Essais Push-Out sous chargement statique et cyclique altern´e

Il est `a noter que les travaux exp´erimentaux concernant les connexions mixtes bois-b´eton

sous sollicitations cycliques altern´ees sont quasiment inexistants dans la litt´erature. Par

cons´equent, l’´etude de la r´eponse hyst´er´etique de la connexion SBB passe in´evitablement

R

par une campagne exp´erimentale. Ainsi nous avons men´e une s´erie d’essais au premier

2.2. Comportement des planchers mixtes bois-b´eton sous s´eisme

semestre 2012 au laboratoire LGCGM de l’INSA de Rennes. Les objectifs des essais

Push-Out sous chargement statique et cyclique altern´e sont :

– la caract´erisation de la r´esistance au cisaillement de la connexion ;

– la capacit´e de d´eformation de la connexion d’un syst`eme bois-b´eton sous sollicitations

cycliques altern´ees.

– la d´etermination de la ductilit´e, du coefficient d’amortissement visqueux et de la

dissi-pation d’´energie de la connexion ;

– l’´evaluation la perte de r´esistance au cisaillement sous trois cycles cons´ecutifs de mˆeme

amplitude.

Tableau 2.1 – Description des ´eprouvettes test´ees

N° essai Type d’essai Nombre d’essais Connecteur SBB Classe Poutre- Bois Dimensions poutre-bois [mm] Epaisseur Dalle [cm] Ferraillage Dalle 26-170 S Statique 6 26-170 (2x2) GL24h 112x347* 7 1,89cm²/ml 26-170 C Cyclique 6 26-170 (2x2) GL24h 112x347* 7 1,89cm²/ml 26-250 S Statique 6 26-250 (2x2) GL24h 112x440* 7 + renformis 11x6 1,89cm²/ml 26-250 C Cyclique 6 26-250 (2x2) GL24h 112x440* 7 + renformis 11x6 1,89cm²/ml

Le tableau 2.1 pr´esente un r´ecapitulatif des 24 essais r´ealis´es. Les sp´ecimens d’essai sont

compos´es d’un tron¸con de solive bois auquel deux dalles en b´eton sont connect´ees via deux

connecteurs par dalle, soit quatre connecteurs par ´eprouvette. Des armatures de renfort

ont ´et´e plac´ees aux extr´emit´es des dalles `a l’endroit o`u le chargement est appliqu´e. La

Figure 2.2 illustre le dispositif exp´erimental des essais Push-Out qui a ´et´e con¸cu et r´ealis´e

par nous-mˆeme au Laboratoire LGCGM. La partie int´erieure des ´eprouvettes, constitu´ee

par la solive bois (1), repose sur le plateau fixe de la presse (3). Lors des essais, la solive

bois (1) est maintenue en place. Le v´erin, qui exerce un effort de compression, agit sur les

dalles b´eton (2) de l’´eprouvette. Afin d’appliquer uniform´ement les efforts sur les dalles

b´eton (2), une cage m´etallique (4) constitu´ee de corni`eres et de barres de contreventement

a ´et´e fabriqu´ee. Le maintien en place de la solive bois est obtenu par serrage d’une plaque

m´etallique (5) ´epaisse `a l’aide de tiges m´etalliques (6) viss´ees sur le plateau de la presse.

Th`eme 2. Planchers bois-b´eton sous sollicitations sismiques et d’incendie

SBB®

soit quatre connecteurs par éprouvette (Annexe A et Annexe B). Des armatures de

renforts ont été placées aux extrémités des dalles à l’endroit où le chargement est

appliqué. Le dispositif expérimental des essais Push - Out a été conçu et fabriqué

par l’équipe structure du laboratoire LGCGM, de l’INSA de Rennes (figure 2.1.3

et figure 2.1.4). La partie intérieure des éprouvettes, constituée par la solive bois

(1), repose sur le plateau fixe de la presse (3). Lors des essais, la solive bois (1)

est maintenue en place. Le vérin, qui exerce un effort de compression, agit sur les

dalles béton (2) de l’éprouvette. Afin d’appliquer uniformément les efforts sur les

dalles béton (2), une cage métallique (4) constituée de cornières et de barres de

contreventement a été fabriquée. Le maintien en place de la solive bois se fait par

serrage d’une plaque métallique (5) épaisse à l’aide de tiges métalliques (6) vissées

sur le plateau de la presse.

