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Performance et caractérisation à l’arrachement des tiges en FRP de carbone utilisées pour renforcement au cisaillement par la méthode ETS

Ammar Khodja, L’Hady (2012). Performance et caractérisation à l’arrachement des tiges en FRP de carbone utilisées pour renforcement au cisaillement par la méthode ETS. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La réhabilitation et le renforcement au cisaillement des structures en béton armé (BA) à l’aide des matériaux composites tel que les tissus en FRP collés en surface (EB) ou les barres en FRP collées près de la surface (NSMR) sont des techniques bien éprouvées. Mais le problème de décollement de ces renforts subsiste toujours et constitue une des causes principales de la rupture au cisaillement des poutres renforcées avec des matériaux composites. Dans le but de remédier au problème du décollement des ancrages, une nouvelle méthode baptisée ETS (Embedded Through Section) a été récemment mise au point dans le but d’éviter les ruptures prématurées dues au décollement des matériaux composites. L’objectif de cette étude est de mettre en évidence l’importance et l’influence des paramètres importants sur le comportement des ancrages des barres en FRP de carbone (CFRP) soumises à des forces d’arrachement. Ces paramètres sont : la résistance du béton, la longueur d’ancrage des barres en CFRP, le diamètre du trou dans le béton, le diamètre de la barre en CFRP et son type de surface (lisse ou sablée). La compréhension de l’influence de ces paramètres sur la relation entre la force d’ancrage et le glissement est primordiale. Cela permet une description précise du comportement de l’ensemble des éléments qui contribuent à la résistance des barres en CFRP à l’arrachement. Une série de 25 spécimens sont soumis à l’essai d’arrachement. L'impact de ces paramètres sur la performance à l’arrachement des tiges en CFRP est résumé en termes de mode de rupture, de force ultime de résistance à l’arrachement et de rapport entre la force de chargement et de glissement. Les résultats des investigations montrent qu’avec la technique ETS, le décollement des ancrages peut être évité en fournissant une longueur d’ancrage et une résistance de béton suffisantes. La méthode offre un plus grand confinement et conduit donc à une amélioration substantielle de la performance des ancrages. En conséquence, les concepteurs seront en mesure d'éviter les ruptures qui sont dues au décollement des ancrages en utilisant les pleines capacités des poutres renforcées au cisaillement.

Résumé traduit

The rehabilitation and strengthening concrete structures in shear using composite materials such as externally bonded (EB) or near surface mounted rebar (NSMR) are well established techniques. However, debonding of these strengthening materials is still present and constitute the principal cause of shear failure of beams strengthened with composite materials. A new method called ETS (Embedded Through Section) was recently developed in order to avoid premature failures due to debonding of composite materials. The objective of this study is to highlight the importance and influence of important parameters on the behavior of CFRP bars anchorages subjected to pullout forces. These parameters are: concrete strength, anchorage length of CFRP bars, hole diameter in concrete, diameter of the bar and CFRP surface type (smooth versus sanded). Understanding the influence of these parameters on the relationship between the pullout force and the slip is paramount. This allows an accurate description of the behavior of all elements that contribute to the resistance of the CFRP bars pullout. A series of 25 specimens were subjected to pullout tests. The impact of these parameters on the pullout performance of CFRP rods is summarized in terms of failure mode, ultimate tensile strength and loading force slip relationship. The results of these investigations show that using the ETS method, failure of the anchors can be avoided by providing adequate anchorage length and concrete strength. The method provides greater confinement and thus leads to a substantial improvement in the performance of anchors. As a result, designers will be able to avoid failures that are due to debonding of anchors using thereby the full capabilities of reinforced beams strengthened in shear with EB FRP.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la construction". Bibliogr. : f. [104]-107.
Mots-clés libres: Mécanique de la rupture. Béton armé. Composites à fibres. Cisaillement (Mécanique). Ancrage (Construction). Méthode ETS, Cisaillement, Renforcement, Ancrages, glissement, FRP, NSM.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Chaallal, Omar
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 09 juill. 2012 18:30
Dernière modification: 07 août 2014 01:31
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1016

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