie: c'est la phase dormante. Durant cette phase, les agents agressifs continuent de penetrer a travers le beton d'enrobage et, lorsque le seuil critique de depassivation est atteint au niveau des armatures, commence la phase de propagation. La corrosion se developpe, conduisant a une fissuration secondaire ramifiee qui contribue a accelerer le phenomene. L'influence du beton d'enrobage est nettement mise en evidence alors que l'ouverture des fissures primaires, qui n'excede pas 0,5 mm dans les poutres experimentees, n'a pas un role determinant. En revanche, l'endommagement des interfaces pate-granulat accelere la penetration des agents agressifs dans les zones tendues des poutres. La comparaison entre les deux ambiances indique que le brouillard salin est plus agressif que l'atmosphere carbonique. De ce fait, le principal parametre a prendre en compte dans la reglementation ne devrait pas etre la seule epaisseur d'enrobage mais un enrobage equivalent integrant le niveau de sollicitation, l'agressivite du milieu et la position des armatures
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Broutian, Garéguine. "Modèle global de plasticité pour l'analyse des portiques en béton armé sous chargements monotones et cycliques." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0050.
Abstract:
Les bases essentielles du développement des codes de construction des bâtiments se fondent sur l'analyse du comportement des structures et/ou d'éléments constitutifs testés en laboratoire. La puissance en constante évolution des ordinateurs permet de mettre en oeuvre des modélisations numériques plus ou moins fines (approches locales, semi-globales de type poutre multifibres ou globales) susceptibles de cerner convenablement les différents modes de déformations, et qui doivent permettre in-fine de guider la conception et d'optimiser l'expérimentation. Ce travail concerne l'élaboration d'un modèle global de poutre basé sur la théorie de la plasticité, visant la simulation du comportement non linéaire des portiques en béton armé sous sollicitations monotones et cycliques à flexion prédominante. Le modèle proposé est intégré dans le code de calcul par éléments finis CASTEM2000 du CEA. Dans un premier temps, l'étude du comportement expérimental des portiques BA permet d'identifier différents mécanismes de déformations parfois fortement interdépendants dés le stade monotone du chargement. Les phénomènes observés ont été abordés par différentes techniques de modélisation dont l'analyse nous amène à considérer une approche globale basée sur la théorie de la plasticité et en complémentarité avec une approche semi-globale. Le modèle global de section proposé est caractérisé par une seule surface seuil exprimée en variables généralisées (N, My, Mz), par une règle d'écrouissage cinématique non linéaire et une loi d'écoulement non-associée. Les hypothèses simplificatrices (cinématiques et matérielles) conservent toutefois la prédiction des phénomènes clés : fissuration du béton, plastification des aciers, dégradation de la raideur, dissipation cyclique. L'approche proposée offre par ailleurs la possibilité de considérer le couplage entre différents efforts généralisés. La confrontation des résultats du modèle à l'expérience ainsi qu'aux résultats issus de modélisations globales découplées, multifibres et locales, montre l'intérêt de l'approche proposéeThe development of building construction codes is essentially based on the analysis of the behavior of structures and/or of members tested in laboratory. The constant evolution of computers promotes more or Jess fine numerical modelling (local, semi-global multifiber bearn or global approaches) which are able to appropriately describe different deformation patterns, guiding the design and optimising the experimental studies. This work concerns the development of a plasticity based global model, aiming the simulation of the non linear behaviour of R/C frames and members under monotonie and cyclic loading with predominant bending. The proposed model is integrated in the general purpose program CASTEM2000 of the French Commission of Atomic Energy (CEA). We have first studied the experimental behaviour ofR/C frames and their members in order to identify different deformation mechanisms which are sometimes highly coupled already in the monotonic stage of the behaviour. The observed phenomena have been accounted for by different techniques of modelling that the analysis leads us to consider a plasticity based global approach complementarily with a semi-global one. The proposed global R/C section model is characterized by one yield surface expressed in generalized variables (N, My, Mz), a non linear kinematic hardening rule and a non associated flow The simplified assumptions (kinematic and material) preserve however the prediction of key phenomena: cracking of the concrete, yielding of steels, deterioration of the stiffness, cyclic dissipation. The proposed approach offers otherwise the possibility to consider the coup ling between different generalised forces. The confrontation of the results of the mode! to the experience as well as to those issued from global decoupled, multifiber and local modelling shows the interest of the proposed approach
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Thang, Anh Long. "Évaluation de la dégradation du béton par ondes ultrasonores." Lille 1, 2006. http://www.theses.fr/2007LIL10164.
