Élément poutre multifibre avec gauchissement pour la modélisation non linéaire des structures en béton armé

Abstract

La méthode de modélisation par éléments finis multifibres a fait ses preuves pour le calcul dynamique d’éléments de structure élancés, lorsque les contraintes normales prédominent. Toutefois, lorsque les contraintes de cisaillement sont prépondérantes, l’approximation de la cinématique utilisée par les éléments poutre n’est plus assez précise pour obtenir des résultats satisfaisants. L’objet des travaux présentés ici est d’améliorer la méthode en créant un nouvel élément à cinématique enrichie, permettant de tenir compte du gauchissement des sections transversales dû au cisaillement. Un modèle d’endommagement est utilisé pour le béton. Les degrés de liberté de gauchissement sont calculés simultanément aux degrés de liberté de type poutre, de manière implicite, permettant un couplage entre l’évolution du gauchissement et celle de l’endommagement. Après validation de l’élément enrichi à l’échelle de la section, des simulations numériques de poutres en torsion pure sont comparées à des résultats d’essais, permettant d’examiner le comportement des éléments poutres en torsion dans les domaines linéaire et non linéaire. Finalement, le modèle complet avec gauchissement est appliqué à la simulation sismique d’une structure.