Bond behavior of FRP-to-concrete under cyclic fatigue loading of RC structures strengthened with EB-FRP composites

Résumé

Les structures en béton armé telles que les poutres de pont sont soumises, pendant leur durée de vie utile, à des charges cycliques de fatigue, principalement sous la forme des charges de trafic. Ces structures sont sujettes à des dommages progressifs et peuvent subir une rupture par cisaillement, qui se caractérise souvent par une rupture fragile sans aucun avertissement préalable. Par conséquent, la réhabilitation des structures en béton armé déficientes en cisaillement nécessite l'application de systèmes de renforcement appropriés. L'utilisation de composites en PRF collés en surface (PRF-CS) présente de nombreux avantages et constitue une technologie prometteuse pour le renforcement en cisaillement des structures en béton armé. Cependant, la performance des structures en béton renforcées à l’aide de PFR-CS peut être fortement influencée par l’adhérence à l'interface PRF-béton, car le décollement interfacial peut entraîner une défaillance prématurée du système de renforcement. Peu d’études ont été menées sur le comportement d’adhérence PRF-béton des structures en béton renforcées à l’aide de PRF-CS sous chargement cyclique de fatigue, et par conséquent, d’autres recherches connexes contribueront à une meilleure compréhension de ce domaine de recherche complexe. La présente recherche vise à examiner le comportement d’adhérence en fatigue à l'interface PRF-béton des structures en béton renforcées à l’aide de PRF-CS. À cette fin, dans la première phase de cette recherche, une revue de la littérature est effectuée afin d’identifier les paramètres influents sur le mécanisme d’adhérence en fatigue à l'interface PRF-béton. En effet, il est indiqué que les PRF en carbone (PFRC) peuvent fournir une meilleure résistance à la fatigue que d'autres composites en PRF, tels que les PRF en verre et en aramide. Une étude expérimentale est menée dans la deuxième phase de cette recherche pour combler les lacunes existantes dans la littérature concernant le comportement d’adhérence PRF-béton. Une série d’essais d’arrachement en cisaillement sur de joints collés PFRC-béton à double rangée est conçue pour évaluer le comportement interfacial en fonction de différentes variables, telle que le type de composite en PRF (lamelle en PRFC vs tissu en PRFC), le rapport largeur PRF-béton (largeur FRP collé en surface sur largeur du béton), et la longueur d’adhérence du PRF sous chargement statique et cyclique. Les résultats de ce programme expérimental démontrent la performance supérieure du système de renforcement à l’aide de tissus en PRFC comparé aux lamelles en termes de résistance ultime sous chargement statique et durée de vie en fatigue sous chargement cyclique. De plus, l'augmentation du rapport de largeur PFRC-béton s’est avérée améliorer le comportement d’adhérence par rapport au mode de rupture par décollement sous les deux conditions de chargement. En ce qui concerne la longueur d’adhérence des PRFC, d'autres discussions sont présentées pour évaluer ce paramètre sur le comportement d’adhérence, en mettant l’accent sur la détermination de la longueur d’adhérence effective sous les conditions de chargement statique et cyclique. En incorporant les résultats expérimentaux actuels et les données de recherche disponibles dans la littérature, des études analytiques sont menées pour développer les deux modèles suivants : 1) une relation contrainte d’adhérence -glissement sous chargement statique ; et 2) un modèle de prédiction de la durée de vie en fatigue de l’adhérence PRFC-béton sous chargement cyclique. Les deux modèles se sont révélés satisfaisants lorsqu'ils ont été validés par rapport à la base de données sélectionnée et peuvent constituer un outil efficace pour prédire le comportement d’adhérence à l'interface PFRC-béton des structures en béton renforcées en cisaillement à l’aide de PRFC.

Date	4 juil. 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Georges El-Saikaly (Directeur(-trice)) & Omar Chaallal (Codirecteur(-trice))