Contribution a l'analyse non-linéaire matérielle et géométrique des coques en béton armé
par Ibrahim Chahrour
Thèse de doctorat en Génie civil : structures
Sous la direction de Jean-Marie Reynouard.
Soutenue en 1991
à Lyon, INSA , en partenariat avec LBS – Laboratoire des Bétons et Structures (Lyon, INSA) (laboratoire) .
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Résumé
La construction d1 un modèle numérique simple et performant traduisant correctement comportement des structures en béton armé suscite un grand intérêt particulièrement quant il s'agit de structures courbes. Nous nous proposons dans ce travail d'apporter une contribution à l'analyse non linéaire matérielle et géométrique des coques de forme quelconque en béton armé soumises à des sollicitations monotones jusqu'à la ruine. La première partie de ce travail présente une synthèse des travaux antérieurs dans ce domaine. Elle apporte une discussion sur les diverses approches et justifie, a priori, les hypothèses et les choix retenus. La deuxième partie est consacrée à la construction d'un élément de coque performant. Il résulte de la superposition d'un élément de plaque fondé sur la discrétisation de la théorie de MINDLIN avec un élément classique de. Membrane. La courbure initiale est prise en compte par la théorie de MARGUERRE. Dans la troisième partie, nous développons le modèle rhéologique du béton fondé sur la théorie de la plasticité et permettant de décrire correctement la dissymétrie de comportement du béton en traction et en compression. Ce modèle est intégré dans le modèle mécanique via une approche multicouche. La dernière partie est consacrée à la confrontation des résultats obtenus avec ceux issus des modélisations numériques ou des essais expérimentaux. Elle permet de montrer les capacités et les limites du modèle proposé.
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Titre traduit
= A contribution to the physically and geometrically nonlinear analysis of reinforced concrete shells
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Résumé
The development of a simple and efficient numerical madel describing correctly the behaviour of reinforced concrete structures is of reat interest, especially when dealing with curved structures. The aim of this study is to contribute to the physically and geometrically nonlinear computer analysis of eneral reinforced concrete shells subjected to time invariant loads up to failure. The first part of this study presents a survey of preceding works in the field. The different approches are discussed and our choices are justified. The second part is devoted to the development of an efficient shell element. It results from the superposition of a plate element based on the discretization of the MIDLIN theory and the CST element. The initial curvature is incorporated using the MARGUERRE shallow shell theory. The effect of coupling membrane and bending creates the membrane locking phenomenon which is treated by the mode decomposition technique. In the third part, we present the constitutive madel of concrete which is based on the elàstoplastic theory and describes correctly the dissymmetry of its behaviour in tension and compression. This madel is incorporated in a layered approache. The range of applicability of the modelis finally proven by several theorical and experimental results.
