[PDF] CALCUL DES OUVRAGES EN BETON PRECONTRAINT AVEC LE

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DIRECTION DES ÉTUDES ET

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E

RÉACTEUR

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NUCLEAIRE

S E T

ECHANGEUR

S

DÉPARTEMEN

T

MÉCANIQU

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TECHNOLOGI

E DE S

COMPOSANT

SFR9903106

v'9

Novembr

e 199
7 GERAR D B ULMF GENI E CIVI L CALCU L DE S

OUVRAGE

S

ENBETON PRECONTRAINT AVEC LECODE ASTER.

CIVIL

ENGINEERING

CALCULATIONS

OFPRE8STRESSED CONCRETE STRUCTURESUSING CODE ASTER Page s 4

098NB00053

Diffusio

n J.-M

Lecceuvr

e

EDF-DE

RService IPN. Département PROVAL1, avenue du Général-de-Gaulle92141 Clamait Cedex 30-3

6© EDF 1998

ISS N

1161-061

1

SYNTHESE :

C e documen t présent e un e analys e de s différente s méthode s d e calcu l de

souvrages en béton précontraint par l'emploi des éléments finis. On distingue deuxméthodes pour le calcul de la précontrainte d'ouvrages en béton par éléments finis.

L a méthod e de s force s

équivalente

s consist e remplace r l'actio n d e l

aprécontrainte sur le béton par des forces équivalentes. Elle est privilégiée pour ledimensionnement, l'étude de la stabilité globale d'un ouvrage. La prise en compte dephénomènes couplés et variables dans le temps n'est pas aisée. L'approche négligel'évolution de l'interaction entre la précontrainte et le béton.

L a méthod e explicit e consist e inclur e l a résolutio n mécaniqu e de s câble s d

eprécontrainte dans celle de la structure en béton. Celle-ci permet d'une part l'étudelocale de la précontrainte et, d'autre part, de réaliser des couplages évolutifs dans letemps : glissement, déformations différées et couplage entre les comportements desaciers et du béton. Cette méthode permet la description de phénomènes non-linéairesplus ou moins complexes (rupture ou plastification des aciers, séchage du béton,fluage, etc.).

Ce s deu x méthode s son t complémentaires L e documen t présent e le

sdéveloppements mathématiques et numériques pour chacune des méthodes. Pour laméthode explicite, plusieurs fonctionnalités Code_Aster permettent déjà de répondre àplusieurs applications EDF. Plusieurs couplages peuvent être pris en compte :thermo-mécanique, retrait de séchage, fluage, relaxation des câbles, injection descâbles.

A l'issu e d e cett e analys e su r le s méthode s

éléments

finis pou r l e calcu l de

souvrages précontraints, nous proposons trois développements immédiats dans leCode_Aster, la méthode explicite étant retenue pour les applications :

crée r un e procédur e d e calcu l de s perte s d e précontraint e l e lon g d e câble s d

eprécontrainte ;- créer la commande d'affectation de ces efforts sous forme d'un champ deforce initiale dans les éléments barres associées aux câbles ;- créer une procédure de liaisons des éléments dont les noeuds ne coïncident pasentre eux, assemblage du maillage Câblage avec le maillage structure Béton.

Brun o GERAR D Fran z UL M

Attach

d e recherch e a u LCP C

98NB00O5

3 (HT-2B/97/015/A

EXECUTIVE SUMMARY :

Thi s documen t present s a n analysi s o f th e differen t calculatio n method s fo

rpre-stressed concrete structures which can be performed by using finite elements. Twomethods of calculating the pre-stressing of concrete structures with finite elementshave been determined.

Th e equivalen t force s metho d whic h consist s o f replacin g th e actio n o

fpre-stressing the concrete with equivalent forces. This method is well suited todimensioning and studying the overall stability of a structure. It is not an easy matter totake into account coupled phenomena or phenomena which change over time. Thisapproach ignores the evolution of the interaction between the pre-stressing and theconcrete.

Th e explicit e metho d whic h consist s o f includin g th e mechanica l resolutio n o

fthe pre-stress cables in that of the concrete structure. Not only does this allow a localstudy of the pre-stressing to be made, it also allows the couplings which develop overtime to be determined, e.g. slip, deferred deformations and coupling between the steeland concrete behaviours. This method enables non-linear phenomena with varyingdegrees of complexity such as breakage or yielding of the steels, drying out of theconcrete, creep, etc. to be described.

Th e tw o method s ar e complementary Thi s documen t present s th e mathematica

land computer developments relating to each of these methods. In the case of theexplicit method, certain of the Code_Aster functions already make it possible to meetseveral EDF application requirements. Several couplings can be taken into account,such as thermomechanical, shrinkage in drying, creep, relaxation of the cables andinjection of the cables.

A t th e en d o f thi s analysi s int o finit e elemen t method s o f calculatin

gpre-stressed structures, we propose three immediate developments to Code_Asterusing the explicit method for the following applications :

creat e a procedur e fo r calculatin g th e pre-stres s losse s alon g th e pre-stressin

gcables ;- create a command to allocate these forces in the form of an initial force fieldin the bar elements associated with the cables ;

creat e a procedur e fo r linkin g element s whos e node s d o no t coincid e wit heach other and for connecting the cabling meshing with the concrete structure meshing. (HT-2B/97/015/A

SOMMAIRE

1-INTRODUCTION

2 L A

METHOD

E DE S FORCE S

EQUIVALENTE

S 6 2.1 -PRINCIP E _ 6 2. 2

MÉTHODOLOGI

Equotesdbs_dbs10.pdfusesText_16

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