Comportement du plancher composite en CLT-béton avec connecteurs encoche en forme de queue d'aronde

Behavior of CLT-concrete composite floor with dovetail notched connectors

• Auteur / Autrice : Vanthet Ouch
• Direction : Hugues Somja, Sovanvichet Lim, Piseth Heng
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance le 15/11/2023
• Etablissement(s) : Rennes, INSA en cotutelle avec Institut de technologie du Cambodge (Phnom Penh ; 1964-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Pour l'Ingénieur (Lorient ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie civil et génie mécanique (LGCGM)
• Jury : Président / Présidente : Abdelhamid Bouchaïr
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : José Alexandre Gouveia, Henriques,, Emmanuel Ferrier, Sovann Sathya Rath, Pierre Latteur
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : José Alexandre Gouveia, Henriques,, Emmanuel Ferrier, Sovann Sathya Rath

Mots clés

Mots clés contrôlés

Béton

Planchers

Modèles mathématiques

Génie civil

Mots clés libres

Connecteurs encoches

Planchers composites en béton-CLT

Essais pushout

Essais de flexion

Méthode gamma

Modèle bielle-tirant

Modèle de plaque orthotrope

Modèle poutre-triangle

Simulation EF

Dovetail-shaped notched connectors

CLT-concrete composite floors

Pushout tests

Flexural tests

Gamma method

Beam grid model

Orthotropic plate model

Strut-and-tie model

FE simulation

Résumé

Cette thèse présente une étude des planchers composites en CLT-béton dont la connexion est réalisée par une encoche en utilisant des études expérimentales, numériques et analytiques. Tout d'abord, le comportement du connecteur est caractérisé. Trois essais pushout sont réalisés pour déterminer la résistance, la rigidité et la ductilité du connecteur. Ensuite, un modèle aux éléments finis (EF) des essais pushout est également développé et validé par rapport aux résultats expérimentaux. De plus, une étude paramétrique utilisant le modèle EF validé est réalisé pour étudier l'influence des propriétés des matériaux et des géométries du connecteur. En parallèle des essais expérimentaux et des études numériques, des méthodes analytiques sont aussi adoptées pour évaluer la résistance du connecteur et sont comparées aux résultats expérimentaux et numériques. Le comportement global des planchers mixtes est ensuite étudié. Une série de deux essais de flexion à quatre points avec différentes conditions d’appui (effets de flexion uni-dimensionnelle et bi-dimensionnelle) est d'abord réalisée pour caractériser les propriétés mécaniques des planchers mixtes. La méthode gamma est ensuite adoptée et comparée aux résultats d’essais. Une bonne corrélation est obtenue, en particulier dans le cas des essais en flexion uni-dimensionnelle. Pour estimer le comportement du plancher composite en flexion bidimensionnelle, un modèle de plaque orthotrope est développé. Enfin, les résultats obtenus sur le comportement local du système de connexion et sur le comportement global du plancher composite en béton-CLT ont été utilisés pour rédiger des recommandations de calcul.

This doctoral thesis presents a study of CLT-concrete composite floors with dovetail notched connectors using experimental, numerical, and analytical studies. First, the behavior of notched connector is characterized. Three pushout tests are conducted to determine the strength, stiffness, and ductility of the notched connector. Then, the finite element (FE) model is developed based on test results. Furthermore, a parametric study using the validated FE model is conducted to investigate the influence of geometries and material properties of the notched connector. In parallel to experimental tests and numerical studies, analytical methods are developed to evaluate the load-carrying capacity of the pushout specimen and verified with experimental and numerical results. Following the findings obtained from the study of notched connectors, the global behavior of CLT-concrete composite floors with notched connectors is studied. Two four-point bending tests with different support conditions (one-dimensional and bi-dimensional bending behaviors) are first conducted to characterize the mechanical properties of composite floors. Next, the gamma method is adopted and compared with test results. A good correlation is obtained, particularly in the case of test in one-dimensional bending. To estimate the behavior of the composite floor in bi-dimensional bending, an orthotropic plate model is developed. Lastly, the findings in both the local behavior of the notched connector and the global behavior of the CLT-concrete composite floor have been used to draft a design guidance.