Modélisation de poutres en béton armé endommagées par chargements cycliques PDF Download
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Author: Marie-Josée Houde
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Book Description
Le but de ce projet de recherche est de développer un outil de modélisation du comportement d'éléments en béton armé selon une discrétisation par couches. En flexion, la modélisation repose sur la capacité de prédire d'une part le comportement d'une section fissurée et d'autre part, le comportement global d'une poutre fléchie. Un endommagement relié à l'historique de chargement est également pris en compte par l'apparition de déformations permanentes et l'imposition d'une diminution de la rigidité des matériaux. L'outil offre alors la possibilité d'établir des seuils d'alarme par la mise à jour de l'indice de fiabilité d'une structure, ce qui constitue un atout significatif à la télésurveillance. Une portion expérimentale permet de confronter les résultats obtenus de la modélisation à des essais en laboratoire sous chargements statiques et cycliques sur des poutres instrumentées. La comparaison entre les résultats expérimentaux et la prédiction du modèle démontre une très bonne concordance, autant sous chargements statiques que cycliques, malgré une prédiction un peu conservatrice des indicateurs de performance à la rupture. Ce phénomène est toutefois favorable dans l'optique de poser des seuils d'alarme en télésurveillance. Finalement, le modèle permet de construire une enveloppe de rupture incluant l'interaction des efforts de cisaillement et de flexion. L'utilisation de la théorie des champs de compression modifiée permet le suivi de l'inclinaison des fissures et de la déformation des étriers à l'ultime. Bref, le modèle assemblé s'avère un outil de prédiction efficace du comportement réel d'éléments fléchis et cisaillés en béton armé.
Author: Marie-Josée Houde
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Le but de ce projet de recherche est de développer un outil de modélisation du comportement d'éléments en béton armé selon une discrétisation par couches. En flexion, la modélisation repose sur la capacité de prédire d'une part le comportement d'une section fissurée et d'autre part, le comportement global d'une poutre fléchie. Un endommagement relié à l'historique de chargement est également pris en compte par l'apparition de déformations permanentes et l'imposition d'une diminution de la rigidité des matériaux. L'outil offre alors la possibilité d'établir des seuils d'alarme par la mise à jour de l'indice de fiabilité d'une structure, ce qui constitue un atout significatif à la télésurveillance. Une portion expérimentale permet de confronter les résultats obtenus de la modélisation à des essais en laboratoire sous chargements statiques et cycliques sur des poutres instrumentées. La comparaison entre les résultats expérimentaux et la prédiction du modèle démontre une très bonne concordance, autant sous chargements statiques que cycliques, malgré une prédiction un peu conservatrice des indicateurs de performance à la rupture. Ce phénomène est toutefois favorable dans l'optique de poser des seuils d'alarme en télésurveillance. Finalement, le modèle permet de construire une enveloppe de rupture incluant l'interaction des efforts de cisaillement et de flexion. L'utilisation de la théorie des champs de compression modifiée permet le suivi de l'inclinaison des fissures et de la déformation des étriers à l'ultime. Bref, le modèle assemblé s'avère un outil de prédiction efficace du comportement réel d'éléments fléchis et cisaillés en béton armé.
