Requalification du comportement mécanique de poutres en béton précontraint dégradées par corrosion des armatures passives et actives

Recalculation of global mechanical behaviour of prestressed concrete beams degraded by corrosion of passive reinforcing bars and prestressing wire

• Auteur / Autrice : Ngoc Anh Vu
• Direction : Raoul François
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (Toulouse ; 1968-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Béton -- Fissuration

Corrosion sous contrainte

Propriétés mécaniques

Poutres en béton précontraint

Mots clés libres

Longueur de transfert

Rupture

Inertie moyenne

Adhérence

Résumé

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.

This work firstly proposes a global model of the behaviour of the prestressed concrete before and after cracking. After cracking, the model is based on the formulation of a beam Macro-Finis- Element (M. F. E. ) which corresponds to the distance between two bending cracks. Then, the fields of application is extended to the recalculation of corroded prestressed concrete. The corrosion of the passive reinforcing bars is taken into account in the formulation of the M. F. E in term of coupled effect of the reduction of the steel cross-section and the steel-concrete bond. Lastly, stress corrosion cracking (SCC) of prestressing wires was studied. The facies of corrosion observed in the case of the SCC are very different from those usually observed during a classic corrosion. The effect of the SCC is integrated into the model in term of reduction of prestressing wires cross-section due to brittle fracture of one or more wire. In the case of unbonded prestressed concrete, a model which allows to recalculate the residual behavior of this structures is proposed. In the case of bonded prestressing concrete, the residual mechanical performances after failure of wire were experimentally studied. The results show that the location of the failure as well as the grout-wire bond properties have a considerable influence.