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0LQLVPqUH GH O·HQVHLJQHPHQP VXSpULHXU HP GH OM UHŃOHUŃOH VŃLHQPLILTXH

Université de Constantine 1

Faculté des sciences et de la technologie

Département de Génie Civil

Présentée par : Moussa BOUCHABOUB

En ǀue l'obtention du titre de : DOCTEUR EN SCIENCES

Option : Structure

Thème :

Comportement de poteaux élancés en béton armé soumis à un chargement excentré

Devant le jury :

A. BELOUAR de Constantine 1, Président

M.L .SAMAI de Constantine 1, Rapporteur

M. GUENFOUD Examinateur

A. BOULFOUL Maitre de conférences de Constantine 1, Examinateur

H. BOUZERD Maitre de conférences Examinateur

Soutenue le 10 avril 2013

Remerciements

FRPPH JXLVH GH UHŃRQQMLVVMQŃHV Ó·MGUHVVH PHV VLQŃqUHV UHPHUŃLHPHQPV mon grand respect et ma noble gratitude à : Mr M.L. SAMAI SURIHVVHXU j O·XQLYHUVLPp de Constantine 1 ; mon promoteur à qui je reconnais son sérieux, sa patience et sa contribution régulière aux différents stades de mon travail sans oublier ses encouragements, sa dynamique TXL Q·RQP IMLP TXH SpQpPUHU HQ PRL OH YRXORLU UpXVVLUB Mr A. BELOUAR SURIHVVHXU j O·XQLYHUVLPp de Constantine 1 ; le président de jury que je remercie SURIRQGpPHQP SRXU O·ORQQHXU TX·LO PH IMLP HQ acceptant la présidence du jury. Mr M. GUENFOUD professeur j O·XQLYHUVLPp 08 mai 1945 de Guelma ; MŃŃHSPH] PRQVLHXU PHV UHVSHŃPXHX[ UHPHUŃLHPHQPV SRXU O·ORQQHXU TXH YRXV me faites HQ MŃŃHSPMQP G·rPUH H[MPLQMPHXU GH la présente thèse. Mr A. BOULFOUL maitre de conférences j O·XQLYHUVLPp de Constantine 1 ; MŃŃHSPH] PRQVLHXU PRQ PUqV JUMQG UHPHUŃLHPHQP SRXU OH IMLP G·MYRLU accepté de ŃRQVXOPHU ŃH PUMYMLO HP G·rPUH PHPNUH GH ÓXU\ Mr H. BOUZERD maitre de conférences j O·XQLYHUVLPp du 20 août 1955 de Skikda MŃŃHSPH] PRQVLHXU PRQ PUqV JUMQG UHPHUŃLHPHQP SRXU OH IMLP G·MYRLU accepté GH ŃRQVXOPHU ŃH PUMYMLO HP G·rPUH PHPNUH GH ÓXU\B ii

Dédicace

A la mémoire de mes parents

A mon épouse et mes enfants

A mes amis

iii

Résumé

La sécurité des structures en béton armé vis-à- physique réel des matériaux béton et acier. Le traitement de telles structures, à travers les différentes évolutions du calcul impossible nos jours. Des solutions empiriques ainsi que des approches ont été proposés. il en est de même pour les résolutions numériques. La recherche de méthodes numériques nouvelles et très sensibles pour le calcul

de la relation charge-déplacement est plus que nécessaire. Ces méthodes ont été

utilisées pour la détermination de la charge de ruine de poteaux élancés en béton armé

chargés excentriquement. Pour ce faire un programme de calcul a été élaboré et les

résultats numériques se sont avérés être très proches des résultats expérimentaux

existants. des recommandations sont tirées et des perspectives de développement du présent travail sont proposés. iV

Abstract

The security of structures made of reinforced concrete towards the phenomena of instability, can to be apprehensive only by calculations taking into account the effect of the second order due to the displacements and the real physical behavior of materials concrete and steel. The treatment of such structures, through the various evolutions of the structural calculation, has proved rather complex and an analytical treatment is practically impossible. Empirical solutions as well as graphic approaches by means of construction and of exploitation of interaction diagrams were proposed. It's the same for numerical resolutions. The research for new and very sensible numerical methods for the calculation of the relation load-displacement is more than necessary. These methods were used for the determination of the failure load of reinforced concrete columns subjected to biaxial bending. Numerical program was elaborated and numerical results have proved to be very close to existing experimental results. Recommendations are presented as well as the prospects for the development of this work. V

Table des matières

TABLE DES MATIERES

Remerciement i

Dédicace ii

Résumé iii

iv v vi x

Liste des xiii

Chapitre 1 : Introduction générale

1.1 Problématique.

1.2 Objectifs de la thèse

1.3 Structuration de la thèse

1 2 2 Chapitre 2 : Evolution du calcul des poteaux élancés en béton armé

2.1. Introduction

2.2. Avant la norme NBN 15 de 1977 [2]

2.2.3. " Instructions

2.3. La norme NBN 15 de 1977 (N.B.N. B15, 1977) [9]

2.3.2. Et

2.4. Eurocode 2, ENV 1992-1-1:1991 (ENV 1992-1-1, 1991) [11]

2.4.1. La structure du bâtiment dans son

2.4.5. Considératio.

2.5. prEN 1992-1-1 (prEN 1992-1-1, 2003) [13].

