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Other titre : Comportement au poinçonnement de jonctions dalle-poteau intérieur en béton renforcées avec des armatures en PRFV sous chargement latéral cyclique inversé

dc.contributor.advisorBenmokrane, Brahim
dc.contributor.authorEladawy, Mohamedfr
dc.date.accessioned2019-07-17T13:32:19Z
dc.date.available2019-07-17T13:32:19Z
dc.date.created2019fr
dc.date.issued2019-07-17
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11143/15777
dc.description.abstractLa thèse de doctorat porte sur la toute première étude traitant du comportement au poinçonnement de jonctions dalle-poteau en béton armé de barres en polymère renforcé de fibres de verre (PRFV), sous la combinaison de charges de gravité et de charges cycliques inversées quasi statiques, pour simuler un chargement sismique. Un total de neuf (9) jonctions dalle-poteau intérieur pleine grandeur ont été fabriquées et testées pour étudier et évaluer la performance sismique des jonctions dalle bidirectionnelle-poteau en béton armé avec des armatures en PRFV. Les spécimens ont été testés en deux phases. La phase I comportait les dalles bidirectionnelles sans armatures de cisaillement et les principaux paramètres de l’essai étaient le type d’armature de flexion, le taux d’armature en flexion, l'intensité de la charge de gravité en service et la résistance à la compression du béton. La phase II a porté, quant à elle, sur l’effet de l’utilisation d’étriers en PRFV comme armature de cisaillement autour de la jonction dalle-poteau sur la performance sismique des dalles. Les paramètres d’essai pris en compte dans la phase II sont: le type d’étriers en PRFV, la distribution des étriers en PRFV et l'intensité de la charge de gravité en service. Sur la base des résultats des essais en laboratoire, les performances au poinçonnement ont été évaluées suivant le comportement à la fissuration, la réponse hystérétique, la rigidité de la jonction, la dissipation d'énergie et l'indice de ductilité du déplacement relatif. Les résultats ont montré que tous les spécimens en PRFV avaient une résistance et une capacité de déformation suffisantes face à la rupture par poinçonnement, pendant et après le chargement latéral cyclique inversé. Par conséquent, les barres d’armature en PRFV pourraient être utilisées efficacement comme armatures dans les jonctions dalle-poteau soumises à des charges de gravité et aux charges cycliques latérales inversées. Notamment, la disposition d’armatures de cisaillement autour des jonctions dalle-poteau a été un moyen efficace pour améliorer les performances sismiques globales des jonctions. Les résultats de cette recherche vont appuyer les travaux des comités techniques nord-américains chargés d’élaborer les normes de conception et les dispositions de calcul des jonctions dalle-poteau en béton armé de PRFV.fr
dc.description.abstractAbstract: In North America and much of the world, fiber–reinforced–polymer (FRP) reinforcing bars have emerged as an innovative solution to overcome the corrosion problem in concrete structures. Most investigations in the past have focused mainly on the behavior under static–loading conditions, omitting seismic design. Therefore, the feasibility of using FRP as internal reinforcement in a completely reinforced–concrete (RC) structure immune to corrosion essentially pertains to its strength, stiffness, and deformation capacity to resist seismic loads, has become questionable. Nevertheless, no tests have been conducted yet on FRP–RC slab-column connections subjected to a combination of gravity and lateral reversed cyclic loads. It should, however, be pointed out that the current North American codes and guidelines [CSA S806 (2012) and ACI 440.1R (2015)] do not include any requirements concerning the nominal punching–shear strength, stiffness, or drift capacity of flat–plate structures reinforced with FRP bars under lateral reversed cyclic loading. This has been the main impetus to conduct the first-ever experimental study on the punching–shear behavior of glass–FRP (GFRP) slab-column connections under the combination of gravity and quasi-static reversed cyclic loading to simulate seismic loading. In this research study, a total of nine full–scale interior slab-column connections were constructed