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Fiche détaillée Thèses
École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan (2009-12-10), Pr. Adnan Ibrahimbegovic & Pr. Pierre Léger (Dir.)
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Modélisation numérique des phénomènes d'amortissement par dissipation d'énergie matérielle dans les structures de type portique en béton armé sous séisme.
Pierre Jehel1, 2

Des méthodes de dimensionnement parasismique récentes reposent sur la prédiction de quantités locales dans les analyses sismiques non-linéaires. Dans ce contexte la modélisation de l'amortissement avec un modèle visqueux est un point faible. Cette thèse porte sur le développement d'une représentation physique des sources d'amortissement matérielles dans les éléments structuraux des portiques en béton armé (BA). Nous avons formulé et implanté dans un code de calculs par éléments finis (EF) un nouvel élément de poutre multifibre basé sur une cinématique de Euler-Bernoulli enrichie par des sauts de déplacement, et une nouvelle loi de béton robuste capable de représenter les principales sources de dissipation matérielles. Le modèle de matériau a été développé dans le cadre donné par la thermodynamique avec variables internes et une méthode des EF mixte a été retenue pour l'implantation numérique. Les simulations numériques faites avec cet élément multifibre montrent que des sources de dissipation autres que matérielles devraient être ajoutées dans les modèles et que ce nouvel élément est capable de simuler l'évolution non-linéaire d'un portique en BA en un temps de calcul satisfaisant.
1 :  LMT - Laboratoire de Mécanique et Technologie
2 :  Département de Génie Civil
Génie parasismique – Amortissement – Béton armé – Méthode mixte des éléments finis – Thermodynamique des milieux continus – Poutre multifibre – Discontinuité forte – Dissipation d'énergie matérielle

Numerical modeling of damping due to material energy dissipation sources in RC frame structures in seismic loading.
Recently developed deformation-based seismic design methods rely on the prediction of the evolution of local quantities in nonlinear seismic analyses. When one aims at meeting this challenge, modeling damping with viscous models lacks a physical background and is thus a weak point. This thesis deals with the development of a physical representation of the material energy dissipation sources in reinforced concrete (RC) frame structures elements. We have formulated and implemented in a finite element program both a new fiber beam element based on the Euler-Bernoulli kinematics enhanced with displacement jumps and a new concrete material law capable of representing the main material energy dissipation sources in a computationally efficient way. The material model has been developed in the framework given by thermodynamics with internal variables and a mixed finite element method was retained for the numerical implementation. The simulations performed with this fiber element show that other than material dissipation sources should be added in the modeling and that this new element is capable of simulating the time-history of a RC frame structure within a satisfying computation time.
Earthquake engineering – Damping – Reinforced concrete – Mixed finite element method – Continuum thermodynamics – Fiber structural element – Strong discontinuity – Material energy dissipation