Dissertations / Theses: 'Construction en béton – Assemblages'

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Ciutina, Liviu Adrian. "Assemblages et comportement sismique de portiques en acier et mixtes acier-béton : Expérimentation et simulation numérique." Rennes, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAR0016.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la réponse sismique d'ossatures non contreventées en portiques métalliques ou en portiques mixtes acier-béton, influencée par le comportement des assemblages. Les assemblages, de type poutre-poteau, en acier ou la partie en acier des assemblages mixtes sont réalisés par des platines d'extrémités boulonnées, utilisant des boulons H. R. à serrage contrôlé. La première partie de l'étude, à caractère expérimental, relate plusieurs séries d'essais effectués à Rennes et à Timisoara ; son objectif est de rechercher des dispositions constructives appropriées en vue d'obtenir un meilleur comportement ductile des assemblages métalliques et mixtes, soumis à des chargements de types monotone et cyclique, ces chargements pouvant être symétriques ou fortement dissymétriques. Une attention particulière est accordée à certains points de détails des assemblages : partie inférieure de la platine boulonnée au moyen d'essais élémentaires de type " T-stub ", type de chanfrein à exécuter pour le soudage des poutres à la platine, renforcement du panneau d'âme du poteau métallique par des doublures, etc. Cette étude a permis de confronter les résultats de l'expérience aux modèles de calcul des normes actuelles, et de proposer quelques recommandations et formules simples permettant un meilleur comportement dissipatif. Une deuxième partie porte sur le calibrage des modèles numériques à l'aide du logiciel DRAIN 2DX, par rapport aux résultats des essais expérimentaux. En utilisant un modèle à fibres pour les éléments de type poutre-poteau, et en intégrant les caractéristiques mesurées des matériaux, on peut arriver à un bon accord avec les résultats d'essais. Pour les assemblages proprement dits, un modèle sophistiqué, basé sur une courbe enveloppe de réponse multi-linéaire incluant un comportement cyclique dégradable conduit également à une simulation convenable des courbes réelles moment-rotation. Dans la troisième partie, qui s'appuie sur des analyses non linéaires dynamiques et sur des données d'accélérogrammes du sol, on s'efforce de tirer parti des comportements des assemblages métalliques et mixtes expérimentés en laboratoire. Cinq portiques, dont un métallique et quatre mixtes sont analysés, en considérant les poutres reliées aux poteaux par des assemblages ayant des comportements similaires à ceux expérimentaux, donc plus ou moins rigides et/ou plus ou moins résistants. L'emplacement des structures a été supposé dans des zones de nature et d'intensité sismiques différentes, en particulier la France et la Roumanie. Les réponses des structures sont jugées en termes d'exigences portant sur les rotations élasto - plastiques des zones dissipatives et les déplacements relatifs entre étages. La réponse en ductilité globale est traduite en termes de facteur de comportement q et de rendement sismique η
The work presented in this report concerns the seismic response of moment resisting steel or composite steel-concrete frames, influenced by the behaviour of their joints. The steel of the beam-to-column joints or the steel part in the case of composite joints are realised by bolted end-plate connections, using HSF bolts with controlled preloading. The first part of the study, having an experimental character, relates several series of tests, performed at Rennes and at Timisoara; its objective is to research the appropriate constructive layouts for an improved ductile behaviour of the steel and composite end-plate beam-to-column connections under monotonic and cyclic types of loading, under symmetrical or strongly unsymmetrical conditions. A particular attention is given to some detail points of the connections: the inferior part of the end-plate, by means of basic experimental tests on “T-stub” subassemblies, bevel type used for welding of beams to the end plates, the reinforcing of the column steel panel of the steel column by doubling plates, etc. This study allowed us to compare the experimental results with those of the models proposed by recent codes and to propose some recommendations and simple formulae in order to permit a better dissipative behaviour. A second part concerns the calibration of numerical models, by the help of DRAIN 2DX computer code, according to the results of the experimental tests. In the case of beam-columns type of elements, using a fibre model and including the measured characteristics of the materials it was proved that we can arrive to a good agreement as compared to the experimental results. As for the connections themselves, a sophisticated model, based on a multi-linear envelope curve of response and including a degrading cyclic behaviour, leads also to an adequate simulation of the real moment-rotation response curves. Into the third part, based on the dynamic non-linear analyses and on soil accelerograms, we try to take advantage of the behaviour of the steel and composite connections tested in laboratory. Five moment frames, from which one metallic and four composite are analysed, considering the beams jointed to columns by connections having a similar behaviour of those tested experimentally, so more or less rigid and/or more or less resistant. The location of the structures was supposed in zones having different nature and seismic levels, particularly in France and Romania. The responses are judged in terms of the required élasto-plastic rotation of the dissipative elements and by the required inter-story drifts. The global ductility response is interpreted in terms of the behaviour factor q and of the seismic performance factor η

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Goulet, James-A. "Assemblage rigide boulonné pour les charpentes de bâtiments multiétagés en béton préfabriqué." Master's thesis, Université Laval, 2008. http://hdl.handle.net/20.500.11794/20056.

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Abstract:

Les bâtiments actuels faits de pièces en béton préfabriqué utilisent généralement des assemblages qui n’offrent que peu ou pas de continuité à la structure. Il en résulte une sous utilisation importante des matériaux par rapport à une même structure se comportant de façon monolithique. Plusieurs études portant sur des assemblages rigides, soudés ou assemblés par post-tension, ont déjà été réalisées. Bien que structuralement viable, aucun de ces modèles ne s'est avéré capable de répondre pleinement aux besoins de l'industrie. Les tolérances de construction trop serrées et la complexité de réalisation ont souvent posé problème. Les travaux présentés ici portent donc sur le développement d'un assemblage rigide boulonné, utilisable à grande échelle, destiné à l'industrie du bâtiment multiétagé en béton préfabriqué. L'étude entreprise comporte deux phases, soit la conception du système structural et la détermination de la rigidité des assemblages. Les résultats obtenus sont utilisés afin de comparer le nouveau concept aux charpentes actuelles. La démarche d’analyse s’appuie sur le logiciel VisualDesign pour élaborer la structure du bâtiment, et sur le logiciel d’analyse par éléments finis ANSYS pour la caractérisation du comportement des assemblages. Les efforts de recherche ont été orientés de manière à établir la faisabilité du modèle, afin de permettre le développement futur de projets de recherche en partenariat avec l’industrie.
To this day, the connections of precast concrete buildings offer little or no continuity to the structure. Consequently, when compared to monolithic structures, the material is clearly not used to its full capacity. Studies on rigid connections, welded or assembled by post tension, have been carried out by a few investigators. Although structurally valid, none of the proposed connections proved able to meet the needs of the construction industry, due to stringent erection tolerances and complexity of assembly. The work presented here concerns the development of a bolted rigid connection system likely to be used on a large scale by the precast concrete construction industry. The study is separated in two parts. The first is concerned with the development and tuning of the new structural system while the second one deals with the determination of the rigidity of the proposed connection. The connection behaviour is then used to compare the amount of material used in the new system and the actual precast system. The software Visual Design was used to analyse the building structure, and the finite element software ANSYS to determine the characteristic behaviour of the new connection. The intent of the research is to establish the feasibility of the proposed model, so that future research and development efforts can be carried out in partnership with the precast industry.

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Rabih, Mahmoud. "Comportement et modélisation de connecteurs de types cornière et goujon utilisés en construction mixte acier-béton." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL079N.

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Abstract:

En construction mixte acier/béton il convient d'éviter le glissement et le soulèvement à l'interface acier/béton en utilisant des connecteurs qui ne doivent pas participer à la résistance de ruine de la structure, mais ils ne doivent pas se rompre avant le béton. Nous proposons une nouvelle classe intermédiaire relative au connecteur semi-ductile qui s'ajoute aux deux classes réglementaires connecteur ductile et connecteur rigide. Des essais push-out ont été réalisés sur différents types des connecteurs. L'analyse des résultats signale les modes de rupture observés en dégageant un mécanisme de fonctionnement général. Nous avons développé un modèle numérique pour le connecteur en cornière et en goujon assimilé à une poutre console noyée dans le béton. Les résultats sont très satisfaisants. La simulation numérique par éléments finis que nous avons développé montre que les hypothèses retenues et le mécanisme de ruine proposé sont valables. Nous proposons la prise en compte, dans les formules de l'eurocode 4 et celles de la norme du Canada, de coefficients appliqués aux dimensions géométriques des connecteurs qui ont l'avantage de rendre les formules réglementaires mieux adaptées aux résultats expérimentaux

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Loho, Ghandi. "Comportement statique et sismique d'assemblages poutre-poteau en acier et mixtes acier-béton boulonnés par platine d'extrémité." Rennes, INSA, 2008. http://www.theses.fr/2008ISAR0014.

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Bouazaoui, Loubna. "Contribution à l'étude expérimentale et théorique de structures mixtes acier-béton assemblées par collage." Reims, 2005. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000220.pdf.

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Abstract:

Dans ce travail, nous avons tout d'abord étudié l'influence des principaux paramètres tels que le mode de construction de la dalle de compression, l'état de surface des substrats, la nature de l'adhésif et l'épaisseur irrégulière du joint sur les performances mécaniques des poutres mixtes collées de 3. 3 m de portée. L'instrumentation par des jauges électriques et des capteurs inductifs nous a permis de déterminer la répartition des déformations dans les corps d'épreuve ainsi que de mesurer le glissement et le soulèvement relatifs de la dalle par rapport au profilé métallique. Ensuite, nous avons réalisé un test expérimental en flexion trois points sur une poutre mixte collée de 8. 5 m de portée afin d'analyser le comportement mécanique de la structure collée en vraie grandeur. Nous montrons qu'en utilisant un adhésif époxyde au comportement rigide comme élément d'assemblage dans les poutres mixtes acier-béton et en appliquant un sablage des surfaces des deux substrats, le collage peut assurer une connexion parfaite entre l'acier et le béton. Nous montrons également que la dalle de compression peut être réalisée par plusieurs éléments, en béton préfabriqué, collés bout à bout. Et finalement, en comparant le comportement mécanique des poutres mixtes collées avec une épaisseur irrégulière du joint dans le sens transversal et longitudinal avec celui d'une poutre mixte collée avec une épaisseur de joint régulière, on peut tolérer une variation de l'épaisseur du joint d'adhésif d'une amplitude de 2 mm dans le sens transversal et de 4 mm dans le sens longitudinal de la poutre. En conclusion, le collage peut se substituer aux connecteurs métalliques et assurer la mixité recherchée
This study concerns the experimental and theoretical analysis of the mechanical behaviour of the steel-concrete composite beams assembled with an adhesive joint. First, we studied the effect of the main parameters such as the construction method of the concrete slab, the surface state of the substrates, the adhesive nature and the irregular thickness of the adhesive joint on mechanical performances of the glued composite beams of 3. 3 m of span. The use of strain gauges and inductive sensors enabled us to characterize the strains distribution in these beams and to measure the relative displacements between concrete slab and steel girder. In the second time, we carried out a bending experimental test on a full-scale of glued composite beam, (8. 5 m of span) in order to analyze the mechanical behaviour of the full-scale glued structure. Using an epoxy adhesive with the rigid behaviour to bond concrete slab to steel girder and sanding the surfaces of the two substrates steel and concrete, we showed that the connection by bonding with adhesive can ensure a perfect connexion between steel and concrete. We also showed that the concrete slab can be carried out by several precasted concrete elements glued together. Finally, the comparison beteween the mechanical behavior of the composite beams glued with an irregular thickness of the adhesive joint, in the transverse and longitudinal direction, and that of a composite beam glued with a regular thickness of adhesive joint, allowed us to tolerate a variation in the thickness of the adhesive joint of 2 mm in the transverse direction of the beam and of 4 mm in the longitudinal one. In conclusion, bonding can replace the metal connectors and allows to concrete slab and steel girder to act as unit alone

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Loulou, Louisa. "Durabilité d’un assemblage mixte bois-béton collé sous chargement hydrique." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1123/document.

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Abstract:

La mixité bois-béton est une solution intéressante dans le domaine des ouvrages d'art pour la réalisation de ponts, et dans le domaine du bâtiment dans la confection de planchers mixtes bois-béton. Le laboratoire Navier travaille depuis plusieurs années au développement du procédé par collage appliqué aux structures mixtes bois-béton. En effet, cette technique d'assemblage permet d'assurer une connexion quasi-parfaite entre le bois et le béton, contrairement aux techniques d'assemblage usuelles (connecteurs métalliques). Des travaux antérieurs ont montré la bonne performance de structures mixtes collées bois-béton du point de vue de leur tenue mécanique en fatigue. Cependant la connexion par collage nécessite une étude complémentaire concernant la durabilité de l'assemblage collé bois-béton, en particulier lorsque la structure mixte est soumise à des conditions hygrométriques variables. Les travaux menés pendant la thèse ont pour objectifs de déterminer les facteurs qui influent sur la tenue de ces assemblages collés sous chargement hydrique ; ils se divisent en 3 parties :-Deux parties expérimentales :(1)Des tests de cisaillement « Push-Out », en collaboration avec le Laboratoire Départemental d'Autun, ont permis d'évaluer l'effet des propriétés élastiques de l'adhésif sur la tenue en cisaillement de l'assemblage. L'objet de cette étude expérimentale est de valider un choix de colle pour ce type d'assemblage, prenant en compte un vieillissement hydrique, en se basant sur la capacité maximale atteinte en cisaillement, et le mode de rupture de l'assemblage. (2)Parallèlement aux tests de cisaillement, l'effet de chargements hydriques sur la tenue d'assemblages collés bois-béton a été étudié. L'analyse du comportement hydrique de la structure a été réalisée par la technique de corrélation d'image (DIC) sur des assemblages bois-béton collé de petite taille. Ces mesures de déformations locales ont permis de localiser des zones d'endommagement liées notamment aux déformations hydriques du bois empêchées par l'interface collée. Les effets des propriétés élastiques de l'adhésif, de la géométrie du bois (notamment sa structure et le sens des cernes par rapport au plan de collage) ainsi que du comportement mécanique du matériau cimentaire ont été étudiés.- Une partie numérique :(3) Un modèle numérique par éléments finis a été validé en comparant les résultats numériques aux cartes de déformation obtenues expérimentalement. L'analyse numérique a permis de quantifier les contraintes induites au niveau de l'interface en relation avec les déformations hydriques empêchées par l'interface collée et de prévoir le comportement à l'échelle 1 de structures mixtes. Ces différentes investigations ont permis de proposer des solutions optimisant ce type de connexion et de définir des conditions de mise en œuvre et d'utilisation de ces assemblages
The wood-concrete composite is an interesting solution in the field of Civil Engineering to create high performance bending elements for bridge, as well as in the building construction for the design of wood-concrete floor systems. The Navier laboratory has been working for many years on the development of the bonding process as applied to wood-concrete composite structures. Contrary to conventional joining connectors (metal connectors), this assembling technique does ensure an almost perfect connection between wood and concrete. Previous work has already shown good performances of glued wood-concrete composite structures in terms of mechanical fatigue. However, the bonding connection requires additional research on the long-term behaviour of glued wood-concrete composites, especially when this structure is subjected to variable hygrometric conditions. The work undertaken during this thesis aims at determining the factors which induce damages on these glued wood-concrete assemblies under hygrometric loading; the research is divided into 3 parts:-Two experimental parts:(1)"Push-Out" shear tests conducted in collaboration with the Departmental Laboratory of Autun, were used to assess the effect of the elastic properties of the resin on the shear strength of the assembly. This experimental study aims at validating the adhesive of choice for this kind of connection, taking into account ageing under variable hygrometric conditions. Analysis is based on maximum shear capacity and on the failure mode of the assembly. (2)In addition to shear tests, the effect of hygrometric loading on the durability of glued wood concrete assemblies was examined. The analysis of the hydric behaviour of the structure was carried out by the digital image correlation (DIC) technique on small-sized glued wood-concrete assemblies. The measurements of the local deformations allowed us to locate areas of damage, particularly due to the hydric deformations of the wood prevented by the glued connection The effects of the elastic properties of the resin, the microstructure of the wood (including its structure and the direction of the annual rings) as well as the mechanical behaviour of the concrete material were examined.- A numerical part:(3) A numerical finite element model was validated by comparing the numerical results to the deformation maps experimentally obtained. Numerical analysis was used to quantify the stresses induced to the structure, in relation to hydric deformations prevented by glued connection. Moreover investigations at the full scale were conducted to evaluate the long-term behaviour under variable hygrometric conditions. These investigations were conducted in order to offer solutions aiming at optimizing this type of connection, and to define conditions for use of these glued assemblies

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Luo, Yangjun. "Etude numérique et optimisation de conception des poutres mixtes acier-béton assemblées par collage." Reims, 2009. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00001013.pdf.

