Experimental study of short reinforced concrete beam behavior repaired by two fiber reinforced polymer methods through three points bending test (probabilistic approach)
Etude expérimentale du comportement d'une poutre en béton armé en flexion trois points réparée par matériaux composites (approche probabiliste).
Résumé
The reinforced concrete (RC) has been widely studied; particularly their mechanical behavior and physicochemical capacity. But on the other hand the RC repaired is more seldom studied by fiber reinforced polymer (FRP) solutions. In this study, the analysis of damage short RC beam behavior, the cracking level effect on ultimate strength of repaired test specimen, and the reliability concepts application to estimate the failure probability have been investigated to understand the damage progress of the repaired short RC beam. For these purposes, a 3-point bending test has been carried out to pre-damage the RC test specimens until 2 different damage levels were reached. The insertion of FRP rod (in carbon FRP or in glass FRP) into the short rectangular RC beam and the externally bonded of carbon FRP plate to the tension beam face were been employed as repair methods. The damage behavior of the repaired test specimen was been studied using the microscope long-distance and the Acoustic Emission technique. The repair concrete methods were successful, because the ultimate strength of all repaired test specimens was increased. Monte Carlo and FORM methods have been used to determine the failure probability of a rectangular short RC beam using 3-points bending test. The results of this reliability approach have permitted to graph these 3 parameters: ultimate strength of RC beam, variation coefficient and failure probability.
Le béton armé (BA) a été largement étudié, surtout à travers son comportement mécanique et ses capacités physico-chimique. Par contre la notion de réparation des ouvrages de génie civil par des solutions composites est plus rarement traitée. Cette recherche porte essentiellement sur : l'analyse de l'influence du degré de fissuration sur la résistance ultime des éprouvettes réparées et l'application des concepts de fiabilité afin d'estimer la probabilité de défaillance. Dans ce but, des poutres en BA ont été pré fissurées par des essais en flexion 3 points jusqu'à 2 niveaux différents d'endommagement puis réparées. L'insertion d'une tige en composite (soit fibre de carbone, soit fibre de verre) et le collage d'une plaque en carbone sur la face tendue de la poutre courte, ont été utilisés comme méthodes de réparation. Lors des essais en flexion de poutres réparées, leur comportement a été évalué à l'aide d'un microscope à longue distance et par la technique d'émission acoustique. A partir des résultats obtenus, nous avons constaté que les deux méthodes de réparation sont très efficaces. En effet, les éprouvettes réparées ont considérablement augmenté leurs résistances ultimes. Une approche probabiliste utilisant les méthodes Monte Carlo et FORM pour déterminer la probabilité de défaillance de l'éprouvette testée en flexion trois points a été utilisée. Ces résultats nous ont permis d'élaborer des abaques qui mettent en relation la force résistante de l'éprouvette, le coefficient de variation et la probabilité de défaillance.
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