Effet du retrait de séchage sur la réponse sismique des structures en béton armé
| العنوان: | Effet du retrait de séchage sur la réponse sismique des structures en béton armé |
|---|---|
| المؤلفون: | Jaafari, Chaimaa |
| المساهمون: | Géomécanique, Matériaux et Structures (GEOMAS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon, INSA Lyon - Ecole Doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Accoustique, Stéphane Grange, Jaafari, Chaimaa, Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université de Lyon, STAR, ABES |
| المصدر: | Civil Engineering. INSA Lyon-Ecole Doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Accoustique, 2020. English Civil Engineering. Université de Lyon, 2020. English. ⟨NNT : 2020LYSEI113⟩ |
| بيانات النشر: | HAL CCSD, 2020. |
| سنة النشر: | 2020 |
| مصطلحات موضوعية: | Finite element method, Seismic Response, Monitoring, Retrait thermique, Fissuration du béton, Pseudo-Dynamic testing, Dynamic behavior, Seismic vulnerability, Multifiber Finite Element modeling, Early-Age concrete, Retrait de séchage, Drying Shrinkage, Civil engineering, Comportement dynamique, Réponse sismique, Génie civil, Comportement sismique, Cracking of concrete, Modélisation élements finis, Modélisation en Elements Finis Multifibres, Seismic behaviour, Essais Pseudo-dynamiques, Béton Armé, Vulnérabilité sismique, Séchage, Jeûne Age, [SPI.GCIV]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering, Thermal shrinkage, Béton au jeune âge, [SPI.GCIV] Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering, Early age, Reinforced Concrete |
| الوصف: | Reinforced Concrete (RC) structures get damaged over time due to many factors: thermal conditions, chemical attacks, shrinkage, creep, carbonation, corrosion, etc. This damaging process starts at early-age and continues with structure aging. Early age damage can have a significant impact on the dynamic behavior of reinforced concrete structures. In fact, the natural frequency of a structure, which is a design parameter can be highly reduced due to this damage. In order to quantify the impact of early-age damage (0 to 28 days) on the seismic response of a reinforced concrete structure, this thesis combined both numerical modeling and pseudo-dynamic tests on two types of RC portal frames. The first one was kept in endogenous conditions (water exchange with the surrounding environment was prevented) during its early age period in a way to limit drying effects leading to cracks. As for the second one, it was kept in non-endogenous conditions (possibility of water exchange with the surrounding environment) similar to construction site conditions, which induced an initial damage (cracks apparition) due to a more important drying shrinkage. Both types of RC portal frames were subjected after their early age period to the same seismic loading using pseudodynamic tests. On the one hand, this manuscript presents the experimental results obtained through the use of pseudodynamic tests in order to evaluate the behavior of the two types of RC structures under a moderate intensity earthquake. The structures were instrumented using optical fiber sensors, displacement and load sensors, velocimeters and monitored using Digital Image Correlation. On the other hand, the enhanced multifiber beam model that was developed for the portal frames in order to follow their early age damage and to determine their static and dynamic behavior while accounting for their early age effects is presented. In this numerical model, shrinkage and concrete thermal deformations are calculated and then introduced as inputs of a coupled damage model accounting for creep and mechanical deformations. Such model was validated by comparing its results to the ones obtained experimentally, which made it possible to evaluate the evolution of frequency content of the two types of structures during early age and to quantify their difference of behavior in the non-linear domain. Work conducted within this thesis thus allowed proposing a complete model for reinforced concrete structures that can be used in order to follow their damage evolution from casting until being subjected to a seismic load and to quantify their seismic vulnerability. Les structures en béton armé s'endommagent au cours de leur vie à cause de plusieurs facteurs : conditions thermiques, attaques chimiques, retrait, fluage, carbonatation, corrosion, etc. Ce processus d'endommagement débute dès les premiers jours de la vie de l'ouvrage et continue lors de son vieillissement. L'endommagement au jeune âge peut influencer significativement le comportement dynamique des structures en béton armé. En effet, la fréquence propre d'une structure, qui constitue un paramètre de dimensionnement, peut être fortement réduite à cause de cet endommagement. Afin de déterminer l'influence de l'endommagement dû aux effets du jeûne âge (0 à 28 jours) sur la réponse sismique d'une structure en béton armé, ce travail de thèse a combiné à la fois modélisations numériques et essais pseudo-dynamiques sur deux groupes de portiques en béton armé. Le premier groupe a été gardé en conditions endogènes (échanges hydriques avec l'extérieur empêchés) durant le jeune âge afin de limiter les effets du retrait de séchage (fissuration). Le second groupe a quant à lui été gardé en conditions non-endogènes (échange d'eau avec le milieu extérieur possible) similaires aux conditions de chantier, ce qui a induit un endommagement initial (fissurations) dû notamment à un retrait de séchage plus important. Les deux types de portiques ont été soumis à la fin de leur jeune âge au même chargement sismique au moyen d'essais pseudo-dynamiques. D'une part, ce manuscrit présente les résultats expérimentaux obtenus à travers la réalisation d'essais pseudo-dynamiques afin d'évaluer le comportement dynamique des portiques face à un séisme d'intensité modérée. Les structures ont été instrumentées en utilisant de la fibre optique, des capteurs de déplacement et de force ainsi que des vélocimètres et de la corrélation d'image. D'autre part, le modèle numérique en poutres multifibres qui a été développé pour les portiques et qui permet de suivre l'évolution de leur endommagement au jeune âge et de déterminer leur réponse lorsqu'ils sont soumis à un accident sismique est présenté. Dans ce modèle numérique, le retrait et les déformations thermiques du béton sont calculés avant d'être réinjectés dans un modèle d'endommagement couplé permettant de tenir compte des effets de fluage et de déformations mécaniques. Le modèle numérique a été validé en comparant ses résultats à ceux obtenus expérimentalement, ce qui a permis d'évaluer l'évolution de fréquences propres des deux types de structures au jeune âge ainsi que de quantifier leur différence de comportement dans le domaine non-linéaire. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse ont donc permis de proposer un modèle complet pour les structures en béton armé qui peut être utilisé afin de suivre l'évolution de leur endommagement allant de leur réalisation à l'application d'un accident sismique et de quantifier leur vulnérabilité sismique. |
| وصف الملف: | application/pdf |
| اللغة: | English |
| URL الوصول: | https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=dedup_wf_001::7bc1e098bee2fe5cf0b67481d0f7f28f https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-03249145 |
| حقوق: | OPEN |
| رقم الأكسشن: | edsair.dedup.wf.001..7bc1e098bee2fe5cf0b67481d0f7f28f |
| قاعدة البيانات: | OpenAIRE |
| الوصف غير متاح. |