Développement d'un modèle d'interface acier-béton à haute température PDF Download
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Le comportement des structures en béton armé (BA) et en béton précontraint (BP) exposées au feu est une thématique de recherche importante en génie civil. Actuellement, le comportement de l'interface béton-acier à haute température et la simulation thermomécanique non linéaire des structures en béton sont des verrous à lever. Ces deux questions font l'objet de cette thèse. Après avoir fait un état de l'art sur le comportement à froid de l'interface béton-acier, un modèle à haute température est proposé ainsi que son intégration numérique dans le code de calcul ANSYS. Puis, les performances de plusieurs modèles non linéaires du béton ont été analysées. Finalement, des méthodologies de modélisation du transfert thermique et du comportement mécanique des structures exposées au feu ont été proposées et validées à travers des simulations d'essais.
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Le comportement des structures en béton armé (BA) et en béton précontraint (BP) exposées au feu est une thématique de recherche importante en génie civil. Actuellement, le comportement de l'interface béton-acier à haute température et la simulation thermomécanique non linéaire des structures en béton sont des verrous à lever. Ces deux questions font l'objet de cette thèse. Après avoir fait un état de l'art sur le comportement à froid de l'interface béton-acier, un modèle à haute température est proposé ainsi que son intégration numérique dans le code de calcul ANSYS. Puis, les performances de plusieurs modèles non linéaires du béton ont été analysées. Finalement, des méthodologies de modélisation du transfert thermique et du comportement mécanique des structures exposées au feu ont été proposées et validées à travers des simulations d'essais.
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La caractérisation du comportement mécanique des structures en béton armé est un défi majeur, en particulier lorsque des sollicitations au-delà du niveau de dimensionnement sont considérées. Dans ce cas, des informations locales sur la fissuration du béton sont nécessaires pour évaluer la performance structurale. Cela est particulièrement observé dans le cas où les ouvrages de génie civil présentent des exigences d'étanchéité. La prise en compte de l'interaction entre le béton et les armatures en acier dans les simulations numériques joue un rôle important dans l'estimation réaliste du phénomène de fissuration. De plus, la dissipation d'énergie au sein de l'interface acier-béton constitue environ 15-20% de la dissipation matérielle totale dans les structures en béton armé [Huguet Aguilera, 2016]. Pour toutes ces raisons, une modélisation de cette interface se montre indispensable pour une reproduction numérique réaliste du comportement de ces structures. Les approches existantes de modélisation de l'interface acier-béton restent peu satisfaisantes principalement car elles demandent des temps de calcul élevés. Leur application à l'échelle d'un bâtiment industriel reste toujours fastidieuse (Phan et al., 2015) voire impossible. Le but de ce travail de thèse est de proposer des stratégies de modélisation de l'interface acier-béton ayant le coût numérique le plus bas possible et étant applicables à l'échelle de l'ouvrage. Pour cela, une approche multi-échelle est proposée. Cette approche consiste à définir un macro-élément capable de reproduire le comportement de l'acier et de l'interface acier-béton reliés au moyen d'une densité d'efforts d'adhérence. Le macro-élément de [Sahyouni et al., 2022] initialement développé pour lier une inclusion rigide à un domaine de sol qui l'entoure est développé et adapté à la problématique de l'interface acier-béton. Cette approche est intégrée dans des calculs de structures bidimensionnels (2D) et tridimensionnels (3D). En parallèle, une méthode de modélisation de l'interface dans le cadre d'éléments poutres inspirée des travaux de [Yousefi et al., 2020] et de [Abtahi et Li, 2023] est présentée. En particulier, les éléments poutres sont bien connus pour leur avantage de fournir des résultats numériques précis avec des temps de calcul raisonnables. Un enrichissement est introduit par rapport à des théories de poutre classiques avec le déplacement de l'acier défini comme un degré de liberté supplémentaire au niveau des nœuds. Une extension de cette approche vers des éléments plaques est réalisée. Les différentes techniques proposées dans ce travail sont utilisées pour modéliser des tests expérimentaux de caractérisation du comportement de l'interface. Des exemples structuraux de poutres en flexion trois et quatre points sont également modélisés. Les applications présentées démontrent la robustesse des approches proposées et leur capacité à reproduire le comportement expérimental d'éléments structuraux en béton armé.