Abstract:
Les ouvrages en béton armé ont aujourd'hui en moyenne un âge qui approche de la période critique d'amorçage de la corrosion des aciers de renfort (de 30 à 50 ans), et leur remise à niveau représente un enjeu économique considérable. Les études dans le cadre de cette thèse ont pour but d'apporter des éléments de réponse à la question préoccupant les ingénieurs, à savoir l'influence de la corrosion des armatures sur la résistance mécanique des structures et les marges résiduelles par rapport à la ruine. Ces informations sont nécessaires pour obtenir l'évolution de la perte de capacité des ouvrages soumis à la corrosion. L'étude de cette évolution est calée sur les principales phases qui caractérisent la dégradation d'une structure. Ces informations sont néccessaires pour mettre en place une politique de gestion du patrimoine et décider en connaissance de cause d'une planification des travaux de réparation, du renforcement ou du remplacement des éléments d'ouvrage défaillants. Le mémoire comporte six chapitres. Le premier chapitre propose un modèle d'évolution dans le temps des performances d'un ouvrage selon trois étapes : étape d'initiation ti, étape de déterioration stable tsp et étape de déterioration imprévisible tup. Le chapitre 2 précise la première étape pour des éléments en béton armé et béton précontraint. Le chapitre 3 analyse les mécanismes de corrosion et leurs conséquences sur les structures en béton. Le chapitre 4 porte sur la prédiction de la corrélation entre l'adhérence et la corrosion. Le chapitre 5 développe une méthode de calcul de l'évalauation du comportement structurel des éléments. Cette méthode permet d'intégrer les conséquences de la corrosion des armatures dans le comportement de la structure. Le chapitre 6 propose une validation du modèle par comparaison avec des essais expérimentaux, notamment ceux du projet "Benchmark des poutres de la Rance"
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Lamothe, Philippe. "Essais de renforcement avec des matériaux composites pour des poutres de pont en béton armé." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape8/PQDD_0032/MQ67296.pdf.
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Pouliot, Patrice. "Abaques pour le dimensionnement du renforcement externe en matériaux composites de poutres en béton armé." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2001. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1144.
Abstract:
De nombreuses structures en béton armé, situées en Amérique du Nord, ont dépassé leur vie utile et ont besoin de réparation ou de renforcement. La technique de renforcement externe par le collage de polymères renforcés de fibres (PRF) sur les surfaces de béton est une méthode innovatrice qui a prouvé son efficacité quant à la réhabilitation et à l'augmentation de la résistance des structures en béton armé. Cependant, le fait qu'il n'y ait pas de normes de conception et d'aides au dimensionnement disponibles jusqu'à maintenant sur ce sujet, limite encore l'utilisation de cette technique. Dans le cadre de l'élaboration d'un manuel de dimensionnement sur le renforcement des structures en béton armé avec des PRF par le Réseau de Centres d'excellence ISIS Canada, des outils de dimensionnement ont été développés lors de cette étude et sont présentés dans ce mémoire. Ces outils traitent de la conception du renforcement externe en flexion de poutres en béton armé à l'aide de PRF. Ils se présentent sous forme d'abaques à partir desquelles la quantité de PRF nécessaire pour fournir un gain de résistance en flexion spécifique peut être établie pour une poutre à son état ultime. Ces abaques sont basées sur les équations relatives aux modes de rupture classiques des poutres renforcées de PRF. Les abaques contiennent un maximum d'information et sont utilisables dans la majorité des cas de renforcement pouvant être rencontrés. Le renforcement des poutres à section rectangulaire, avec ou sans armature de compression, et le renforcement des poutres à section en T peuvent être traités avec les abaques présentées dans ce mémoire. L'utilisation des abaques permet de dimensionner rapidement et facilement le renforcement d'une poutre avec des PRF, selon des propriétés précises, tout en minimisant le nombre de calculs. L'incorporation de ces abaques à un manuel de dimensionnement va permettre aux ingénieurs d'avoir accès à un guide plus complet, et ils pourront être plus enclins à avoir recours aux PRF pour renforcer ou réparer des structures en béton armé.
