Étude sur le comportement sismique des murs de refend et des colonnes en béton armé avec une armature hybride (barres en PRF et d'acier)
- Date :
- Cet événement est passé.
- Type :
- Soutenance de thèse
- Lieu :
- Par la plateforme Teams
Description :
Doctorant: Rui Hu
Directeur de recherche: Brahim Benmokrane
Directeur de recherche (Chine): Zhi Fang
Président du jury: À être confirmé
Résumé: Les matériaux polymères renforcés de fibres (PRF) ont été largement appliqués dans l’ingénierie structurelle en raison de leur haute résistance, de leurs performances anti-corrosion et de leur excellente propriété élastique linéaire jusqu’à la rupture. La propriété élastique linéaire des barres PRF peut réduire considérablement le taux de dérive résiduelle de la structure. Cependant, les éléments en béton totalement renforcés avec des barres en PRF présenteront une capacité de dissipation d’énergie relativement faible. Ainsi, un renforcement hybride composé de PRF et de barres d’acier peut être introduit. Des barres en PRF peuvent être utilisées pour obtenir une capacité d’auto-centrage favorable, et des barres en acier peuvent être utilisées pour obtenir une capacité de dissipation d’énergie élevée. Pour obtenir un meilleur équilibre entre la capacité d’auto-centrage et de dissipation d’énergie de la structure, un béton à ultra-hautes performances (BUHP) à haute résistance et à grande contrainte de compression ultime peut être utilisé. Le BUHP présente les avantages d’une résistance à la compression ultra élevée, d’un rapport résistance/poids favorable, d’une excellente durabilité et d’une bonne ductilité. Ces avantages au niveau du matériau peuvent fournir une capacité portante élevée, une excellente ductilité et une bonne capacité de dissipation d’énergie au niveau structurel. De plus, en raison de sa résistance élevée à la compression, le poids propre des structures en BUHP peut ainsi être abaissé de manière significative et, par conséquent, l’action sismique pourrait être réduite en conséquence. Ainsi, un nouveau type d’élément compressif en béton armé avec BUHP et armature hybride PRF/acier est maintenant proposé. Cette étude vise à étudier le comportement sismique des éléments compressifs en BUHP avec des barres d’armature en PRF/acier. Des essais quasi-statiques de quatre murs de cisaillement en BUHP à grande échelle et de quatre colonnes en BUHP à grande échelle ont été réalisés. Le processus de chargement et le modèle de défaillance des spécimens ont été obtenus. Les influences du type d’armature (armature en acier, armature hybride de PRF et de barres d’acier) et du rapport de charge axiale (0,1 et 0,3) sur la réponse structurelle, y compris les courbes du squelette, les points caractéristiques, la déformation de l’armature, la capacité de dissipation d’énergie, la capacité d’auto-centrage , la dégradation de la résistance et de la rigidité, la courbe de déplacement latéral et la relation moment-courbure des éprouvettes ont été analysées. Les résultats des tests ont montré que les murs de cisaillement et les poteaux en BUHP à renfort hybride présentaient une capacité d’auto-centrage élevée tout en conservant une bonne capacité de dissipation d’énergie. La contrainte dans le renforcement vertical est le facteur clé pour déterminer l’efficacité des barres PRF. Lorsque la contrainte dans les barres en PRF peut dépasser la limite d’élasticité des barres en acier, les éléments de compression avec renfort hybride présenteront une capacité d’auto-centrage élevée et une capacité de dissipation d’énergie favorable maintenue. Par conséquent, des formules ont été proposées pour calculer l’emplacement approprié des barres de PRF dans les murs de cisaillement et une limite de conception du rapport de charge axiale pour les éléments de compression avec des barres d’armature hybrides en PRF/acier. Un modèle de dommages sismiques a ensuite été établi pour évaluer le niveau de dommages des murs de cisaillement et des colonnes en BUHP. L’analyse numérique a été poursuivie. Le logiciel ABAQUS a été adopté pour simuler le comportement cyclique des éléments compressifs en BUHP. Le modèle d’éléments finis tridimensionnel établi a été vérifié avec des résultats expérimentaux d’échantillons de mur de cisaillement et de colonne BUHP sous chargement latéral cyclique. Sur la base du modèle d’éléments finis vérifié, l’analyse paramétrique sur la performance sismique des éléments compressifs en BUHP avec des barres d’armature hybrides PRF/acier a été réalisée. Il est suggéré que le taux de remplacement des barres PRF de carbone (PRFC) dans les colonnes BUHP et l’élément limite des murs de cisaillement BUHP devrait être de 33,3 % ~ 66,7 %. L'étude a également révélé que les murs de cisaillement uhpc avec des renforts hybrides en PRF de verre (PRFV) et des barres d'armature atteignent également une bonne capacité d'auto - centrage tout en conservant une bonne capacité de consommation d'énergie.
