Global analysis of steel concrete composite beams : analytical approach and finite element modelling

Analyse globale de poutres mixtes acier béton : approche analytique et modélisation non-linéaire

Jan Bujnak (1)

1 LGC - Laboratoire de Génie Civil

Two types of models applicable to the overall analysis of steel concrete composite beams are presented and analyzed in the thesis. The analytical model based on elastic theory of beams, allows the calculation of the shift and its influence on the arrows of simple and continuous composite beams. The nonlinear behavior of the composite beam is studied using a finite element modeling. A formulation by shell elements is used to represent the slab and the metal beam. The Connextion is made ​​by short beam elements. The three-dimensional finite element model is validated by comparing with experimental results from different sources. It proves to be effective to represent the influence of creep and concrete cracking on the stiffness of the composite beam. Numerical examples illustrate the application of models to the overall analysis of simple beams, continuous and composite floors

Deux types de modèles applicables à l'analyse globale de poutres mixtes acier béton sont présentés et analysés dans le mémoire de thèse. Le modèle analytique, basé sur la théorie élastique des poutres, permet le calcul du glissement et de son influence sur les flèches de poutres mixtes simples et continues. Le comportement non linéaire de la poutre mixte est étudié au moyen d'une modélisation par éléments finis. Une formulation par éléments de coque est utilisée pour représenter la dalle et la poutre métallique. La connextion est formulée par des éléments de poutre courts. Le modèle éléments finis tridimensionnel est validé par la confrontation à des résultats expérimentaux de différentes sources. Il s'avère être efficace pour représenter l'influence du glissement et de la fissuration du béton sur la raideur de la poutre mixte. Des exemples numériques illustrent l'application des modèles à l'analyse globale de poutres simples, continues et planchers mixtes

Mots clés: Analyse non-linéaire; modélisation; éléments finis; poutre mixte; Eurocode 4.; Eurocode 4

Domaines: Génie des procédés

Jan Bujnak. Analyse globale de poutres mixtes acier béton : approche analytique et modélisation non-linéaire. Génie des procédés. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2007. Français. ⟨NNT : 2007CLF21762⟩. ⟨tel-00718174⟩