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Pham, Ba Hung. "Modèle en effort résultants pour dimensionnement optimal deds portiques en béton armé." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00538958.
Abstract:
The standard design procedure of reinforced concrete frame structures starts with linear analysis to obtain the corresponding diagrams of stress resultants (bending moment, shear and axial force), followed by the ultimate analysis of each cross section. The main disadvantage of such a design procedure concerns the (highly) statically indeterminate frames, where the failure of each beam or column would not imply the complete failure of the structure, but would lead to a significant stress resultant redistribution with respect to the result obtained by linear analysis. For that reason, we propose the performance based design procedure where the behavior until complete failure of beam-column and frames imposes to consider so-called plastic hinges corresponding to the zones where plasticity and/ or damage localizes. Engineering structures are usually statically indeterminate, so that the total failure of one member would affect the global response of the structure but it would not lead to a complete loss of the structural integrity. Moreover, being capable of describing the softening response of the members of one particular structure can provide an estimate of the residual life of a partially damaged structure. Such a procedure can also help to provide a more detailed crack description, which is needed to make decisions about the maintenance and repairs.
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Hasnaoui, Fadhila. "Modélisations simplifiées pour l’analyse du risque sismique de bâtiments en béton armé." Thesis, Paris 10, 2014. http://www.theses.fr/2014PA100082.
Abstract:
Modélisations simplifiées pour l’analyse du risque sismique de bâtiments en béton armé. Résumé de la thèse en français (1800 signes max.) : La thèse s’inscrit dans le cadre du projet MARS (Méthodes Avancées pour le Risque Sismique, EDF R&D). Elle concerne plus particulièrement certaines tâches sur le développement des méthodes simplifiées et robustes de calcul pour permettre la simulation intensive et table de la réponse sismique de bâtiments en béton armé. En effet, |’analyse de risque nécessite un très grand nombre de calculs pour tenir compte des incertitudes, tant sur le chargement (aléa sismique) que sur le comportement non linéaire des structures. Dans la première partie de ce travail, nous effectuerons une étude bibliographique sur les modèles de résolution sismique pour les bâtiments en béton armé. Cette étape va nous permettre de rassembler le maximum d’éléments nécessaires permettant de comprendre et d’identifier tous les paramètres, les avantages, les inconvénients et la limite d’utilisation de chaque procédure de calcul numérique par éléments finis. Dans la deuxième partie, on développe un macro-élément de poteau-poutre, associé â un modèle de comportement non linéaire afin de traduire la réponse de la structure sous les sollicitations sismiques. Des hypothèses cinématiques ont été adoptées pour limiter le nombre de degrés de liberté. La loi de comportement globale en cisaillement est décrite dans le cadre delà plasticité. Nous avons choisi un modèle à écrouissage cinématique pour prendre en compte la dissipation due à la fissuration. Les paramètres sont identifiés à partir de résultats expérimentaux ou bien pré-calculés par des analyses â une échelle locale (calculs 3D par éléments finis ou calcul simplifié type « Modified Compression Field Theory >>). Des analyses numériques ont été réalisées afin de valider le modèle proposé comparant à des essais expérimentaux disponibles dans la littératureThis PhD is part of the MARS project (Advanced Methods for Seismic Risk, EDF R&D). It relates particularity to the development of simplified and robust calculation. The