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Abstract:

La présente thèse consiste à effectuer une étude numérique et optimisation de conception des poutres mixtes acier-béton assemblées par collage. Ce type de poutre mixte dispose d’avantages particuliers par apport à la poutre mixte traditionnelle au niveau du transfert des efforts entre le béton et l'acier et la liaison béton-acier. Elle est devenue de plus en plus attractive dans le secteur industriel. L'objectif de ce travail est de fournir une compréhension fondamentale, de proposer un modèle numérique et de donner une optimisation de conception des poutres mixtes acier-béton assemblées par collage…
In this thesis, numerical study and design optimization problems for the bonded steel-concrete beam are addressed. The steel-concrete composite beam bonded by adhesive has its particular advantages over the traditional composite beam and is attracting increasing attentions. The aim of the present study is to provide a fundamental understanding as well as the computational framework of numerical simulation and design optimization of bonded composite beams…

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Zhao, Guoqiang. "Etude expérimentale et numérique de la résistance à l'effondrement progressif de sous-assemblages poteaux-poutres en béton armé." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI043/document.

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Abstract:

Au cours de leur durée de vie, les bâtiments importants sont susceptibles d’être soumis à des charges accidentelles, telles que des explosions ou des impacts. Evaluer leur stabilité vis-à-vis de charges traditionnelles statiques et sismiques ne suffit pas. Leurs performances structurelles liées à des scénarios d’effondrement progressif doivent également être examinées.L’étude de l’effondrement progressif est un problème dynamique. Malheureusement, les expériences sur le comportement des structures de génie civil dans des conditions dynamiques sont rares car difficiles à réaliser. Dans cette étude, des sous-assemblages poteaux-poutres en béton armé ont été testés sous chargement dynamique. Le chargement a consisté à placer une masse importante jouant le rôle de « charge morte » sur la colonne centrale d’un sous-assemblage simulant la liaison de 3 poteaux avec 2 poutres. Une pièce fusible jouant le rôle de support sous la colonne centrale est brutalement déverrouillée pour simuler la perte de portance soudaine de cette colonne. Le comportement dynamique et les dommages locaux causés à la structure ont été mesurés et étudiés. Le bâti de chargement et les dispositifs de support ont été conçus spécialement pour cet essai. La charge morte supérieure peut être modifiée et appliquées à différents spécimens. Les supports des colonnes latérales ont une rigidité horizontale contrôlée et sont conçus pour limiter la rotation de ces mêmes colonnes. Ainsi, les conditions aux limites des essais réalisés sont supposées être représentatives de situations réalistes. Au cours des essais, un laser a été installé sous la colonne centrale pour mesurer la vitesse de chute. Une caméra numérique rapide a été utilisée pour visualiser l'ensemble du processus de ruine du sous-assemblage. Les images obtenues de la caméra ont été traitées par une technique de DIC (Digital Image Correlation) afin d’obtenir le champs de déplacement et les déformations correspondantes. Grâce à ces mesures dynamiques, des données importantes ont été produites et enregistrées, notamment la période de vibration, la fréquence, la vitesse et le déplacement des différents échantillons testés. Sur la base de ces données expérimentales, l’effet de la section et de la portée des poutres sur la réponse dynamique et sur le mode d’endommagement des sous-assemblages a été discuté. Cette étude montre que les résultats expérimentaux obtenus, en termes de mécanismes structurels, de schéma de fissuration, de mode d'endommagement, peuvent être utilisés pour analyser le comportement de sous-assemblages de structures réelles.De plus, une modélisation numérique des essais a été réalisée pour simuler le processus de ruine de la structure. Une technique appelée «connecteur» a été proposée dans le modèle aux éléments finis du sous-assemblage poteaux-poutres. Cette technique consiste à ajouter une série de ressorts pour étudier le rôle de l’interaction entre les armatures en acier et le béton. Un modèle d'endommagement anisotrope, appelé modèle DFH-KST, a été utilisé pour caractériser l'évolution de la fissuration et l’endommagement du béton.La polyvalence de la méthodologie adoptée permet d’évaluer l’influence du comportement non-linéaire du matériau et celle de la géométrie de la structure testée. Les études numériques de calibration et de validation montrent que le modèle proposé peut reproduire le comportement et la résistance de la structure avec succès
Important buildings may be subjected to accidental loads, such as explosions or impacts, during their service life. It is, therefore, necessary not only to evaluate their safety under traditional loads and seismic action. The structural performances related to progressive collapse scenarios need to be investigated.The study of progressive collapse involves a dynamic problem, but unfortunately dynamic experiments on the behavior of the civil engineering structures under dynamic conditions are rare. In this research, beam-column sub-assemblage specimens were tested under dynamic load. The loading program consists in placing a large mass, as a dead load, on the top of the middle column of a beam-column sub-assemblage. The support under the middle column is suddenly removed for simulating the sudden loss of a column and the damage that will result in the structure. The loading system and supporting devices were designed specially for this test. The upper dead load can be changed by increasing or decreasing the applied masse to different specimens. The supports for the side column have a controlled rigidity in the horizontal direction and are designed to restrain rotation of the side-column. Thus, the boundary conditions are supposed to be similar to real situations. During the test, a laser was installed under the middle pillar to collect the falling velocity and a high-speed camera was used to visualize the whole process of the component failure process. The images obtained from the camera were processed by Digital Image Correlation (DIC) technology to get the corresponding displacements and strain fields. By these means, all the information of the structure under dynamic loading was captured and recorded, such as the period of vibration, frequency, velocity and displacement. Based on these experimental data, the effect of section and span of the specimen on dynamic response and damage mode was discussed. Time history of resistance force curves was produced. Compared with previous published quasi-static experiments in terms of structural mechanisms, crack patterns, damage mode, it shows the experimental results from beam-column assemblage with the designed support device can be used to analyze the behavior of the local structure in the entire frame.In addition, numerical simulations were developed for simulating the failing process of the structure. A technique named “connector” was proposed into beam-column finite element model by adding a series of springs to investigate the interaction between steel rebars and concrete. A concrete damage model, named DFH-KST model, was used to characterize the development of concrete crack and damage. The versatility of the adopted methodology allows assessing the influence of the material nonlinear behavior and the geometry of the tested structure. Calibration and validation studies show that the proposed model can successfully represent the resistance of structure and behavior. Furthermore, the transverse component effect on the resistance to progressive collapse was discussed

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Iskef, Alaa Eddin. "Technologies informatiques pour l'étude du comportement expérimental et numérique d'un assemblage poutre-poteau en béton armé." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLN015/document.

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Abstract:

L'analyse du comportement des assemblages poteau-poutre en béton armé ainsi que leur influence sur la résistance de l'ensemble de la structure sous chargement cyclique ou sismique a fait l'objet de plusieurs investigations ces dernières années. Toutefois, le comportement de cette partie de structure reste loin d'être maitrisé à cause de la complexité de cet assemblage qui fait intervenir plusieurs phénomènes physiques, et à cause du manque de données expérimentales. Ce travail a pour but de mettre en place et fournir une base de données expérimentales fiable et dense dont la vocation est de donner accès à un benchmark expérimental pour permettre la modélisation et la validation du comportement de ces assemblages
The behavior of reinforced concrete beam-column joints and their influence on the strength of the structures under cyclic or seismic loadings has been the subject of several investigations in recent years. However, the behavior of that part of the structure remains far from being mastered due to the complexity of the assembly involving several physical phenomena and due to the lack of exhaustive experimental data. This work aims to implement and provide a reliable and dense experimental database whose vocation is to provide access to an experimental benchmark to enable the modeling and validation of the behavior of these assemblies

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Lahouar, Mohamed Amine. "Tenue au feu des goujons collés dans le bois et dans le béton." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1027/document.

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Abstract:

Le scellement chimique est une technique d’assemblage structural permettant de connecter et d’assurer le transfert d’efforts entre deux éléments adjacents en béton, à travers le collage d’une armature en acier à l’aide d’une résine polymère. Les scellements chimiques ont été initialement utilisés dans les ouvrages en béton armé pour la rénovation, l’extension et la réparation des structures à travers l’ajout de nouvelles sections de béton aux éléments existants. L’évolution, au fil du temps, des propriétés mécaniques et des propriétés d’adhérence des résines polymères a permis d’améliorer le comportement mécanique des scellements chimiques, leur permettant d’atteindre des propriétés équivalentes ou même supérieures à celles des ancrages mécaniques classiques, à des températures normales de service. Ainsi, les scellements chimiques ont pu progressivement substituer les ancrages mécaniques classiques dans certaines applications, en proposant des solutions plus avantageuses et en offrant plus de flexibilité pour répondre aux exigences architecturales. Cependant, le comportement mécanique des scellements chimiques est principalement gouverné par celui des résines polymères, qui demeurent très sensibles à la variation de la température. Par conséquent, l’augmentation de la température au niveau des scellements chimiques présente un risque potentiel affectant leur sécurité d’utilisation. Par ailleurs, une situation d’incendie présente un danger sérieux qui doit être considéré lors du dimensionnement des scellements chimiques. Récemment, la technique des scellements chimiques, exclusivement utilisée dans les ouvrages en béton armé, a été transférée à la construction des ouvrages bois, sous l’appellation de « goujons collés ». Cette technique, originellement utilisée dans la rénovation et le renforcement des monuments historiques, est aujourd’hui employée dans la construction neuve grâce à la bonne tenue mécanique et séismique et aussi à la possibilité qu’elle offre pour réaliser des assemblages invisibles. Cependant, les goujons collés sont aujourd’hui confrontés aux mêmes problématiques que les scellements chimiques, notamment vis-à-vis l’augmentation de la température. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’évolution du comportement mécanique de ces deux systèmes d’assemblages dans le but de proposer une méthode de dimensionnement permettant d’assurer leur tenue structurale en situation d’incendie. L’étude est répartie sur quatre niveaux :i. Etude du comportement des ancrages chimiques à l’échelle des matériaux à travers des essais de caractérisation des constituants de l’ancrage, avec une focalisation particulière sur l’étude des phénomènes se produisant à haute température dans la résine polymère.ii. Etude du comportement global de l’ancrage par le biais d’essais d’arrachement à haute température, à effort constant et à température stabilisée, réalisés sur des scellements chimiques dans des cylindres en béton et des goujons collés dans des parallélépipèdes en lamellé-collé d’épicéa.iii. Etude du comportement mécanique à haute température des ancrages chimiques à l’échelle de la structure à travers la réalisation d’un essai au feu à l’échelle 1 sur une dalle en console ancrée chimiquement dans un mur en béton par 8 scellements chimiques. Les résultats de cet essai ont permis de valider la méthode de dimensionnement proposée pour prédire la durée de résistance au feu des scellements chimiques lors d’une situation d’incendie.iv. Etude théorique portant sur l’évolution de la distribution des contraintes le long de l’ancrage lors d’une variation de la température, à travers le développement d’un modèle non linéaire de cisaillement différé « Shear-lag », permettant d’obtenir les profils théoriques des contraintes pour une distribution thermique quelconque, à partir des données d’entrée expérimentales obtenues par des essais d’arrachement
Post-installation of rebars is a structural joining technique allowing the connection and the load transfer between two neighboring structural elements using steel rebars and adhesive polymers. Post-installed rebars were initially used in concrete constructions in retrofitting, extension and in repairing structures by adding new concrete sections to existing elements. Over the time, the improvement in mechanical and adhesion properties of polymer adhesives have allowed to enhance the mechanical behavior of post-installed rebars and led to achieve equivalent or even higher mechanical responses than cast-in place rebars at normal operating temperatures. Thus, post-installed rebars have gradually replaced cast-in place rebars in new constructions for some applications by offering advantageous solutions and flexibility allowing meeting the high architectural requirements. However, the mechanical behavior of post-installed rebars is essentially governed by the mechanical properties of polymer resins, which remain highly sensitive to temperature variation. Consequently, the temperature increase of the post-installed rebars presents a potential risk affecting their safety use. Therefore, fire presents a serious hazard that should be considered when designing post-installed rebars. Recently, the technique of post-installed rebars, exclusively used in reinforced concrete structures, has been transferred to wood structures construction, and called "glued-in rods". This technique, initially used in the retrofitting and the reinforcement of historical monuments, is today used in new construction thanks to its good mechanical and seismic behavior in addition to the possibility it offers to make invisible connections. However, glued-in rods face the same problems as post-installed rebars, especially concerning the temperature increase. The aim of this thesis is to study the evolution of the mechanical behavior of these two connection techniques in order to suggest a design method allowing ensuring their safe use in a fire situation. The study is divided into four levels:i- Study of the behavior of chemical anchors at the scale of materials through characterization tests performed on the anchor components, with a particular emphasis on the study of phenomena occurring at high temperature in the polymer resin.ii- Study of the global behavior of chemical anchors by means of pull-out tests performed at high temperature, at constant load and at stabilized temperature, carried out on post-installed rebars in concrete cylinders and on glued-in rods in parallelepipeds of spruce glulam.iii- Study of the mechanical behavior at high temperature of chemical anchors at the scale of the structure through a full-scale fire test carried out on a cantilever concrete slab connected to a concrete wall using eight post-installed rebars. Test results were also used to validate the suggested design method to predict the fire resistance duration of post-installed rebars in a fire situation.iv- Theoretical study on the evolution of the stress distribution along the anchor during a temperature variation, through the development of a non-linear shear-lag model, allowing to obtain the theoretical stress profiles for any thermal distribution, from the experimental input data obtained by pull-out tests

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Lepourry, Clémence. "Mise au point et caractérisation d’un système innovant de poutre hybride béton-acier : étude des comportements locaux et globaux." Thesis, Rennes, INSA, 2019. http://www.theses.fr/2019ISAR0016.

