CFM 2019

Analyse par le calcul à la rupture de la résistance de poutres en béton armé soumises à l'action combinée d'un chargement axial et d'un chargement latéral
Amal Wahbi  1, *@  , Duc Toan Pham  1@  , Ghazi Hassen  2@  , Denis Garnier  2@  , Patrick De Buhan  2@  , Romain Mege  1@  
1 : Université Paris-Est, Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB)
84 avenue Jean Jaurès, Champs-sur-Marne, 77447 Marne-la-Vallée Cedex 2
2 : Université Paris-Est, Laboratoire Navier (Ecole des Ponts ParisTech, IFSTTAR, CNRS UMR 8205)
6-8 avenue Blaise Pascal, Cité Descartes, Champs-sur-Marne, 77455 Marne-la-Vallée Cedex 2
* : Auteur correspondant

Tandis que l'influence de l'effort normal sur la résistance à la flexion d'une section de poutre en béton armé est bien établie, il n'en est pas de même pour la résistance à l'effort tranchant. À ce jour, le nombre de paramètres qui interviennent, et la dispersion des résultats expérimentaux, n'ont pas permis l'établissement d'une théorie fiable en matière de dimensionnement des poutres vis-à-vis de ce type de sollicitations composées. L'état des champs de contraintes, la présence et la position des armatures longitudinales et transversales, les fissures dues à l'effort axial, dont l'effet ne peut plus être négligé, sont autant de paramètres qui compliquent l'analyse du problème. Au niveau international, on trouve de grandes différences dans les méthodes de dimensionnement des codes de construction. La majorité d'entre eux proposent une prise en compte des efforts axiaux concomitants par des approches empiriques ou semi-empiriques, ne couvrant pas l'ensemble des configurations pouvant être rencontrées.

Le présent travail propose une méthode de dimensionnement à l'effort tranchant des poutres en béton armé en présence d'un effort normal concomitant, à visée applicative pour l'ingénieur. La méthode proposée repose très largement sur la théorie du calcul à la rupture qui offre un cadre théorique rigoureux permettant la détermination directe des charges de ruine de la structure sans prise en compte de toute l'histoire de chargement. Grâce à la simplicité des formulations analytiques impliquées dans l'analyse, le modèle et la méthode de calcul associée sont particulièrement bien adaptés pour un dimensionnement préliminaire des poutres en béton armé soumises à des sollicitations combinées. Ils permettent de réaliser des études paramétriques d'une manière simple et rapide, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des lois de comportement non linéaires de type élasto-plastique avec ou sans endommagement dans le cadre de simulations numériques pas-à-pas très coûteuses en temps de calcul. Afin d'évaluer la pertinence de la démarche ainsi proposée, les résultats obtenus sont confrontés à des résultats expérimentaux disponibles dans la littérature.


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