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DEVELOPPEMENT D'UN MODELE PRENANT EN COMPTE L'INFLUENCE D'UNE CONTRAINTE DE CONFINEMENT SUR LA FORME DES LOIS TANGENTIELLES D'ADHERENCE ACIER-BETON. COMPARAISON PAR CALCULS AUX ELEMENTS FINIS DE DEUX APPROCHES: PLASTICITE, ET CALCUL CONTINU EN DEPLACEMENTS, AVEC UN MODELE D'ENDOMMAGEMENT POUR LE BETON. APPLICATION DE LA DEUXIEME METHODE AU CALCUL D'UNE POUTRE PRECONTRAINTE
Author: Benjamin Richard Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Une des causes majeures responsables de la perte de performance des ouvrages en béton armé (fissuration excessive, perte de capacité portante) peut être imputée à la corrosion des armatures présentes dans les éléments structuraux. Ce phénomène est susceptible de se développer soit par carbonatation, soit par pénétration des ions chlorures par le béton d'enrobage. C'est alors que des produits de corrosion apparaissent et génèrent des contraintes de traction qui, dès dépassement de la résistance en traction, favorisent l'apparition de fissures. D'un point de vue pratique, dès que les premières fissures sont remarquées à la surface du béton, la corrosion a généralement atteint un stade avancée et des actions de maintenance doivent être envisagées. Cela entraînent d'importants coûts évitables si une prédiction satisfaisante avait pu être réalisée. Cette étude vise à apporter des éléments de réponse à cette problématique. Deux objectifs essentiels sont considérés dans ces travaux de thèse : le premier consiste à proposer des lois de comportement robuste et satisfaisantes permettant de bien décrire le comportement des éléments de structure existants et le second vise à introduire une méthode probabiliste permettant d'actuali ser les paramètres des deux modèles sur la base de l'information disponible sur le terrain. Un cadre constitutif générique couplant élasticité, endommagement isotrope et glissement interne, thermodynamiquement admissible, est pour cela développé. Cette classe de modèles est particularisée au cas de l'interface acier/béton en présence de corrosion et au cas du béton. Ces dernières peuvent être utilisées non seulement sous chargement monotone mais aussi sous chargement cyclique. Les lois proposées permettent de prendre en compte les effets hystérétiques, les déformations permanentes et l'effet unilatéral. En outre, ces dernières ont été validées sur différents cas tests. Des versions multifibres des lois précédemment mentionnées ont également été développées pour offrir à l'ingénieur des modèles simplifiés. Une prise en compte du caractère imparfait de l'interface acier/béton au sein du formalisme multifibre est notamment considérée. L'étape d'identification des paramètres mat ériaux n'est pas toujours aisée à réaliser en raison d'une part des incertitudes qui entachent ces derniers et, d'autre part, de la méconnaissance des mécanismes locaux. Ainsi, une méthodologie probabiliste complète permettant d'actualiser les paramètres d'entrée sur la base d'observations extérieures est proposée. Elle s'appuie sur une utilisation conjointe des réseaux bayésiens et de la théorie de la fiabilité. Elle permet ainsi de réduire l'écart entre la prédiction numérique et les mesures réalisées sur le terrain. Ce travail de thèse devrait contribuer à fournir aux gestionnaires d'ouvrage des outils d'aide à la décision leur permettant de mieux gérer leurs ouvrages en béton armé
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Le travail décrit dans le présent mémoire est une contribution à l'étude de la liaison entre l'acier et le béton autoplaçant (BAP). Le changement de composition et surtout de mise en œuvre de ce type de béton sont des raisons suffisantes pour s'interroger sur la qualité de l'interface armature/béton. En effet, l'absence de vibration, l'utilisation de nombreux adjuvants et l'incorporation d'additions minérales ont une influence non négligeable sur la liaison acier-béton. C'est ce qu'a révélé l'étude bibliographique relative au béton autoplaçant. L'étude de la liaison acier-béton autoplaçant a été menée à partir d'essais d'arrachement (RILEM) et d'essais tirants avec pour objectif de quantifier l'influence des paramètres constitutifs de la liaison sur l'adhérence et la fissuration des bétons autoplaçants et détecter éventuellement les différences de comportement avec le béton vibré. Il a été établi que l'adhérence et la fissuration des bétons autoplaçants et des bétons vibrés sont régis par les mêmes phénomènes physiques. Cependant, il convient de noter la sensibilité du BAP à l'absence de rugosité. Une étude de l'arrangement géométrique des grains autour de la barre, conduite par analyse d'image et analyse linéaire, semble établir une corrélation satisfaisante entre la résistance à l'arrachement et la qualité (isotropie) de l'arrangement. Cette étude a permis, également, de montrer l'existence d'une couche fine de béton pauvre en gros granulats autour de la barre, dans le cas du béton autoplaçant. Cette couche est pratiquement inexistante dans le cas du béton vibré; ceci peut être à l'origine de la sensibilité du BAP à l'absence de rugosité. Une contribution à la modélisation numérique de l'interface acier-béton a été développée. Le modèle proposé consiste en une loi d'interface couplée avec un modèle d'endommagement du béton. Il a été montré que ce modèle permet de décrire correctement le transfert de contrainte entre l'acier et le béton et d'observer le développement de la fissuration d'une membrure tendue. C'est ce qu'attestent les résultats de la simulation de deux cas de base, essai d'arrachement et essai tirant, pour les armatures lisses et à haute adhérence