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Abstract:

L’objectif principal de cette thèse de doctorat est le développement et la caractérisation d’un procédé de poutres de grandes portées adapté aux entreprises de gros œuvre. En effet, les technologies industrielles existantes pour répondre à des franchissements importants ne sont pas en accords avec le savoir-faire des équipes chantiers. Dès lors, le groupe Legendre, par sa filiale Ingénova, a souhaité mettre au point une solution, simple de par sa mise en œuvre sur chantier, et qui vise un niveau d’exigence structurelle similaire aux technologies actuelles. Composée d’une poutre béton armé renforcée par une peau métallique extérieure, la poutre hybride béton-acier est la solution étudiée au sein de ce mémoire pour répondre à cette problématique. Pour assurer l’équilibre des efforts entre les deux matériaux, un système de connexion inédit a été développé. La caractérisation expérimentale n’ayant validé que deux dimensions de connecteurs, le modèle numérique a permis d’étendre l’étude et ainsi, déterminer une formule de dimensionnement généralisée. Le comportement local de la poutre connu, les investigations expérimentales se sont orientées sur la réponse de la poutre soumise à une flexion positive. L’impact de la connexion partielle en comparaison de la connexion complète a été quantifié à la fois sur la résistance de la poutre et sur ses déformations. Le modèle numérique, calibré sur les résultats des essais, a permis de valider l’utilisation de modèles analytiques issus de la littérature, adaptés au cas de la poutre hybride. Enfin le dernier volet de cette thèse concerne l’assemblage de la poutre hybride béton-acier avec un poteau mixte acier-béton tubulaire. Après une série d’essais pour caractériser la résistance et la rigidité de ce joint innovant, un modèle numérique de cette configuration a mis en évidence les transferts d’efforts nécessaires entre les deux matériaux. Ces derniers complètent le mode de fonctionnement classique de l’assemblage qui superpose à la fois un comportement béton armé et un comportement métallique. Un modèle analytique, développée au sein de cette thèse, a confirmé le dimensionnement de l’assemblage.Les résultats présentés dans ce mémoire ont été suffisants pour tester le procédé de poutre hybride béton-acier sur un chantier pilote. Le gain de la solution en comparaison aux technologies existantes a été confirmé par les équipes chantiers
The main goal of this Ph.D thesis is the development and the characterization of a solution for long-span beams in concrete buildings. Pre-stressed or composite beams are the possible technologies for beams up to twenty metres, but they are not adapted for concrete constructors. The main objective of Ingenova, the research and development affiliate of Legendre is to find a solution, which can be set up easily by concrete workers with good structural performance. The proposed solution is the concrete-steel hybrid beam, made of U-shape steel profile used as permanent formwork to encase a concrete beam. The association of the two beams also gives a convenient solution adapted to concrete builders. In this thesis, a series of experimental and numerical tests have been performed in order to assess the global and the local behaviour of the beam and its connections.Firstly, the connexion between concrete and steel is achieved by L-shaped angles welded on the upper flanges of the steel beam. Their behaviour has been studied by performing asymmetric push-out tests, which were used to validate a detailed finite element model. Based on the results obtained from a numerical parametric study of the validated a finite element model, an analytical expression of the shear resistance was then proposed.The global behaviour in sagging of the concrete-steel hybrid beam was also investigated by experimental and numerical tests. The impact of the partial interaction under deflection and bending moment resistance have been studied. The results show a ductile behaviour of the concrete-steel hybrid beam both in partial and in full interaction. Finally, an analytical method has been adapted to determine the ultimate flexural capacity of this innovative beam considering the degree of connection. The last part of this work concerns the joint between the concrete-steel hybrid beam and a concrete-filled steel tubular column. The behaviour of this hybrid joint was verified by full-scale experimental tests. A finite element model has also been developed in order to investigate more deeply into the load transferring mechanism within the joint. This FE model is validated by comparing its results against experimental data. An analytical model for the design of the joint is then proposed.This new technology has already been used in actual projects during the thesis. The design procedure of the members and of the joints has been approved by the CSTB, the French certification organism of construction. First feedback for the on-site erection were good, and workers enjoyed the quick assembly and the increase of security on site

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Alhasawi, Anas. "Computational tools for nonlinear analysis of steel and composite steelconcrete structures considering connection bahaviour : Application to buildings and bridges." Thesis, Rennes, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAR0006/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour objectifs de développer une modélisation aussi fine que possible des structures aciers et mixtes acier-béton sous sollicitations cycliques avec prise en compte d'une part du comportement des assemblages et d'autre part des non-linéarités géométriques et du contact à l'interface acier-béton. Notre attention porte en particulier sur l'assemblage de type poutre acier/mixte sur poteau métallique par platine d'extrémité boulonnée. L'objectif étant de proposer un modèle «élément fini» d'assemblage qui reproduit aussi fidèlement que possible le comportement cyclique de ce dernier pour ensuite l'assembler à un élément fini de poutre non-linéaire acier ou mixte avec prise en compte, pour ce dernier, du soulèvement à l'interface. Le travail se compose de 3 parties distinctes. Un premier modèle qui se base sur la méthode des composantes a été développé ayant pour objectif de suivre la déformation de chaque composante au cours des cycles et de prendre en compte les non-linéarités induites par la séparation entre la platine d'extrémité et la semelle du poteau auquel elle est boulonnée. Ce modèle type composantes, a été développé pour une rangée de boulons. Dans le cas le plus fréquent, de deux rangées de boulons, une résistance de groupe (en plus des résistances individuelles de chacune des rangées) est susceptible de se développer. Pour rendre compte de ce phénomène, nous avons implanté le modèle proposé par Cerfontaine qui repose sur la définition d'une surface de charge et une règle d'écoulement associée pour déterminer les allongements des ressorts équivalents. Seul le cas de plasticité parfaite est considéré. Il est mis en évidence que l'influence de l'effet de groupe s'avère non négligeable sur le comportement post-élastique de l'assemblage et donc de la structure. Dans une seconde phase, nous proposons un modèle de poutre métallique classique en grands déplacements (approche co-rotationnelle) avec rotules généralisées aux extrémités. Nous faisons l'hypothèse que les déformations plastiques sont concentrées aux rotules dont le comportement plastique est contrôlé par une surface de charge asymétrique (anisotrope) qui peut prendre différentes formes selon la valeur donnée à un facteur q dit « facteur de forme». Chacune de ces rotules plastiques comprend un ressort longitudinal pour l'effort normal Net un ressort spiral pour le moment fléchissant M. L'interaction (M-N) entre ces deux efforts dans le domaine plastique est régie par le critère de plasticité. Le modèle de rotule plastique généralisé proposé permet de rendre compte de l'adoucissement cyclique, de la ductilité et du « pinching effect ».Nous montrons aux travers de plusieurs exemples la pertinence mais également les limites d'une telle approche. Dans une troisième partie, nous proposons un nouvel élément fini de poutre mixte (à 6 ddl par nœud) en petits déplacements avec prise en compte de la non-linéarité matérielle de la poutre ainsi que du contact entre l'acier et le béton. Une stratégie efficace de type nœud mobile (Flying Node) est proposée pour déterminer l'étendue de la surface de contact au sein d'un élément fini et d'adapter le maillage de l'élément poutre/poteau. Pour la résolution du problème de contact, la technique du Lagrangien Augmenté a été retenue. On montre que dans certaines situations, le soulèvement modifie la redistribution des efforts
The goal of this thesis is to develop computational tools for the nonlinear analysis of steel and composite steel-concrete structures under cyclic loading taking into account the actual behaviour of joint, material and geometry non-linearities and contact conditions at the steel-to-concrete interface. In particular, our efforts focuses on typical bolted end-plate connection between steel or composite beam and steel column. The objective is to develop a new «joint finite element" able to reproduce accurately the cyclic behavior of the beam-to-column connection. Next this model is combined with a non-linear steel/composite beam element considering slip and possible uplift at the interface. The thesis consists of three major parts. The first part deals with the behavior of a steel beam-to-column bolted end-plate connection under arbitrarily cyclic loading. The proposed model is based on an improved component method that closely follows the deformation of each component taking into account non-linearities induced by possible gap between the column flange and the end-plate. This model has been developed for a single row connection. In the case of multiple row bolted connection group effects may develop. Possible group effect between two bolt-rows has been implemented considering the model proposed by Cerfontaine based on the definition of the multi-surface yield criterion and the associated flow rule that govern deformation of equivalent springs. Only the case of perfect plasticity is considered. It is shown that the influence of the group effect is not negligible on the nonlinear response of the joint. In the second part, we have developed a flexible co-rotational two-noded beam with generalized elasto-plastic hinges at the beam ends. It is assumed that plastic deformations concentrate at these hinges. These hinges have the ability to elongate/shorten along the beam axis and to rotate. A family of asymmetric and convex yield surfaces of super-elliptic shape is considered for the plastic behavior of the hinges. By varying the roundness factor, an infinite nun1ber of yield surface are obtained. It is shown that the nonlinear response of bolted connections subjected to both bending and tension are conveniently modeled with such a yield surface. It was observed that cyclic loading produces pinching effect, cyclic softening and ductile behavior. Advantages and limitations of the approach are discussed. Finally, the third part is dedicated to the problem of contact at the interface of steel-concrete composite beams. A "new" finite element for composite steelconcrete beam is proposed. The beam element has 6 degrees of freedom per node. The concrete beam is allowed to separate from the steel beam. An efficient contact algorithm is proposed. The Flying node concept is introduced and used to determine the extent of the contact area within a single element and modify the mesh of the beam structure. The contact problem is solve using the Augmented Lagrangian Method. The influence of contact on the loading capacity of the beam and its influence on some design variables are highlighted

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Mungwa, Martin. "Structures mixtes bois-béton : caractérisation de connecteurs." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0071.

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Abstract:

Le renouveau du bois dans la construction de bâtiments et ouvrages d'art conduit à développer des procédés permettant la réalisation de planchers et de dalles. Les avantages reconnus des propriétés de matériaux amènent naturellement à utiliser le béton pour constituer la semelle supérieure du plancher, en disposant le bois d'une façon identique aux éléments en acier des structures mixtes. Le transfert du procédé ne peut être effectué directement vers le composite bois-béton, compte tenu de la particularité de liaison entre le bois et le connecteur; la liaison connecteur-béton pouvant être considérée acquis si ces connecteurs sont métalliques. L'objet de cette recherche concerne l'étude du comportement de deux types de connecteurs à travers des essais de résistances. Il s'agit d'une proposition de connecteur du type goujon dont la base est une plaque dentée et d'un projet de connecteur tubulaire HILTI. Un dispositif spécial d'essais de cisaillement et d'arrachement a permis de réaliser des essais de plusieurs systèmes de fixation (clous, plaques dentées et vis) et de situer les résultats vis à vis de ceux proposés dans l'Eurocode 5. Après avoir retenu ces systèmes de liaison entre le bois et les connecteurs, les essais normalisés de poussés conçus selon Eurocode 4 ont été réalisés sur les deux types de connecteurs. Sur le plan théorique, deux modèles analytiques ont été développés pour prédire le comportement aux états de service et ultime de la liaison. Un modèle élastique basé sur une formulation exacte de la rigidité d'une poutre sur fondation élastique a été présenté. Pour l'analyse ultime, un modèle rupture modifié basé sur celui de Johansen a été proposé en considérant tous les modes de rupture possibles de l'ensemble connecteur-bois. Les essais ont confirmé ces modèles et fonctionnement global de connexion
Recent advances in modern construction have led to the systematic use of combined concrete slab and timber beams as a horizontal load bearing structural component, the latter playing an identical role as steel beams in a composite concrete steel floor. Unfortunately the well-established rules governing the design of shear connectors for structural composite concrete-steel floors cannot be applied directly to wood-concrete composite structural elements due to the nature of the bond that exists between wood and connecting elements. Thus the thesis was aimed at investigating the mechanical behavior of two types of shear connector using static tests. They consisted of a dowel-type connector with a metal base plate and a tubular connector. Using a shear test rig preliminary lateral and axial resistance of different nails, screws with and without disc springs as well as punched metal plates were investigated. These were compared with Eurocode 4 recommendations and the observations led to the design and testing of standardized pushout specimens for both connector types according to the provisions of Eurocode 4. Two predictive techniques were developed to account for the serviceability limit state as well as the ultimate resistance of the connectors. For the former, an elastic model was used to predict the load-deformation characteristics of the dowel through an exact stiffness formulation of a beam on elastic foundation. While the ultimate resistance was based on a modified Johansen yield model. Comparisons between the theoretical and experimental results were found to be in good agreement

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Meaud, Charlotte. "Analyse multi-échelle des connexions par collage : application aux éléments structuraux multimatériaux fléchis." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00977408.

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Abstract:

Ce travail de recherche est axé sur la compréhension du comportement en flexion, statique et instantané, des structures multimatériaux acier-béton collées du génie civil. La première étape consiste à mener une analyse expérimentale et numérique par éléments finis non linéaire sur la caractérisation de la connexion. L'essai Push-Out a été retenu : deux dallettes de béton C25/30 sont connectées à un profilé métallique. Nous faisons varier la géométrie des dallettes et du joint de colle. La ruine est cohésive dans le béton proche de l'interface par cisaillement. Un effet favorable du frottement entre dallette et presse peut se développer et induire le développement de contraintes de compression et augmenter la contrainte de cisaillement moyenne à l'interface. Les dimensions des éprouvettes et du joint de colle influent sur la charge de ruine. Ainsi, l'essai Push-Out est, dans l'état actuel de connaissances, difficile à utiliser pour la caractérisation de la connexion collée acier-béton en vue du dimensionnement de structures. La seconde partie est consacrée à l'analyse du comportement de poutres mixtes acier béton collées. Un essai sur poutre constituée de prédalles et d'une dalle de compression confirme que le collage est une alternative aux connexions traditionnelles. Nous développons aussi un modèle de calcul en variables généralisées et en variables locales en 3D non linéaire. La modélisation par éléments finis apporte plus de précisions, notamment sur l'état de contraintes à proximité de l'interface et à l'approche de la ruine. Les dimensions du joint de colle et la plastification du profilé influent sur la zone de rupture dans le béton.

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Hamchaoui, Mohamed. "Conception économique des assemblages en construction métallique." Chambéry, 1997. http://www.theses.fr/1997CHAMS030.

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Abstract:

L’intégration du processus de construction considérée comme moyen d'amélioration des gains de productivité est une idée de plus en plus répandue dans le secteur du bâtiment. En construction métallique, la conception des assemblages est un point critique rendant difficile l'optimisation globale du processus de production d'une structure. L’objectif de l'étude est l'élaboration d'une démarche de résolution des nuds d'une structure de bâtiment en vue de diriger la conception des assemblages vers des solutions optimisées. Pour mettre au point une procédure vraiment efficace et réaliste, nous avons tenu à intégrer, dans la mesure du possible, tout le cycle de vie de l'ossature ou, plus précisément, les aspects susceptibles d'exercer une influence sur l'évaluation technique et économique des nuds. C’est ainsi que les phases de fabrication et, dans une moindre mesure, de montage sont considérées en amont. L’analyse du travail à effectuer met en perspective les deux actions principales suivantes : i. Recherche de configurations d'assemblages correctement dimensionnées ; ii. Évaluation du cout d'assemblage de chacune de ces solutions et recherche de la plus économique. L’élaboration d'un modèle d'évaluation des couts d'assemblages a certainement constitué la difficulté majeure et, probablement, notre motivation première dans la réalisation de ce travail. En effet, l'évaluation du cout de fabrication des assemblages était mal maitrisée jusqu'à présent. Des lors, toute tentative de prise en compte systématique de ce dernier, dans le cadre d'un processus de conception, se révélait difficilement réalisable, voire impossible. C’est pourquoi, nous considérons qu'il s'agit-là de notre principale contribution et de l'aspect innovant du travail. Le modèle de résolution des nuds d'une ossature a été implémenté et un prototype informatique en a résulté : le système coca. Ce prototype est doté de fonctionnalités suffisantes mettant en évidence la faisabilité de la démarche proposée. Ce fut en particulier le cas pour l'évaluation du cout d'assemblage et la fiabilité de son mode d'estimation.