Vue de face Vue de face (coupe)

Vue de côté Vue ISO

Figure 2.1.4: Montage expérimental pour les éprouvettes avec les SBB 26 - 250.

28

2.1 Chargement statique monotone

Spécimen 26 - 170 Spécimen 26 - 250

Figure 2.1.5: Photos du montage expérimental pour les éprouvettes avec les

spé-cimens SBB 26 - 170 et SBB 26 - 250.

2.1.1.3 Instrumentation des spécimens

Pour cette campagne, l’instrumentation des spécimens d’essais doit permettre

de mesurer les paramètres suivants : le glissement à l’interface, l’effort appliqué

par le vérin et l’écartement relatif du béton par rapport à la poutre bois. L’effort

appliqué au spécimen est directement mesuré par le capteur de Force de la presse.

Concernant les mesures du glissement à l’interface bois - béton et de l’écartement,

ce sont au total 16 capteurs LVDT qui équipent chaque spécimen testé. La

me-sure de l’écartement du béton est effectuée en s’inspirant de l’article B.2.4. (4) de

l’Eurocode 4 : " il convient de mesurer la séparation transversale entre le profilé en

acier et chaque dalle en béton aussi près que possible de chaque groupe de

connecteurs ". Aussi pour chacun des 4 connecconnecteurs testés par spécimen d’essai dispose

-t - on de deux cap-teurs de glissemen-t e-t de deux cap-teurs d’écar-temen-t de par-t e-t

d’autres de la poutre bois, les capteurs sont numérotés de 1 à 8 pour l’écartement

et de 9 à 16 pour le glissement à l’interface (figure 2.1.7).

Figure 2.2 – Montage exp´erimental des essais Push-Out

2.2. Comportement des planchers mixtes bois-b´eton sous s´eisme

Synth`ese de l’exploitation des r´esultats exp´erimentaux

Il apparait clairement que le syst`eme SBB pr´esente un comportement ductile, qui de-

R

vrait permettre d’envisager son usage comme ´el´ement dissipatif, en classe DCM ou DCH

selon la configuration envisag´ee. Lorsque le syst`eme SBB est utilis´e comme ´el´ement

R

non dissipatif, par exemple pour r´ealiser la liaison diaphragme-´el´ements verticaux, cette

ductilit´e, mˆeme si elle n’est pas directement utilis´ee, conf`ere au SBB une grande robus-

R

tesse et permet d’utiliser la r´esistance F

u

, une fois la distribution statistique des r´esultats

exp´erimentaux prise en compte conform´ement `a l’Eurocode 0. Le comportement cyclique

caract´eristique de la connexion SBB est repr´esent´e sur la Figure 2.3. Le tableau 2.2

R

fait la synth`ese des r´esultats obtenus pour les essais Push - Out sous chargement cyclique

altern´e.

Chapitre 2 Études expérimentales à température ambiante de la connexion

SBB®

Figure 2.2.21: Comportement caractéristique de la connexion sous sollicitations

cycliques alternées.

Coefficient d’amortissement visqueux et dissipation d’énergie

La capacité de dissipation d’énergie est un facteur important permettant

l’éva-luation du comportement de la connexion mixte bois - béton sous sollicitations

cy-cliques. En effet, lors du chargement de l’éprouvette, une certaine quantité

d’éner-gie potentielle (charge extérieure) est introduite dans le système. Une partie de

cette énergie est absorbée par la déformation du connecteur et le reste est absorbé

par l’écrasement du bois et du béton. Une des exigences de la norme NF EN 12512

(2002, [6]) pour la caractérisation des assemblages bois sous sollicitations cycliques

alternées est formulée dans l’article 3.9 :

Dissipation de l’énergie : Une propriété d’un assemblage qui, dans les buts de

cette norme, est mesurée comme le coefficient d’amortissement visqueux équivalent

pour une boucle d’hystérésis. C’est un paramètre adimensionnel caractéristique

de l’effet amortisseur défini comme le rapport entre l’énergie dissipée dans un

demi - cycle et l’énergie potentielle disponible multipliée par2 π (figure 2.2.22) : le

coefficient d’amortissement visqueux équivalent (appelé aussi coefficient de perte

η) est défini ainsi :

v_eq = ^Ed

2 π Ep

(2.2.2)

Dans le document Modélisation numérique et expérimentale des structures mixtes acier- béton et bois- béton (Page 56-59)