Published December 16, 2013 | Version v1
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Analysis of steel-concrete bond behavior by push-in test

Description

This research aims at improving the knowledge about the behavior of reinforced concrete buildings. This behavior relies in particular on the steel-concrete link one, allowing to transfer stresses between the two materials. Knowing the bond behavior leads to optimise the structure design. The specific case of confinement vessels of nuclear structures induces a special link solicitation compared to the usual solicitations (such as presence of traction in the beam lower fiber). In order to study this stress state, a push-in test, less studied according to the literature, is set up. A new, precise and less-intrusive instrumentation by optic fiber is set up inside the concrete and the steel, giving access to local strains of both mediums. Much data is obtained at different steps of the steel-concrete interface behavior. Different interface lengths are used, leading to several rupture modes that are compared one to each other. The interface sliding one is more particularly studied. The behavior before the rupture, sometimes qualified as linear, is investigated as well. Post-mortem non destructive measurements (permeability and X-ray tomography) are finally performed. Known and new phenomena are observed and allow to refine the knowledge regarding the steel-concrete link. This research could lead to improve the modeling accuracy of reinforced concrete behaviors. Moreover, the uncertainty margins used in the engineering codes are likely to decrease. (author)

Abstract (French)

Les travaux de cette these ont pour objectif d'ameliorer la connaissance du comportement des batiments en beton arme. Ce comportement est notamment lie a celui de la liaison entre l'acier et le beton, qui permet de transferer les efforts entre les deux materiaux. La connaissance de cette interface conduit ainsi a l'amelioration de la conception des structures. Le cas specifique des enceintes de confinement de reacteurs nucleaires induit une sollicitation particuliere de la liaison par rapport aux sollicitations habituelles (comme la presence de traction en fibre inferieure d'une poutre). Afin d'etudier cet etat de contraintes, un essai push-in, peu etudie dans la litterature, est mis en place. Une instrumentation par fibres optiques innovante, precise et peu intrusive, est inseree dans le beton et l'acier, permettant d'acceder aux deformations locales des deux milieux. De nombreuses donnees sont ainsi obtenues a differents stades du comportement de la liaison acier-beton. Les essais realises font varier la longueur d'interface, menant a l'observation de plusieurs modes de rupture de l'eprouvette qui sont compares entre eux. Celui correspondant au glissement de l'interface est plus particulierement etudie. Le comportement precedent la rupture, souvent qualifie de lineaire, est egalement investigue. L'etude est completee par la realisation de mesures post-mortem non destructives de permeabilite et par rayons X. Des phenomenes connus et nouveaux sont observes et permettent d'affiner les connaissances sur le comportement de la liaison acier-beton. Ces travaux pourront conduire a ameliorer la precision de la modelisation du comportement des structures en beton arme. De plus, les marges d'incertitude utilisees dans les codes d'ingenierie sont susceptibles d'etre diminuees. (auteur)

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Original title (French)
Analyse du comportement de l'interface acier-beton par essai push-in. Mesures par fibres optiques et modelisation par elements finis

Publishing Information

Imprint Pagination
198 p.
Report number
FRNC-TH--14262

Optional Information

Notes
66 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses