Modélisation du comportement jusqu'à rupture en flexion de poutres en béton à précontrainte extérieure ou mixte PDF Download
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Author: Paulo Chaves de Rezende Martins Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
Book Description
L'utilisation de la précontrainte extérieure au béton se développe chaque jour (en réalité, cette précontrainte est généralement "mixte", associant des câbles extérieurs à des câbles intérieurs solidarisés au béton par injection). Cette nouvelle technique impose que des méthodes fiables de calcul soient mises au point pour les besoins des praticiens. Or les structures avec câblage extérieur présentent des particularités de comportement qui échappent aux méthodes classiques basées sur l'élasticité non-linéaire appliquée aux poutres avec armature intérieure. S'il s'agit de poutres à voussoirs munies ou non d'armatures adhérentes traversant les joints, les problèmes spécifiques au comportement de ces sections sont à prendre en compte. Cette étude a pour objectif de proposer une méthode rationelle de calcul des poutres à précontrainte mixte qui tient en compte des aspects propres aux câbles extérieurs : la variation de tension liée aux déformations de la poutre, la variation d'excentricité entre points de déviation ou d'ancrage et le glissement sur les déviateurs. Le fondement du calcul est l'équilibre d'un élément de poutre compris entre deux fissures (ou joints) compte tenu des particularités de distribution des déformations du béton et de la dégradation de l'adhérence des armatures qui les traversent. La formulation proposée est basée sur les enseignements tirés de la critique de la série 11(onze) poutres essayées dans le cadre de la recherche et sur des propositions existantes dans la littérature tecnhique disponible. La méthode développée a été introduite dans un logiciel de calcul qui a servi aux analyses numériques entreprises. L'étude comprend une analyse comparative entre les résultats du modèle théorique et ceux des essais, qui débouche sur un certain nombre de conclusions et de suggestions de poursuite dans cette voie de recherche. Enfin, des propositions sont faites touchant la règlementation et la pratique des projets.
Author: Paulo Chaves de Rezende Martins Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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L'utilisation de la précontrainte extérieure au béton se développe chaque jour (en réalité, cette précontrainte est généralement "mixte", associant des câbles extérieurs à des câbles intérieurs solidarisés au béton par injection). Cette nouvelle technique impose que des méthodes fiables de calcul soient mises au point pour les besoins des praticiens. Or les structures avec câblage extérieur présentent des particularités de comportement qui échappent aux méthodes classiques basées sur l'élasticité non-linéaire appliquée aux poutres avec armature intérieure. S'il s'agit de poutres à voussoirs munies ou non d'armatures adhérentes traversant les joints, les problèmes spécifiques au comportement de ces sections sont à prendre en compte. Cette étude a pour objectif de proposer une méthode rationelle de calcul des poutres à précontrainte mixte qui tient en compte des aspects propres aux câbles extérieurs : la variation de tension liée aux déformations de la poutre, la variation d'excentricité entre points de déviation ou d'ancrage et le glissement sur les déviateurs. Le fondement du calcul est l'équilibre d'un élément de poutre compris entre deux fissures (ou joints) compte tenu des particularités de distribution des déformations du béton et de la dégradation de l'adhérence des armatures qui les traversent. La formulation proposée est basée sur les enseignements tirés de la critique de la série 11(onze) poutres essayées dans le cadre de la recherche et sur des propositions existantes dans la littérature tecnhique disponible. La méthode développée a été introduite dans un logiciel de calcul qui a servi aux analyses numériques entreprises. L'étude comprend une analyse comparative entre les résultats du modèle théorique et ceux des essais, qui débouche sur un certain nombre de conclusions et de suggestions de poursuite dans cette voie de recherche. Enfin, des propositions sont faites touchant la règlementation et la pratique des projets.
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CETTE ETUDE A POUR OBJECTIF DE PREPARER UN MODELE DE CALCUL NON LINEAIRE JUSQU'A LA RUINE DES POUTRES MIXTES ACIER-BETON AVEC UN SYSTEME DE PRECONTRAINTE EXTERIEURE. LE MODELE EST APPLICABLE AUX POUTRES ISOSTATIQUES ET HYPERSTATIQUES ET QUI TIENT COMPTE DES ASPECTS PROPRES D'UNE PART A LA POUTRE ET AUX MATERIAUX LA CONSTITUANT: UNE NON LINEARITE MECANIQUE CARACTERISEE PAR LE COMPORTEMENT NON LINEAIRE DU BETON ET DE L'ACIER DU PROFILE ET UNE NON LINEARITE GEOMETRIQUE CARACTERISEE PAR LES EFFETS DE SECOND ORDRE DUS AUX DEPLACEMENTS DE LA POUTRE, ET D'AUTRE PART AUX CABLES EXTERIEURS: LA VARIATION DE TENSION LIEE AUX DEFORMATIONS DE LA POUTRE ET LE GLISSEMENT SUR LES DEVIATEURS. PLUSIEURS EXEMPLES ONT ETE TRAITES A L'AIDE DE CE MODELE. ENSUITE, ON PROPOSE UNE APPROCHE ANALYTIQUE DU PROBLEME, A L'ETAT LIMITE DE SERVICE ET A L'ETAT LIMITE ULTIME, DONT LA PRECISION A ETE COMPAREE AUX RESULTATS PLUS RIGOUREUX DU MODELE NUMERIQUE. LES FORMULES ANALYTIQUES ONT ETE ETABLIES DANS UN CADRE ASSEZ GENERAL. PARMI LES POINTS ORIGINAUX DU MODELE, ON INDIQUE COMMENT LA PRECONTRAINTE EXTERIEURE PEUT ETRE CONCENTREE ET RAMENEE, A L'AIDE DE TORSEURS EQUIVALENTS, LE LONG DE LA FIBRE MOYENNE DE LA POUTRE, ET COMMENT LA POSITION DES DEVIATEURS DOIT ETRE ACTUALISEE PROGRESSIVEMENT AU COURS DE LA DEFORMATION DE LA POUTRE AFIN DE CALCULER LA SURTENSION DES CABLES
Author: Ibrahim Bitar Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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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 expérimentaux.
