Investigation du comportement en flexion de poutre en béton armé avec des barres en polymère renforcé de fibre de verre (PRFV) selon le code américain (ACI 440)

NUCCIARELLI, Bruno (2007) Investigation du comportement en flexion de poutre en béton armé avec des barres en polymère renforcé de fibre de verre (PRFV) selon le code américain (ACI 440). Mémoire thesis, INSA de Strasbourg.

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Résumé

Le problème de corrosion des barres d’armatures en acier est l’un des facteurs les plus importants limitant la durée de vie des structures en béton armé. De plus, la maintenance d’éléments en béton armé corrodés est très coûteuse. Une solution à ce problème consiste en l’utilisation de matériaux résistants à la corrosion comme les composites de polymère renforcé de fibres (PRF). Cette technologie est devenue récemment une des solutions alternatives à l’utilisation de l’acier. Il y a un manque de données fiables sur la durabilité à long terme de ces barres. En outre, dans le domaine du dimensionnement et de la construction de structures en béton armé utilisant des armatures en PRF, les expériences sont limitées. Ce rapport présente les résultats d’investigations des paramètres déterminants utilisés pour le dimensionnement d’éléments en béton armé de PRFV selon le règlement américain ACI 440. Ces recherches ont abouti à la réalisation de courbes théoriques prenant en compte les paramètres suivants : (1) le taux d’armatures en PRFV, (2) les dimensions de la section transversale, (3) les effets de la température, (4) la contrainte interne dans les barres en PRFV, (5) les effets de la longueur d’ancrage disponible, (6) la flèche (ELS) et (7) la résistance caractéristique en compression du béton. Le résultat de ces investigations pourrait guider les ingénieurs vers un dimensionnement efficace. Les résultats de ces études ont révélé, qu’afin de maintenir une réponse sécurisée et ductile à l’ELU, le taux de quantité d’armatures (f) doit être supérieur à celui de la condition d’équilibre (fb). De plus, l’efficacité des barres de PRFV diminue nettement lorsque le taux de quantité d’armatures augmente. Il est donc recommandé de sélectionner un taux (f) inférieur à 1.25*(fb). Nous avons constaté que dans la majorité des cas, l’état limite de service, c'est-à-dire la flèche, contrôle le dimensionnement. Puis, contrairement à une poutre en béton armé classique, le moment résistant en flexion augmente lorsque la résistance caractéristique en compression du béton accroît. Les études, ont aussi révélé que, pour des poutres de faible hauteur et portée, le moment résistant en flexion peut être limité par l’adhérence entre les barres de PRFV et le béton. (En français) // Steel reinforced concrete structures are susceptible to corrosion in severe environments. Corrosion limits the service life of structures, and results in expensive maintenance costs. GFRP composite bars are excellent alternative to steel bars for reinforcing concrete structures in severe environments. However, there is limited experience with the design and construction of GFRP reinforced concrete structures. This report investigates the critical parameters used in design of GFRP reinforced concrete members following the ACI 440 recommendations (ACI440.1R-06). The results of this investigation should guide structural engineers to a cost-effective design of GFRP reinforced concrete members. The design parameters that were investigated include the followings: (1) the amount of GFRP reinforcement, (2) the aspect ratio of concrete cross-section, (3) the mean-ambient- temperature [MAT], (4) the stress level in the GFRP bars, (5) the effect of the available embedment length, (6) serviceability limitations; deflection, and (7) concrete compressive strength. In addition, comparisons with steel reinforced concrete section were also investigated. The results of this study revealed that for short GFRP reinforced concrete beams the ultimate limit state controls the load carrying capacity of the beam, while for medium and long span beams the serviceability limit state (deflection) controls. It also found, in order to maintain a safe and ductile response at the ultimate limit state, that the ratio of the amount of reinforcement (f) should higher than (fb). However, the efficiency of GFRP bars decreases with the increase in the amount of reinforcement, it is recommended to select f below 1.25fb. This study has also revealed that unlike steel reinforced concrete, the ultimate flexural strength of GFRP reinforced concrete beam increases with the increase in the uniaxial compressive strength of concrete. (En anglais)

Type de document:Mémoire professionnel (niveau M) (Mémoire)
Mots-clés libres:Armatures en PRFV, Béton armé, Flexion, Poutre, dimensionnement efficace
Sujets:UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-6 Bâtiment, travaux publics, génie civil, topographie
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-21 Ingénierie et technologies
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 620 Ingénierie et activités connexes > 624 Génie civil
Divisions:INSA de Strasbourg > Génie Civil
Code ID:391
Déposé par:lOGIN INVALIDE
Déposé sur:11 Jul 2008
Dernière modification le:03 Fev 2010 14:37

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