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Louveau, Jean-Michel. "Modélisation du comportement cyclique des assemblages de construction métalliques." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066419.

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Abstract:

Les variables utilisées sont déduites de la mécanique des structures. Le macroélément représentant l'assemblage est défini en tenant compte du problème de saint-venan. Deux modèles sont proposes: 1 modèle a variables internes a ecrouissage-cinematique non linéaire établi par comparaison avec les modèles utilises en mécaniques des milieux continus; 1 modèle de type héréditaire base sur l'utilisation de la règle de masing generalisee au cas multidimensionnel

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Gardelle, Vincent. "Mécanique des assemblages et renforts collés en construction bois." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13073.

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Abstract:

Une tendance actuelle dans notre société est la préservation du patrimoine bâti, ce qui inclut en particulier la réhabilitation des ouvrages anciens en bois. Le matériau bois est très sensible aux variations des conditions de service et le maintien de l'intégrité des structures nécessite des interventions de réparation/renforcement. Celles-ci ont recours, depuis une trentaine d'années, à la technique du collage structural. Cette technique consite en l'adjonction, en surface ou à l'intérieur des éléments bois altérés, de profils acier ou composite maintenus au moyen de résine. Ceux-ci selon le degré de détérioration de l'élément original en bois, participent ou assurent intégralement la transmission des efforts mécaniques. Eprouvée en pratique, la confiance à accorder à ce type d'intervention reste à démontrer d'un point de vue plus théorique. Les approches de conception permettant aux professionnels de valider leurs interventions restent en effet à ce jour très clairsemées. Les travaux présentés dans cet ouvrages s'évertuent à combler certaines zones d'ombre. En aval de larges études concernant les classiques goujons acier collés, ils s'emploient à améliorer les approches de calcul existantes afin de contribuer à leur acceptation en tant que règles de dimensionnement de l'Eurocode 5. En amont des recherches sur les méthodologies d'intervention moins répandues (plats, matériaux composites), ils s'attachent à démontrer la pertinence de certaines d'entre elles et à établir les fondements, analytiques et expérimentaux, utiles à la cractérisation mécanique des autres.

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Youssef, Alice. "Prise en compte des apports mécaniques du béton de chanvre pour le calcul de structure bois/béton de chanvre et métal/béton de chanvre." Thesis, Lorient, 2017. http://www.theses.fr/2017LORIS431/document.

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Abstract:

Le béton de chanvre est aujourd'hui le matériau de construction agro-ressource le plus développé en Europe. Il se compose de chanvre et de liant minéral (chaux) mélangé à l'eau. Généralement, il est utilisé pour ses propriétés d'isolation thermique dans le bâtiment. La plupart des blocs de béton de chanvre qui ont été étudiés, présentent un comportement fragile et une très faible résistance mécanique. Les formulations sont généralement riches en liant et légèrement compactées. Jusqu'à présent, le béton de chanvre n'est pas considéré comme un matériau porteur. Il est principalement utilisé comme remplissage isolant, combiné avec des composants de structure en bois, béton ou maçonnerie. Une étude a testé d'autres formulations, avec des teneurs plus élevées en granulats grâce à un procédé de compactage, afin d'améliorer à la fois la rigidité et la résistance des mélanges durcis. Dans ces formulations, l’ajout des granulats de chanvre, plus légers et plus poreux que la chaux, abaisse de manière significative la conductivité thermique. Le présent travail est une étude expérimentale du comportement à la compression et au cisaillement du béton de chanvre, afin d’utiliser ce matériau bio-sourcé dans le contreventement des bâtiments à ossature bois, tout en maintenant de bonnes qualités d'isolation thermique dans le bâtiment. Deux formulations compactées, M1 et M4 ont été expérimentées, ainsi que des éprouvettes obtenues à partir de blocs de commerce Chanvribloc®. Deux séries d’essais ont été réalisées. La première est portée sur la compression uni-axiale dans chaque direction pour caractériser l'anisotropie mécanique du matériau. Cette anisotropie a été engendrée par le procédé de compactage. La deuxième série d’essais permet de caractériser le comportement de cisaillement des formulations étudiées. Dans cette étude, un dispositif spécial d’essai de cisaillement a été développé. Il permet de caractériser au cisaillement des éprouvettes sous différentes contraintes normales appliquées. Les champs de déformations des éprouvettes cisaillées ont été suivis par stéréo- corrélation d’images durant les essais. Les résultats expérimentaux de compression ont montré que ce matériau est anisotrope, même lorsqu'il est industriellement mis en place par vibrations. Le matériau a plus spécifiquement un comportement isotrope transverse. Le comportement dans le sens longitudinal est caractérisé par une ductilité très élevée, tandis que le comportement transversal est très fragile, avec un comportement très variable et instable. Les résultats expérimentaux en cisaillement montrent une ductilité élevée de ce matériau. Ce comportement est intéressant pour le contreventement et le comportement sous action sismique des bâtiments avec des murs constitués de béton de chanvre. Des modélisations et applications numériques à l’échelle structurelle d’un bâtiment à plusieurs étages ont été réalisées, pour illustrer l’utilisation des blocs de béton de chanvre en contreventement de bâtiments à ossature bois. Les formulations les plus compactées présentent un meilleur comportement sous actions sismiques modérées et moyennes, par rapport aux formulations les moins compactées à la mise en œuvre, tandis que les murs en Chanvribloc à l’état actuel, ne permettent pas de contreventer les bâtiments en zones sismiques modérés ou moyennes
Lime and hemp concrete (LHC) is nowadays the most developed bio-based aggregate building material in Europe. It consists of hemp shiv and mineral binder mixing with water. Generally, bio-based materials like LHC are used for their thermal insulation properties in building. Most blocks of Lime Hemp Concrete which have been studied, show a brittle behavior and a very low mechanical strength. The formulations are generally rich in binder and slightly compacted. Up to now, this material is then not considered as a load bearing material and is mainly used as filler insulation, combined with structure components made of wood, concrete or masonry. A study has tested other formulations, with higher contents of aggregates thanks to a compaction process, in order to improve both the rigidity and the strength of the hardened mixtures. In these formulations, shiv which has higher amount is definitely lighter and more porous than lime, which prevents a significant increase in thermal conductivity. The present work of my PhD is an experimental study of the compressive and shearing behavior of hemp concrete, in order to study the load-bearing capacity and bracing of this bio based material, while maintaining good qualities of thermal insulation in building. Two compacted formulations were tested M1 & M4, as well as samples obtained from trade-blocks Chanvribloc®. Two series of tests were performed. The first one is a uniaxial compression test in each direction for characterizing the mechanical anisotropy of the material. This anisotropy is induced by the compacting process. The second one permits to characterize the shearing behavior of the different mix-designs. In this study, an original shear device was developed, specifically designed for this kind of material, which allows shearing under controlled normal stress. An image processing performed was carried out, using a camera and ARAMIS image processing software during shear tests, to evaluate the fields of deformations and to study the behavior of the specimen during the shear test. The compressive experiments results have shown that this material is anisotropic, even when it is industrially molded by vibrations. The material has a transverse isotropic behavior. The behavior in the longitudinal direction is characterized by very high ductility, while the transverse behavior is very brittle, with a highly variable and unsteady behavior. The experimental results in shear show a high ductility of this material. These results are very promising, an interesting behavior of LHC walls in term of potential bracing. Numerical modeling and applications have been carried out to illustrate the use of hemp concrete blocks for bracing buildings. The formulation M4 exhibits a better behavior under moderate and average seismic actions, compared to the formulation M1, while the Chanvribloc walls in the present state do not allowthe buildings to be braced in moderate or medium seismic zones

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Vanhove, Yannick. "Contribution à l'étude du frottement d'un béton autoplaçant contre une surface métallique : application aux poussées contre les coffrages." Artois, 2001. http://www.theses.fr/2001ARTO0203.

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Abstract:

Ce mémoire contribue à l'étude du frottement du béton frais contre une surface métallique. Cette étude a été menée expérimentalement au moyen d'une instrumentation (tribomètre) adapté à tous types de béton. L'originalité réside dans le fait qu'il concerne un matériau d'usage courant mais par lequel le frottement contre une surface n'a pratiquement pas fait l'objet d'étude écrite. Une nouvelle approche est utilisée afin d'aborder la prédiction des poussées du béton frais sur les coffrages. L'intérêt porte sur une nouvelle classe de béton de grande fluidité : le béton auto-plaçant. Lorsque le béton est mis en place, une couche limite, constituée d'eau et de fines, prend place aux interfaces. Celle-ci entraîne de faibles contraintes de frottement. Lorsque la pression appliquée sur le matériau est supérieure à la pression critique, des grains viennent au contact de la plaque. Le béton commence à suivre un comportement granulaire. La contrainte de frottement évolue aussi selon les vitesses ou les états de surface utilisés. Ces observations ne sont valables que pour les bétons étudiés et dans les gammes explorées. Lorsqu'il y a présence d'un agent de démoulage à l'interface, la contrainte de frottement dépend surtout des caratéristiques physico-chimiques du film. Parfois, ces agents ont la possibilité de maintenir la couche limite proche de la paroi. Cela permet, lors de l'écoulement du béton, de diminuer le frottement à la paroi par rapport à une interface sans agents. Une démarche novatrice a été réalisée dans cette étude, en utilisant les modèles des silos pour le cas des coffrages, afin de prédire les poussées. Une similitude entre l'évolution des poussées de béton et celle des milieux granulaires ensilés a été observée sur chantier. Bien sûr, les efforts mis en jeu sont différents. A partir de ces observations, plusieurs modèles issus de Janssen, ont été confrontés. Le modèle adapté au cas du béton frais permet de prédire de façon satisfaisante les poussées sur le coffrage. Les essais à l'échelle réelle coûteux pourront être remplacés en partie par des essais de tribométrie
The main objective of this thesis is to investigate the friction of fresh concrete with metallic formwork. A specially designed tribometer was developed to investigate such friction and was adapted for various types of concrete mixtures. The originality of this work lies mainly in the fact that it concerns a commonly used material for wich the friction against the forming surface has not been sufficiently investigated. A new approach is used in this study to predict the lateral pressure induced by the fresh concrete pressure. A particular interest is the formwork pressure exerted by highly flowable concrete, or self-compacting concrete. When the concrete is cast into place, a limit interface layer reduces the frictional stresses with the formwork material. When the pressure applied on the concrete is greater than a certain critical pressure, some of the cement particles and fines come into direct contact with the formwork material, and the concrete begins to follow a granular comportment. This leads to greater increase in friction stress which varies with the flow velocity between the rising fresh concrete and formwork material. When a demoulding agent is applied at the interface, the friction stress depends mainly on the physico-chimical characteristics of the resulting film of paste at the interface. In certain cases, these agents can maintain the integrity of the limit layer near the wall surface. This allows, during the flow of the plastic concrete, to reduce the friction at the wall compared to similar situation where a demoulding agent is not used. Well established models used for silos were used to predict the formwork pressure exerted by fresh concrete. Similary between the evolution of concrete pressure and ensiled granular mediums one was observed on site, though the strains are different. From these observations, several models derived from Janssen's model, have been proposed. The model adapted in the case of fresh concrete allows the prediction with satisfaction formwork pressure. This study can therefore enable the used of the designed tribometer to test a variety of material and placement parameters to predict formwork pressure instead of large-scale and often expensive field tests

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Drizi, Said. "Contribution à l'étude du comportement des voiles porteurs en béton banche vis-à-vis des sollicitations sismiques." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066077.

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Abstract:

Cette étude entre dans le cadre du projet des nouvelles règles parasismiques françaises. Elle concerne les voiles porteurs de bâtiments réalises selon une technique fréquemment utilisée par les entreprises françaises, qui est celle du béton banche chaîne non arme ou très faiblement arme. La revue bibliographique a montre que la quasi-totalité des études expérimentales antérieures concernent le cas du béton arme. Le cas du béton arme n'a, pratiquement, pas été aborde. La présente étude expérimentale constitue un complément aux études antérieures concernant les voiles porteurs. Elle a porte sur quatre trumeaux en béton non arme excepte de faibles chaînages et un linteau en béton faiblement arme, soumis a un chargement statique cyclique alterne jusqu'a rupture. A l'issue de cette étude, on a pu préciser le domaine dans lequel il y a risque de rupture fragile en compression pour les trumeaux fortement charges. En pratique, le ferraillage supplémentaire impose dans ce cas permet d'éviter ce risque. Par contre, de bonnes possibilités de ductilité en déplacement ont été obtenues dans le cas des trumeaux peu charges, mais leurs capacités de dissipation d'énergie restent assez faibles. Parallèlement a l'étude expérimentale, on a effectue une étude théorique concernant le comportement, en flexion, d'un élément non arme ou très faiblement arme. Cette étude a aboutit a la proposition d'un modèle théorique pour le béton tendu permettant une meilleure approche du comportement en flexion de ce type d'élément. L'interprétation par le calcul des résultats de l'étude expérimentale montre que la résistance vis-à-vis de la flexion peut être evaluee d'une manière satisfaisante par un calcul en poutre. Par contre l'évaluation des déplacements correspondants est difficile, elle dépend fortement de la discrétisation utilisée et est influencée par le fluage. Vis-à-vis du comportement en effort tranchant, le calcul base sur les formules réglementaires ou empiriques s'avère insuffisant. Pour les éléments armes, une approche globale, basée sur le modèle de vecchio et collins permet une évaluation assez correcte de la résistance à l'effort tranchant ainsi que des déplacements correspondants

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Heinfling, Grégory. "Contribution à la modélisation numérique du comportement du béton et des structures en béton armé sous sollicitations thermo-mécaniques à hautes températures." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0002.

