Contribution to the analysis of slender reinforced concrete columns subjected to a thermal gradient

Abstract

Dans ce mémoire, nous exposons une étude paramétrique de la résistance des poteaux en béton armé élancés soumis à un fort gradient thermique. L'analyse débute en effectuant une étude thermique, par la résolution des équations aux dérivées partielles du transfert de chaleur, afin de déterminer les températures dans chaque maille de discrétisation de la section des poteaux. Après avoir établi les températures, nous pouvons obtenir les caractéristiques physiques et mécaniques du béton et de l'acier pour chaque mailles et à chaque moment (où chaque température). La résistance des poteaux est ensuite analysée mécaniquement en utilisant la méthode des éléments finis, en prenant en considération l'effet du second ordre. Après cela, un certain nombre de poteaux en béton arme de section carrée, chargés axialement, et exposés à un feu normalisé (ISO 834) sur leurs quatre faces. A différents instants, les poteaux sont modélisés à l'aide du logiciel CIM’Feu afin de déterminer leur capacité d’endurance et de résistance, avant d'atteindre le point d'effondrement en raison de leur exposition à des températures élevées. Le comportement des poteaux au feu a été étudié sous l'influence de tous les facteurs et paramètres fondamentaux affectant la résistance de ces poteaux, tels que : l’effet de la géométrie, l’effet du taux d’armature, l’effet de l’enrobage, l’effet de la longueur de flambement, l’effet de la résistance caractéristique du béton, l’effet de la limite élastique des armatures, l’effet de la teneur en eau et l’effet de type de granulats. Grâce aux résultats obtenus, le concepteur de structure peut rapidement prendre des décisions concernant les dimensions des poteaux (section et hauteur) exposés au risque de feu, ainsi que leurs ferraillages.