Modélisation du comportement endommageable du béton armé soumis à des chargements cycliques: Application aux structures hybrides
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Date
2019
Authors
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Publisher
Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou
Abstract
La forte croissance démographique et la réduction des espaces urbains de constructions sont deux principaux problèmes auxquels sont actuellement confrontés des pays en développement comme l’Algérie. Face à ces difficultés, les concepteurs ont eu recours à des immeubles de grande hauteur, qui se multiplient rapidement, avec diverses configurations architecturales et une utilisation ingénieuse des matériaux et des structures. On retrouve parmi ces solutions, les systèmes de contreventement hybrides, où des murs en béton armé adjacents sont reliés entre eux par des poutres en acier. Ces voiles couplées hybrides peuvent constituer un système structurel efficace pour résister aux forces horizontales dues à l'action sismique. Les poutres de couplage en acier transfèrent les forces verticales entre les murs adjacents, ce qui crée une action de couplage qui résiste à une partie du moment de renversement total induit par l'action sismique. Les recherches présentées dans cette thèse se focalisent sur l'analyse des transferts de charges dans cette zone considérée critique. En effet, les performances de la poutre de couplage en acier sous charge cyclique sont fortement affectées par la liaison entre la poutre de couplage en acier et le voile en béton armé. Il n’existe pas à l’heure actuelle de règles pour le calcul de telles structures, qui ne ressortent pas du béton armé tel qu’il est couvert par l’Eurocode2 ou l’ACI 318, ni de structures mixtes qui tant dans l’Eurocode 4 ou l’AISC 2010 sont des structures avec une ossature métallique continue et un enrobage partiel ou total de béton. Dans ce contexte, une simulation du comportement a été mise en application. Nous avons proposé une technique numérique performante pour reproduire le comportement des structures hybrides. Cela nous a permis de représenter rigoureusement le mécanisme de transfert de charge au droit des connexions hybrides, ce qui nous a conduits à proposer une nouvelle loi pour le dimensionnement de ces structures. Dans l'objectif d'estimer l'effet du chargement cyclique sur le comportement des connexions hybrides. Une sous-routine utilisateur VUMAT pour ABAQUS/Explicit a été développée sur la base d'un modèle phénoménologique étendu pour décrire ce type de comportement. Ce modèle s'inscrit dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversible, couplant endommagement et frottement interne. La loi de comportement a été reformulée sur une base incrémentale afin de satisfaire les besoins de 1'implémentation. Cette dernière a été validée par la simulation de différentes conditions de chargement : compression et traction monotone, compression cyclique et cycles de traction compression. Les résultats sont en accord avec les essais expérimentaux démontrant ainsi la pertinence de notre démarche.
Description
117F. : ill. ; 30cm. + CD Rom.
Keywords
Béton armé, Thermodynamique, Structure hybride, Voile couplé, Longuer d'ancrage
Citation
Structures et Matériaux