Comportement au cisaillement d'une seule pièce

Jul 24, 2023

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 13308 (2022) Citer cet article

1077 Accès

1 Citation

1 Altmétrique

Détails des métriques

Un ancrage porteur de pont transmet diverses charges d'une superstructure à une sous-structure. La plupart des ancrages sont généralement conçus sans tenir compte de caractéristiques telles que le socle en béton, l'assise de coulis et la douille d'ancrage. Cette étude a examiné le comportement au cisaillement des ancrages en fonction de la distance au bord, de la profondeur d'ancrage, de la résistance à la compression du béton et de la hauteur du socle en béton afin de simuler les caractéristiques pratiques des ancrages porteurs du pont. La capacité de cisaillement réelle de la cheville diffère des résistances au cisaillement calculées par l'ACI 318 et l'EN 1992-4 ; en particulier, l'importance de la profondeur d'encastrement est sous-estimée dans ces codes. Une augmentation de la hauteur du socle en béton a un effet négatif sur la capacité de cisaillement en raison de la concentration des contraintes. Le coulis est fracturé avant l'apparition de dommages locaux dans le béton, ce qui entraîne un moment secondaire. En conséquence, l’effet du bras de niveau est observé. Une équation permettant de prédire le degré relatif de fissuration du béton est proposée en analysant le déplacement du coulis et du béton. Des déformations élevées se produisent dans les étriers proches de l'ancrage, et le comportement de la déformation est plus influencé par la profondeur d'ancrage que par la distance au bord. La comparaison des charges de rupture obtenues et évaluées analytiquement par des calculs selon l'EN 1992-4, le modèle Schmid et le modèle Sharma a été réalisée pour considérer l'effet du renforcement supplémentaire. Enfin, l'équation de conception de la résistance à l'arrachement du béton est modifiée pour prédire la résistance au cisaillement plus précise d'un ancrage d'appui de pont.

Les ancrages généraux soumis à des charges de traction et de cisaillement, qui sont finalement reflétés dans le code de conception, ont été étudiés de manière approfondie1,2,3. Sur la base des bases de données développées par des études antérieures, des ancres ont été introduites dans l'ACI 349 (Annexe B)4. Cependant, l'ACI 349 présente une équation qui corrèle directement le comportement à la rupture d'un système d'ancrage avec son comportement élastique et plastique. Cela entraîne une surestimation du comportement à la rupture du système d'ancrage plutôt que du comportement réel. Fuchs et coll. proposé une méthode de calcul de la capacité du béton (CCD) prenant en compte les propriétés de rupture du béton5. Une formule théorique dépendant de la mécanique de la rupture élastique linéaire a été rapportée sur la base des résultats expérimentaux. La méthode CCD fournit un contexte théorique pour les normes ACI 318 et EN 1992-4 actuelles, qui contiennent des normes de conception liées aux ancrages pour béton.

Le comportement des ancrages à haute résistance et de grand diamètre a été étudié de manière approfondie afin de garantir davantage la stabilité de leur application dans les centrales nucléaires principalement6,7. En outre, diverses études ont été menées sur les ancrages post-installés utilisés pour la reconstruction et la réhabilitation, ainsi que sur les ancrages coulés sur place installés avant le durcissement du béton8,9. Le comportement en cisaillement de groupes d'ancrage ayant différentes configurations a également été étudié de manière approfondie en considérant diverses études expérimentales10,11,12,13,14. Récemment, de nombreuses études sur les ancrages utilisant des barres d'armature en polymère renforcé de fibres (FRP) ont été réalisées avec le développement de la technologie FRP15. En outre, diverses études sont également en cours, telles que le comportement des systèmes d'ancrage en béton renforcé de fibres d'acier (SFRC), pour améliorer la résistance à la traction du béton et prédire la résistance des ancrages lors du fonctionnement des machines16,17,18. Le comportement en cisaillement et en traction des groupes simples et des groupes d'ancrage dans les SFRC est évalué en donnant des recommandations de conception appropriées19.

Un ancrage de pont est un système important pour transférer diverses charges, telles que les charges des véhicules et du vent, d'une superstructure à une sous-structure. L'appui doit être complètement connecté afin que les contraintes de traction, de cisaillement et de flexion puissent être transférées au béton de la sous-structure via le système d'ancrage d'appui du pont20. L'ancrage porteur du pont présente des caractéristiques telles qu'un socle en béton installé sur la sous-structure, un lit de coulis sur le socle en béton et une douille d'ancrage noyée dans le béton, comme le montre la Fig. 121. Le lit de coulis nivelle toute pente de la surface de la culée. Il protège également la section des boulons de fixation entre le béton et la face inférieure de la plaque de base22. Le socle en béton est une petite pièce par rapport à la culée ; cependant, il joue un rôle majeur en tant qu’élément structurel, qui transmet les charges en toute sécurité grâce à la capacité portante du béton. Bien que de nombreuses études sur le socle en béton aient été menées, les défaillances localisées du socle du pont doivent encore être clairement abordées23. Dans les ancrages d'appui de pont, on utilise principalement des douilles rondes en acier moulées sans spirale. Une douille d'ancrage présente les caractéristiques d'un composant facile à remplacer une fois les boulons d'ancrage endommagés. La plupart des études précédentes se sont concentrées sur les ancrages, qui sont directement noyés dans le béton sans douilles d'ancrage ; cependant, le comportement au cisaillement des ancrages utilisant des douilles d'ancrage n'a pas encore été évalué.