overall aim is to significantly reduce the intensive computation time without loosing a reliable simulation of the seismic response of reinforced concrete buildings methods. Seismic risk analysis requires a very large number of repeated calculations to account for uncertainties of both the loading (seismichazard) and the nonlinear behaviour of structures. ln the first part of this work, a bibliographic study on seismic resolution models for reinforced concrete buildings is provided. This step allows collecting the maximum of necessary elements to understand and identify all the parameters, advantages, disadvantages and limits of use of each finite element calculation method. In the second part, a macro—elements for beam—column joint associated to a nonlinear behavior to reflect the response to the structure under seismic loads ls developed. Kinematic assumptions have been adopted to limit the number of degrees of freedom. The law of global shear behavior is described in the context of plasticity. A model with kinematic hardening is chosen to account for the dissipation due to cracking. Model parameters are identified from experimental results or pre-calculated by analysis on a local scale vla 3D finite element calculation or the implied "Modihed Compression Field Theory Numerical analyses were performed to validate the proposed approach against experimental tests available in the literature
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Aouameur-Mesbah, Amel. "Analyse non-linéaire matérielle et géométrique des structures coques en béton armé sous chargements statiques et dynamiques." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529774.
Abstract:
Les éléments de coques multicouches ont montré une grande efficacité dans l'analyse non linéaire des structures. A l'origine, ces éléments avaient été développés pour des lois de comportement spécifiques au béton et à l'acier. Leur généralisation à l'analyse des structures dont le comportement est régi par des lois de comportement à variables internes (plasticité, élasto-visco-plasticité, endommagement) constitue le propos de ce travail de thèse. Issus de l'approche semi-globale, les éléments de coques multicouches permettent de rendre compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques pour l'analyse des structures constituées de coques, sous divers chargements, avec un temps de calcul raisonnable. Dans une première partie, nous développons ces éléments dans le cadre de l'hypothèse des petites perturbations. Une extension est ensuite présentée en intégrant les effets non-linéaires géométriques. Une description lagrangienne actualisée avec un traitement semi-tangentiel des paramètres de rotation est utilisée à cet effet. Dans une seconde partie, nous présentons dans un cadre général, l'aspect théorique ainsi que le traitement numérique des lois de comportement à variables internes. A partir de là, un ensemble de lois de comportement à variables internes permettant la modélisation des comportements de l'acier et du béton sous divers chargements, est présenté. Le but étant d'utiliser ces modèles au sein des éléments finis de coques multicouches, pour le calcul de structures coques en béton armé soumises à des chargements statiques et dynamiques. Une attention particulière est portée sur la condition de contraintes planes d'une part dans le schéma d'intégration des contraintes, et d'autre part dans le calcul du tenseur de comportement tangent. Enfin, les développements effectués sont implantés dans le code de calcul par éléments finis CESAR-LCPC. Au travers d'exemples d'applications numériques, nous précisons le domaine d'application ainsi que les limites des outils proposés.
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Davenne, Luc. "Modélisation de l'influence des armatures transversales sur le comportement non linéaire d'éléments de béton armé." Paris 6, 1990. http://www.theses.fr/1990PA066099.
