Solution Améliorée Pour La Détermination Des Contraintes d’interfaces d’une Poutre En Béton Armé Renforcée Avec Une Plaque En Composite. Improved closed-form solution to interfacial stresses in RC beams strengthened with FRP strip

Abstract

Le renforcement des structures en béton armé en utilisant les matériaux composites est devenu une technique très répandue dans le domaine de la réparation et de la réhabilitation des ouvrages existants. Cependant, le décollement des plaques de renforcement par rapport à la structure renforcée empêche de profiter pleinement de cette technique. L’analyse des contraintes d’interface joue un rôle prépondérant dans la compréhension du phénomène de décollement. Dans ce travail, il est question d’étudier une poutre en flexion, simplement appuyée et renforcée par une plaque en composite en développant une nouvelle approche théorique basée sur la prise en compte de l’effet du cisaillement. En effet une distribution parabolique des contraintes de cisaillement le long des épaisseurs des adhérents est considérée. Contrairement à d’autres travaux qui reposent sur l’hypothèse d’une même courbure pour les adhérents ce travail propose une nouvelle approche considérant la moyenne des courbures au niveau de l’adhésif. Une modélisation par éléments finis est réalisée dans le but de la comparer avec le modèle analytique proposé. Les résultats de cette étude semblent concorder avec ceux de la littérature et apporte ainsi une nouvelle contribution dans le calcul des structures hybrides. The strengthening of concrete structures in situ with externally bonded fiberreinforced plastic (FRP) composite sheets is increasingly being used for the repair and rehabilitation of existing structures. However, debonding along the FRP-concrete interface can lead to premature failure of the structures. The interfacial stresses have played a significant role in understanding this premature debonding failure of such repaired structures. In this paper, an improved theoretical analysis of the interfacial stresses is presented for a simply supported concrete beam bonded with a FRP plate. The shear strains of the adherends have been included in the present theoretical analysis by assuming a parabolic distribution of shear stress across their thickness. Contrary to some existing studies, the assumption that both adherends have the same curvature is not used in the present investigation. A finite element model is carried out in aim of comparing it with the analytical model suggested. The results of this numerical study are beneficial for understanding the mechanical behaviour of material interfaces and for the design of hybrid FRP-reinforced concrete structures.