Caractérisation et modélisation numériques de l'interface acier-béton

BEN ROMDHANE

Type de document
THESE
Langue
français
Auteur
BEN ROMDHANE
Résumé / Abstract
Cette recherche porte sur la modélisation numérique de l'interface acier-béton. Elle concerne d'une part, la caractérisation des mécanismes propres à l'interface, et d'autre part, le développement d'éléments finis dédiés. Une campagne numérique basée sur l'utilisation du modèle probabiliste de fissuration discrète du béton où les nervures de l'acier sont explicitement discrétisées a permis d'identifier le processus propre à l'activation de l'interface. L'élément de volume représentatif du comportement de l'interface identifié est un cylindre de longueur cinq diamètres et de largeur un diamètre de la barre. Une étude paramétrique a permis de mettre en évidence l'influence des caractéristiques mécaniques du béton sur le comportement de l'interface. Cette étude a aussi permis d'éliminer l'effet de la couverture du béton et de mettre en valeur les effets d'échelles liés au diamètre de la barre. Les lois constitutives du comportement de l'interface, considérée comme surface de discontinuité, sont établies dans un cadre thermodynamique original où les lois sont formulées en surfacique. Un élément barre avec un degré de liberté virtuel représentant le déplacement relatif de l'interface est développé pour modéliser le glissement entra l'acier et le béton. Ainsi, le transfert d'effort, dans les deux sens, entre l'acier et le béton à travers la force de contact duale au déplacement relatif est modélisé. Les effets de couture se révèlent très importants lorsque la fissuration est explicitement modélisée. Un élément de contact est formulé pour tenir compte de ces effets en considérant la fissure comme surface de discontinuité. Sa mise en oeuvre numérique a aussi nécessité le développement d'un élément spécial de connexion off-set pour transmettre les efforts entre le béton et l'acier. Une étude paramétrique portant sur les lois de comportement de l'interface permet de justifier l'adéquation supposé d'une loi élasto-plastique locale.
Editeur
ECOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSEES - ENPC

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