Abstract:
La compréhension et la modélisation des phénomènes lies a la présence d'armatures transversales sont des problèmes difficiles. Deux familles de structures sont étudies: les éprouvettes frettées par des cercles et les poutres soumises a la flexion simple. Une étude bibliographique met en évidence les paramètres majeurs du problème. La multiplicité des expériences prouve que le sujet est loin d'être cerne. Les méthodes existantes possèdent généralement une partie empirique et sont souvent contradictoires quant aux concepts de base adoptes. L'approche proposée s'inscrit dans le contexte général du développement de méthodes simplifiées: 1) le champ tridimensionnel des déformations est d'abord obtenu par une analyse locale. Le calcul, base sur l'étude des heterogeneites en micromécanique, est adapte au cas particulier des armatures transversales incluses dans une matrice endommageable; 2) les informations sont ensuite intégrées de manière a élaborer un matériau homogène équivalent dont le comportement pendant toute l'histoire du chargement est identique a celui du composite (béton plus armatures transversales); 3) un calcul global non linéaire, utilisant des grandeurs generalisees monodimensionnelles, est ensuite mené sur des structures complexes soumises a des chargements complexes. Celui-ci est rapide car il est découple de l'analyse locale menée avant de façon indépendante. Les résultats rendent compte correctement des observations expérimentales
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Al, Mahmoud Firas. "Technologie de renforcement des poutres en béton armé par l’insertion de joncs de carbone." Toulouse, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAT0031.
Abstract:
L’objectif du programme expérimental développé dans ce travail est d'étudier la possibilité d'utiliser des joncs de carbone pour renforcer les poutres en béton armé par la technique de NSM (Near Surface Mounted reinforcement) qui consiste à sceller le jonc de carbone dans une engravure déjà préparée sur la surface de la poutre à renforcer. Nous étudions quelques propriétés physiques et mécaniques des joncs de carbone et leur interaction avec le béton. Une étude couplée des deux interfaces entre le jonc de carbone et le matériau de scellement et entre ce matériau et le béton ancien est réalisée. Le comportement global de poutres renforcées par cette technique et soumises à une flexion quatre points classique ainsi qu’une configuration en console est étudié. Nous effectuons une importante étude paramétrique de quelques variables. Une comparaison entre les résultats expérimentaux et des calculs analytiques et par Eléments Finis des états limites principaux ainsi que du moment de ruine des poutres suivant les différents modes de rupture, est effectuée. Enfin, le calcul de la raideur des poutres renforcées lors de cycles de chargement et de déchargement fait l’objet d’une étude couplée analytique et par Eléments Finis. Les résultats expérimentaux montrent que le renforcement des poutres par cette technique s’avère très satisfaisantThe aim of the experimental program developed in this work is to investigate the possibility of using Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) rods to strengthen concrete structural members with the Near Surface Mounted reinforcement (NSM) technique. We study some physical and mechanical proprieties of CFRP rods and their interaction with the concrete. Bonding at the interface between the CFRP rod and the filling material and that between the filling material and the old concrete is studied. The global behavior both of reinforced concrete beams strengthened by NSM technique and subjected to flexure and of cantilever beams is investigated. We make an important parametric study of some variables. The experimental results are compared with the analytical and finite–element calculations of the principal limit states. The failure moments of beams in various failure modes are also compared. Finally, the stiffness of the strengthened beams during loading and unloading cycles is studied by analytical and Finite Element methods. The experimental results indicate that strengthening concrete structural members with the Near Surface Mounted reinforcement technique gives very satisfactory results
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Attari, Nasser Eddine. "Réhabilitation et renforcement des poutres et noeuds en béton armé par des matériaux composites." Lorient, 2010. http://www.theses.fr/2010LORIS186.
