Détermination des paramètres influençant le comportement des colonnes en béton confinées par une enveloppe mince en composite d'avant-garde

Abstract

Les structures en béton armé qui ont plus de 30 ans présentent des déficiences diverses : corrosion des armatures, dégradation du béton et manque de ductilité pour résister aux séismes. Les plus exposées à ces problèmes sont les colonnes des ponts à cause de l'utilisation de sels de déglaçage et de l'augmentation des charges permises sur les routes. La solution étudiée dans ce travail est l'ajout d'un composite unidirectionnel, en fibres de carbone dans une matrice époxyde, formant une enveloppe mince qui confine toute la section de la colonne. Le but de ce travail est de déterminer les paramètres ayant un effet significatif sur le comportement des colonnes renforcées. Le programme expérimental comprend 16 colonnes différentes de 300 X 1200 mm ayant une armature en acier et un renfort composite. Parmi les paramètres étudiés figurent l'arrangement de la cage d'armature, la résistance du béton, l'endommagement du béton et la corrosion des aciers. La capacité de toutes les colonnes a légèrement augmenté et ce, malgré l'endommagement du béton et la corrosion de l'acier. D'autre part, la ductilité est beaucoup plus grande car la colonne, renforcée avec le composite, se rompt à une déformation environ trois fois supérieure à celle de la colonne non confinée. Les seuls paramètres ayant un effet significatif sur la résistance du béton confiné sont la résistance en compression du béton, f'c, et les caractéristiques de l'enveloppe composite. La contribution des armatures longitudinales est la contrainte à la limite élastique multipliée par la section d'acier, fyAs. L'espacement des étriers n'a aucun effet dans le domaine étudié. La résistance spécifiée du béton, la corrosion des armatures et l'endommagement du béton ont un effet sur la déformation axiale du béton, ?c. Ces trois paramètres ont aussi des interactions entre eux qui sont statistiquement significatives. La poursuite de l'étude du comportement des colonnes faiblement ou insuffisamment armées, renforcées par une enveloppe composite, peut se réaliser sur des cylindres sans armature car l'influence de celle-ci est nulle sur la résistance et faible sur la déformation.