CONTRIBUTION A L'ETUDE DU COMPORTEMENT DES DALLES EN BETON ET FIBRE SOUS SOLLICITATION DE CHOC PDF Download
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L'OBJET DE LA PRESENTE RECHERCHE EST L'ETUDE DU COMPORTEMENT DES DALLES EN BETON ARME FIBREUX VIS-A-VIS DES CHOCS MOUS. DANS LE CHAPITRE BIBLIOGRAPHIQUE, NOUS PRESENTONS, DANS UN PREMIER TEMPS, LES PRINCIPALES METHODES DE CALCUL DES SYSTEMES SIMPLES ET A MASSE REPARTIE; ENSUITE LES CAMPAGNES D'ESSAIS A GRANDE ECHELLE DE DALLES EN BETON ARME, DESTINEES A FOURNIR DES FORMULES EMPIRIQUES DE DIMENSIONNEMENT; ENFIN, LES EXPERIMENTATIONS VISANT A METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES PRINCIPAUX PARAMETRES (CARACTERISTIQUES DU MATERIAU, GEOMETRIE DE L'EPROUVETTE, SOLLICITATION APPLIQUEE) SUR LE COMPORTEMENT MECANIQUE DES ECHANTILLONS (RESISTANCE MAXIMALE, ENERGIE DE DEFORMATION, MODE DE RUINE). LE DEUXIEME CHAPITRE CONCERNE LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DES MATERIAUX: NOUS METTONS EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE LA VITESSE DE CHARGEMENT SUR LA LOI DE COMPORTEMENT DES MATERIAUX SOLLICITES EN COMPRESSION SIMPLE. LE TROISIEME CHAPITRE EST CONSACRE A L'EXPERIMENTATION DES DALLES SOUMISES A DES CHARGEMENTS STATIQUE ET DE CHOC. LES DEFORMATIONS ET DEPLACEMENTS A PLUSIEURS ENDROITS DE LA SURFACE ET DES SECTIONS DE LA DALLE, AINSI QUE LA CHARGE AU CENTRE, SONT ANALYSES. LES COURBES CHARGE-FLECHE ET MOMENT-COURBURE SONT ETABLIES. LA PREMIERE PARTIE DU DERNIER CHAPITRE CONCERNE LE CALCUL DES COURBES MOMENT-COURBURE DES SECTIONS A L'AIDE D'UN PROGRAMME NUMERIQUE PRENANT EN CONSIDERATION LES LOIS DE COMPORTEMENT COMPLETES DES MATERIAUX. DANS UN SECOND TEMPS, LA REPONSE EN COURBURE DES DALLES A LA SOLLICITATION DE CHOC EST CALCULEE A L'AIDE D'UN LOGICIEL BASE SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS ET SUR LA CONSIDERATION DE DIAGRAMMES MOMENT-COURBURE BILINEAIRES DES SECTIONS DE BETON ARME, ET DE FONCTIONS DE CHARGEMENT QUELCONQUES. LA TROISIEME PARTIE CONCERNE LA MODELISATION DE LA DALLE ET DE SES APPUIS ELASTIQUES EN SYSTEME MASSE-RESSORT NON AMORTI A 2 DEGRES DE LIBERTE, ET LE CALCUL NUMERIQUE DE CE SYSTEME PAR UNE
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L'OBJET DE LA PRESENTE RECHERCHE EST L'ETUDE DU COMPORTEMENT DES DALLES EN BETON ARME FIBREUX VIS-A-VIS DES CHOCS MOUS. DANS LE CHAPITRE BIBLIOGRAPHIQUE, NOUS PRESENTONS, DANS UN PREMIER TEMPS, LES PRINCIPALES METHODES DE CALCUL DES SYSTEMES SIMPLES ET A MASSE REPARTIE; ENSUITE LES CAMPAGNES D'ESSAIS A GRANDE ECHELLE DE DALLES EN BETON ARME, DESTINEES A FOURNIR DES FORMULES EMPIRIQUES DE DIMENSIONNEMENT; ENFIN, LES EXPERIMENTATIONS VISANT A METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES PRINCIPAUX PARAMETRES (CARACTERISTIQUES DU MATERIAU, GEOMETRIE DE L'EPROUVETTE, SOLLICITATION APPLIQUEE) SUR LE COMPORTEMENT MECANIQUE DES ECHANTILLONS (RESISTANCE MAXIMALE, ENERGIE DE DEFORMATION, MODE DE RUINE). LE DEUXIEME CHAPITRE CONCERNE LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DES MATERIAUX: NOUS METTONS EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE LA VITESSE DE CHARGEMENT SUR LA LOI DE COMPORTEMENT DES MATERIAUX SOLLICITES EN COMPRESSION SIMPLE. LE TROISIEME CHAPITRE EST CONSACRE A L'EXPERIMENTATION DES DALLES SOUMISES A DES CHARGEMENTS STATIQUE ET DE CHOC. LES DEFORMATIONS ET DEPLACEMENTS A PLUSIEURS ENDROITS