Abstract:
De nombreux bâtiments existants sont parfois confrontés à un manque de résistance pouvant sérieusement compromettre la sécurité des personnes lors de phénomènes sismiques. Ces bâtiments, conçus à l’origine pour des charges verticales, étaient rarement édifiés de façon à résister aux mouvements sismiques latéraux. Dans le but d’améliorer la résistance de l’ancien bâti et atténuer les risques qu’il présente, la réhabilitation et le renforcement de ces ouvrages deviennent un enjeu stratégique. La technique des armatures collées en matériaux composites acquiert une importance croissante dans le domaine du renforcement des structures. Elle s'avère notamment intéressante pour le renforcement et la réparation des structures en béton armé. Pour réduire le coût et assurer un comportement relativement plus ductile pour des éléments en béton armés renforcés, l'addition des fibres de verre pourrait être considérée comme une solution de rechange, puisqu'elles sont relativement plus déformables et leur coût et plus bas que la fibre de carbone. Dans ce contexte, le travail présenté vise à évaluer l'efficacité du renfort externe sur les poutres renforcées par le tissu de FRP (verre - carbone). La présente étude évalue l’influence et l’efficacité du renforcement externe des poutres et noeuds en béton armé, par un renfort en fibre de verre et de carbone, selon différentes configurations de renforcement. Elles combinent l'usage séparé de fibres de carbone et de verre unidirectionnel avec un ancrage en forme de U. Dans les mêmes conditions un tissu hybride bidirectionnel verre-carbone est aussi testé. Un total de dix poutres et onze noeuds en béton armés ont été renforcées et testées sous un chargement cyclique pour les poutres et alterné pour les noeuds. Les résultats ont été analysés en termes de résistance, rigidité, ductilité et mode de rupture. Ils montrent que la configuration de renfort en U a considérablement amélioré la résistance à la flexion et à contribuée à la redistribution des efforts internes en permettant d’augmenter la déformabilité des poutres. L’utilisation d’un renfort hybride en fibres de verre-carbone unidirectionnel, à montré son efficacité. C’est une solution très avantageuse pour le renforcement des structures en béton arméA large number of existing buildings are faced with a lack of strength which may seriously compromise the security of persons in the case of seismic shaking. These buildings, conceived initially for vertical loading, were rarely designed and constructed so as to take up lateral seismic shaking movements. In the aim of improving the strength of these existing buildings, and hence attenuate the risks that may be induced, their rehabilitation and strengthening are of a strategic interest. The glued reinforcing technique in composite materials is widely being used as a new strengthening technique in structures. This technique is particularly interesting for the repair and strengthening of reinforced concrete structures. In the aim of reducing the cost and ensuring a relatively more ductile behaviour for the strengthened reinforced concrete elements, the addition of glass fibres could be considered as a replacement solution since glass fibres are relatively more deformable and with a lesser cost compared to carbon fibres. In this sense, the present work aims at evaluating the efficiency of external strengthening in FRP fabric (glass, carbon) on reinforced concrete elements. The study evaluate the influence and the efficiency of external strengthening of reinforced concrete beams and reinforced concrete bam-column joints using glass-FRP and carbon-FRP tissues in different strengthening configurations. These configurations combine the separate use of carbon fibres and glass fibres tissues unidirectional with a U-shaped anchorage, together with a bidirectional hybrid fabric glass-carbon fibre. A total of ten reinforced concrete beams and eleven reinforced concrete beam-column joints, were strengthened and tested under cyclic loading for the beams and alternate loading for the joints. The testing data analysed concerned the strength, the stiffness, the ductility and the failure mode. They clearly show that the strengthening configuration in a U-shape has considerably improved the flexural strength and contributed to the redistribution of internal forces, enabling the deformations of beams to increase. The use of a hybrid strengthening pattern glass-carbon unidirectionally was more efficient. It represents an advantageous solution for the strengthening of reinforced concrete structures
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Vololonirina, Oly Miharisoa. "Contribution à l'évaluation des capacités des glycérophosphates pour la maintenance dans le béton armé." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1818/.