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Abstract:

Ce travail concerne le développement d'un modèle de comportement du béton en situations d'incendies ou d'accidents nucléaires. Dans la gamme de températures concernée (20°C-1200°C), la microstructure du béton subit des modifications physicochimiques qui influencent son comportement. Dans le cadre d'une analyse thermomécanique chaînée, les phénomènes à prendre en compte sont les variations des caractéristiques thermiques et mécaniques et la dépendance de la réponse du béton à 1 'historique des chargements thermique et mécanique. Un modèle est proposé dans le cadre de la thermo plasticité. Les variations irréversibles des caractéristiques sont introduites. Un critère de plasticité multi surfaces prenant en compte en compression l'accroissement de sensibilité au confinement avec la température est construit. La fissuration est traitée dans ce cadre de plasticité. La sensibilité de la solution numérique au maillage due à l'introduction du comportement adoucissant est partiellement résolue par la méthode d'Hillerborg. Un modèle phénoménologique est utilisé pour le calcul des déformations d'interaction thermomécanique. Des structures en béton soumises à de hautes températures sont analysées. La capacité du modèle à restituer la dépendance à 1 'historique des chargements est vérifiée. Les effets de différentes hypothèses concernant l'évolution de l'énergie de fissuration du béton sont étudiés. Un radier de bâtiment réacteur de centrale nucléaire sous l'effet du corium est analysé. Les résultats mettent en évidence l'effet des déformations d'interaction. Une contribution à l'analyse du phénomène d'éclatement à hautes températures est proposée. Le béton est modélisé dans le cadre de la mécanique des milieux poreux. Le modèle thermoplastique est appliqué à l'analyse du comportement du squelette par l'intermédiaire de la contrainte effective. Une méthode d'évaluation des pressions de pores et du coefficient de Biot est proposée. Le comportement de spécimens est analysé
This work concerns the development of a numerical model for concrete under tire or nuclear accident conditions. Within the temperature range concerned (20°C-1200°C), the behavior of concrete is affected by the physical and chemical changes of its microstructure. Within the framework of an uncoupled thermo mechanical analysis, the phenomena that have to be accounted for are the temperature dependency of the thermal and mechanical properties of concrete as well as the dependency of the response of concrete on the combined thermal and mechanical loading history. A thermo plasticity based model is proposed for the compressive and the cracking behavior of concrete. The irreversible variations of the properties of concrete are introduced. A multisurface plasticity criterion which accounts for the increasing sensitivity of compressive strength to hydrostatic pressure is developed. The pathological mesh dependency of the numerical solution is partially solved with help of the Hillerborg method. A phenomenological model is used for the evaluation of the thermo mechanical interaction strains. Structures submitted to high temperatures are analyzed. The capability of the model to describe the load and temperature history dependency of the response is checked. The effects of different hypotheses concerning the evolution of the fracture energy of concrete are studied. The behavior of a nuclear power plant raft in accidental conditions is analyzed. The results emphasize the importance of the thermo mechanical interaction on the predicted behavior of the structures. A contribution to the analysis of the spalling of concrete at high temperatures is proposed. The concrete is modeled within the framework of the mechanics of porous media. The thermoplastic model is a pp lied to the analysis of the skeleton through the effective stress. A simplified method for the evaluation of pore pressures and Biot coefficient is proposed and the behavior of concrete specimens is analyzed

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Bou, Said Elias. "Contribution à la modélisation des effets différés du bois et du béton sous conditions climatiques variables : application aux structures mixtes bois-béton." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0017/these.pdf.

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Abstract:

Les effets combinés des phénomènes de sorption, de retrait, et de fluage agissent directement sur l'état de service des ouvrages du génie civil exposés à des variations climatiques. La sous-estimation de ces interactions peut induire des déformations excessives et des redistributions de contraintes affectant la durabilité des structures, notamment celles de grandes dimensions. La nécessité de sécuriser ces structures sur le long terme implique la maîtrise qualitative et quantitative des effets différés induits par les sollicitations hydromécaniques. L'objectif de ce travail consiste à développer un outil numérique capable d'apporter une estimation fiable au comportement différé des structures en bois, en béton ou plus généralement en multi-matériaux
The long term serviceability of timber and concrete structures subjected to moisture variations is influenced by many coupled hydromechanical phenomena. The underestimation of the induced time-dependent effects may cause large deflections, stress redistributions, cracks or even delayed failure. Improving structures durability goes through an accurate prediction of delayed strains. The objective of this work is to develop an efficient numerical tool able to describe shrinkage, creep and time dependent failure of wood, concrete and composite structures

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Nazé, Pierre-Alain. "Contribution à la prédiction du dommage des structures en béton armé sous sollicitations sismiques : proposition d'amélioration pour l'évaluation de la nocivité d'un signal et du dommage pour les structures à ossatures : introduction à l'analyse fiabiliste de l'endommagement en fonction de la nocivité d'un signal sismique." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0078/these.pdf.

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Abstract:

La prédiction des dommages subis par un bâtiment pendant un séisme préoccupe considérablement les ingénieurs et les chercheurs, encouragés cycliquement par les fenêtres d'opportunité ouvertes dans les périodes qui suivent les tremblements de terre meurtriers. Leurs enregistrements ont en particulier encouragé les chercheurs et les ingénieurs à développer différentes représentations du signal sismique dans le but d'appréhender la nocivité d'un séisme en calculant des indicateurs de nocivité associés à ces représentations. Une introduction à la dialectique nocivité - dommage est alors présentée au début de ce mémoire. L'étude, exposée subséquemment, vise en particulier à caractériser la dispersion du dommage subi par une structure en fonction des plages de valeurs prises par des indicateurs de nocivité calculés pour une centaine de séismes. Ce travail permet donc d'évaluer la capacité de ces indicateurs à prédire le dommage. Il propose de déterminer un ordre de grandeur de la dispersion du dommage que subit une structure lors d'un séisme caractérisé par ses indicateurs de nocivité et propose de réduire cette dispersion en améliorant la pertinence de ces indicateurs et des corrélations nocivité-dommage. Par ailleurs, la comparaison des résultats issus de l'utilisation d'une " méthode en déplacement " à ceux obtenus par des analyses non linéaires transitoires a permis de formuler un avis sur la pertinence de l'utilisation de ces méthodes simplifiées pour approcher statistiquement le dommage. Il reste que l'étude de la nocivité du signal sismique ne suffit généralement pas à prédire le dommage d'une part parce que la représentation scalaire de la nocivité n'est pas toujours facile à relier à la réalité physique et d'autre part à cause de la dispersion relative de ce dommage souvent constatée pour une même nocivité de signaux sismiques. De même, la valeur d'un indicateur de dommage peut correspondre à des états d'endommagement très différents en fonction de l'aléa sismique et de la structure étudiée. Le travail se poursuit donc par une contribution à l'amélioration de la fiabilité d'un indicateur de dommage, capable d'une part de détecter l'apparition du dommage réel dans une structure et d'autre part de le mesurer en identifiant la distance qui sépare un état de la structure de sa ruine, définie par son instabilité au sens de la résistance des matériaux
Since prediction of earthquake still remains impossible, foreseeing structural damages due to seismic motion has become a key point in earthquake engineering. This work aims at evaluating the relevance of classical seismic signal damaging potential indices and at proposing improvement of these indices in order to provide better prediction of structural damage due to earthquake. The first part supplies a non exhaustive state of the art of main Damaging Potential Indices IP and Damage Indices ID used in earthquake engineering. In the second part, IP/ID correlations results are analysed in order to evaluate IP relevance, to justify displacement based approach use (capacity spectrum method) for damage prediction and to make good the proposal for improvement of Damaging Potential Index. But studding seismic signal damaging potential is usually not enough to foresee damage firstly because scalar representation of damaging potential is not easy to link to physics reality and secondly because of damage scattering often observed for a single value of seismic signal damaging potential. In the same way, a single damage index value may correspond to very different structural damage states. Hence, this work carries on with a contribution to damage index reliability improvement, able to detect real structural damage appearance as well as to quantify this damage by associating the distance between one structural sate and the structural collapse, defined as an instability

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Paradis, François. "Analyse du comportement structural d'un composite mince en béton. : nalyse du comportement structural du canoë de béton." Thesis, Université Laval, 2004. http://www.theses.ulaval.ca/2004/21701/21701.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire porte sur l’analyse du canoë de béton de l’Université Laval, Apogée 2002. L’objectif principal est de comprendre le comportement du canoë sous les divers cas de chargement auxquels il est soumis. Un deuxième objectif est de déterminer des critères de conception pour ce type de structure. Ces critères et la compréhension du comportement serviront de base à la conception des prochains canoës. Ces objectifs sont atteints par un apport combiné de la modélisation et de l’expérimentation. Ce travail discute d’abord de la conception des mélanges de béton utilisés pour la construction du canoë de béton Apogée 2002. La caractérisation des propriétés physiques et mécaniques des composites qui ont servi à la construction de la structure est ensuite présentée. Puis, l’analyse du comportement structural du canoë et de ses sous-structures est réalisée à l’aide d’une analyse par éléments finis. Enfin, des essais in-situ sur le canoë sont effectués et les résultats sont comparés à ceux prédits par le modèle numérique. Les essais expérimentaux comprennent des essais statiques et dynamiques. Les essais dynamiques permettent de déterminer l’amplification des déformations causées par les coups de rame et les virages. Les critères de conception sont déterminés et présentés en fonction des résultats des analyses par éléments finis et finalement des essais expérimentaux.
This thesis presents bares the analyses of Laval University’s Apogee 2002 concrete canoe. The predominant objective is to investigate and understand the canoe’s reaction under various loading patterns. A second objective is to elaborate design criteria for these types of structures. These criteria and comprehension of the structural behavior will be used for the upcoming canoes. These objectives are achieved coalescing experimentation and modeling. The present work begins with the elaboration of the concrete design used for Apogee’s construction. The characterization of the physical and mechanical properties of the composites used in the structure follows. Additionally, the sub-structures of the canoe and the entire canoe’s structural reaction analyses are predicted fulfilled using a finite element software. Finally, in-situ tests are performed on the canoe and the results compared to that obtained with the numerical model. The experimentation comprised both static and dynamic tests. Dynamic testing is used to determine the strain amplification due to paddling and turning. The design criteria are determined and presented according to the results obtained from the finite element software followed by experimentation.
Inscrit au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures

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Raphael, Wassim. "Étude fiabiliste du fluage des structures en béton armé et précontraint." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0878.

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Abstract:

Les déformations différées du béton, en particulier dues au fluage, peuvent avoir des conséquences préjudiciables dans les structures précontraintes. Or, les déformations observées sur les structures réelles sont souvent nettement plus importantes que les valeurs prévues. Dans le cadre de cette étude, une importante base de données expérimentales a été constituée. Une première partie du travail consiste à examiner la précision de certains codes de calcul du fluage : BPEL, CEB 78, CEB 90 et EUROCODE 2, en confrontant les résultats théoriques et expérimentaux. Pour tous ces codes, et dans la plupart des cas, la déformation de fluage est sous-estimée. A long terme, l'erreur peut atteindre parfois les 300%. C'est pourquoi, et à partir de la base de données, un nouveau modèle de calcul du fluage, le MPF, a été développé et permet d'obtenir des résultats très satisfaisants. . Dans le but d'effectuer une étude fiabiliste des codes de calcul mentionnés ci-dessus, et à partir d'une étude de sensibilité, des modèles probabilistes sont proposés pour les variables prépondérantes. Pour un élément comprimé de référence, une étude de fiabilité est alors effectuée pour évaluer l'influence des variabilités dans les modèles de fluage. Cette analyse confirme les résultats déterministes obtenus quant aux raisons de la mauvaise qualité des résultats donnés par les codes. L'approche fiabiliste est ensuite appliquée sur le cas du pont de Cheviré en France, où les flèches mesurées en extrémité des consoles, atteignent des valeurs excessives, dépassant de loin les valeurs prédites par le BPEL. Un couplage entre le logiciel de calcul des structures ST1 et le logiciel de calcul fiabiliste PHIMECA a été effectué. Cette étude montre le rôle de chacun des paramètres et permet d'expliquer en partie les écarts constatés entre les prédictions et la réalité. Elle montre également que l'Eurocode donne les meilleurs résultats, en comparaison avec les autres codes. Cette analyse est complétée pat une étude paramètrique sur le module d'élasticité du béton aisni que sur la contribution des granulats. L'approche du problème sous l'angle fiabiliste montre l'intérêt de cet outil et permet au concepteur de tenir compte de l'incertitude des codes de calcul dans la prédiction des déformations de fluage.

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Delemontey, Yvan. "Le béton assemblé : préfabriquer la France de l’après-guerre (1940-1955)." Paris 8, 2009. http://www.theses.fr/2009PA083273.

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Abstract:

Au lendemain de la Seconde Guerre mondiale, la reconstruction inaugure en France la prise en compte d’une nouvelle échelle d’intervention urbaine et la naissance d’une forme inédite et centralisatrice de maîtrise d’ouvrage. Face aux besoins immenses de logements, l’Etat engage le bâtiment dans la voie de l’industrialisation de ses moyens de production, bouleversant de manière irréversible les habitudes d’un secteur ancestral. On assiste alors à l’émergence d’une solution bien française : le béton préfabriqué. Croisement entre l’hégémonie d’un matériau et l’engouement pour un mode de production récent, il place dorénavant le processus constructif au centre des préoccupations des concepteurs. Après avoir replacé la préfabrication dans le contexte discursif de l’immédiat après-guerre, la thèse tente de prendre la mesure de l’influence étrangère, en particulier la « scène » américaine, sur la modernisation des méthodes et des techniques de construction. Puis, de manière diachronique, elle démontre dans une première période (1940-1949), comment la pénurie favorise un développement fulgurant de la préfabrication qui, auparavant liée à l’industrie métallurgique, est désormais indissociable de la maçonnerie. Enfin, dans une seconde période (1949-1955), marquée par l’amélioration des conditions économiques et matérielles du pays, elle met en exergue le rôle de la préfabrication dans le changement de paradigme structurel qui s’opère dans le logement, au tournant des années 1950
In French cities after the Second World War, reconstruction heralded a rethink in the scale of building along with the rise of a novel, state-run form of construction management. The State, requiring vast numbers of homes to be built, set about industrialising the means of production, transforming irrevocably a building sector long wedded to ancestral habits. The result was a particularly French solution: prefabricated concrete. A cross between the hegemony of material and an infatuation with new production methods, this solution made the construction process the designer's central preoccupation. This thesis begins by looking at the position of prefabrication within the discourse of the immediate post-war era. It then considers the impact of foreign influences, especially those of the American "scene", on the modernisation of building methods and techniques. It then considers prefab development diachronically: it shows how, in an early phase (1940-49), a lack of resources stimulated astonishing progress as prefabrication broke away from the metals industry - its traditional partner - and became instead inseparable from the masonry sector; and it highlights the role of prefabrication, during a later phase marked by growing improvement in the nation's economic and material welfare (1949-1955), in the structural paradigm shift that occurred in housing at the turn of the decade

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Colina, Horacio Enrique. "Maitrise de la fissuration de peau du béton : étude géométrique et modelisation." Marne-la-vallée, ENPC, 1992. http://www.theses.fr/1992ENPC9215.

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Abstract:

L'évolution de la fissuration provoquée par le retrait de dessiccation est étudiée expérimentalement sur le béton et sur un matériau modèle: l'argile. Les données de cette évolution sont analysées avec différentes techniques, notamment l'analyse d'images. Cette étude montre que les fissures commencent par des amas non connectés et tendent progressivement vers des réseaux autosimilaires, puis des réseaux à maille homogène. Un effet d'échelle est mis en évidence en ce qui concerne l'espacement entre fissures. Un modèle numérique simple, analogue électrique, prenant en compte l'hétérogénéité du milieu permet de valider certaines des observations expérimentales et d'identifier l'influence de paramètres non mesurés pendant l'expérimentation, tels que l'ouverture et le nombre de fissures. Le rôle du désordre est aussi directement accessible dans le modèle

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Bencheikh, Mohamed. "Connexion acier-béton : comportement au cisaillement et à l'arrachement des ancrages dans le béton à différentes températures de 20 à 550° C." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0055.