DE LA SURFACE ET DES SECTIONS DE LA DALLE, AINSI QUE LA CHARGE AU CENTRE, SONT ANALYSES. LES COURBES CHARGE-FLECHE ET MOMENT-COURBURE SONT ETABLIES. LA PREMIERE PARTIE DU DERNIER CHAPITRE CONCERNE LE CALCUL DES COURBES MOMENT-COURBURE DES SECTIONS A L'AIDE D'UN PROGRAMME NUMERIQUE PRENANT EN CONSIDERATION LES LOIS DE COMPORTEMENT COMPLETES DES MATERIAUX. DANS UN SECOND TEMPS, LA REPONSE EN COURBURE DES DALLES A LA SOLLICITATION DE CHOC EST CALCULEE A L'AIDE D'UN LOGICIEL BASE SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS ET SUR LA CONSIDERATION DE DIAGRAMMES MOMENT-COURBURE BILINEAIRES DES SECTIONS DE BETON ARME, ET DE FONCTIONS DE CHARGEMENT QUELCONQUES. LA TROISIEME PARTIE CONCERNE LA MODELISATION DE LA DALLE ET DE SES APPUIS ELASTIQUES EN SYSTEME MASSE-RESSORT NON AMORTI A 2 DEGRES DE LIBERTE, ET LE CALCUL NUMERIQUE DE CE SYSTEME PAR UNE
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ETUDE DE LA REPONSE STATIQUE ET DYNAMIQUE DE MORTIERS RENFORCES PAR RUBANS DE VERRE METALLIQUE. ESSAIS STATIQUES DE COMPRESSION ET DE FLEXION (ETABLISSANT A PARTIR DES DERNIERS LA RESISTANCE A LA TRACTION); ESSAIS DE CHOC DE COMPRESSION MONOAXIALE: MESURES EXTENSOMETRIQUES ET D'ACCELERATION, ENREGISTREMENT PHOTOGRAPHIQUES (CAMERA ULTRA RAPIDE). INFLUENCE DES FIBRES SUR LES RELATIONS CONTRAINTE-DEFORMATION, LA DUREE DU CHOC ET LES MODES D'ENDOMMAGEMENT, PRENANT EN COMPTE LES PHENOMENES DE REFLEXION ET DE PROPAGATION D'ONDES DANS LES MATERIAUX ORTHOTROPES ET L'EFFET DE STRUCTURE CORRESPONDANT AU MODE DE RUPTURE LOCALISEE
Author: Wendpanga Serge Auguste Nana Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 180
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Cette contribution, en s'appuyant sur expérimentation et modélisation numérique vise à une meilleure compréhension du comportement des dalles en béton armé sous sollicitations de cisaillement. Une campagne expérimentale a été réalisée sur des dalles épaisses à pleine échelle de centrales nucléaires. Ces dalles sans armatures d'effort tranchant sont soumises à une sollicitation de cisaillement en chargement quasi-statique. Les essais sont réalisés en faisant varier différents paramètres qui peuvent influencer le comportement au cisaillement. Sont ainsi étudiés : résistance en compression du béton, épaisseur, taux d'armatures longitudinales et transversales, taille des granulats, longueur de la plaque de chargement. L'influence des efforts de membrane, de compression ou de traction, sur le comportement au cisaillement a également été analysée. Les résultats des essais sont ensuite comparés aux prédictions des codes de calcul. Ces résultats ont d'abord permis d'apporter une réponse aux divergences qui existent entre l'Eurocode 2 et l'Annexe Nationale Française quant à la prédiction du cisaillement. Ont également été évalués le niveau de précision donné par d'autres normes de dimensionnement au cisaillement: la norme américaine ACI 318-14, le code nucléaire AFCEN ETC-C 2010, le fib-Model Code 2010 et l'approche par la théorie de la fissure critique de cisaillement CSCT. Ensuite est évalué la possibilité d'analyses non-linéaire par élément finis (EF) pour reproduire le phénomène du cisaillement dans les dalles. Un modèle de béton élastoplastique avec endommagement est combiné à une analyse quasi-statique à schéma de résolution explicite. Des lois de comportement non linéaires