3 3 3 4 5 7 8 9 9 9 10 13 14 14 15 16 17 19 20

Table des matières

vii

2.6. Conclusions

20 21
21
21
24
25
26

Chapitre 3 : Bétons à Hautes Performances

3.1. Introduction

3.2. Les nouveaux développements dans le domaine de la technologie du béton

3.2.1

3.2.2. Découverte des super plastifiants

3.2.3additions)

3.3. Principes de formulation des BHP

3.3.3. Optimisation du squelette gran

3.4. Constituants des BHP

3.5. Propriétés des BHP

3.5.1. Effets de la température sur le béton en cours de durcissement

3.5.2. Comportement en compression

3.5.3. Comportement en traction

3.5.4. Rigidité

3.5.5. Retrait

3.5.5.1. Retrait endogène

3.5.5.2. Retrait de dessiccation

3.5.6. Le fluage

3.5.7. Durabilité

3.5.8. Résistance au feu

3.6. Avantages des BHP

3.7. Contrôle des BHP

3.8. Dimensionnement des structures en BHP

3.9. Atouts des BHP

3.10. Conclusions.

27
28
28
29
31
32
32
32
33
33
33
34
34
35
36
36
36
36
37
37
38
38
39
40
41
41
42

Table des matières

viii Chapitre 4 : Simulation numérique des poteaux élancés

4.1. Introduction

4.2. Relation moment-courbure à effort normal constant

4.2.1. 4.3. Interaction N-M.

a b

4.4. Méthode des différences finies

43
43
43
43
43
44
46
46
46
51
51
51
51
56
56
58
60
60
60
Chapitre 5 : Analyse et interprétation des résultats

5.1. Introduction

5.2. Analyse de la capacité portante par rapport à la résistance de la section

5.2.1. Poteaux courts

5.2.2. Poteaux élancés.

5.3. Capacité portante relative aux capacités obtenues avec un béton de 30 N/mm2

5.3.1. Introduction..............

5.3.2. Poteaux de 2000 mm de hauteur

5.3.3. Poteaux de 4000 mm de hauteur

5.4. Effets des résistances élevées sur la section pour une capacité portante constante............

5.4

5.4.2. Effet de la variation de la résistance du béton sur la

5.4

5.4.4. Changement de section et de résistance pour une hauteur constante

5.5. Calcul au premier ou au second ordre ...................................................................................

5.5 5.5 63
63
63
64
66
66
66
67
68
68
68
69
69
81
81
82

Table des matières

5.5.3. Autres courbes l 84

Chapitre 6 : Conclusions

6.1. .. 90

6.2. Avantage de l 90

6.3. Perspectives 91

Références bibliographiques 92

liste des notations x

Liste des notations et abréviation

D vecteur déformation

ciE

Module

1cE

݁ Somme des différentes excentricités

݁௜ Excentricité additionnel couvrant les effets des imperfections géométriques

݁ҧ Excentricité de ܰ

݁଴ Excentricité accidentelle

F vecteur force

݂௖௞ Résistance caractéristique du béton obtenue à partir ݂௖௞ǡ௖௨௕௘ Résistance caractéristique sur cube ݂௖௠ Résistance moyenne en compression ݂௖௧௠ Résistance moyenne en traction directe fy

݄ Hauteur de la section

݄௧ Hauteur utile de la section transversale i Rayon de giration Représente la courbure fictive au milieu de la longueur de flambement dans ultime de la section ୡ Coefficient tenant compte des effets de la fissuration, du fluage ௌ Coefficient tenant compte de la contribution des armatures

݈ Longueur du poteau

liste des notations xi donné du champ de déformations ୳୷ -axiale xM moments selon de coordonnées X yM moments selon de coordonnées Y m Facteur représentant le rapport entre Ea / Eb donné du champ de déformations Bୱ La charge de sécurité admissible pour les prismes en danger de flambement n Coefficient de sécurité

Q Matrice de rigidité tangentielle

section géométrique

2ୠ୰ᇱ

à 28 jours

ݎ௠ Rapport des moments de 1er ordre

ݎ Courbure

ȟ Flèche de second ordre

liste des notations xii c

Déformation de compression

İu Déformation ultime des aciers

İy Déformation élastique des aciers

Contrainte de compression

Courbure selon de coordonnées X

ȍ Surface déterminée sur base des tensions de sécurité

BHP Béton à haute performance

ELU Etat limite ultime

RDM Resistance des matériaux

liste des figures xiii

Liste des figures

Figure :