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Abstract:

La connexion acier-béton utilisée dans la construction mixte est conçue pour assurer la liaison entre les deux matériaux et transmettre les efforts de cisaillement et;ou de traction à l'interface entre l'élément métallique et le béton. Cette étude a pour but de fournir les lois de comportement de deux types de connecteur sous l'action d'une sollicitation mécanique ; lorsque l'ensemble des matériaux acier et béton est porté en température. De telles lois permettent le dimensionnement des ouvrages vis-à-vis de sollicitations accidentelles (Incendie ou brusque élévation de température). La caractérisation de cette liaison a nécessité la conception de deux dispositifs expérimentaux pour tester les différents types de connecteurs (goujons et plats à boudin) sous des sollicitations de cisaillement ou d'arrachement. Deux types de bétons sont étudiés sous des températures variant de 20 à 550°c. L'identification globale expérimentale de la connexion est complétée par une analyse numérique détaillée de l'arrachement du goujon. Les résultats de l'étude des ancrages par goujons ont permis d'identifier, en fonction de la température, leur comportement à l'arrachement en distinguant: l'adhérence acier-béton, la rupture de cette liaison, ainsi que les déformations du béton et de l'acier au niveau de la tête et le long de l'interface acier béton. Le comportement vis-à-vis du cisaillement de ce type d'ancrage est caractérisé par une courbe effort-glissement non linéaire de rigidité décroissante avec la température. Pour les ancrages par plats à boudin, et au cisaillement est caractérisé

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Imberdis, Claude. "Conception assistée de structures en bois : détermination des assemblages." Besançon, 2001. http://www.theses.fr/2001BESA2011.

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Abstract:

L'activité de conception d'un produit mécanique fait appel à un grand savoir de la part du concepteur, surtout lorsque son métier est avant tout traditionnel et fondé sur la formation par l'apprentissage, comme c'est le cas pour le charpentier. Or, le matériau bois grâce aux nouvelles techniques de transformation permet d'obtenir des produits de hautes performances mécaniques (lamellé-collé, Kerto). Pouvoir fabriquer des éléments de grandes dimensions donne la possibilité aux architectes d'envisager la construction de bâtiments de plus en plus audacieux. Cependant, si les techniques de calcul des éléments entrant dans la constitution du squelette du bâtiment sont aujourd'hui bien maîtrisées, il n'en est pas de même pour la conception des organes de liaison de ces éléments, les assemblages. Constatant un manque manifeste d'outils informatiques pour aider le charpentier dans sa démarche, nous avons développé un logiciel adapté pour y remédier. . .

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Duballet, Romain. "Systèmes constructifs en fabrication additive de matériaux cimentaires." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1011.

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Abstract:

Il s'agit de concevoir des éléments constructifs en matériaux cimentaires en fabrication additive grande échelle. La précision géométrique et la liberté formelle apportées par le procédé d'impression 3D de pâtes de ciment à propriétés variables permet d'envisager une architecture interne de l'ordre du centimètre pour des éléments constructifs à grande échelle (typiquement de l'ordre du mètre). Pour cela il convient d'établir des cahiers des charges pertinents pour ces éléments, au regard des possibilités constructives (procédé), des propriétés atteignables (mécanique, thermique, acoustique) et de l'intérêt qu'ils peuvent présenter à un niveau architectural et industriel. La première partie du travail porte en particulier sur la conception de parois architecturées, réalisant des performances accrues
This work addresses a particular topic of automation in construction called 3D concrete printing, or additive manufacturing of cementitious materials. It proposes new manufacturing techniques, other than casting or projection, making use of programmed robots to progressively bring the material where it needs to be, without traditional moulds. The associated promises are thus waste reduction, speed and versatility. More precisely we focus on extrusion techniques, they are inspired from a rapid prototyping approach called fused deposition modeling that consists in stacking laces of fresh mortar onto each other to form a three dimensional object.With such a technique, it is possible to "print" the walls of a house inside a gantry structure. This is the main idea proposed today, with promises of productivity, speed and labor cost reduction. This gained popularity in the past few years, businesses and academic projects were born all over the world, research being mostly focused on rheology and mortar formulation. The question of actual usage of such techniques is rarely placed at the center of discussion, whereas it is not clear yet how they will penetrate the market, and more importantly which among the many possible printing processes are more suited to be associated with complete building systems.The house printing idea is a direct and metaphoric transposition of the rapid prototyping method to a larger scale. With the current strategies, involving materials with high cement content, printing a single house in the form of straight or slightly curved walls can be seen as an environmental absurdity. To become a real solution to current housing issues, concrete printing has to bring significant innovation. It is not yet clear if productivity increase will be sufficient to do so. However, if new building products, of novel performances, could be made at a reasonable cost with such techniques, they could become a substantial addition to the building industry. The two courses of action are again material composition and geometry. Provided a very "poor" material is printable, massive straight wall houses can become competitive. Otherwise, material consumption can be decreased by printing walls with a complex and light internal structure. In chapter 4 we have proposed a potential solution to make lighter space structures for single house walls. Chapter 5 is dedicated to its prototyping.Apart from housing, the other main fields of application for building systems with robotic extrusion are infrastructures and public works. Some bridges have already been built. Specific underground structures have also been printed and installed in France, see figure below. For those sectors, complex geometrical context and specificity of prefabricated objects can account for 3D printing perhaps more easily than for housing. Surface finish and second work can indeed become less crucial, while productivity gains can be easily obtained.This work is divided in four chapters, and goes from theoretical to experimental. In chapter 2 we try to circumscribe our topic, namely robotic extrusion for automation in construction, through a state of the art report and some definition attempts. Many strategies are indeed possible to print cementitious materials, and can greatly differ in terms of physical phenomena at stake in the material or technology. This brings us to the subsequent question of actual building systems based on such printing processes. In chapter 3 we propose a classification method, to explore some possible approaches. The goal of this work is to shift the current discussion from the "house printing" approach to a generalized understanding of automated building systems with cementitious extrusion

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Dias, de Moraes Poliana. "Influence de la température sur les assemblages bois." Nancy 1, 2003. http://www.theses.fr/2003NAN10157.

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Abstract:

La généralisation de l'utilisation du bois en construction se heurte à des questions concernant la sécurité incendie. Les réglementations imposent une durée de stabilité au feu permettant l'évacuation des locaux et le combat de l'incendie. La résistance au feu des charpentes étant reconnue, l'exigence de stabilité se traduit par un besoin de connaissances sur le comportement au feu des assemblages. Ce travail concerne l'étude du comportement au feu des assemblages bois monotiges. Il est divisé en trois parties: l'influence de la température sur le module d'élasticité en flexion et sur la portance locale; la carbonisation du bois et l'influence d'une tige métallique au sein de ce matériau, puis la modélisation du comportement au feu des assemblages bois monotiges. Les deux premières parties de l'étude ont fourni des données mécaniques et thermiques qui ont permis de mettre en place un modèle simulant le comportement de l'assemblage et sa résistance avant rupture sous l'effet du feu
The more generalized use of wood for building raises concern for fire safety. The current standards require the structure stability for a minimum time to ensure the building evacuation and the fire fight. Considering that the fire endurance of wood is well-known, the stability requirement is mainly reduced to the understanding of the behaviour of wood joints on fire. The aim of this work is to study the behaviour of single-dowel timber joints and it is divided into three parts. The first part is a study of the influence of temperature on the modulus of elasticity and on the embedding strength in a range between 20 and 300 °C. In the second part the wood charring and the influence of a metallic dowel embedded in wood, is studied. In the third part, the fire behaviour of single-dowel wood joints is tackled. The first two studies have provided mechanical and thermal data to allow the development of a model to simulate the joint behaviour and its fire endurance before fracture

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Benboudjema, Farid. "Modélisation des déformations différées du béton sous sollicitations biaxiales : application aux enceintes de confinement de bâtiments réacteurs des centrales nucléaires." Marne-la-Vallée, 2002. http://www.theses.fr/2002MARN0152.

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Abstract:

La prédiction des déformations différées est d’une très grande importance pour l’étude de la durabilité et de l’aptitude au fonctionnement à long terme des structures en béton (ponts, enceintes de confinement de bâtiments réacteurs des centrales nucléaires, etc. ). En effet, elles peuvent être à l’origine de la fissuration, de pertes de précontrainte, d’une redistribution des contraintes et même, plus rarement, de la ruine de l’ouvrage. L’objectif de ce travail est alors de développer des outils de calcul numérique, capable de prédire le comportement différé de structures en béton. Pour cela, un nouveau modèle hydromécanique du béton est développé, intégrant la description des phénomènes de séchage, de retrait, de fluage et de fissuration. La modélisation du retrait de dessiccation est basée sur une approche unifiée du fluage et du retrait. Les modèles de fluage propre et de fluage de dessiccation sont basés sur des mécanismes hysico-chimiques plausibles, se produisant à différentes échelles d’observation de la pâte de ciment. Le modèle de fluage propre est associé à la micro-diffusion de l’eau adsorbée entre la porosité interhydrates et intrahydrates et la porosité capillaire, et au glissement des feuillets de C-S-H à l’échelle des nanopores. Le fluage de dessiccation est induit par la micro-diffusion de l’eau adsorbée à différentes échelles de porosité sous l’effet d’une sollicitation mécanique et hydrique combinée. Le retrait de dessiccation résulte, en effet, de la déformation élastique et différée du squelette solide, sous les effets de la pression capillaire et de la pression de disjonction. Le comportement mécanique du béton fissuré est modélisé en utilisant le formalisme de l’élastoplasticité endommageable orthotrope. La combinaison de ces phénomènes est effectuée dans le cadre de la mécanique des milieux poreux non saturés, en s’appuyant sur le concept des contraintes effectives. Ce modèle a été incorporé dans un code de calcul aux éléments finis. L’analyse du comportement différé d’éprouvettes et de structures en béton et en béton précontraint, soumises à des sollicitations hydriques et mécaniques combinées, est alors présentée
The prediction of delayed strains is of crucial importance for durability and long-term serviceability of concrete structures (bridges, containment vessels of nuclear power plants, etc. ). Indeed, creep and shrinkage cause cracking, losses of pre-stress and redistribution of stresses, and also, rarely, the ruin of the structure. The objective of this work is to develop numerical tools, able to predict the long-term behavior of concrete structures. Thus, a new hydro mechanical model is developed, including the description of drying, shrinkage, creep and cracking phenomena for concrete as a nonsaturated porous medium. The modeling of drying shrinkage is based on an unified approach of creep and shrinkage. Basic and drying creep models are based on relevant chemo-physical mechanisms, which occur at different scales of the cement paste. The basic creep is explicitly related to the micro-diffusion of the adsorbed water between interhydrates and intrahydrates and the capillary pores, and the sliding of the C-S-H gel at the nano-porosity level. The drying creep is induced by the micro-diffusion of the adsorbed water at different scales of the porosity, under the simultaneous effects of drying and mechanical loadings. Drying shrinkage is, therefore, assumed to result from the elastic and delayed response of the solid skeleton, submitted to both capillary and disjoining pressures. Furthermore, the cracking behavior of concrete is described by an orthotropic elastoplastic damage model. The coupling between all these phenomena is performed by using effective stresses which account for both external applied stresses and pore pressures

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Mallat, Amjad. "Phénomènes de dégradation des ouvrages anciens, techniques et matériaux de réhabilitation." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2008. http://www.theses.fr/2008ECAP1111.

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Abstract:

La France compte' aujourd'hui plusieurs centaines de monuments historiques en béton. Ces batiments, qui pour les plus anciens datent de la fin du XIXe siècle, présentent parfois des états de dégradation importants. Il est urgent d'intervenir pour plusieurs d'entre eux. Les matériaux et les techniques de réparation sont nombreux. Leur choix est conditionné par l'état d'avancement des désordres et par la nature des substrats. L'objectif de cette études est une meilleure compréhension des caractéristiques et des comportements physico-chimique et mécanique d'un système complexe constitué d'un substrat (béton ancien dégradé) et d'un mortier de réparation. Dans cette démarche nous pouvons distinguer trois étapes essentielles : l'identification du matériau substrat, ainsi que l'analyse des causes et l'origine de la détérioration afin d'éviter qu'elles ne réapparaissent après la réparation. Le choix du mortier de réparation adéquat qui assurera sa fonction de réparation sans causer des dégradations au béton adjacent. On parle ici d'une compatibilité entre le matériau de réparation et le substrat. La dernière étape est celle de l'étude du système réparé permettant d'identifier l'influence de différents paramètres sur la stabilité et la durabilité de ce système. Pour atteindre nos objectifs, nous avons mis en IJuvre de nombreuses techniques expérimentales physico-chimiques et mécaniques dont les résultats ont permis de répondre aux questions abordées. Nous avons par ailleurs entrepris une étude numérique visant à renforcer les résultats expérimentaux notamment ceux concernant le comportement du système réparé. La connaissance des propriétés physico-chimiques et mécaniques des substrats et des matériaux de réparation, ainsi que les phénomènes agissant sur le comportement du système réparé nous paraissent un préalable indispensable à la cohérence de notre démarche ; cela nous a apporté de nombreux résultats complémentaires, ouvrant probablement la perspective de nouveaux travaux. L'identification des matériaux de base et de réparation, ainsi que le diagnostic des pathologies ont été effectués en utilisant les techniques physico-chimiques classiques d'analyse et d'observation : MEB, CL, DRX, IRTF, ATD/TG, mesure de porosité, mesure de retrait, etc. La caratérisation de leurs comportements mécaniques s'est appuyée sur des essais de flexion trois points et des essais de compression et de traction uniaxiales. Le choix de ces essais était motivé par la volonté d'appréhender l'évolution de leur comportement à la fois sous sollicitations de type traction et compression. Ces essais ont été définis dans la perspective d'étudier leur comportement mécanique et de caractériser "proprement"leur endommagement. Enfin, nous avons mis au point des essais de traction post-pic dans le but d'étudier la réponse complète en traction des mortiers étudiés. Bien que le manque de temps ne nous ait pas permis de mener à bien leur étude systématique sous ce type de sollicitation, Les résultats probants obtenus sur deux mortiers renforcés aux fibres et un mortier classique ont montré la faisabilité et la fiabilité de ces essais sur les matériaux cimentaires. L'étude du comportment mécanique des éprouvettes composites substrat-mortier de réparation a permis à la fois de dévoiler l'influence de différents paramètres sur le comportement du système réparé et de définir un protocole d'interventtion permettant la réalisation de réparations efficaces et durables. Des essais de compression-cisaillement, de flexion trois points et de traction sur éprouvettes composites substrat-mortier de réparation ont été réalisées. Plusieurs comportements ont été observés dont nous avons proposé les interprétations. L'effet du retrait empêché sur le comportement de l'élément réparé a été simulé à l'aide du code de calcul par éléments finis ABAQUS en se basant sur les résultats expérimentaux obtenus. Nous en avons pu étudier l'influence de différents paramètres tels que l'épaisseur de la couche de réparation, et leur conséquence sur le comportement de l'élément subissant le retrait. Des recommandations pour des réparations durables sont enfin proposées.

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Dubé, Jean-François. "Modélisation simplifiée et comportement visco-endomageable des structures en béton : applications aux séismes et aux choc des ouvrages en béton armé." Cachan, Ecole normale supérieure, 1994. http://www.theses.fr/1994DENS0021.