Author: Mohammad Kashani
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Languages : fr
Pages : 198
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ETUDE DE CETTE EVALUATION AFIN D'ETABLIR UNE METHODE DE CALCUL PERMETTANT DE PREVOIR LE COMPORTEMENT DE STRUCTURES EN BETON ARME SOUS SOLLICITATION DE FATIGUE. LE TAUX MAXIMAL DE CHARGEMENT SE TROUVE DANS LE DOMAINE DU COMPORTEMENT EN SERVICE DES STRUCTURES. ESSAIS SUR DES EPROUVETTES CYLINDRIQUES EN BETON SOUMISES A UNE COMPRESSION PURE ET POUR L'ACIER SUR DES EPROUVETTES SOLLICITEES EN TRACTION PURE. RESULTATS EXPERIMENTAUX DE 3 POUTRES EN BETON ARME SOLLICITEES EN FLEXION PURE. L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE PERMET D'ETABLIR UNE LOI DE COMPORTEMENT DU BETON. LA MODELISATION PROPOSEE FOURNIT LES DEFORMATIONS MAXIMALES ET RESIDUELLES DU BETON POUR UN NOMBRE DE CYCLES DONNE. ANALYSE DE L'EVOLUTION DU MODULE D'ELASTICITE SECOND DU BETON ET DE L'INFLUENCE DES PERIODES DE HAUSSES AU COURS DU CHARGEMENT CYCLIQUE. METHODE DE CALCUL DE LA PREVISION DE L'EVOLUTION DE LA FLECHE DE POUTRES EN BETON ARME
Author: OMAR.. MERABET
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Languages : fr
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LA REPRESENTATION NUMERIQUE DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES STRUCTURES PLANES EN BETON ARME JUSQU'A LA RUINE SOUMISES A DES SOLLICITATIONS CYCLIQUES, NECESSITE L'ELABORATION D'UN MODELE CAPABLE DE TRADUIRE CORRECTEMENT LE COMPORTEMENT DES MATERIAUX AINSI QUE CELUI DE LA LIAISON ACIER-BETON. CE TRAVAIL EST DIVISE EN 3 PARTIES. LA PREMIERE PARTIE PRESENTE UNE SYNTHESE DE DIFFERENTS RESULTATS EXPERIMENTAUX ET THEORIQUES SUR LE COMPORTEMENT MECANIQUE DU BETON A COURT TERME ET LE TRAITEMENT DES PROBLEMES D'INTERFACE BETON-ARMATURE. DANS LA DEUXIEME PARTIE, NOUS DEVELOPPONS UN MODELE NUMERIQUE FONDE SUR LA THEORIE DE LA PLASTICITE, PERMETTANT DE DECRIRE CORRECTEMENT LA DISSYMETRIE DE COMPORTEMENT DU BETON EN TRACTION ET EN COMPRESSION. NOUS INSISTONS PARTICULIEREMENT SUR LA DEFINITION DE LA LOI INCREMENTALE DU MATERIAU POUR UN CHARGEMENT MONOTONE, D'UNE PART, ET L'ELABORATION D'UN MODELE UNILATERAL POUR LE CHARGEMENT ALTERNE CYCLE, D'AUTRE PART. ENFIN, NOUS PRESENTONS UN MODELE D'INTERFACE POUR LE TRAITEMENT DE LA LIAISON ACIER-BETON, AINSI QUE LE COUPLAGE DE NON-LINEARITES EN PRESENCE. LA DERNIERE PARTIE EST CONSACREE A LA CONFRONTATION DES RESULTATS NUMERIQUES AVEC CEUX ISSUS D'UNE EXPERIMENTATION SUR DES EXEMPLES RELATIFS A DES ELEMENTS DE STRUCTURES EN CHARGEMENT MONOTONE ET CYCLIQUE. ELLE PERMET DE MONTRER LE BIEN-FONDE DE LA METHODE PROPOSEE, AINSI QUE SES POSSIBILITES DANS LE DOMAINE DU GENIE CIVIL
Author: MOURAD.. DJERROUD
