Structures mixtes bois-béton : caractérisation de connecteurs

par Martin Mungwa

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Amos Foudjet.


  • Résumé

    Le renouveau du bois dans la construction de bâtiments et ouvrages d'art conduit à développer des procédés permettant la réalisation de planchers et de dalles. Les avantages reconnus des propriétés de matériaux amènent naturellement à utiliser le béton pour constituer la semelle supérieure du plancher, en disposant le bois d'une façon identique aux éléments en acier des structures mixtes. Le transfert du procédé ne peut être effectué directement vers le composite bois-béton, compte tenu de la particularité de liaison entre le bois et le connecteur; la liaison connecteur-béton pouvant être considérée acquis si ces connecteurs sont métalliques. L'objet de cette recherche concerne l'étude du comportement de deux types de connecteurs à travers des essais de résistances. Il s'agit d'une proposition de connecteur du type goujon dont la base est une plaque dentée et d'un projet de connecteur tubulaire HILTI. Un dispositif spécial d'essais de cisaillement et d'arrachement a permis de réaliser des essais de plusieurs systèmes de fixation (clous, plaques dentées et vis) et de situer les résultats vis à vis de ceux proposés dans l'Eurocode 5. Après avoir retenu ces systèmes de liaison entre le bois et les connecteurs, les essais normalisés de poussés conçus selon Eurocode 4 ont été réalisés sur les deux types de connecteurs. Sur le plan théorique, deux modèles analytiques ont été développés pour prédire le comportement aux états de service et ultime de la liaison. Un modèle élastique basé sur une formulation exacte de la rigidité d'une poutre sur fondation élastique a été présenté. Pour l'analyse ultime, un modèle rupture modifié basé sur celui de Johansen a été proposé en considérant tous les modes de rupture possibles de l'ensemble connecteur-bois. Les essais ont confirmé ces modèles et fonctionnement global de connexion.

  • Titre traduit

    = Wood - concrete composite structures : shear connector characterization


  • Résumé

    Recent advances in modern construction have led to the systematic use of combined concrete slab and timber beams as a horizontal load bearing structural component, the latter playing an identical role as steel beams in a composite concrete steel floor. Unfortunately the well-established rules governing the design of shear connectors for structural composite concrete-steel floors cannot be applied directly to wood-concrete composite structural elements due to the nature of the bond that exists between wood and connecting elements. Thus the thesis was aimed at investigating the mechanical behavior of two types of shear connector using static tests. They consisted of a dowel-type connector with a metal base plate and a tubular connector. Using a shear test rig preliminary lateral and axial resistance of different nails, screws with and without disc springs as well as punched metal plates were investigated. These were compared with Eurocode 4 recommendations and the observations led to the design and testing of standardized pushout specimens for both connector types according to the provisions of Eurocode 4. Two predictive techniques were developed to account for the serviceability limit state as well as the ultimate resistance of the connectors. For the former, an elastic model was used to predict the load-deformation characteristics of the dowel through an exact stiffness formulation of a beam on elastic foundation. While the ultimate resistance was based on a modified Johansen yield model. Comparisons between the theoretical and experimental results were found to be in good agreement.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (221 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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