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Abstract:

Les développements récents des moyens informatiques permettent d'appréhender le calcul des structures sous chargement complexes en utilisant des modèles de comportements réalistes. Malgré tout les calculs e. F. Classiques, utiles pour la vérification des ouvrages, sont encore lourds à manipuler et ne répondent pas toujours aux exigences de la conception. Dans ce contexte le travail réalisé porte sur l'étude d'une modélisation simplifiée du calcul des structures en béton arme. Les bases de cet outil sont: une description éléments finis multicouche de la structure, un modèle d'endommagement a caractère unilatéral, l'introduction des distorsions liées au cisaillement. Cette modélisation est développée dans le cadre du programme expérimental CASSBA ce qui permet d'apprécier son champ d'application pour le calcul dynamique des bâtiments. Enfin la réponse aux chocs des ouvrages est abordée par l'élaboration et l'implantation d'un modèle de comportement visco-endommageable de conception classique. L'utilité d'un tel modèle est montrée pour la modélisation de l'influence de la vitesse de chargement sur le comportement du matériau ainsi que pour le caractère stabilisant sur réponse numérique des calculs de structures soumises a un choc

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Istanbouli, Ali. "Etude et optimisation des cycles Gros-œuvre pour la réalisation des bâtiments en béton armé." Chambéry, 2004. http://www.theses.fr/2004CHAMS010.

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Pour qu'un planning soit utile lors de la réalisation du chantier, celui-ci doit intégrer mieux qu'actuellement les conditions de l'éxécution et du travail efféctué. La bonne productivité et la rentabilité d'un chantier de construction dépendent considérablement du planning du cycle de réalisation du gros-oeuvre et de la rotation des matériels de coffrage qui en résulte. Le cycle gros-oeuvre correspond à la période de réalisation des ouvrages verticaux et horizontaux d'un étage courant, cycle pouvant se répéter à chaque niveau. Le planning du cycle est contrôlé par de nombreuses contraintes techniques. Certaines contraintes appélées "contraintes verticales" contrôlent la réalisation des ouvrages verticaux (voiles, poteaux, poutres, etc. ) par rapport à celle des ouvrages horizontaux (zones plancher) du même niveau. D'autres contraintes appelées "contraintes horizontales" contrôlent la réalisation d'ouvrages verticaux d'un même niveau entre eux. La définition du cycle est actuellement effectuée manuellement par des ingénieurs expérimentés capables d'intégrer rapidement les multiples containtes d'éxécution à prendre en compte. Ce travail complexe est long et difficile. Une seule solution est généralement construite si bien que rentabilité et marge financière du chantier en découlent sans réelle possibilité d'optimisation
A plan which is to be useful for a process in the future should be a forecast of the best way to carry out that process. In mulit-storey building this objective is usually achieved by the efficient use of resoureces and depends on the definition of an appropriate plan of repetitive cycle (typical floor network). The typical floor network involves idnetical activities repeated consecutively from one floor to the next. The sequence of works in this type of construction is controlled by many technical constraints. Some of thesconstraints are between works executed on the same stage (horozontal constraints), and some of them are between works executed on different stages (vertical constraints)

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Fichant, Stéphanie. "Endommagement et anisotropie induite du béton de structures : modélisations approchées." Cachan, Ecole normale supérieure, 1996. http://www.theses.fr/1996DENS0015.

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Abstract:

Les modèles d'endommagement ont fait l'objet de nombreuses études ces dernières années. En effet, une fois implantes dans un code de calcul, ils permettent de prédire l'état d'endommagement d'une structure sous chargement. Ces modèles peuvent se décliner en une version isotrope ou anisotrope. Dans ce document, nous nous sommes attaches à construire une classe de modèles allant du modèle d'endommagement isotrope à celui anisotrope (le plus général possible). Ce modèle reproduit certaines caractéristiques physiques observées expérimentalement sur les matériaux adoucissants tel que le béton. La méthode de décomposition de l'endommagement sur des microplans permet de décliner le même type de modèle en une version isotrope et une version anisotrope. Cette méthode est basée sur l'établissement des lois de comportement sur les microplans. Afin de voir l'influence de l'anisotropie induite par endommagement sur le comportement mécanique du béton, notre modèle a été implante dans un code éléments finis puis teste sur des exemples précis de la littérature.

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El, Hachem Ibrahim Rana. "Etude multi-critères de la dégradation des matériaux cimentaires par l'attaque sulfatique externe." Ecole centrale de Nantes, 2010. http://www.theses.fr/2010ECDN0027.

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Abstract:

La durabilité est devenue un critère important à prendre en compte lors de la conception d’une structure en béton. Tout particulièrement celles construites en milieux aqueux agressifs et soumises aux attaques chimiques tels que les sulfates qui sont connus pour leur pouvoir destructif sur les matériaux cimentaires. L’objectif de ce travail est d’établir un essai représentatif du cas réel et de proposer une étude pertinente afin d’évaluer les paramètres influençant la performance des matériaux cimentaires soumis à une attaque sulfatique externe (ASE). Dans ce cadre, on s’est intéressé aux conditions d’exposition comme la concentration en sulfates de la solution environnante, le temps d’exposition et le pré-conditionnement ainsi qu’aux paramètres liés aux propriétés du matériau comme le type de ciment, les propriétés de la matrice cimentaire, les conditions de cure et les additions minérales. Les différentes mesures originales et analyses (MEB, ATG, Porosimétrie) ont montré que le gypse peut avoir un caractère destructif et expansif au même titre que l’ettringite. Aussi, le degré de saturation a une influence significative sur la cinétique et sur le scénario de la dégradation. Afin de comprendre le mécanisme de dégradation et de suivre le comportement du matériau tout au long du processus de l’attaque, nous avons eu recours à la modélisation numérique du phénomène. On propose une amélioration du modèle Tixier & Mobasher notamment au niveau de la prise en compte de l’endommagement. Ce modèle a été implémenté par la suite dans le code de calcul par éléments finis ‘Comsol Multiphysics afin de suivre la propagation du front de la concentration et de la dégradation. Les résultats numériques sur la diffusion des sulfates et la formation des produits expansifs sont prometteurs
Durability became an important criterion to take into account when designing concrete structures. Particularly those built in aggressive aqueous media and subjected to chemical attacks such as sulphates, which are known for their destructive ability on cementitious materials. The objective of this work is to establish a representative test for the field conditions and to propose a relevant study to evaluate the effect of these parameters on the performance of cementitious materials subjected to an external sulphate attack (ESA). In this frame, we focused on the exposure’s conditions like the sulphate concentration of the surrounding solution, the exposure time and pre-conditioning, and we will study the parameters related to the material properties such as the type of cement, the properties of the cement matrix, the curing conditions and the mineral additions. The different measures and analyses (SEM, TGA, Porosimetry) show that gypsum has a destructive and expansive character as well as ettringite. The saturation degree has also an important influence on the kinetics and on the degradation scenario. In order to understand the degradation mechanism and analyse the behaviour of the material throughout the attack, we propose the numerical modelling of the phenomenon. We propose an improvement for Tixier & Mobasher model on the damage level. This model is then implemented in Comsol Multiphysics’, finite element software to follow the propagation of the concentration and degradation fronts. These numerical results on sulphate diffusion and expansive product formation are promising

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Xuefeng, Wu. "Modélisation numérique de la fissuration du béton à partir d'une approche probabiliste." Marne-la-vallée, ENPC, 1991. http://www.theses.fr/1991ENPC9118.

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Abstract:

Le but de ce travail est d'élaborer une modélisation numérique de la fissuration du béton en tenant compte de l'heterogeneite du matériau. On modélise de manière explicite cette heterogeneite vis-à-vis de la constitution et de l'apparition des fissures par des valeurs aléatoires, et décrit les micro- et macro fissures comme des discontinuités cinématiques. On aboutit a une modélisation, que l'on espère, objective donnant des résultats qui soient peu dépendant du maillage adopte. Ce modèle nous permet de décrire plus pertinemment le processus de fissuration du béton et de donner des informations précises concernant l'ouverture et la position des fissures, ce qui intéresse les ingénieurs du génie civil pour faire un diagnostic de l'état de l'ouvrage endommage. Les résultats numériques obtenus couvrent le domaine des structures en béton, béton arme et béton de fibres. Une grande série d'essais de traction directe a été réalisée sur trois types de bétons pour déterminer les fonctions de distribution de la résistance à la traction et du module d'young en fonction du volume de matériau. Cette étude nous a permis de proposer des expressions analytiques assez générales qui tentent d'accéder aux fonctions de distribution des résistances à la traction, a partir de la résistance en compression, pour n'importe quel type de béton

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Ostrowski, Christopher. "Auscultation des ouvrages en béton par thermographie infrarouge active et passive." Artois, 2005. http://www.theses.fr/2005ARTO0210.

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Abstract:

Dans un premier temps, nous proposons, à partir d’un dispositif électrique qui permet par effet Joule d’élever en température les aciers de construction, de détecter le tracé des câbles de précontrainte et des vides d’injection ainsi que de caractériser la diffusivité thermique du béton d’enrobage par thermographie infrarouge active. Dans un deuxième temps, nous présentons une étude sur la localisation géo-référencée de cavités sous un ouvrage en béton par thermographie infrarouge passive. Tout d’abord, sur la base d’un modèle numérique en différences finies utilisant un schéma ADI , une étude comparative est réalisée sur la détection des câbles par contraste et par thermographie à phase pulsée (TPP). Dans l’étude expérimentale réalisée sur des spécimens de poutre précontrainte, nous montrons que la TPP améliore, grâce à l’analyse des images des déphasages fréquentielles, la détection des câbles lorsque le béton d’enrobage est dégradé ainsi qu’en présence de vides d’injection. A partir des mêmes données expérimentales, la caractérisation du béton d’enrobage sain et un béton dégradé est réalisée à l’aide d’une méthode inverse. Les résultats montrent que les diffusivités thermiques estimées sont proches de celles mesurées en laboratoire. En ce qui concerne la démarche d’une localisation géo-réféncée de cavités dans un ouvrage de grande taille, une méthodologie basée sur une étude bi-temporelle est présentée. Les résultats montrent une concordance importante des anomalies thermiques relevées en surface et la présence de cavités observées en sous face de l’ouvrage
This work deals with the study of infrared thermography as a non destructive testing method in order to detect defect in concrete buildings. First time, the aim is to detect tendons and empty duct and characterise the thermal diffusivity of reinforced concrete by active thermography. Pulsed Phase Thermography (PPT) is used to increase the detection by the analyse of phase images in low frequencies. The thermal diffusivity is identified by iterative inverse method Gauss Seidel and numerical model. This method minimise the sum of a least square function defined as the difference between measurements and a model results. Based on an exhaustive study of sensitive coefficients, the experimental mode is optimally designed. Second time, by passive thermography, we try to detect flaws under concrete slabs using time sequential thermography. To obtain accuracy location, the thermal images are associated to a topographical reference

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Ragueneau, Frédéric. "Fonctionnement dynamique des structures en béton : influence des comportements hystériques locaux." Cachan, Ecole normale supérieure, 1999. http://www.theses.fr/1999DENS0001.

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Abstract:

Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse portent sur la modélisation et la compréhension du comportement des structures en béton soumises à des chargements de type cyclique et dynamique. Le programme expérimental camus (maquette de bâtiment a échelle 1/3), réalisé sur la table sismique du CEA-Saclay, nous a permis, par une confrontation avec des simulations numériques, de mettre en avant les deux points sensibles du calcul que sont : la prise en compte physique des phénomènes d'amortissement ainsi que la détermination objective d'un critère de ruine sur structure. Afin d'améliorer la prédiction des calculs numériques, le présent travail tente de diminuer l'importance d'une matrice globale d'amortissement au profit d'une représentation locale des dissipations. Ainsi l'hystérésis du matériau, dérivant du frottement entre lèvres de fissures, est décrite par un couplage entre le niveau d'endommagement et la présence de contraintes de frottement sur les plans de décohésion. Ce modèle local, établi dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles, permet de relocaliser la dissipation dans les zones sollicitées et de la corréler au niveau de fissuration. L'implantation numérique du modèle a été réalisée dans un code ef de type poutre multicouches et validée sur des essais de flexion 3 points sur poutres en béton arme. La prise en compte d'un critère de ruine nous a conduits à la question de la localisation des déformations dans des contextes de dynamique lente et rapide. Dans ce but, un modèle visco-endommageable a été implante dans un code de dynamique explicite tridimensionnel permettant de traiter ce problème pour des chargements a grande vitesse de déformation.

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Delhumeau, Gwenaël. "Hennebique et la construction en béton armé, 1892-1914 : des brevets aux matériaux." Paris 4, 1994. http://www.theses.fr/1995PA040184.

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Abstract:

Cette thèse en Histoire de l'art, réalisée sous la direction de B. Foucart, porte sur l'histoire de la construction en béton armé avant la Première Guerre mondiale, et plus spécifiquement sur l'activité de la firme Hennebique dont l'essor est étroitement lié à celui du matériau. Promoteur en 1892 d'un nouveau système de construction, François Hennebique (1842-1921) se trouve en effet, à la fin du siècle, à la tête d'une puissance firme d'ingénierie, véritable multinationale, qui ne cesse de croitre jusqu'à 1914. L'ampleur de l'organisation qu'il met en place afin de diffuser ses brevets, le nombre et la variété des ouvrages qu'il réalise à travers le monde, la notoriété, enfin, de sa maison le démarquent nettement de ses concurrents. Cependant, malgré cette renommée, l'œuvre d'Hennebique n'a, jusqu'à présent, été qu'effleurée par les chercheurs : le déverrouillage récent des archives de la société béton armé Hennebique nous a permis d'étudier de manière approfondie les multiples aspects de l'activité de la firme, éclairant ainsi, de manière plus générale, le développement de l'emploi du nouveau matériau qu'est, au tournant du siècle, le béton armé. Nous avons cherché, dans le cadre de cette thèse, à porter un regard nouveau sur l'évolution de la notion de "système constructif" vers celle d'un "matériau" accédant progressivement à son autonomie. Ce travail consiste, à partir de la plateforme d'observation qu'est l'entreprise Hennebique, à mieux cerner la place et le rôle des principaux acteurs (entrepreneurs, architectes, ingénieurs) de cette transformation qui conditionne l'histoire du béton armé.

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Ayed, Abderrahmen. "Méthode d'étude mécanique et physico-chimique de l'interface acier béton." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30329.

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Abstract:

Une procedure experimentale permettant de coupler des investigations physico-chimiques et mecanique est mise au point puis utilisee pour suivre l'evolution des caracteristiques de la liaison acier-beton en fonction du temps et sous l'influence d'actions endogenes et exogenes. Le modele experimental est une eprouvette mixte constituee de deux matrices de mortier separees par une plaque d'acier, a l'etat de surface maitrise. L'inclinaison de la plaque par rapport a l'axe longitudinal de l'eprouvette mixte est variable, ce qui permet d'obtenir, avec un effort axial impose, plusieurs combinaisons de contraintes normales et tangentielles dans la zone de contact acier beton. La premiere partie de ce travail est consacree d'une part a l'etude theorique du champ des contraintes a l'interface du modele propose, et d'autre part a une verification experimentale effectuee sur une eprouvette instrumentee par des jauges de deformations. Dans la seconde partie le modele experimental est utilise pour suivre l'evolution de la liaison acier-beton d'eprouvettes comportant des plaques metalliques presentant divers etats de surface. Apres rupture l'interface metal beton est analysee par diffractometrie des rayons x, par microsonde electronique, et observee par microscope electronique a balayage. Les resultats obtenus montrent que l'etat de surface de la plaque et la formation des composes d'interaction, lorsque le metal reagit avec le ciment, se traduisent par une modification de la resistance mecanique de la liaison. La meme procedure est appliquee a des eprouvettes soumises pendant un temps significatif a une action couplee mecanique et chimique. Les premiers resultats montrent qu'a long terme la liaison pourrait etre alteree

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Hamouine, Abdelmadjid. "Contribution à l'étude de l'adhérence acier-béton de hautes performances." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0009.