appropriées du béton avec des comportements post-pic associés à un critère énergétique ont été considérées. La bonne concordance entre le modèle proposé et les résultats expérimentaux en termes de résistance au cisaillement et de modes de rupture permet de valider la modélisation proposée. Une étude paramétrique a été réalisée sur la base du modèle proposé avec les mêmes propriétés mécaniques de béton. Des lois simplifiées permettant d'estimer les capacités en cisaillement en fonction des différents paramètres étudiés sont finalement proposées.
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En région montagneuse où Ie risque de chutes de blocs rocheux sur les ouvrages est élevé, une des préoccupations actuelles concerne l'identification des efforts d'impact et la connaissance de l'endommagement des ouvrages impactes. L'objet de l'étude présentée est d'apporter une contribution à l'analyse de la réponse aux chocs de structures en béton armé. Trois axes ont été abordes dans cette étude : I) L'analyse directe des sollicitations d'impact. Cette étude est gouvernée par des mises en équations du comportement au choc au moyen d'équations différentielles ou d'équations aux dérivées partielles. La solution des problèmes étudiés a été établie en développant une méthode de résolution analytique (le modèle doubles masses déformables) et par la méthode des éléments finis. Les outils d'analyse directe développés permettent d'une part d'obtenir les champs de déplacements, de déformations et d’accélérations lors d'un choc et, d'autre part, d'évaluer la sensibilité de la réponse directe (au choc) aux variables d'entrée, cela en vue d'une analyse inverse. II) L'analyse inverse des sollicitations d'impact. Cette analyse met en évidence les deux principales difficultés des problèmes inverses lors de sollicitations dynamiques : d'une part les problèmes d’expérimentation et de méconnaissance des conditions aux limites réelles des structures et d'autre part les problèmes spécifiques de la résolution d'un problème inverse. III) Le développement de modèles simplifiées appliqués à l'estimation des efforts d'impact dans des dalles structurellement dissipantes. L'étude réalisée dans cette troisième partie propose des approches d’estimation de l'endommagement et des efforts appliquesài une structure à partir des mesures expérimentales. Les résultats de cette étude sont applicables en phase précoce de conception ou en phase d'avant projet où l'on analyse, en fonction des géométries, les efforts dans des dalles ou poutres impactées
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CETTE ETUDE CONCERNE LE COMPORTEMENT DE DALLES DE BETON ARME EXPANSIF SOUMISES A UNE SOLLICITATION INTERNE DUE AU GONFLEMENT DU LIANT HYDRAULIQUE. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL CONCERNE UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES CIMENTS ET LES BETONS EXPANSIFS, AINSI QUE L'INFLUENCE DES ARMATURES (TAUX, DIRECTION) SUR L'EXPANSION ET LES AUTOCONTRAINTES. LA DEUXIEME TRAITE DE L'ETUDE DE L'EXPANSION LIBRE OU SOUS CONTRAINTE DU LIANT UTILISE EN PRENANT EN COMPTE L'INFLUENCE DE LA DIMENSION DES GRANULATS. UNE EXPERIMENTATION SUR DES DALLES EN BETON ARME EXPANSIF NOUS A PERMIS DE CONNAITRE D'UNE PART LA DISTRIBUTION DES DEFORMATIONS ET DES CONTRAINTES ET D'AUTRE PART L'INFLUENCE DU TAUX DE FERRAILLAGE SUR L'EXPANSION ET LES