Abstract:
Les inhibiteurs de corrosion sont des substances chimiques utilisées pour limiter la corrosion des armatures du béton. Ce travail de thèse s'intéresse a un inhibiteur de corrosion a base de glycérophosphate de sodium et de lithium, a appliquer a la surface du béton durci et commercialise par la société PAREX LANKO. Outre les produits principaux, constitues des isomères alpha et beta du glycérophosphate, le inhibiteur de corrosion contient des sous-produits de synthèse. Les principaux objectifs de la thèse sont la caractérisation physique et chimique de l'inhibiteur en question, l'étude de ses possibles interactions sur le béton notamment les éventuelles réactions avec la matrice cimentaire, son mode de pénétration et son influence sur les propriétés de transfert mais également l'étude de son efficacité vis-à-vis de la corrosion par des mesures d'électrochimie. L'étude expérimentale de ces différents aspects est synthétisée par une modélisation numériqueCorrosion inhibitors are chemical substances used to decrease the corrosion rate of concrete rebars. This work focuses on a sodium and lithium glycerophosphate based inhibitor, to be applied on the hardened surface of concrete and commercialised by PAREX LANKO. Besides the main products, which are constituted by isomers alpha and beta of glycerophosphates, the commercial product contains by-products of synthesis. The main objectives of the thesis are the physical and chemical characterization of the inhibitor, the study of its possible interaction with concrete especially the eventual reactions with the cement matrix, the type of penetration of the inhibitor through concrete and its influence on the transfer properties as well as its efficiency toward corrosion by means of electrochemical measurements. The experimental study of these different aspects is synthesised thanks to a numerical modelling
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Combescure, Christelle. "Formulation d’un modèle homogénéisé de plaque en béton armé pour des applications sismiques." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066407.
Abstract:
Des réévaluations de sureté régulières sont pratiquées sur le parc d’installations nucléaires dont EDF a la charge et les récentes réévaluations sismiques ont souligné le besoin de prendre en compte les comportements non-linéaires des matériaux dans les structures en béton armé. Afin de répondre à ce besoin, un modèle de plaque en béton armé pour des applications sismiques est proposé : le modèle DHRC. Construit par une approche d’homogénéisation périodique, il couple deux phénomènes dissipatifs : l’endommagement du béton et le glissement à l’interface entre les armatures et le béton avoisinant. Ce couplage original entre endommagement et glissement permet une meilleure représentativité de la dissipation d’énergie au cours des cycles de chargement. Les paramètres du modèle DHRC sont identifiés par une procédure d’homogénéisation automatisée, s’appuyant sur un nombre très restreint de caractéristiques géométriques et matériaux. Le modèle implanté dans le code de calculs par éléments finis ASTER est validé numériquement et sa capacité à simuler le comportement expérimental de structures voiles est analyséeSafety reassessments are periodically performed on the EDF nuclear power plants and the recent seismic reassessments leaded to the necessity of taking into account the non-linear behaviour of materials when modeling these reinforced concrete buildings. A constitutive model dedicated to reinforced concrete plates under seismic solicitations is proposed: the DHRC model. Justified by a periodic homogenisation approach, this model includes two dissipative phenomena: damage of concrete and sliding at the interface between steel rebar and surrounding concrete. An original coupling term between damage and sliding, resulting from the homogenisation process, induces a better representation of energy dissipation during the material degradation. The model parameters are identified from and a restricted number of geometric and material characteristics. Numerical validations of the DHRC model are presented, showing good agreement with experimental behaviour
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Lefebvre, Eric. "Stratégie de modélisation pour suivre des fissures existantes dans une structure en béton armé précontraint." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM069/document.
Abstract:
Nous avons donc proposé dans cette thèse une stratégie pour suivre l’évolution des fissures dans une structure en béton précontraint. L'objectif principal est de définir des briques de modélisation permettant d'étudier le comportement des fissures dans les enceintes de confinement des centrales nucléaires. Chaque brique de modélisation permet ainsi de représenter un phénomène non-linéaire présent dans ces structures : la fissuration du béton, les grilles d'armatures, les cables de précontrainte, la décohésion de l'acier dans le béton ainsi que le vieillissement du béton. Elles ont été validées grâce à plusieurs essais expérimentaux et appliquées à différentes zones. de l'enceinte de confinement pour simuler l'amorçage et la propagation des fissures. Enfin, une stratégie pour définir un état initialement fissuré a été développé à l'aide de ces différentes briques ainsi qu'une méthode de zoom pour reproduire les conditions limites de la précontrainte et la montée en pression sur une partie de l'enceinteThe difficulty of predicting cracks on reinforced concrete structures is due to the heterogeneity of the concrete and the dependence on environmental boundary conditions. To overcome this problem, we introduce directly a potential crack at the initial time, using cohesive zone models. A major difficulty will be to juggle the cohesive zone models describing cracking and the phenomena of creep and drying, and thus to consider three types of nonlinearities appearing in the calculation : cracking, decohesion of steelconcrete and creep. We also propose a strategy to represent an initially cracked structure. In this thesis, the crack behavior in different parts of the confinement building are modeled using the above described method
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Christelle, Combescure. "Formulation d'un modèle homogénéisé de plaque en béton armé pour des applications sismiques." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00880279.
