Developpement d'un nouveau connecteur pour les poutres mixtes acier-béton : caracterisation statique, cyclique et simulation numerique du comportemen

par Roberto Arroyo Matus

Thèse de doctorat en Bâtiments-Travaux Publics

Sous la direction de Jean-François Jullien.

Le jury était composé de Jean-François Jullien.


  • Résumé

    Les importants avantages propres à la solidarisation de l’acier et du béton entrant dans la construction des poutres mixtes destinées à aux bâtiments sont reconnu depuis déjà plusieurs années. Afin d’optimiser le comportement de ce type de structure, il apparaît nécessaire de proposer des nouveaux systèmes de connexion d'une majeure facilité et rapidité de mise en œuvre sur chantier, plus performants, économiques et compétitifs que ceux de la connexion classique. Ce travail, dont le but principal est d'about à un tel système de connexion, concerne l'étude du comportement d'un nouveau type d'assemblage de cisaillement, développé par notre laboratoire à la demande de la Société SPIT. Il s'agit d'un connecteur de type goujon dont l'extrémité inférieure est soudée à un dispositif spécia1 • Ce nouveau connecteur, fixé à l'aide d'un outil de scellement à cartouches, vise d'une part, à diminuer le niveau d'efforts transmis au béton, et d'autre part, à accepter des déformations plastiques élevées. Des essais normalisés de poussée et des analyses numériques tridimensionnelles ont permis de caractériser et de mieux comprendre le comportement mécanique de ce nouveau connecteur. Sa réponse aux charges cycliques alternées a été étudiée afin d'identifier son comportement vis-à-vis du facteur séisme. Son comportement dans des poutres mixtes acier-béton a été analysé à l'aide du modèle élastoplastique de poutres mixtes de l'INSA de Rennes qui a déjà été l'objet de plusieurs validations avec l'expérience. L'analyse des résultats numériques et expérimentaux nous a permets d'optimiser les caractéristiques géométriques du connecteur initialement conçu et de proposer un produit industriellement facile à réaliser, économique et ductile.

  • Titre traduit

    = Development of a new shear connector for composite steel-concrete beams : numerical modeling, static and cyclic characterization


  • Résumé

    The important improvements granted between steel and concrete association in composite beams for buildings are fully appreciated since some years ago. In order to optimise the behaviour of this kind of structures, it is highly important to propose innovative fast fastened connection devices, accomplishing a competitive and a more economical connection performance than the classical ones. The main goal of this Work it is to obtain a connection system with those properties. Therefore, the development of a new shear assemblage device has been carried out by our laboratory at the SPIT-FIXINGS Co request. The invention concerns a headed stud which the lower end is welded to a special steel-sheet support. This new L!LJ connecter, fastened with an autocratically powder-actuated tool, aims to diminish the stress transmitted to the concrete and in the other hand, to accept large plastic deformations. Comprehensive experimental work several three dimensional numerical analysis have been performed to characterize and to obtain a better understanding of the mechanical behaviour of this new connecter. The response to cyclic alternated loading has been studied to identify its comportment under seismic solicitations. The behaviour of composite steel concrete beams holding this new connecter has been studied with an elastoplastic model developed at the ~ INSA of Rennes - France. This model has been previously validated with experimental data. The experiment and analytical work has allowed the optimisation of the geometrical characteristics for the first suggested connecter, to finally propose an industrially made-easy, inexpensive and ductile product.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (298 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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