RENFORCEMENT DES STRUCTURES EN BETON ARME PAR COLLAGE DE COMPOSITES: MODÉLISATION NUMÉRIQUE DU MÉCANISME D'INTERACTION

Abstract

Les structures en béton armé ont une durabilité inferieur à d’autres matériaux utilisés dans la construction et cela est dû aux caractéristiques mécaniques du béton lui-même qui n’est pas homogène dans sa composition (différent constituant), la dégradation des structures en béton armé commence par des petites fissures au niveau des parties plus sollicitées ou bien plus faibles que d’autres, pour cela, le renforcement des éléments dégradés (fissurés) est indispensables après auscultation des ouvrages. Plusieurs chercheurs ont travaillés sur la réparation des structures endommagées, en utilisant des matériaux de renforcement tel que l’acier et les matériaux composites. Généralement, on utilise des plaques de réparations au niveau inférieur d’une poutre fissurée par exemple. Le travail développé dans cette thèse a pour but de présenter une étude comparative entre deux travaux théorique d’une part et faire une comparaison des résultats analytiques avec ceux que nous avons développés par modélisation numérique en utilisant un logiciel de calcul des structures, sachant que notre travail s’intéresse sur le contacte entre la poutre en béton armé et la plaque de réparation c'est-à-dire l’interface « béton/adhésif/renfort ». Finalement une étude paramétrique a était établie pour voir les effets de variation des propriétés géométriques et mécaniques de la plaque de réparation et spécialement le CFRP.

Mots clés : Composites, fissure, dégradation, fibre de carbone, éléments finis, cisaillement, renforcement

Abstract: Reinforced concrete structures have a lower durability than other materials used in construction and this is due to the mechanical characteristics of the concrete itself which is not homogeneous in its composition (different constituent), the degradation of concrete structures reinforced begins with small cracks at the level of the parts that are more stressed or much weaker than others, for this, the reinforcement of the degraded (cracked) elements is essential after examination of the structures. Several researchers have worked on repairing damaged structures, using reinforcing materials such as steel and composite materials. Generally, repair plates are used at the lower level of a cracked beam, for example. The work developed in this thesis aims to present a comparative study between two theoretical works on the one hand and to make a comparison of the analytical results with those that we have developed by numerical modeling using structural calculation software, knowing that our This work focuses on the contact between the reinforced concrete beam and the repair plate, i.e. the "concrete/reinforcement adhesive" interface. Finally a parametric study was established to see the effects of variation of the geometric and mechanical properties of the repair plate and especially the CFRP. Key words: Composites, crack, degradation, carbon fiber, finite elements, shear, reinforcement

ملخص : تمتع الهياكل الخرسانية المسلحة بمتانة أقل من المواد الأخرى المستخدمة في البناء وهذا يرجع إلى الخصائص الميكانيكية للخرسانة نفسها غير المتجانسة في تكوينها (مكونات مختلفة) ، يبدأ تدهور الهياكل الخرسانية المقواة بشقوق صغيرة على المستوى من الأجزاء التي تكون أكثر توتراً أو أضعف بكثير من غيرها ، لذلك ، فإن تعزيز العناصر المتدهورة (المتصدعة) ضروري بعد فحص الهياكل. عمل العديد من الباحثين على إصلاح الهياكل التالفة باستخدام مواد تقوية مثل الفولاذ والمواد المركبة. بشكل عام ، يتم استخدام لوحات الإصلاح في المستوى السفلي من الحزمة المتصدعة ، على سبيل المثال. يهدف العمل الذي تم تطويره في هذه الأطروحة إلى تقديم دراسة مقارنة بين عملين نظريين من جهة وإجراء مقارنة بين النتائج التحليلية مع تلك التي طورناها عن طريق النمذجة العددية باستخدام برنامج الحساب الهيكلي ، مع العلم أن هذا العمل يركز على الاتصال بين عارضة الخرسانة المسلحة ولوحة الإصلاح ، أي واجهة "لاصق الخرسانة / التعزيز". أخيرًا تم إنشاء دراسة بارامترية لمعرفة آثار تباين الخواص الهندسية والميكانيكية للوحة الإصلاح وخاصةالياف الكربون. الكلمات الرئيسية: المركبات ، تشقق ، التدهور ، ألياف الكربون ، العناصر المحدودة ، القص ، تعزيز