and tested to understanding and assessing the seismic performance of GFRP–reinforced two–way slab-column connections. The specimens were tested through two phases. Phase I, focused on the two–way slabs without shear reinforcement and the main test variables were: (i) flexural–reinforcement type (GFRP and steel bars); (ii) the flexural–reinforcement ratio (1.06% and 1.51%); (iii) service gravity load intensity (dead load plus 30% of the live load and dead plus live load); and (iv) concrete compressive strength (NSC and HSC). Phase II focused on the impact of using GFRP stirrups as shear reinforcement around the slab-column connection on slab seismic performance. The test variables considered in Phase II were: (i) GFRP stirrups type (closed and spiral); (ii) GFRP stirrups distribution; and (iii) service gravity load intensity (dead load plus 30% of the live load and dead plus live load). Based on the laboratory testing results, the punching–shear performances were evaluated in terms of cracking behavior, hysteretic response, connection stiffness, energy dissipation, and ductility index. The results revealed that all GFRP specimens achieved adequate punching strength and lateral deformation capacity against punching–shear failure during and after the reversed lateral cyclic load conditions. Consequently, GFRP reinforcing bars could be used effectively as reinforcement in slab-column connections subjected to gravity and reversed lateral cyclic loads. The GFRP–RC specimens achieved lateral inter-story drift capacities over 1.50% satisfying the limits in CSA A23.3 and ACI 421.3R. The GFRP–RC specimens also had adequate drift–ductility indices, dissipated energy, and connection stiffness. On the other hand, increasing the flexural reinforcement ratio or gravity–load intensity in GFRP–RC specimen without shear reinforcement significantly affected the performance of the slab-column connection subjected to reversed lateral cyclic loads. Using high–strength concrete (HSC) in GFRP–RC specimen without shear reinforcement enhanced the slab' punching resistance. Provision of shear reinforcement around slab-column connections was proved to be an efficient means in enhancing the overall connections' seismic performance. The GFRP stirrups, either closed or spiral, could be used effectively as shear reinforcement in the concrete slab-column connections reinforced with GFRP bars and subjected to gravity and reversed lateral cyclic loads. All GFRP–RC specimens with GFRP shear reinforcement achieved a high lateral drift of 4.0% to 7.50% with the ability to sustain the gravity load. Moreover, the specimens with shear reinforcement displayed softer punching shear failure with a gradual decrease in the lateral loads and maintained its integrity. The findings of this study will support the work of the North American technical committees engaged in developing standards and design provisions for GFRP–RC slabs subjected to lateral reversal cyclic loading.fr
dc.language.isofrefr
dc.language.isoengfr
dc.publisherUniversité de Sherbrookefr
dc.rights© Mohamed Eladawyfr
dc.subjectConcrete slab-column connectionfr
dc.subjectGlass FRP (GFRP) reinforcementfr
dc.subjectseismic loadingfr
dc.subjectLateral reversed cyclic loadingfr
dc.subjectGFRP shear reinforcementfr
dc.subjectPunching shearfr
dc.subjectConnection stiffnessfr
dc.subjectEnergy dissipationfr
dc.subjectDrift ductility indexfr
dc.subjectDesign codesfr
dc.subjectHigh-strength concretefr
dc.subjectJonction dalle-poteaufr
dc.subjectArmatures en polymère renforcé de fibre de verre (PRFV)fr
dc.subjectChargement cyclique latéral inverséfr
dc.subjectArmature de cisaillement en PRFVfr
dc.subjectPoinçonnementfr
dc.subjectRigidité de jonctionfr
dc.subjectDissipation d'énergiefr
dc.subjectIndice de ductilité du déplacement relatiffr
dc.titlePunching shear behavior of interior slab–column connections reinforced with GFRP bars under lateral cyclic loadingfr
dc.title.alternativeComportement au poinçonnement de jonctions dalle-poteau intérieur en béton renforcées avec des armatures en PRFV sous chargement latéral cyclique inverséfr
dc.typeThèsefr
tme.degree.disciplineGénie civilfr
tme.degree.grantorFaculté de géniefr
tme.degree.levelDoctoratfr
tme.degree.namePh.D.fr


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