Validation expérimentale de la conception bielles-tirants pour les structures massives en béton armé par l'analyse de déformations
Abstract
La conception des structures en béton armé suit les prescriptions des codes et des normes (par exemple, ACI et Eurocode). La méthode des bielles – tirants est la seule approche détaillée dans les normes pour la conception des armatures des structures massives. Cette méthode suscite un grand intérêt et plusieurs techniques sont basées sur des stratégies automatiques (Chavez, 2015) et l'optimisation topologique (Liang, 2000). Cependant, elle est basée sur une hypothèse forte associée aux analyses élastiques linéaires (J. Schlaich, 1987). En particulier, l'apparition de fissures préexistantes n'est pas prise en compte lors de l'élaboration du modèle de type de bielles et tirants. Ce travail vise à comprendre le rôle d'un état initialement fissuré et donc de l'historique de chargement dans la conception et le choix des bielles et des tirants. Un test expérimental est analysé pour un corbeau de taille réelle chargé dans deux directions différentes dans le plan avec des forces non appliquées simultanément. L’application des fissures pilote les chargements.
Le corbeau est doté d'un renforcement minimal pour éviter une rupture fragile, mais ce dernier ne devrait pas affecter les directions de fissures. L'instrumentation utilisée, combinant la corrélation d'images numériques et la détection par fibre optique, permet de suivre l'essai et fournit un aperçu de l'historique de la fissuration et des déformations des surfaces visibles et de la masse. La corrélation d'images numériques a été utilisée sur toute la surface supérieure du corbeau pour mesurer les champs de déplacement et donc les champs de déformation, ainsi que des informations sur la fissuration pendant l'essai. Des fibres optiques ont été installées à l'intérieur du spécimen pour mesurer les déformations dans la masse. Cette mesure permet de détecter les fissures dans le volume de l'échantillon et complète ainsi les mesures de corrélation d'images numériques pour les fibres proches de la surface. Les résultats fournissent des données essentielles sur l'évolution des champs mécaniques au sein de la structure sous différentes charges. Ces informations ont permis de clarifier le domaine de validité des hypothèses fondamentales des bielles – tirants et peuvent améliorer cette approche de conception.
