Comment déterminez-vous la longueur de charnière en plastique et la capacité de rotation des poutres en béton armé?

1 Longueur de charnière en plastique

La longueur de charnière en plastique (Lp) est la distance entre la face du support ou le point de moment zéro et le point où la courbure est égale à la courbure d’élasticité du faisceau. Lp dépend de la géométrie, des propriétés du matériau et du rapport d’armature de la poutre. Il existe différentes formules empiriques pour estimer Lp, telles que celles proposées par Paulay et Priestley (1992) et Park et Paulay (1975). Par exemple, la formule de Paulay et Priestley est la suivante :

Lp = 0,08L + 0,022fyd

où L est la longueur de portée, fy est la limite d’élasticité de l’acier et d est la profondeur effective de la poutre.

2 Capacité de rotation

La capacité de rotation (θp) est l’angle maximal que le faisceau peut faire pivoter au niveau de la charnière en plastique avant la rupture. θP dépend de la ductilité et du confinement de la poutre, ainsi que de la déformation et du flambage de l’acier. Il existe différentes méthodes pour calculer θp, telles que celles proposées par Bracci et al. (1997) et Priestley et al. (2007). Par exemple, la méthode de Bracci et al. est :

θp = θy + 0,08(μ - 1)

où θy est la rotation au rendement, μ est le facteur de ductilité, qui est le rapport entre le déplacement final et le déplacement d’élasticité du faisceau.

3 Facteurs affectant Lp et θp

Il existe une variété de facteurs qui peuvent affecter la longueur de la charnière en plastique et la capacité de rotation des poutres en béton armé. Par exemple, la résistance et la qualité du béton peuvent influencer le comportement à la fissuration et à l’écrasement, tandis que le rapport d’armature en acier, la disposition et les détails peuvent affecter le moment d’élasticité, le durcissement de déformation et le flambage. De plus, le rapport de portée de cisaillement (la distance entre le support et le point de moment maximal divisée par la profondeur effective du faisceau) peut réduire Lp et θp avec un rapport inférieur. Enfin, l’historique et le modèle de chargement jouent également un rôle dans la détermination de la quantité et de la direction de la charge cyclique et du déplacement que subit la poutre.

4 Comment mesurer Lp et θp

La longueur de charnière en plastique et la capacité de rotation des poutres en béton armé peuvent être mesurées expérimentalement ou numériquement. Expérimentalement, Lp et θp peuvent être obtenus en effectuant des essais de charge cyclique sur des éprouvettes de faisceau et en mesurant la courbure et la rotation à différentes sections et niveaux de charge. Numériquement, Lp et θp peuvent être simulés en utilisant l’analyse par éléments finis non linéaire ou d’autres méthodes de calcul qui peuvent capturer les non-linéarités matérielles et géométriques du faisceau.