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LA CONSTRUCTION D'UN MODELE NUMERIQUE SIMPLE ET PERFORMANT TRADUISANT D'UNE MANIERE REALISTE LE COMPORTEMENT DES STRUCTURES EN BETON ARME RESTE ACTUELLEMENT LE CENTRE D'INTERET D'UNE RECHERCHE INTENSE, SURTOUT QUAND IL S'AGIT D'ELEMENTS DE STRUCTURE SOUMIS A DES SOLLICITATIONS CYCLIQUES. NOUS NOUS PROPOSONS, DANS CE TRAVAIL, D'APPORTER UNE CONTRIBUTION A L'ANALYSE NON LINEAIRE MATERIELLE DES STRUCTURES EN BETON ARME EN FORME DE PLAQUES ET POUTRES SOUMISES A DES SOLLICITATIONS MONOTONES JUSQU'A LA RUINE OU A DES SOLLICITATIONS CYCLIQUES ALTERNEES. LA PREMIERE PARTIE PRESENTE UNE SYNTHESE DES TRAVAUX ANTERIEURS ET JUSTIFIE, A PRIORI, LES HYPOTHESES ET LES CHOIX RETENUS. LA DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE A LA CONSTRUCTION DES MODELES RHEOLOGIQUES BASES SUR LA THEORIE INCREMENTIELLE DE LA PLASTICITE. IL S'AGIT D'UN MODELE UNIDIMENSIONNEL DE POUTRE ET DE TROIS MODELES EN CONTRAINTES PLANES QUI SONT LES MODELES DE NADAI, DE CHEN ET CHEN ET D'OTTOSEN. TOUS CES MODELES SONT DEVELOPPES EN CHARGEMENT MONOTONE ET EN CHARGEMENT CYCLIQUE. DANS LA TROISIEME PARTIE, NOUS DEVELOPPONS LES OUTILS NUMERIQUES UTILISES: LES ELEMENTS CHOISIS (DKT, ELEMENT ISOPARAMETRIQUE D'AHMAD, ELEMENT POUTRE DE BERNOUILLI, ...), LA TECHNIQUE D'INTEGRATION DANS L'EPAISSEUR, LA STRATEGIE DE RESOLUTION DE NEWTON-RAPHSON. LA DERNIERE PARTIE EST CONSACREE A LA CONFRONTATION DES RESULTATS OBTENUS AVEC CEUX ISSUS DES MODELISATIONS NUMERIQUES OU DES ESSAIS EXPERIMENTAUX. ELLE PERMET DE MONTRER LES CAPACITES ET LES LIMITES DES MODELES PROPOSES
Author: Joseph Tuset
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Pages : 232
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L'ETUDE A POUR BUT DE DEFINIR LES DIAGRAMMES CONTRAINTE-DEFORMATION EN COMPRESSION ET EN TRACTION DU BETON AFIN D'ETABLIR UNE METHODE DE CALCUL NON LINEAIRE DES ELEMENTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT SOLLICITES EN FLEXION PURE. L'ORIGINALITE DE L'ETUDE RESIDE DANS LA PRISE EN COMPTE DANS LES CALCULS DE L'APPORT DE RESISTANCE DU BETON TENDU NON ENDOMMAGE. DANS LA PREMIERE PARTIE ON DETERMINE LES DIAGRAMMES CONTRAINTE-DEFORMATION DU BETON LORSQU'IL EST SOUMIS A DES SOLLICITATIONS MONOAXIALES DE COMPRESSION ET DE TRACTION ET A UNE SOLLICITATION EN FLEXION PURE. ELABORANT UNE METHODE DE CALCUL NON LINEAIRE FONDEE SUR LES DIAGRAMMES PROPOSES, ON COMPARE LES RESULTATS THEORIQUES A L'EXPERIMENTATION, POUR UNE POUTRE EN BETON NON ARME. DANS LA DEUXIEME PARTIE ON APPLIQUE CETTE METHODE DE CALCUL NON LINEAIRE AU CAS DE STRUCTURE EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT. LES RESULTATS AINSI OBTENUS SONT COMPARES A L'EXPERIMENTATION D'UNE POUTRE ET DE SIX POUTRES-DALLES EN BETON ARME ET DE DEUX POUTRES-DALLES EN BETON PRECONTRAINT. LA METHODE PROPOSEE PERMET DE DETERMINER AVEC UNE BONNE PRECISION LA VALEUR DU MOMENT DE FISSURATION ET L'EVOLUTION DE LA FISSURATION EN COURS DE CHARGEMENT
Author: ALI.. SADR-MOMTAZI
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Languages : fr
Pages : 180
