Approche de conception et d'évaluation des structures en béton armé basée sur la réduction de la capacité résistive

La pratique de la conception des structures en béton armé fait appel à des méthodes de calculs basées sur des formules empiriques ou semi-empiriques et des hypothèses de comportement linéaire élastique. Pour des structures complexes et non conventionnelles, l'utilisation de ce type de méthode est questionnable au risque de définir des schémas de résistance loin du schéma réel de la structure. Il peut même être inapproprié d'y avoir recours en fonction de la complexité de la structure, car leurs critères d'applicabilité issus des normes ne sont plus valables. Pour les structures complexes, l'utilisation de méthodes universellement acceptées comme la méthode des bielles et tirants, malgré qu'elle soit adaptée pour l'étude des régions de discontinuité, peut s'avérer compliquée et fastidieuse à cause de sa nature géométrique, en particulier pour les structures en 3D. La revue de littérature a mis en évidence un intérêt grandissant pour les méthodes numériques permettant d'accompagner l'utilisation de la méthode des bielles et tirants, en particulier la définition du chemin interne des efforts. En contrepartie, les méthodes poussées, telles que les analyses non-linéaires par éléments finis, présentent plusieurs complexités numériques avec une variabilité dans les résultats obtenus qui est en fonction des intrants dont la définition manque de consensus dans la littérature.

Abstract

The practice of designing reinforced concrete structures considers the use of calculation methods based on empirical or semi-empirical formulas and assumptions of linear elastic behaviour. For complex and nonconventional structures, this common practice is questionable and it may lead to a resistance path far from the true resistance path of the structure. It may even be inappropriate to apply such methods depending on the complexity of the structure because the criteria for applying codes and norms are no longer valid. For complex structures, the use of universally accepted methods such as the strut and tie method can be a complicated and tedious task because of its geometric nature, in particular for 3D structures, even though it is a suitable method for the study of discontinuity regions. The literature review highlights a growing interest in numerical methods used to support the definition of the strut and tie model of a given structure. On the other hand, advanced methods such as nonlinear finite element analysis present several numerical complexities and variability in the results depending on the input properties that lack consensus in the literature. This work fits into the global context of the design of complex reinforced concrete structures and in particular the development of a new approach to the design of structures. It aims to combine the conservatism of the strut and tie method and the power of non-linear finite element analyses. The method is numerical in nature and is based on strength reduction, a method so far reserved for the domain of slope stability in Geotech. The new method is referred to as the strength reduction design method and by the acronym “SRDM”.