Stratégies de Modélisation de Structures en Béton Soumises à des Chargements Sévères - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2008

Simplified modelling strategies for concrete structures under severe loadings

Stratégies de Modélisation de Structures en Béton Soumises à des Chargements Sévères

Résumé

Three modelling strategies for structures are proposed in this document. The first deals with the use of multifiber Timoshenko beam elements and constitutive laws based on damage mechanics for concrete and plasticity for steel. After a short review of different multifiber beam elements existing in the literature, a new Timoshenko element with higher order interpolation functions is proposed. The second strategy concerns Soil-Structure Interaction (SSI) and a 3D non linear interface element, based on the macro-element concept, able to compute SSI for a shallow rigid foundation. The particularity of the macro-element lies in the fact that the movement of the foundation is entirely described by a system of generalised variables (forces and displacements) and the plasticity theory, helping thus to reduce computational time. The third strategy is about localisation of deformations and objectivity of the numerical results using a higher order medium (with microstructure). The evolution of the width of the shear zone is studied using local second gradient models and simple constitutive relations based on plasticity or damage. Comparisons with experimental results and/or numerical examples show the performance of the proposed modelling strategies.
Trois stratégies de modélisation de structures sont proposées dans ce document. La première consiste à l'utilisation des éléments poutres multifibres de cinématique Timoshenko et des lois de comportement basées sur la mécanique de l'endommagement pour le béton et la plasticité pour les aciers. Après une présentation succincte de plusieurs éléments poutres multifibres existants dans la littérature, un nouvel élément Timoshenko avec des fonctions d'interpolation d'ordre supérieure est proposé. La deuxième stratégie concerne la prise en compte de l'Interaction du Sol avec la Structure (ISS) et le développement d'un élément d'interface 3D modélisant une fondation rigide superficielle reposant sur un massif de sol. Basé sur le concept des macro-éléments, ce nouvel outil est formulé en variables globales (forces et déplacements) et selon la théorie de plasticité, permettant ainsi de diminuer le temps de calcul. Enfin, la troisième stratégie traite de problème de la localisation des déformations et de l'objectivité des résultats des calculs dans un milieu enrichi (milieu avec microstructure). L'évolution de la zone de localisation est étudiée avec des modèles second gradient locaux pour différents types de lois simples basées sur la théorie de plasticité ou de l'endommagement. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux et/ou des exemples numériques prouvent la performance des stratégies de modélisation proposées.
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Dates et versions

tel-00350461 , version 1 (06-01-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00350461 , version 1

Citer

Panagiotis Kotronis. Stratégies de Modélisation de Structures en Béton Soumises à des Chargements Sévères. Matériaux. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2008. ⟨tel-00350461⟩

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