AUTOCONTRAINTES. NOUS AVONS DEVELOPPE ET UTILISE DEUX MODELES PERMETTANT DE DECRIRE LE COMPORTEMENT DE CES STRUCTURES ET DE CONNAITRE LA DISTRIBUTION DES CONTRAINTES ET DES DEFORMATIONS A UN INSTANT T DONNE: UNE MODELISATION MULTICOUCHE D'UNE PART ET UNE MODELISATION EN ELEMENTS FINIS D'AUTRE PART. UNE CONFRONTATION AVEC LES VALEURS EXPERIMENTALES NOUS A PERMIS DE TESTER ET VALIDER LES DEUX MODELES. CES DEUX METHODES NUMERIQUES PERMETTENT DE MODELISER AVEC UNE BONNE PRECISION LE COMPORTEMENT DES DALLES AVEC LA SEULE CONNAISSANCE DE L'EXPANSION LIBRE ET DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DU BETON AINSI QUE LA GEOMETRIE DE LA STRUCTURE ETUDIEE, CE QUI EST UN AVANTAGE NON NEGLIGEABLE PAR RAPPORT AUX METHODES EXISTANTES (ACI, TSUJI)
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Cette thèse, en s'appuyant sur l'expérimentation et la modélisation numérique vise à une meilleure compréhension du comportement des dalles épaisses en béton armé sous sollicitations de cisaillement. Le cas particulier des dalles avec épingles est d'ailleurs spécifiquement étudié et comparé aux dalles sans armatures d'effort tranchant, l'influence de l'effort membrane est également abordé. Une synthèse bibliographique a tout d'abord été effectuée pour mettre en évidence les paramètres agissant sur la contrainte de cisaillement à travers les résultats des travaux et études précédentes comme la résistance caractéristique du béton en compression, le taux d'armatures longitudinales et transversales, et le rapport a/d, la taille des granulats. La campagne expérimentale a ensuite été réalisée sur trente dalles dont 9 dalles sans épingles et 21 dalles avec épingles partagées en quatre séries, la première conçue pour étudier le comportement global et local au cisaillement, la deuxième pour analyser l'interaction des épingles avec les armatures longitudinales, la troisième pour étudier l'effet d'un effort axial sur la résistance au cisaillement et vérifier s'il existe une interférence des aciers d'effort tranchant sur l'effort axial et la quatrième pour étudier l'effet de l'engrènement des granulats en faisant varier la taille de leur diamètre maximal. Les résultats montrent l'augmentation de la résistance au cisaillement grâce aux épingles mais également l'interaction de ceux-ci avec les armatures longitudinales et l'effort de compression. Pour ce qui est de l'influence de l'augmentation du diamètre des granulats, celle-ci est supplantée par les épingles qui remplacent cet effet. Les résultats expérimentaux sont comparés aux prévisions basées sur l'Eurocode 2, l'Annexe Nationale Française, le Fib Model Code 2010 et l'ACI 318-14. Les résultats montrent que globalement l'approche française ANF et le fib Model Code 2010 donnent des résultats très proches des valeurs expérimentales. L'EC2 donne également des résultats acceptables avec des marges de sécurité raisonnable. La comparaison des résultats analytiques obtenus avec l'EC2, l'ACI 318-14, le Fib Model Code montre que l'ANF donnent de bons résultats. La modélisation des dalles, en utilisant le modèle de béton élasto-plastique avec endommagement d'ABAQUS EXPLICIT, donne les meilleurs résultats en comparaison avec la campagne expérimentale, tant pour la détermination de la charge ultime et de l'effort tranchant maximal que pour le mode de rupture qui est similaire au mode de rupture expérimental.