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L'OBJECTIF ESSENTIEL DE CE TRAVAIL EST DE CONTRIBUER A L'ETUDE DU COMPORTEMENT EN FLEXION DE POUTRES PARTIELLEMENT PRECONTRAINTES EN BETON DE HAUTES PERFORMANCES (BHP) A POURCENTAGE DE PRECONTRAINTE VARIANT DE 0 A 100%. CELUI-CI EST DEFINI ICI PAR LA PROPORTION DU MOMENT DE RUPTURE EQUILIBRE PAR LES SEULES ARMATURES PRECONTRAINTES, LE RESTE L'ETANT PAR DES ARMATURES ORDINAIRES. LES POUTRES ONT ETE SOUMISES A UN CHARGEMENT CROISSANT EN VUE DE DETERMINER LEURS LOIS DE COMPORTEMENT EN DEFORMATION ET EN FISSURATION, ET CE JUSQU'A RUPTURE COMPLETE. IL APPARAIT QUE, DANS LES CONDITIONS DE NOS EXPERIENCES, LES ELEMENTS ARMES, PARTIELLEMENT PRECONTRAINTS ET PRECONTRAINTS EN BHP SE COMPORTENT DE FACON TRES SATISFAISANTE SOUS LA SOLLICITATION DE FLEXION: IL N'Y A PAS DE PROBLEME PARTICULIER PAR RAPPORT AU BETON NORMAL (BN). LES METHODES HABITUELLES DE CALCUL DES DEFORMATIONS, DE LA FISSURATION ET DE LA CHARGE DE RUPTURE SONT TOUT A FAIT APPLICABLES AU CAS DU BHP MOYENNANT BIEN EVIDEMMENT L'INTRODUCTION DES GRANDEURS PHYSIQUES APPROPRIEES. LES PERTES DE PRECONTRAINTE SONT VOISINES DE CELLES OBSERVEES DANS LE CAS DU BN. MALGRE LE CARACTERE FRAGILE DE LA RUPTURE EN COMPRESSION SIMPLE DU BHP, CES ESSAIS ONT MONTRE QUE LA DUCTILITE EN FLEXION DES POUTRES EN BHP SE TROUVE LARGEMENT AUGMENTEE PAR RAPPORT A CELLE DES POUTRES EN BN
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Ce travail de thèse propose dans un premier temps un modèle de comportement des structures en béton précontraint avant et après fissuration. Après fissuration, le modèle se base sur la formulation d'un Macro-Elément-Fini (M.E.F.) de type poutre qui correspond à la distance entre deux fissures de flexion. Ensuite, le champs d'application est étendu à la requalification des structures en béton précontraint corrodées. La corrosion des armatures passives est prise en compte dans la formulation du M.E.F. en terme d'effet couplé de la réduction de section d'acier et de l'adhérence acier-béton en partie tendue. Enfin, la corrosion sous contrainte (CSC) des câbles a été étudiée. Les faciès de corrosion observées pour le cas de la CSC sont très différents de ceux habituellement observés lors d'une corrosion classique. L'effet de la CSC est intégré au modèle en terme de réduction de section d'acier actif due à la rupture fragile d'un ou plusieurs fils. Dans le cas de la précontrainte non adhérente, un modèle est proposé qui permet de recalculer le comportement résiduel de ces structures. Dans le cas de la précontrainte adhérente, les performances mécaniques résiduelles après rupture de câble ont été étudiées expérimentalement. Les résultats montrent que la localisation de la rupture ainsi que la qualité de l'adhérence coulis-câble ont une influence considérable.
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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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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: Joseph Tuset Publisher: ISBN: Category : Languages : fr 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: Paulo Chaves de Rezende Martins
Author: Paulo Chaves de Rezende Martins
Author: P. C. de Rezende Martins
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Author: WADII.. HAMADEH
Author: Ibrahim Bitar
Author: Hieryco Manalip
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Author: Freydoon Rezaie
Author: Marie-Josée Houde
Author: Joseph Tuset