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RESUME DES DIVERSES METHODES DE REPRODUCTION DES OUVRAGES ET PRISE EN CONSIDERATION DE LA FATIGUE DES MATERIAUX SOUMIS A UNE ACTION CYCLIQUE. EXAMEN DE METHODES DE CALCUL PRENANT EN COMPTE CES PHENOMENES AFIN DE PREVOIR L'EVOLUTION D'UN ELEMENT FLECHI. ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE TROIS POUTRES EN BETON ARME PRESENTANT UN DOUBLE DEFAUT EN LEUR MILIEU: UNE REPRISE DE BETONNAGE ET UNE INTERRUPTION DES ARMATURES TENDUES. LES RESULTATS OBTENUS SUR LA PREMIERE POUTRE FIXENT LE MODE DE REPARATION ET LES PARAMETRES D'ESSAIS DES DEUX AUTRES. L'ETUDE EXPERIMENTALE DES POUTRES REPAREES PERMET DE METTRE EN RELIEF LE MODE DE FONCTIONNEMENT DE LA SECTION REPAREE
Author: TCHAO KOMLAN JULES.. ASSIH
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Languages : fr
Pages : 203
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CETTE ETUDE PORTE SUR L'ANALYSE EXPERIMENTALE ET LA MODELISATION DU RENFORCEMENT ET DE LA REPARATION DE POUTRES EN BETON ARME PAR COLLAGE DE PLAQUES COMPOSITES EN FIBRES DE CARBONE. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES PLUS PARTICULIEREMENT AUX CAS DES POUTRES EN BETON ARME PRESENTANT UN DEFAUT DU A UN SOUS-DIMENSIONNEMENT DES ACIERS TENDUS. L'INTERET DE L'UTILISATION DE PLAQUES EN FIBRES DE CARBONE RESIDE D'UNE PART DANS LEUR LEGERETE ET D'AUTRE PART DANS LEUR FAIBLE REACTIVITE CHIMIQUE QUI ELIMINE LES PHENOMENES DE CORROSION. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS CARACTERISE LES MATERIAUX UTILISES : LE BETON (BETON DE FIBRES METALLIQUES, LE BETON A HAUTES PERFORMANCES, LE BETON COURANT), L'ACIER, L'ADHESIF ET LES PLAQUES COMPOSITES. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS AVONS ETUDIE L'INFLUENCE DES PRINCIPAUX PARAMETRES (L'EPAISSEUR ET LA LONGUEUR DES PLAQUES, L'EPAISSEUR DU JOINT ADHESIF) SUR LE COMPORTEMENT EN FLEXION DES POUTRES EN BETON ARME RENFORCEES. CECI NOUS A PERMIS DE MODELISER LES MECANISMES INTERVENANTS LORS DE LA RUPTURE EN FLEXION D'UNE POUTRE RENFORCEE A PARTIR DE LA THEORIE DE L'ENDOMMAGEMENT. L'INSTRUMENTATION PAR DES CAPTEURS A JAUGES ELECTRIQUES NOUS A PERMIS DE CARACTERISER L'EVOLUTION DES DEFORMATIONS SUPERFICIELLES LOCALES EN DIFFERENTS POINTS D'UNE POUTRE RENFORCEE. NOUS OBTENONS UNE BONNE ADEQUATION ENTRE LES DEFORMATIONS MESUREES ET CELLES OBTENUES PAR LA MODELISATION. PAR AILLEURS, LE MODELE CLASSIQUE A SIMPLE RECOUVREMENT DECRIT ASSEZ BIEN LA DISTRIBUTION DES CONTRAINTES DE CISAILLEMENT ET DE DECOLLEMENT DANS LE JOINT ADHESIF. DANS UN TROISIEME TEMPS, L'ETUDE DU COMPORTEMENT EXPERIMENTAL DE POUTRES INITIALEMENT ENDOMMAGEES, PUIS RENFORCEES A PERMIS DE MIEUX APPREHENDER LES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT DU BETON ET LES EFFORTS DE TRACTION REPRIS PAR LA PLAQUE DE COMPOSITE. ON MONTRE QUE L'ETAT D'ENDOMMAGEMENT PREALABLE DE LA POUTRE EN BETON ARME A PEU D'INFLUENCE SUR LA CHARGE DE RUPTURE DE LA POUTRE RENFORCEE. LA REPARATION D'UNE POUTRE EN BETON ARMEE, MEME TRES ENDOMMAGEE (PREALABLEMENT CHARGEE EN FLEXION JUSQU'A 85% DE SA CHARGE DE RUPTURE) PEUT DONC ETRE AVANTAGEUSEMENT EFFECTUEE PAR COLLAGE DE PLAQUES COMPOSITES EN FIBRES DE CARBONE. LA CHARGE DE RUPTURE EN FLEXION DE LA POUTRE REPAREE PEUT ETRE JUSQU'A DEUX FOIS CELLE DE LA MEME POUTRE NON RENFORCEE.
