Modèle global de plasticité pour l'analyse des portiques en béton armé sous chargements monotones et cycliques

par Garéguine Broutian

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Omar Merabet.

Soutenue en 2000

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Les bases essentielles du développement des codes de construction des bâtiments se fondent sur l'analyse du comportement des structures et/ou d'éléments constitutifs testés en laboratoire. La puissance en constante évolution des ordinateurs permet de mettre en oeuvre des modélisations numériques plus ou moins fines (approches locales, semi-globales de type poutre multifibres ou globales) susceptibles de cerner convenablement les différents modes de déformations, et qui doivent permettre in-fine de guider la conception et d'optimiser l'expérimentation. Ce travail concerne l'élaboration d'un modèle global de poutre basé sur la théorie de la plasticité, visant la simulation du comportement non linéaire des portiques en béton armé sous sollicitations monotones et cycliques à flexion prédominante. Le modèle proposé est intégré dans le code de calcul par éléments finis CASTEM2000 du CEA. Dans un premier temps, l'étude du comportement expérimental des portiques BA permet d'identifier différents mécanismes de déformations parfois fortement interdépendants dés le stade monotone du chargement. Les phénomènes observés ont été abordés par différentes techniques de modélisation dont l'analyse nous amène à considérer une approche globale basée sur la théorie de la plasticité et en complémentarité avec une approche semi-globale. Le modèle global de section proposé est caractérisé par une seule surface seuil exprimée en variables généralisées (N, My, Mz), par une règle d'écrouissage cinématique non linéaire et une loi d'écoulement non-associée. Les hypothèses simplificatrices (cinématiques et matérielles) conservent toutefois la prédiction des phénomènes clés : fissuration du béton, plastification des aciers, dégradation de la raideur, dissipation cyclique. L'approche proposée offre par ailleurs la possibilité de considérer le couplage entre différents efforts généralisés. La confrontation des résultats du modèle à l'expérience ainsi qu'aux résultats issus de modélisations globales découplées, multifibres et locales, montre l'intérêt de l'approche proposée

  • Titre traduit

    = Plasticity based global model for reinforced concrete frames subjected to monotonic and cyclic loading


  • Résumé

    The development of building construction codes is essentially based on the analysis of the behavior of structures and/or of members tested in laboratory. The constant evolution of computers promotes more or Jess fine numerical modelling (local, semi-global multifiber bearn or global approaches) which are able to appropriately describe different deformation patterns, guiding the design and optimising the experimental studies. This work concerns the development of a plasticity based global model, aiming the simulation of the non linear behaviour of R/C frames and members under monotonie and cyclic loading with predominant bending. The proposed model is integrated in the general purpose program CASTEM2000 of the French Commission of Atomic Energy (CEA). We have first studied the experimental behaviour ofR/C frames and their members in order to identify different deformation mechanisms which are sometimes highly coupled already in the monotonic stage of the behaviour. The observed phenomena have been accounted for by different techniques of modelling that the analysis leads us to consider a plasticity based global approach complementarily with a semi-global one. The proposed global R/C section model is characterized by one yield surface expressed in generalized variables (N, My, Mz), a non linear kinematic hardening rule and a non associated flow The simplified assumptions (kinematic and material) preserve however the prediction of key phenomena: cracking of the concrete, yielding of steels, deterioration of the stiffness, cyclic dissipation. The proposed approach offers otherwise the possibility to consider the coup ling between different generalised forces. The confrontation of the results of the mode! to the experience as well as to those issued from global decoupled, multifiber and local modelling shows the interest of the proposed approach.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (215 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-194

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2450)
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