Etude de renforcement des poutres de beton arme par matériaux composites
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Date
2021
Authors
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Publisher
Université Oum El Bouaghi
Abstract
Ces dernières années, le renforcement des structures en béton armé en utilisant les matériaux composites a suscité l'intérêt de plusieurs chercheurs. Ceci a cause au besoin croissant de renforcement, réparations et réhabilitations. Ces matériaux représentent une alternative captivante aux procédés de renforcement et de réparation conventionnels. En effet, cette activité de recherche a permis de développer plusieurs techniques de renforcement afin de mieux exploiter l'avantage de ces matériaux.
Lors de cette recherche une étude numérique et analytique portant sur le comportement des poutres en béton armé renforcée par matériaux composites soumises à la flexion est présentée. Les trois techniques de renforcement EBR, NSM et SNSM ont été utilisées. L'objectif de cette étude en premier lieu est la mise en place d'un modèle analytique et un autre numérique moyennant le logiciel ABAQUS, dans le but de prédire le comportement des poutres étudiées. En deuxième lieu, c'est de comparer le comportement des trois techniques en étudiant leurs capacités flexionnelles leurs ductilités ainsi que leurs modes de ruptures.
A la lumière des résultats obtenus, les deux modèles ont montré qu'il est capable de prédire avec une bonne cohérence le comportement des poutres renforcées selon les trois techniques comparativement à la poutre témoin. Par la suite, les résultats ont été comparés aux travaux expérimentaux issues de la littérature. En outre, et en termes de capacité flexionnelle, une augmentation d'environ 170 % a été constatée, aussi qu'une diminution en termes de ductilité d'environ 40 à 47 % pour l'ensemble des poutres renforcées selon EBR et NSM. Contrairement aux poutres renforcées selon la technique SNSM où la ductilité est mieux conservée avec uniquement 27 % de perte. Par ailleurs, l'étude paramétrique a mis l'accent sur l'influence positif de l'augmentation de la résistance du béton, du taux de renforcement et de la longueur du renfort en matière de capacité flexionnelle. Par la même, il a été observé que les fibres de verre ont permis d'éviter un mode de rupture brusque pour l'NSM
Enfin, des modes de rupture brusque et brutales ont été enregistrées pour les poutres renforcées par les techniques EBR et NSM. Tandis que pour les poutres renforcées par la technique SNSM une rupture flexionnelle (écrasement du béton comprimé et plastification des armatures) est constatée.
In recent years the reinforcement of reinforced concrete structures using composite materials has aroused the interest of several researchers. This is due to the increasing need for reinforcement, repairs and rehabilitation. This material has emerged as an exciting alternative to conventional reinforcement and repair processes. Indeed, this research activity has allowed the development of several reinforcement techniques to better exploit the advantage of this material.
During this research, a numerical and analytical study of the behaviour of composite reinforced concrete beams subjected to bending is presented. The three reinforcement techniques EBR, NSM and SNSM were used. The objective of this study is first to set up an analytical and a numerical model using the ABAQUS software in order to predict the behaviour of the studied beams. Secondly, it is to compare the behaviour of the three techniques by studying their flexural capacities and ductility's as well as their failure modes.
In the light of the results obtained, the two models have shown that it is able to predict with a good consistency the behaviour of the reinforced beams according to the three techniques in comparison to the control beam. Subsequently, the results were compared with experimental literature. In addition, and in terms of flexural capacity, an increase of about 170% was found, as well as a decrease in ductility of about 40-47% for all reinforced beams according to RBE and NSM. In contrast to beams reinforced according to SNSM, where the ductility is better preserved with only 27% loss. In addition, the parametric study emphasized the positive influence of the increase in concrete strength, reinforcement ratio and the languor in terms of flexural capacity. By the same token, it was observed that glass fibers avoided a mode of abrupt failure in SNSM.
Finally, abrupt and abrupt failure modes were recorded for beams reinforced by RBE and NSM techniques. While for beams reinforced by the SNSM technique a bending failure (crushing of the compressed concrete and plasticization of the reinforcements) was observed
Description
Keywords
Renforcement, Flexion, Mode de rupture