Author: Garéguine Broutian
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Languages : fr
Pages : 215
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Book Description
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 proposée
Author: Franz-Josef Ulm
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Languages : fr
Pages : 276
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Book Description
LE BUT DE CETTE THESE EST L'ETUDE PREDICTIVE PAR CALCUL ELEMENTS FINIS DES EFFETS DE LA FISSURATION A L'ECHELLE DE STRUCTURES EN BETON ARME ET PRECONTRAINT SOUMISES A DES CHARGEMENTS STATIQUES, CYCLIQUES ET DYNAMIQUES. POUR LA MODELISATION DU COMPORTEMENT DU BETON, UN MODELE DU COMPORTEMENT MACROSCOPIQUE EST PRESENTE, COUPLANT LA PLASTICITE A L'ENDOMMAGEMENT. POUR LA PARTIE PLASTIQUE, IL S'AGIT D'ADAPTER LA LOI ELASTOPLASTIQUE AU COMPORTEMENT SPECIFIQUE DU BETON. LA (MICRO)FISSURATION DU MATERIAU EST REPRESENTEE A L'ECHELLE MACROSCOPIQUE EN TERMES DE DEFORMATIONS PLASTIQUES, ET L'APPARITION ET L'EVOLUTION DU DOMMAGE PAR L'EVOLUTION DE VARIABLES PLASTIQUES. EN PARTICULIER, LA POROSITE PLASTIQUE MODELISE LA VARIATION IRREVERSIBLE DE L'ESPACE POREUX CONNECTE CREE PAR (MICRO)FISSURATION. CETTE SIGNIFICATION PHYSIQUE EST A LA BASE DU COUPLAGE PHENOMENOLOGIQUE DE LA PLASTICITE ET DE L'ENDOMMAGEMENT: LES EFFETS DU DOMMAGE SONT MODELISES PAR UNE VARIATION DES CARACTERISTIQUES ELASTIQUES FONCTION DE LA VARIABLE D'ENDOMMAGEMENT CHOISIE: LA POROSITE PLASTIQUE. CETTE LOI DE COMPORTEMENT EST UTILISEE AU SEIN D'UN ELEMENT FINI PARTICULIER: L'ELEMENT POUTRE MULTIFIBRE, ISSU DE L'EXTENSION DES APPROCHES MULTICOUCHES AU CAS TRIDIMENSIONNEL. L'OUTIL NUMERIQUE DEVELOPPE PERMET DE PRENDRE EN COMPTE DES PHENOMENES NON LINEAIRES TANT MATERIELS QUE GEOMETRIQUES DANS L'ANALYSE DE STRUCTURES A POUTRES SOUS DES CHARGEMENTS DIVERS AVEC UN TEMPS DE CALCUL RAISONNABLE. POUR L'APPLICATION AU CAS DES STRUCTURES EN BETON PRECONTRAINT, LA FORMULATION PREND EN COMPTE DES DEPLACEMENTS RELATIFS (GLISSEMENT) ENTRE CABLE PRECONTRAINT ET BETON: LA PRECONTRAINTE EST TRAITEE COMME UN PROBLEME DE CONDITION AUX LIMITES A L'INTERFACE ACIER-BETON
Author: Christian La Borderie (Physicien)
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Languages : fr
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Book Description
La microfissuration progressive et les effets unilatéraux sont les phénomènes prépondérants qui doivent être introduits lors de calculs éléments finis de structures en béton arme soumises à des chargements cycliques ou sismiques. La modélisation développée tient compte de la perte de raideur et des déformations anélastiques qui sont dus à l'endommagement. Cette modélisation qui prend aussi en compte les effets unilatéraux dus aux refermetures de fissures est developpée dans un cadre rigoureux qui assure la stabilité de la formulation. Une approche originale est aussi présentée pour la modélisation du béton de fibres. Ces modèles sont implantés dans un code éléments finis utilisant des éléments de poutres multicouches. Les résultats des calculs obtenus sont comparés aux expériences pour des poutres en béton, béton de fibres, béton armé et béton de fibres armé soumises en flexion trois points sous chargement cyclique. Des comparaisons sont aussi effectuées sur un noeud d'ossature et un poteau. La bonne représentativité des résultats montre que les phénomènes prépondérant ont été pris en compte. Le programme éléments finis développé est suffisamment simple et performant pour être utilisé par des ingénieurs.