2.1 18

3.1 Structure 27

3.2 28

3.3 Relation entre la porosité et le rapport E/C pour différents degrés

3.4 Des charges opposées sur la surface des grains de ciment provoquent la

3.5 Les super-plastifiant empêchent la floculation 31

3.6 Granulométrie des matières fines 32

3.7 Béton ordinaire 35

3.8 Béton à haute performance :les granulats sont également fissurés et fissures

dans le mortier 35

3.9 Diagramme contrainte-déformation 36

3.10 Diminution de la résistance à la compression des bétons

4.1 Diagramme contrainte déformation du béton 44

4.2 Diagramme force déformation, éprouvette 45

4.3 Représentation de la loi " elasto-plastique 46

4.4 Représentation des efforts et des déformations et la discrétisation de la

section 48

4.5 moment- courbure à effort normal constant 50

4.6 51

4.7 Diagramme As2/bh=1%,fcu=40 Mpa, fy=410 Mpa

d2/h =0.15) 52

4.8 Diagramme s1/bh=1%,fcu=40 Mpa, fy=410

Mpa, d2

4.9 -axiale 57

4.10 -axiale 58

4.11 Organigramme du programme numérique 60

4.12 Méthode des différences finis :poteau bi-articulé 61

4.13 Relation charge-déplacement :poteau 180180 mm(h= 3.78 m, fck=94.3Mpa,

fyk=542 Mpa, ex=20mm, ey=0) 62

5.1 Valeur de RCP pour des poteaux de 2000 mm de hauteur avec

5.2 Valeur de RCP pour des poteaux de 4000 mm de hauteur avec

y=0 65

5.3 Effet de la résistance du béton sur la capacité portante des poteaux

5.4 Effet de la résistance du béton sur la capacité portante des poteaux

5.5 Effet de la variation de la résistance du béton sur la capacité portante des

poteaux 69
5.6 (L=3000 mm, 250x250mm, fc=30 N/mm2) 70
liste des figures xiv

5.7 83

5.8 83

5.9 85
5.10 85

5.11 Représentation qualitative pour une charge de 3000kN des écarts entre les

courbes 86

5.12 ȕ 88

5.13 Représentation des courbes limites de la prEN ainsi que celles des

travaux de Mari-ȡ fc = 90N/mm²) 88
liste des tableauxquotesdbs_dbs14.pdfusesText_20

[PDF] [PDF] Evolution du calcul des poteaux élancés en béton armé 21

0LQLVPqUH GH O·HQVHLJQHPHQP VXSpULHXU HP GH OM UHŃOHUŃOH VŃLHQPLILTXH

Université de Constantine 1

Faculté des sciences et de la technologie

Département de Génie Civil

Présentée par : Moussa BOUCHABOUB

Option : Structure

Thème :

Devant le jury :

A. BELOUAR de Constantine 1, Président

M.L .SAMAI de Constantine 1, Rapporteur

M. GUENFOUD Examinateur

H. BOUZERD Maitre de conférences Examinateur

Soutenue le 10 avril 2013

Remerciements

Dédicace

A la mémoire de mes parents

A mon épouse et mes enfants

A mes amis

Résumé

Abstract

Table des matières

TABLE DES MATIERES

Remerciement i

Dédicace ii

Résumé iii

Liste des xiii

Chapitre 1 : Introduction générale

1.1 Problématique.

1.2 Objectifs de la thèse

1.3 Structuration de la thèse

2.1. Introduction

2.2. Avant la norme NBN 15 de 1977 [2]

2.2.3. " Instructions

2.3. La norme NBN 15 de 1977 (N.B.N. B15, 1977) [9]

2.3.2. Et

2.4. Eurocode 2, ENV 1992-1-1:1991 (ENV 1992-1-1, 1991) [11]

2.4.1. La structure du bâtiment dans son

2.4.5. Considératio.

2.5. prEN 1992-1-1 (prEN 1992-1-1, 2003) [13].

Table des matières

2.6. Conclusions

Chapitre 3 : Bétons à Hautes Performances

3.1. Introduction

3.2. Les nouveaux développements dans le domaine de la technologie du béton

3.2.2. Découverte des super plastifiants

3.2.3additions)

3.3. Principes de formulation des BHP

3.3.3. Optimisation du squelette gran

3.4. Constituants des BHP

3.5. Propriétés des BHP

3.5.1. Effets de la température sur le béton en cours de durcissement

3.5.2. Comportement en compression

3.5.3. Comportement en traction

3.5.4. Rigidité

3.5.5. Retrait

3.5.5.1. Retrait endogène

3.5.5.2. Retrait de dessiccation

3.5.6. Le fluage

3.5.7. Durabilité

3.5.8. Résistance au feu

3.6. Avantages des BHP

3.7. Contrôle des BHP

3.8. Dimensionnement des structures en BHP

3.9. Atouts des BHP

3.10. Conclusions.

Table des matières

4.1. Introduction

4.2. Relation moment-courbure à effort normal constant

4.2.1.

4.3. Interaction N-M.

4.4. Méthode des différences finies

5.1. Introduction

5.2. Analyse de la capacité portante par rapport à la résistance de la section

5.2.1. Poteaux courts

5.2.2. Poteaux élancés.

5.3. Capacité portante relative aux capacités obtenues avec un béton de 30 N/mm2

5.3.1. Introduction..............

5.3.2. Poteaux de 2000 mm de hauteur

5.3.3. Poteaux de 4000 mm de hauteur