Les renforcements par composite - travaux du groupe de travail AFGC

Transcription

1 «Renforcement parasismique des constructions existantes» Les renforcements par composite - travaux du groupe de travail AFGC E. FERRIER, Professeur, Université LYON1 emmanuel.ferrier@univ-lyon1.fr 1

2 PLAN Introduction Contribution des PRF Exemples Le groupe de travail de l AFGC Conclusions 2

3 PLAN Introduction Contribution des PRF Exemples Le groupe de travail de l AFGC Conclusions 3

4 Contexte du renforcement parasismique Support béton Interface fibres Protection 4

5 Résistance Force latérale Différentes stratégies de renforcement parasismique : contribution des composites Résistance raideur résistance ductilité Résistance + ductilité Ductilité Non renforcé Bâtiment existant Davidovici 1999 Déplacement Ductilité 5

6 Renforcement de structure par Polymère renforcé de Fibres FHWA,

7 Comportement des nœuds d assemblage R. Pinnella (2010) 7

8 Renforcement des poteaux Manuel A.G. Silva (Portugal) Volume 3, Issue 4 December

9 Gains de ductilité University of Illinois Department of Civil and Environmental Engineering, 2003

10 Gains de ductilité University of Illinois Department of Civil and Environmental Engineering, 2003

11 Renforcement des ponts Pantelides USA 11

12 Renforcement des ponts Pantelides USA 12

13 Essais en France: Développement d essais de caractérisation Université LYON 1 13

14 Exemples de résultats Indicateur énergétique D i F F i y i y E n 1 2 de M y D i P,i j j E E f j E E j E P,i E j E f energy of the principal half cycle I; energy of the secondary half cycle j; F. Colomb ( ), G. Promis (2007) 14

15 Programmes de recherche collaboratifs : Projet INPERMISE ( ) Titre du projet Acronyme INgénierie PERformantielle pour la Mise en SEcurité des ouvrages par renforcement composites IN.PER.MI.SE Aide ANR : 352 k 15

16 PLAN Introduction Contribution des PRF Exemples Le groupe de travail de l AFGC Conclusions 16

17 Examples USA 17

18 Examples USA 18

19 Inner city railway bridge, Athens Seismic upgrade of electric railways bridge at Amarousio Station in Athens. Total length of the bridge 300 m. 19

20 Inner city railway bridge, Athens Strengthening of 108 bridge piers with Tyfo UC Strips and Tyfo SEH- 51A. 20

21 Poros Bridge, Nafpaktos, Greece Poros bridge constructed in 1943 by the Germans. Beams strengthening due to vehicle higher loads. 21

22 Examples Japon

23 Rion-Antirion Bridge, Patras, Greece 23

24 Rion-Antirion Bridge, Patras, Greece Strengthening of 28 seismic absorbers shear-keys with Tyfo SCH-11UP. 24

25 PLAN Introduction Contribution des PRF Exemples Le groupe de travail de l AFGC Conclusions 25

26 Recommandations et Règles de calcul existantes Avis Technique : Renforcement de poutres (flexion, effort tranchant) Renforcement de poteaux Renforcement de dalles 26

27 Recommandations et Règles de calcul existantes 27

28 Recommandations AFGC 36 personnes, 111 pages 28

29 Plan du document de travail Généralités sur le comportement sismique des structures Définition des niveaux de connaissances de la modélisation des structures en béton armé Renforcement parasismique par PRF de structure en béton armé Dimensionnement d un renforcement PRF Dispositions constructives 29

30 Synthèse des études de cas 20 cas traités pour le séisme 30

31 Augmentation de la résistance à la compression La définition de la résistance de la colonne confinée par renforts composites peut être repris des recommandations provisoires de l AFGC [19] portant sur le renforcement par matériaux composites des structures en béton armé ou dans l annexe A de l Eurocode 8 partie 3. Le calcul s effectue à partir de l évaluation de la pression de confinement (f pud ) qui est identique pour les deux méthodes de calcul (AFGC et EC8). Cette pression dépend des propriétés géométriques de l enveloppe composite et des dimensions de la pile à renforcer. 31

32 Amélioration de la ductilité par effet de confinement local Les équations suivantes ([EN ]) permettent ainsi le calcul de la rotation de corde ultime θ um, de la rotation de corde élastique θ y et de la rotation de corde plastique de poteaux en béton armé soumis à des sollicitations cycliques: um pl um y um 1 el 0,016 0,3 v max(0,01; max(0,01; ') ) f c 0,225 LV h 0,35 25 f yw sx fc 1, d pl um 1 0,3 0,35 f yw max(0,01; ') 0,2 L sx v fc 0,0145 (0,25 ) f 25 (1, c el max(0,01; ) h d ) y y L v 3 v z h L v d y d d' 6 b f f y c 32

33 Amélioration de la ductilité par effet de confinement local R. Sadone, IFSTTAR

34 Amélioration de la résistance au cisaillement V Rd, f 0.9d f fdd, e 2t f w s f f 1 ( tan( ) 1 tan( ) ) sin 34

35 Amélioration de la résistance au cisaillement wf VRd, f 0.9d f fdd, e 2 tf cot cot sin s Lesin 1 f fdd, e, W f fdd 1 k ( f fu, W ( rc ) f fdd ) 1 2z 2 f 2 L e sin z Shear cracking V rupt [kn] (θ = 30 ) V rupt [kn] (θ=21.5 ) V rupt [kn] (θ=45 ) Experimental [kn] SC SC-PW-2C SC-FW-2C SC-FW-3C SC-PW-3C SC-PW-3C SC-PW-3C SC-PW-9G Θ = 30 35

36 Conclusions Matériau de renforcement PRF efficace vis-à-vis du renforcement parasismique Possibilité de faire évoluer les PRF Eléments de dimensionnement pertinent vis-à-vis de la compression, cisaillement Besoins de travaux de recherche complémentaires sur les ancrages Besoins d outils d aide à la décision 36

37 QUESTIONS.? 37