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Abstract:

L'objectif principal de notre travail est de contribuer a l'etude des caracteristiques de la liaison d'adherence entre les barres d'acier et le beton de hautes performances. Ce beton est obtenu par l'introduction d'une poudre appelee fumee de silice condensee en association avec un fluidifiant (polymelamine). Nous avons mene nos travaux sur deux types d'essai d'adherence en distinguant les deux aspects essentiels du role joue par la liaison armature-beton (adherence-ancrage et adherence-fissuration). Dans la premiere partie nous avons fait varier les parametres entrant en jeu dans la liaison acier-beton (longueur d'enrobage, diametre de la barre, resistance du beton d'enrobage, rugosite de la barre), les resultats de cette etude nous ont permis de mettre en evidence le role des parametres constitutifs de la liaison acier-beton, dont nous avons pu deduire les lois definissant les variations de la contrainte tangentielle moyenne en fonction du glissement relatif de la barre. Dans la deuxieme partie nous avons analyse les performances de l'adherence-fissuration en les evaluant caracteristiques de fissuration du beton d'enrobage (espacement et ouverture des fissures). Une etude comparative a ete realisee entre des tirants en beton de hautes performances et beton ordinaire, pour apprecier l'effet produit sur l'espacement et l'ouverture des fissures par une augmentation de resistance et de rigidite du beton constitutif du tirant

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Ulm, Franz-Josef. "Modélisation élastoplastique avec endommagement du béton de structure. Application aux calculs statiques et dynamiques de structures en béton armé et béton précontraint." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529366.

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Abstract:

Le but de cette thèse est l'étude prédictive par calcul aux éléments finis des effets de la fissuration à l'échelle de structures en béton armé et précontraint soumises à des chargements statiques, cycliques et dynamiques. Il s'agit d'une part de préciser les lois de comportement des matériaux constitutifs de ces structures, et d'autre part de développer des outils numériques adaptés. Pour la modélisation du comportement du béton, un modèle du comportement macroscopique est présenté, couplant la plasticité à l'endommagement. Pour la partie plastique, il s'agit d'adapter la loi élastoplastique au comportement spécifique du béton. La (micro)fissuration du matériau est représentée à l'échelle macroscopique en termes de déformations plastiques, et l'apparition et l'évolution du dommage par l'évolution de variables plastiques. En particulier, la porosité plastique modélise la variation irréversible de l'espace poreux connecté créé par (micro)fissuration. Cette signification physique est à la base du couplage phénoménologique de la plasticité et de l'endommagement : les effets du dommage sont modélisés par une variation des caractéristiques élastiques fonction de la variable d'endommagement choisie : la porosité plastique. Cette loi de comportement est utilisée au sein d'un élément fini particulier : l'élément poutre multifibre, issu de l'extension des approches multicouches au cas tridimensionnel. L'outil numérique développé permet de prendre en compte des phénomènes non-linéaires tant matériels que géométriques dans l'analyse de structures à poutres sous des chargement divers avec un temps de calcul raisonnable. Pour l'application au cas des structures en béton précontraint, la formulation prend en compte des déplacements relatifs (glissement) entre câble précontraint et béton : la précontrainte est traitée comme un problème de condition aux limites à l'interface acier-béton. Ces développements sont mis en oeuvre dans un code de calcul par éléments finis. Au travers d'exemples d'applications numériques, le domaine d'application et les limites des outils proposés sont précisés. Ces outils se veulent une aide à la conception pour les ingénieurs, dans les études prédictives des effets du dommage à l'échelle des structures.

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Fakri, Abdennasser. "Conception, modélisation et simulation de la structure compliante passive DCR pour robot d'assemblage." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0037.

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Abstract:

Parmi les tâches manu facturières, les opérations d ' assemblage apparaissent comme les plus délicates à robotiser. La première partie de ce mémoire présente une réflexion générale sur ce problème et établit l'état de l'art en la matière, sous la forme d'une classification que nous avons souhaitée la plus systématique possible et la plus exhaustive. Cette réflexion nous a conduit à imaginer un dispositif compliant passif original doté de deux centres de rotation , désigné sous l’appellation de système OCR-LAI. La seconde partie de notre mémoire est consacrée à la description de cette structure compliante et de son principe de fonctionnement, ainsi qu’à la présentation de résultats expérimentaux portant sur la mesure des contraintes développées lors d'un test-type d 'insertion. L' analyse de ces résultats a permis de conforter nos hypothèses et à mettre en évidence les particularités de fonctionnement du dispositif. La dernière partie du. Mémoire fournit un modèle mathématique du comportement, géométrique puis dynamique, de la structure compliante, qui permet de suivre par simulation l'évolution des contraintes de contact goupille -alésage en cours d'insertion. Cette modélisation est destinée à servir d'aide à la décision l ors du choix d'un organe compliant de ce type en regard des caractéristiques des pièces à assembler
Amongst manufacturing tasks, assembly operations seem to be the most ticklish to robotize. The first part of this dissertation presents general considerations on that problem and gives the state of the art on the subject, under a classification form, which we wanted as systematic as possible and the most exhaustive. These considerations lead us to conceive a n original passive compliant device, provided with two rotations centres, which we called "DCR-LAI system". The second part of our thesis i s devoted to the description of that compliant structure and its working principles. We also give some experimental results related to measures of constraints appearing during a given example of insertion. The analysis of these results allows us to verify our hypothesis, and shows the working particularities of our device. The last part of our thesis gives a mathematical model of geometrical and dynamical behaviour of our compliant structure, which permits the simulation , of the evolution of contact constraints between pin and bore during insertion. Such a simulation may be used as a decision and for the choice of a compliant device with regards to characteristics of parts to assemble

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Ouglova, Anna. "Etude du comportement mécanique des structures en béton armé atteintes par la corrosion." Cachan, Ecole normale supérieure, 2004. http://www.theses.fr/2004DENS0034.

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Abstract:

Dans les ouvrages du Génie Civil, l'acier est couvert par un film protecteur constitué d'oxydes de fer. Une pénétration des agents agressifs externes peut déstabiliser ce film et provoquer l'initiation de la corrosion. Lorsque la couche des oxydes s'épaissit du fait de la corrosion métallique une réduction de la section d'acier, une perte de ductilité, une perte d'adhérence ou une fissuration du béton peuvent se produire. La capacité portante diminue et le mécanisme de ruine des éléments d'ouvrage peut changer. Le besoin est alors de comprendre des mécanismes de la corrosion afin de réaliser une ré-évaluation de la durée de vie des ouvrages en béton armé soumis à la corrosion
In the reinforced concrete structures, by nature, the reinforcing steel is covered with a protective film consisted of iron oxides. Penetration of aggressive externat agents can destabilize the film and initiale corrosion. When the layer of corrosion products grows around of the steel, loss of the rebat cross-section which is transformed into rust, decrease of rebat ductility, cracking and delamination of the concrete and loss of bond between concrete and reinforcement can be observed. The mechanical load capacity decreases and the ruin mechanism of concrete structures can change. The necessity is Io understand phenomena due to corrosion in order to perform a re-evaluation of the service lifetime of the reinforced concrete structures attacked by the corrosion

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Ketata, Mahmoud. "Construction d'un modèle élastique fragile anisotrope endommagé en traction-torsion." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1991. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1451_mketata.pdf.

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Abstract:

Le comportement du béton peut être en première approximation décrit par un modèle élastique fragile endommagé. Il présente une anisotropie matérielle induite qui dépend surtout du chemin de chargement. Un tenseur du second ordre symétrique D est utilisé pour représenter l'évolution anisotrope de l'endommagement. Nous partons d'une écriture basée sur la notion des contraintes effectives qu'on applique dans un cas de sollicitation en traction torsion. L'obtention d'un modèle de comportement symétrique entre traction et compression conduit à proposer d'autres formes de représentation des contraintes effectives contenant le signe des contraintes principales et une seconde variable d'endommagement scalaire D permettant ainsi à l'endommagement d'agir différemment en traction et en compression

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Medjahed, Djafer. "Comportement mécanique des assemblages tubes sur sphères en construction métallique : calcul numérique et validation expérimentale." Université Robert Schuman (Strasbourg) (1971-2008), 1997. http://www.theses.fr/1997STR30005.

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L'utilisation de sphères creuses en acier constitue une alternative intéressante à la réalisation d'assemblages en construction tubulaire. Relativement aux problèmes de conception et/ou aux exigences liées au contrôle des ouvrages, le comportement de tels assemblages est toutefois mal connu. Le présent travail s'intéresse à ce problème dans le cas d'assemblages tube/sphère sous sollicitations quasi-statiques d'effort normal et de flexion. Une campagne d'expérimentation en vraie grandeur, associée à une simulation par éléments finis en élastoplasticité, permet d'abord de mettre en évidence les principaux aspects phénoménologiques du comportement d'un assemblage jusqu'à la ruine. L'influence des principaux paramètres significatifs sur le comportement mécanique a été examinée. L'analyse détaillée de la réponse élastoplastique d'un assemblage met en évidence des propriétés spécifiques de continuité et de progressivité des déformations dont la localisation suggère la possibilité d'une interprétation du comportement à la ruine par les techniques de l'analyse limite appliquées aux coques de révolution. On propose alors un modèle de calcul prévisionnel des charges ultimes de résistance à l'effort axial ou à la flexion par l'approche cinématique. La validité de la méthode proposée est montrée sur un ensemble de configurations dont les paramètres géométriques correspondent à des situations courantes en construction métallique
This research work deals with some aspects of the mechanical behaviour of a welded steel connection between a circular cross section element and a hollow steel sphere which is to be used in future steel constructions. The problem has not been studied yet and there are consequently needs in design recommandations for the assembly as part of a structure under predominant loading. Our approach in meeting this consists of a limited series of laboratory tests and a parametric numerical analysis using the finite element method. The results obtained by means of numerical modelling show good agreement with experimental results under both axial compression loading and bending moment until the maximum carrying load is reached. Tests show that failure occurs without cracking and is due to developping plastic strain near the joint of the connection. After analysing the stress distribution the finite element model, it was concluded that a suspected failure mechanism may be worked out by means of the limit analysis of shells of revolution. Based on the kinematical theorem a model is proposed in ordered to predict the limit load under compressive axial force and bending moment for a given configuration of the connection. Calculated limit load by the proposed formulae agreed quite well with experimental and numerical results

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Phan, Thanh Song. "Modélisation numérique de l'interface acier-béton : application au comportement des structures en béton renforcées par des aciers plats crantés." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00788282.

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Abstract:

Depuis plusieurs années, la société MATIERE développe un nouveau type de renforcement des structures en béton reposant sur l'utilisation d'aciers plats crantés en substitution des aciers ronds à haute adhérence habituellement utilisés. Ce travail entre dans le cadre du programme de Recherche - Développement des techniques couvertes par les brevets de M. Marcel MATIERE. L'intérêt de ces nouveaux aciers plats crantés réside principalement dans leur géométrie qui permet d'envisager de nouvelles dispositions constructives associées à un gain sur l'épaisseur de béton, notamment au niveau de l'enrobage. Ces aciers sont principalement destinés aux éléments de type dalle ou aux voiles minces où ils permettront de réaliser les économies de béton les plus significatives. Cependant, aucune norme ou règlement ne prend en compte, à ce jour, ces nouveaux aciers. Une étude scientifique validée, principalement basée sur la modélisation numérique, s'est avérée nécessaire pour d'une part modéliser et comprendre l'interaction entre l'acier plat et le béton et, d'autre part, pour justifier que les méthodes de calcul traditionnelles restent applicables à ce genre de renforcement. Dans le cadre de la problématique de la fissuration, une stratégie de modélisation reposant sur une approche probabiliste multi-échelles a été développée. Cette approche multi-échelles ne consiste pas à développer une modélisation qui inclut, dans son formalisme, toutes les échelles, depuis l'échelle très locale jusqu'à l'échelle globale (une structure complète), mais à développer une panoplie de modélisations qui apportent des informations pertinences à l'échelle d'analyse choisie. Quelle que soit l'échelle considérée, la modélisation est succeptible de donner des informations sur l'ouverture et l'espacement de fissures. L'aspect probabiliste est essentiellement lié à l'hétérogénéité du matériau béton. Les modèles développés permettent aussi de tenir compte des effets d'échelle, propres aux matériaux hétérogènes, qui jouent un rôle prépondérant dans le comportement des structures en béton. Le travail de recherche a donc consisté à développer des outils de modélisation du comportement d'interface en parfaite cohérence avec l'échelle de modélisation des phénomènes envisagés, notamment au regard des processus de fissuration des structures renforcées par aciers plats. La démarche scientifique s'est appuyée sur une identification des paramètres de la modélisation par analyse inverse effectuée sur la base de résultats d'essais expérimentaux réalisés sur de grands tirants en béton armé par aciers plats. Les outils de modélisation ont ensuite été validés sur des modélisations du comportement en flexion de poutres-dalles de grandes dimensions comparées à des résultats d'essais expérimentaux. L'ensemble des essais expérimentaux, nécessaires à cette étude, ont été réalisés par Polytech' Clermont à la demande de l'entreprise MATIERE

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Arsenault, Guillaume. "ÉTUDE DIAGNOSTIQUE D'UNE STRUCTURE EN BÉTON, PRÉCONTRAINTE PAR POST-TENSION." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27528/27528.pdf.

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Abstract:

Le présent mémoire est issu d’une collaboration entre le Ministère des Transports du Québec (MTQ) et le Centre de Recherche sur les Infrastructures en Béton (CRIB) de l’Université Laval lors du réaménagement de l’échangeur Dufferin-Montmorency. La démolition de certaines structures dont la vie utile n’était pas à terme a permis de recueillir une grande quantité d’informations sur l’état d’une structure en béton précontraint du réseau autoroutier québécois. Dans le 5ième chapitre, on y regroupe les observations particulières sur les éléments de précontrainte qui sont habituellement inaccessibles pour l’inspection. Dans le 7ième chapitre, on propose une classification des conditions d’exposition des divers éléments structuraux investigués ainsi qu’une technique numérique pour la prédiction du temps nécessaire avant l’initiation de la corrosion. Les 8ième et 9ième chapitres regroupent les discussions sur l’état de cette structure qui a la particularité d’avoir une portion n’ayant jamais été mise en service.
This work has been possible due to collaboration between the Ministère des Transports du Québec and the Centre de Recherche sur les Infrastructures en Béton de Université Laval at the restructuration of Dufferin-Montmorency overpass. The demolition of structures that haven’t reached their total service life time allowed the production of a great quantity of information on a prestressed structure of the Quebecer road network. In chapter 5, observations on prestressed structures have been grouped. This kind of information is, most of time, unavailable on an existing structure due to impossible inspection. In chapter 7, a classification of different exposure conditions of the inspected structural elements is showed as well as a numerical technique for predicting the time before corrosion starts. The last two chapters relate discussions on the actual state of this structure which is particular because one section has never been exposed to traffic.

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Dissertations / Theses on the topic 'Construction en béton – Assemblages'

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