Doctorant: Rui Hu
Directeur de recherche: Brahim Benmokrane
Directeur de recherche (Chine): Zhi Fang
Président du jury: À être confirmé
Résumé: Les matériaux polymères renforcés de fibres (PRF) ont été largement appliqués dans l’ingénierie structurelle en raison de leur haute résistance, de leurs performances anti-corrosion et de leur excellente propriété élastique linéaire jusqu’à la rupture. La propriété élastique linéaire des barres PRF peut réduire considérablement le taux de dérive résiduelle de la structure. Cependant, les éléments en béton totalement renforcés avec des barres en PRF présenteront une capacité de dissipation d’énergie relativement faible. Ainsi, un renforcement hybride composé de PRF et de barres d’acier peut être introduit. Des barres en PRF peuvent être utilisées pour obtenir une capacité d’auto-centrage favorable, et des barres en acier peuvent être utilisées pour obtenir une capacité de dissipation d’énergie élevée. Pour obtenir un meilleur équilibre entre la capacité d’auto-centrage et de dissipation d’énergie de la structure, un béton à ultra-hautes performances (BUHP) à haute résistance et à grande contrainte de compression ultime peut être utilisé. Le BUHP présente les avantages d’une résistance à la compression ultra élevée, d’un rapport résistance/poids favorable, d’une excellente durabilité et d’une bonne ductilité. Ces avantages au niveau du matériau peuvent fournir une capacité portante élevée, une excellente ductilité et une bonne capacité de dissipation d’énergie au niveau structurel. De plus, en raison de sa résistance élevée à la compression, le poids propre des structures en BUHP peut ainsi être abaissé de manière significative et, par conséquent, l’action sismique pourrait être réduite en conséquence. Ainsi, un nouveau type d’élément compressif en béton armé avec BUHP et armature hybride PRF/acier est maintenant proposé. Cette étude vise à étudier le comportement sismique des éléments compressifs en BUHP avec des barres d’armature en PRF/acier. Des essais quasi-statiques de quatre murs de cisaillement en BUHP à grande échelle et de quatre colonnes en BUHP à grande échelle ont été réalisés. Le processus de chargement et le modèle de défaillance des spécimens ont été obtenus. Les influences du type d’armature (armature en acier, armature hybride de PRF et de barres d’acier) et du rapport de charge axiale (0,1 et 0,3) sur la réponse structurelle, y compris les courbes du squelette, les points caractéristiques, la déformation de l’armature, la capacité de dissipation d’énergie, la capacité d’auto-centrage , la dégradation de la résistance et de la rigidité, la courbe de déplacement latéral et la relation moment-courbure des éprouvettes ont été analysées. Les résultats des tests ont montré que les murs de cisaillement et les poteaux en BUHP à renfort hybride présentaient une capacité d’auto-centrage élevée tout en conservant une bonne capacité de dissipation d’énergie. La contrainte dans le renforcement vertical est le facteur clé pour déterminer l’efficacité des barres PRF. Lorsque la contrainte dans les barres en PRF peut dépasser la limite d’élasticité des barres en acier, les éléments de compression avec renfort hybride présenteront une capacité d’auto-centrage élevée et une capacité de dissipation d’énergie favorable maintenue. Par conséquent, des formules ont été proposées pour calculer l’emplacement approprié des barres de PRF dans les murs de cisaillement et une limite de conception du rapport de charge axiale pour les éléments de compression avec des barres d’armature hybrides en PRF/acier. Un modèle de dommages sismiques a ensuite été établi pour évaluer le niveau de dommages des murs de cisaillement et des colonnes en BUHP. L’analyse numérique a été poursuivie. Le logiciel ABAQUS a été adopté pour simuler le comportement cyclique des éléments compressifs en BUHP. Le modèle d’éléments finis tridimensionnel établi a été vérifié avec des résultats expérimentaux d’échantillons de mur de cisaillement et de colonne BUHP sous chargement latéral cyclique. Sur la base du modèle d’éléments finis vérifié, l’analyse paramétrique sur la performance sismique des éléments compressifs en BUHP avec des barres d’armature hybrides PRF/acier a été réalisée. Il est suggéré que le taux de remplacement des barres PRF de carbone (PRFC) dans les colonnes BUHP et l’élément limite des murs de cisaillement BUHP devrait être de 33,3 % ~ 66,7 %. L'étude a également révélé que les murs de cisaillement uhpc avec des renforts hybrides en PRF de verre (PRFV) et des barres d'armature atteignent également une bonne capacité d'auto - centrage tout en conservant une bonne capacité de consommation d'énergie.