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Utilisation de la méthode des éléments finis non-linéaires pour la conception des structures en béton armé: application aux structures massives
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Ftima, Mahdi Ben |
| Copyright Year | 2013 |
| Abstract | RESUME L'analyse non-lineaire par elements finis constitue un outil numerique de pointe pour l'analyse des elements en beton arme. Elle permet de reproduire le comportement fragile du beton apres fissuration et constitue dans certains cas la seule alternative aux essais experimentaux pour la prediction precise du comportement des structures en beton. Jusqu'a date, cet outil a surtout ete utilise pour la reproduction de resultats d'essais experimentaux simples – tirants, poutres et dalles en beton arme – et a rarement ete utilise pour l'analyse ou encore la conception de structures complexes en beton arme. Plusieurs raisons ont contribue a cela. La difficulte de la mise en oeuvre de telles analyses pour les structures complexes constitue le premier obstacle : temps de calcul important par rapport aux analyses lineaires, taille enorme des modeles de calcul et problemes de convergence lies a la fissuration du beton. La deuxieme raison est liee a la complexite du materiau beton et l'existence de plusieurs modeles de betons issus de differentes theories de la litterature. Finalement, l'absence d'efforts pertinents au niveau de la litterature pour le passage des resultats de ces analyses jusqu'au dimensionnement et au calcul final des armatures a largement contribue a l'interet mitige pour de telles analyses couteuses. Le present travail presente des solutions pour ces problemes avec comme application le domaine des structures massives en beton arme. L'approche de resolution explicite en mode quasi-statique est presentee dans ce travail comme une solution au premier probleme et est utilisee comme alternative a l'approche conventionnelle implicite. A travers des exemples d'application reels issus du milieu industriel, on montre que l'analyse de modeles complexes est rendue possible avec cette methode et que le temps de calcul peut etre determine a l'avance.-ABSTRACT Nonlinear finite elements for concrete structures have seen a remarkable advancement in the last half century with more emphasis on constitutive modelling of reinforced and non-reinforced concrete. Applications were restricted to the analysis of simple structures (beams, columns, slabs …etc.), comparisons to experimental tests, and rarely extended to the design of complex structures. Many reasons lie behind this fact. The first is the difficulty to implement such analyses for complex structures: large computation time with respect to conventional linear analyses, and convergence problems generally related to concrete softening. The second important reason is the complexity of the concrete material and the existence of a multitude of models and theories in the literature. Finally, there is a lack in the literature and international codes concerning the reliability framework and the limit state design using nonlinear analyses. The current work presents solutions to these issues and applications in the field of large reinforced concrete structures. To address the first problem, the quasi-static explicit solver algorithm is presented in this work, as an alternative to the conventional static implicit solver. Effectiveness of the explicit solver algorithm compared to the standard implicit one is demonstrated. It is shown through validations that, analysis of complex models with highly non-linear behaviour is being possible without the need for iterations. To address the second and third problems, a methodology that uses nonlinear finite elements analysis for determining a global resistance factor for the design of reinforced concrete structures is suggested. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://publications.polymtl.ca/1281/1/2013_MahdiBenFtima.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
