Contribution à l'analyse d’éléments en béton arme sollicites en membrane et flexion biaxiale : expérimentation, modélisation, validation

= A contribution to the analysis of reinforced concrete elements subjected to biaxial combined membrane and flexural loads : - Experimentation, modelling, validation.

• Auteur / Autrice : Ion Radu Pascu
• Direction : Jean-François Jullien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bétons et structures
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : URGC-LBS - Bétons et Structures (Lyon, INSA1987-1995)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tuyaux en béton

Dalles en béton

Béton armé

Résumé

Des modèles de calcul très avancés, incluant les nonlinéarités physiques et géométriques, ont été développés pour le calcul des structures en béton armé, et en particulier des plaques et coques. La validation de ces modèles par des essais de structures se rapprochant le plus possible des conditions réelles, est absolument nécessaire. La structure choisie, représentative d'un grand nombre de constructions, est un élément plan de béton armé, soumis à des chargements combinés bi-axiaux de membrane et de flexion. Afin de répondre à ce besoin, nous avons réalisé un banc d'essais pour ce type d'éléments. Ce banc d'essais permet l'application de combinaisons très variées de sollicitations de membrane et de flexion suivant deux directions orthogonales. Une série de dix essais a été effectuée sur ce banc. Le programme d'essais visait surtout à tester diverses combinaisons de sollicitations : bi-traction, traction-compression et bi-compression en membrane, bi-flexion avec moments de même signe ou de signe opposé, chargements monotones ou cycliques. Les résultats expérimentaux ont servi à la validation d'un modèle éléments finis pour plaques et coques en béton armé. Elle ont aussi permis de tirer certaines conclusions sur le comportements des éléments plans sous chargements bi-axiaux combinés de membrane et de flexion. Il a été trouvé que le modèle de calcul donne des bons résultats pour les chargements monotones, lorsque la participation des armatures est importante après fissuration. A l'avenir, une validation du modèle pour des chargements cycliques et d'autres sollicitations, basée sur les données expérimentales, est possible.

Advanced numerical models, including physical and geometrical non linearity, have been developed for reinforced concrete structures, particularly for plates and shells. Experimental validation for these numerical models by tests on structures approaching real conditions are needed. The chosen structure, representative of many constructions, is a plane reinforced concrete element, loaded in biaxial membrane forces and flexure. To fulfi1 this need, 'we designed a test set-up for the above mentioned type of element. Which allows the application of various membrane and flexural combinations along two orthogonal directions. A series of ten tests has been performed on this test set-up. The experimental program focused on various load combinations : bi-tension, tension-compression and bi-compression for membrane loading, biaxial flexure with bending moments of the same sign or of apposite signs, cyclic loads. Experimental results were used to validate a reinforced concrete shell finite element model. They allowed also to formulate a number of conclusions on plane RC elements subjected to combined biaxial membrane and flexural loads. It was found that the numerical model provides good results for monotonic loading, at least when reinforcement plays an important role. In the future, the model validation for cyclic loads and other type of loads, based on these experimental data, is possible.