Author: Wade H. Shafer Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1461303931 Category : Science Languages : en Pages : 427
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Masters Theses in the Pure and Applied Sciences was first conceived, published, and disseminated by the Center for Information and Numerical Data Analysis and Synthesis (CINDAS)* at Purdue University in 1957, starting its coverage of theses with the academic year 1955. Beginning with Volume 13, the printing and dis semination phases of the activity were transferred to University Microfilms/Xerox of Ann Arbor, Michigan, with the thought that such an arrangement would be more beneficial to the academic and general scientific and technical community. After five years of this joint undertaking we had concluded that it was in the interest of all concerned if the printing and distribution of the volumes were handled by an international publishing house to assure improved service and broader dissemination. Hence, starting with Volume 18, Masters Theses in the Pure and Applied Sciences has been disseminated on a worldwide basis by Plenum Publishing Corporation of New York, and in the same year the coverage was broadened to include Canadian universities. All back issues can also be ordered from Plenum. We have reported in Volume 39 (thesis year 1994) a total of 13,953 thesis titles from 21 Canadian and 159 United States universities. We are sure that this broader base for these titles reported will greatly enhance the value of this impor tant annual reference work. While Volume 39 reports theses submitted in 1994, on occasion, certain uni versities do report theses submitted in previous years but not reported at the time.
Author: Jean-Marie Berthelot Publisher: Springer ISBN: 9781461268031 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 0
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Mechanical engineering, an engineering discipline borne of the needs of the in dustrial revolution, is once again asked to do its substantial share in the call for industrial renewal. The general call is urgent as we face profound issues of produc tivity and competitiveness that require engineering solutions, among others. The Mechanical Engineering Series features graduate texts and research monographs intended to address the need for information in contemporary areas of mechanical engineering. The series is conceived as a comprehensive one that covers a broad range of concentrations important to mechanical engineering graduate education and re search. We are fortunate to have a distinguished roster of consulting editors on the advisory board, each an expert in one of the areas of concentration. The names of the consulting editors are listed on the next page of this volume. The areas of concentration are applied mechanics, biomechanics, computational mechan ics, dynamic systems and control, energetics, mechanics of materials, processing, thermal science, and tribology.
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Earthen architecture constitutes one of the most diverse forms of cultural heritage and one of the most challenging to preserve. It dates from all periods and is found on all continents but is particularly prevalent in Africa, where it has been a building tradition for centuries. Sites range from ancestral cities in Mali to the palaces of Abomey in Benin, from monuments and mosques in Iran and Buddhist temples on the Silk Road to Spanish missions in California. This volume's sixty-four papers address such themes as earthen architecture in Mali, the conservation of living sites, local knowledge systems and intangible aspects, seismic and other natural forces, the conservation and management of archaeological sites, research advances, and training.
Author: Don Montague Publisher: Taylor & Francis ISBN: 9780419199106 Category : Architecture Languages : en Pages : 472
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This dual-language dictionary lists over 20,000 specialist terms in both French and English, covering architecture, building, engineering and property terms. It meets the needs of all building professionals working on projects overseas. It has been comprehensively researched and compiled to provide an invaluable reference source in an increasingly European marketplace.
Author: Nhu Cuong Tran
Author: Nhu Cuong Tran
Author: Maryam Trad
Author: Jean-Luc Clément
Author: Benjamin Richard
Author: Atef Daoud
Author: Wade H. Shafer
Author: Jean-Marie Berthelot
Author: Leslie Rainer
Author: Don Montague
Author: France. Commissariat à l'énergie atomique