Efficacité du renforcement des poutres en béton armé par des matériaux composites

Efficacité du renforcement des poutres en

béton armé par des matériaux composites

N. Attari¹, S. Amziane² and M. Chemrouk³

¹EPAU. Ecole Polytechnique d'Architecture et d'Urbanisme, Alger

²Clermont Université, Université Blaise Pascal, EA 3867, Laboratoire de Mécanique et Ingénieries, BP10448, F-63000 Clermont-Ferrand

³Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene Alger

RÉSUMÉ : Pour réduire le coût et assurer un comportement relativement plus ductile pour des éléments en béton armés renforcés, l'addition des fibres de verre pourrait être considérée comme solution de rechange, puisqu'elles sont relativement plus déformables et meilleur marché que la fibre de carbone. Dans ce sens, le travail actuel vise à évaluer l'efficacité du renfort externe sur les poutres renforcées par le tissu de FRP (verre - carbone).

Un total de sept poutres en béton armés ont été renforcées en flexion et en cisaillement, et testées sous un chargement quatre point cyclique statique. Le champs des contraintes et de déformation ont été contrôlées par un système de caméra numérique "Gom-Aramis".Les résultats ont été analysés en terme de résistance, rigidité, ductilité et mode de rupture.

ABSTRACT. To reduce the cost and to ensure a behavior relatively more ductile for concrete strengthening elements, the addition of glass fibers could be regarded as solution of replacement, since they are relatively more deformable and cheaper than carbon fiber. In this sense, current work aims at evaluating the effectiveness of the external reinforcement on the beams strengthened by fabric of FRP (glass - carbon).

Seven concrete beams reinforced were strengthening in bending and shearing, and were testing under four point cyclic static. The fields of the stresses and deformation were controlled by a numerical system of camera «Gom-Aramis". The results were analyzing in term of resistance, rigidity, ductility and mode of failure

MOTS-CLÉS : béton armé, renforcement, ductilité, composite hybride.. KEY WORDS: Reinforced concrete, Strengthening, ductility, Hybrid FRP.

Fig.1. Dispositif d'essai

Introduction :

La technique des armatures collées en matériaux composites acquiert une importance croissante dans le domaine du renforcement des structures. Elle s'avère notamment intéressante pour le renforcement et la réparation des structures en béton, en charpente ou en maçonnerie.

Cependant hormis les avantages qu'elle procure, la technique de renforcement par les matériaux composites, engendre une diminution dans la ductilité des éléments renforcés en flexion et sans confinement notable. Sachant que la ductilité est un élément désirable.

Triantafillou et Plevris, [1], ont démontré que le renforcement des facettes de poutres en béton armé par des fibres de verre ou d'aramides, améliore leur résistance au cisaillement et leur ductilité. Et récemment Guido Camata et al, [2] ont montré expérimentalement et analytiquement l'efficacité de la surface de contact du renfort composite sur la ductilité.

Dans ce sens la présente étude évalue l'influence et l'efficacité du renforcement externe des poutres en béton armé, par un renfort en fibre de verre et de carbone, et cela par une configuration de renforcement appropriée. Différentes solutions sont expérimentées, Elles combinent l'usage séparé de fibres de carbone et de verre unidirectionnel avec un ancrage en U. Dans les mêmes conditions un tissu hybride bidirectionnel verre-carbone est testé.

Et dans ce sens et pour réduire le coût et assurer un comportement relativement plus ductile pour les éléments en béton armé renforcé, l'addition des fibres de verre pourrait être considérée comme solution de rechange, Attari et al, [4], puisqu'elles sont relativement plus déformable et meilleur marché que la fibre de carbone.

1. Objectif de l'étude :

L'étude ici présentée avait pour objectif de faire une comparaison qualitative entre les différentes configurations de renforcement et particulièrement sur leurs ductilités.

2. Aspects expérimentaux :

3.1. Dispositif expérimental :

Les essais ont été réalisés sur un dispositif de flexion quatre point d'une capacité de 250kN (Fig.1), la charge appliquée était du type cyclique statique avec une vitesse de 0,02mm/s.