Abstract:
Le parc d'installations nucléaires dont EDF a la charge est soumis régulièrement à des réévaluations de sureté. Concernant le risque sismique, ces réévaluations ont mené à la décision de prendre en compte les comportements non-linéaires des matériaux dans les structures lors des modélisations et des simulations numériques des bâtiments composant ce parc d'installations assez souvent réalisés en béton armé. Dans ce contexte, le besoin de disposer de modélisations représentatives du comportement de plaques en béton armé soumises à des sollicitations sismiques est fort et il s'est avéré que la littérature ne proposait que très peu de ce type de modélisation. Afin de répondre à ce besoin tout en cherchant à maîtriser la phase d'identification des paramètres du modèle, un modèle de plaque en béton armé pour des applications sismiques est proposé dans ce travail. Ce modèle, DHRC (Dissipative Homogenised Reinforced Concrete), est construit par une approche d'homogénéisation périodique. Il couple deux phénomènes dissipatifs : l'endommagement de la matrice de béton et le glissement interne à l'interface entre les barres de renfort en acier et le béton avoisinant. Ce couplage original entre endommagement et glissement permet une meilleure représentativité de la dissipation d'énergie au cours des cycles de chargement induite par la dégradation du matériau. Les paramètres du modèle global sont identifiés par une procédure d'homogénéisation automatisée et la résolution numérique de problèmes cellulaires. La procédure s'appuie sur les caractéristiques géométriques de la microstructure de la plaque et un nombre très restreint de caractéristiques matériaux, permettant ainsi à l'ingénieur de l'utiliser de manière simple et maîtrisée. Le modèle implanté dans le code de calculs par éléments finis ASTER est validé numériquement sur plusieurs structures tests sous des chargements simples et combinés. Sa capacité à simuler le comportement expérimental de structures voiles est également analysée. Des perspectives d'enrichissement du modèle à l'échelle microscopique sont proposées. Enfin, une simplification unidimensionnelle de ce modèle permet de représenter le comportement de barres en béton armé pour des représentations simplifiées de type bielles ou treillis ou pour modéliser le comportement de poteaux en béton armé en traction-compression.
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Tong, Yun Yun. "Traitement électrochimique de réalcalinisation pour la préparation du béton armé dégradé par carbonatation." Paris 6, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01349734.
Abstract:
Cette thèse a pour objectif d’apporter une meilleure connaissance de la réalcalinisation par deux procédés (courant imposé et anode sacrificielle) pour réhabiliter la corrosion des armatures dans un béton dégradé par carbonatation. Une méthodologie des essais a été dégagée afin, d’une part, d’évaluer l’efficacité et la durabilité des traitements à l’aide de caractérisations électrochimiques (potentiel libre, résistance de polarisation, impédance et densité de courant de corrosion) et de caractérisations analytiques (pH qualitatif, pH quantitatif et dosages d’alcalins) et d’autre part de vérifier les éventuels effets secondaires à l’aide des techniques MEB+EDS, Raman, Porosité Mercure et des essais mécaniques. L’évolution de la nature des produits de corrosion a été étudiée in-situ sur les armatures enrobées dans un micro-béton à l’aide de la Spectroscopie Raman afin de vérifier si un béton réalcalinisé pourrait contribuer à une repassivation des armatures. Enfin, le suivi du chantier du pont Camille De Hogues a fourni des indications lors du traitement d’ouvrage sur site.