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Le travail décrit dans le présent mémoire est une contribution à l'étude du comportement des dalles en bétons armé de haute performance. Il peut être considéré comme le dernier élément d'une démarche collective visant à établir l'intérêt de développer un béton armé de haute performance en tant que nouveau matériau de construction. L'étude du domaine des petites déformations et des petits déplacements, a précédé celle de l'évolution de la fissuration conduisant à la ruine, car c'est là que s'exprime le plus la haute résistance des matériaux constitutifs. Les effets néfastes du vieillissement du béton sur la résistance à la microfissuration ont été mis en évidence. Le rôle indéniable de l'acier de haute limite élastique comme bonificateur des performances de l'élément de structure dans son domaine d'utilisation a été constaté. L'examen du domaine post-élastique a permis d'observer que l'influence de la limite d'élasticité de l'armature n'est déterminante que lors de la transformation de l'élément de structure en mécanisme. Enfin une ouverture de cette recherche a été pratiquée à l'usage de l'ingénieur grâce à une simulation numérique.
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CETTE ETUDE EXPERIMENTALE S'INTERESSE AUX EFFETS DU RENFORCEMENT D'UNE MATRICE CIMENTAIRE (MORTIER) PAR DES FIBRES METALLIQUES ET PLUS PARTICULIEREMENT AU COMPORTEMENT RHEOLOGIQUE DU COMPOSITE DURCI. AINSI, APRES LA CARACTERISATION MECANIQUE DU MATERIAU, SONT SUCCESSIVEMENT EXAMINES LE RETRAIT, LE FLUAGE ET LA FATIGUE. A NOTER QUE LES EXAMENS FAITS EN FATIGUE SUPERPOSENT RETRAIT ET FLUAGE ET QU'AUCUNE PROTECTION N'EMPECHE LA DESSICCATION DES EPROUVETTESS. DEUX METHODES TRES DIFFERENTES DE RENFORCEMENT DE LA MATRICE (AVEC 1% DE FIBRES) SONT COMPAREES: DANS UN CAS, IL S'AGIT DE FIBRES BIEN ANCREES PAR SES EXTREMITES, DANS L'AUTRE DE FIBRES AVEC UN VOLUME UNITAIRE PLUS FAIBLE, QUI SE DISPERSENT EN PLUS GRAND NOMBRE DANS LE MATERIAU. LES PERFORMANCES OBTENUES AVEC PLUSIEURS LONGUEURS DE FIBRES SONT MISES EN PARALLELE. LE RETRAIT DE LA MATRICE EST DIMINUE PAR LA PRESENCE DES FIBRES: LA CINETIQUE DE SECHAGE EST UN PEU MODIFIEE. DEUX MODELES PREVISIONNELS SONT CONFRONTES AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX. SI LES DEFORMATIONS DE FLUAGE SOUS EFFORTS UNIAXIAUX SONT LEGEREMENT REDUITES A CAUSE DES FIBRES, LA FLECHE DE FLUAGE OBSERVEE EN FLEXION AVEC CERTAINES FIBRES EST DEUX FOIS PLUS FAIBLE. LE COUPLAGE ENTRE LE RETRAIT, LE FLUAGE ET LA FISSURATION DU MATERIAU, FAVORABLE AU BETON DE FIBRES EST MIS EN EVIDENCE. ENFIN, LES FIBRES AMELIORENT, DANS LE CAS DE LA FLEXION LA TENUE EN FATIGUE DE LA MATRICE; CES EFFETS SONT QUANTIFIES (COURBES S-N) ET CORRELES AVEC LES ESSAIS STATIQUES PAR LE SUIVI DE L'EVOLUTION DES FLECHES
Author: MAHMOUD.. RAZANI
Author: MAHMOUD.. RAZANI
Author: KAMEL.. ZAYAT
Author: Wendpanga Serge Auguste Nana
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Author: TAOUFIK.. CHERIET
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