Effet des aciers inox sur le comportement structural des éléments en béton armé

par Sophia Alih

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Abdelouahab Khelil.

Le président du jury était Abdelhamid Bouchaïr.

Le jury était composé de André Lecomte, Minh-Phong Luong, Thomas Sourisseau.

Les rapporteurs étaient Abdelhamid Bouchaïr, Houssam Toutanji.


  • Résumé

    Les travaux effectués dans cette thèse portent sur l'étude du comportement des éléments en béton armé avec de l'acier inoxydable. Le comportement d'une barre d'acier seule n'est pas le même que celui d'une barre enrobée de béton. L'adhérence permet au béton situé entre les fissures de résister à des efforts de traction, réduisant ainsi le niveau moyen d'effort dans l'acier. La considération de cet effet a nécessité la mise en place d'une méthodologie expérimentale et numérique afin de déterminer les paramètres de transfert d'une partie des efforts de traction de l'acier vers le béton. Une nouvelle loi de comportement spécifique pour les barres en acier inoxydable a été développée. Cette loi est intégrée dans une approche de modélisation non linéaire du comportement d'éléments en béton armé selon une discrétisation par couches horizontales pour l'analyse en section et une discrétisation verticale pour l'analyse globale. Cette approche permet de déterminer les paramètres du modèle de raidissement en traction du béton. Ces paramètres sont identifiés grâce à la méthode inverse par comparaison entre les résultats expérimentaux et ceux issus du calcul numérique. La comparaison entre les résultats expérimentaux et la prédiction du modèle implémenté dans Abaqus démontre une très bonne concordance. Enfin, l'effet de l'acier inox sur les réponses structurales sous actions sismiques est présenté. Trois modèles sont conçus et analysés vis-à-vis de la capacité sismique en tenant compte de la ductilité structurale apportée par les armatures inox

  • Titre traduit

    The effects of inoxydable steel in reinforced concrete structural elements


  • Résumé

    This thesis focus on studying the behavior of composite concrete reinforced with inoxydable steel. The behavior of a bare steel bar is not the same as that of a bar embedded in concrete. The grip allows the concrete between cracks to resist tensile forces, thereby reducing the average level of stress in the reinforcement steel bars. The consideration of this effect required an experimental and numerical methodology to determine the parameters that describe the transfer of part of the tensile stress in steel bars to concrete. A new constitutive law has been specifically developed for the inoxydable steel bars. This law is integrated into a nonlinear modeling approach of reinforced concrete elements based on discretization in horizontal layers for the analysis section and a vertical discretization for the overall analysis. This approach is able to determine the tension stiffening parameters of the concrete. These parameters are identified using an inverse method by comparing experimental results and those from the numerical calculation. The comparison between experimental results and the prediction of the model implemented in Abaqus shows a very good correlation. Finally, the effect of inoxydable steel on structural responses under seismic actions is presented. Three models are designed and analyzed based on the seismic capacity taking into account the structural ductility of the inoxydable steel


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