Thèse soutenue

Dimensionnement à l’effort tranchant des éléments de structure en béton armé en présence d’un effort axial de traction-compression

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Auteur / Autrice : Amal Wahbi
Direction : Patrick de Buhan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Structures et Matériaux
Date : Soutenance le 02/11/2021
Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Multi-échelle
Laboratoire : Laboratoire Navier (Paris-Est)
Jury : Président / Présidente : François Buyle-Bodin
Examinateurs / Examinatrices : Patrick de Buhan, Aurelio Muttoni, Mohammed Hjiaj, Anne-Sophie Colas, Duc Toan Pham, Ghazi Hassen
Rapporteurs / Rapporteuses : Aurelio Muttoni, Mohammed Hjiaj

Mots clés

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Résumé

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L’objectif de la thèse est de présenter des méthodes de dimensionnement d’éléments en béton armé soumis d’une part à un chargement transversal et d’autre part à une charge axiale et un moment fléchissant appliqués aux extrémités. Ces méthodes permettent in fine de prédire la résistance à l’effort tranchant en tenant compte de l’influence de la traction et de la compression axiales, ainsi que du moment fléchissant. Pour cela, il est choisi de se baser sur l’approche cinématique de la théorie du calcul à la rupture qui offre un cadre rigoureux pour la détermination, de manière rapide et directe, d’estimations par excès des charges ultimes. A cet effet, différents mécanismes de ruine virtuels ont été proposés permettant l’élaboration de méthodes de calculs semi-analytiques par l’extérieur du domaine de résistance. Afin d’explorer des champs de vitesses virtuelles plus riches que ceux étudiés dans ces calculs semi-analytiques, l’approche cinématique a été également mise en œuvre numériquement dans le cadre d’une méthode du type éléments finis.Par ailleurs, deux campagnes expérimentales ont été réalisées, visant l’étude de poutres en béton armé, renforcées ou non avec des armatures transversales, et soumises à la même combinaison de chargement considérée dans les calculs semi-analytiques et numériques. Ces essais ont permis de mettre en évidence expérimentalement l’influence de la charge axiale et du moment sur la résistance à l’effort tranchant, ainsi que d’identifier les mécanismes de fissuration des poutres à travers une analyse par corrélation d’images numériques. De plus la confrontation entre les résultats expérimentaux et les prédictions de certains codes de construction ont permis d’évaluer leur pertinence dans le dimensionnement vis-à-vis des chargements étudiés.Finalement, les approches proposées ont été comparées aux résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de ce travail, ainsi que ceux disponibles dans la littérature. Les méthodes ont également été confrontées aux estimations obtenues par des formules analytiques proposées dans la littérature sur la base de l’approche cinématique par l’extérieur également, ainsi qu’aux résultats numériques fournis par un logiciel commercial de calculs par éléments finis basé aussi sur le même principe.