The effect of masonry infill walls on the reinforced concrete frames behavior under lateral load

The reinforced concrete structures with masonry infill walls are widely used to construct buildings in Algeria, as in many parts of the world. According to earthquake analysis, this type of construction can undergo serious damage under seismic load. The interaction between the infill wall and the surrounding reinforced concrete structure is considered a key parameter, which could trigger damage and even collapse in self-stable frame buildings. To study the behavior of this type of structures and the wall–frame interaction, four half-scale single-storey, single-bay reinforced concrete unfilled and unfilled frames were constructed and tested under in-plane lateral load. Furthermore, the experimental results were analyzed using the Digital Image Correlation (DIC) technique giving a detailed analysis of displacement and strain fields. The wall–frame interaction was evaluated in terms of displacement field evolution and interface slip in the contact contour. The masonry infill wall demonstrated a significant influence on the in-plane lateral response of this type of structure. The analysis of the results of the experiment are discussed in this paper

Confrontation de composites textile-mortier (TRC) à renfort carbone ou acier pour le renforcement d'éléments de maçonnerie.

International audience Une forte demande émerge concernant les techniques de renforcement de structures maçonnées existantes. En réponse, le renforcement par moulage au contact de composites à renfort textile et matrice cimentaire communément nommés textile-mortier (textile reinforced concrete, TRC) s'est développé au cours de ces cinq dernières années. Un essai permettant de caractériser le comportement en traction directe du TRC ainsi que le comportement de l'ancrage TRC/maçonnerie a été développé. Des TRC innovants renforcés par tissus d'acier inoxydable ont été testés et comparés à des TRC renforcés par grilles de carbone. Cette campagne d'essai a montré que le renforcement de structures maçonnées par moulage au contact de TRC renforcés par tissus d'acier inoxydable est technologiquement faisable. Les résultats opposent un comportement à l'arrachement ductile des TRC acier à un comportement fragile des TRC carbone. Cette différence de comportement est principalement liée à la différence de mode de rupture : les TRC carbone montrent un mode de rupture par arrachement (pull-out) entre le textile et la matrice tandis que les TRC acier rompent par un délaminage progressif de l'ancrage. </div

The effect of masonry infill walls on the reinforced concrete frames behavior under lateral load

The reinforced concrete structures with masonry infill walls are widely used to construct buildings in Algeria, as in many parts of the world. According to earthquake analysis, this type of construction can undergo serious damage under seismic load. The interaction between the infill wall and the surrounding reinforced concrete structure is considered a key parameter, which could trigger damage and even collapse in self-stable frame buildings. To study the behavior of this type of structures and the wall–frame interaction, four half-scale single-storey, single-bay reinforced concrete unfilled and unfilled frames were constructed and tested under in-plane lateral load. Furthermore, the experimental results were analyzed using the Digital Image Correlation (DIC) technique giving a detailed analysis of displacement and strain fields. The wall–frame interaction was evaluated in terms of displacement field evolution and interface slip in the contact contour. The masonry infill wall demonstrated a significant influence on the in-plane lateral response of this type of structure. The analysis of the results of the experiment are discussed in this paper

Comportement mécanique d'un enduit projeté sur son support pour la réhabilitation thermique des bâtiments - expérimentations à l'échelle d'un mur

International audienceCette étude traite du comportement mécanique d'une solution d'isolation par l'extérieur pour la réhabilitation thermiquedes bâtiments. L'étude présentée est réalisée à l'échelle d'un volume élémentaire représentatif (V.E.R.) de mur. La solutiond'isolation est constituée d'un enduit présentant de meilleures performances thermiques que les isolants les plus efficaces se trouvant sur le marché actuellement. Il est appliqué par projection d'une couche de 4 cm d'épaisseur sur la surface extérieure d'une structure. Ce matériau est réalisé à partir de l'aérogel de silice. Sa composition en fait un matériau poreux avec une faible résistance mécanique ainsi qu'un faible module d'Young, en comparaison d'enduits classiques. Par conséquent, le comportement mécanique de l'association structure/enduit est peu prédictible. Ce papier concerne l'étude expérimentale d'un mur maçonné recouvert de cette solution d'isolation et soumis à des sollicitations de cisaillement dans son plan. Parmi les phénomènes à approfondir, il y a une meilleure connaissance de la fissuration de l'enduit et le décollement par rapport à son support. La technique de corrélation d'images a été utilisée pour obtenir un champ de déplacement.</p

Evaluation des endommagements dans les structures BA à partir de mesures vibratoires: études expérimentales et numériques

International audience Après un événement (séisme, modifications du voisinage, ...), une structure BA peut être endommagée. La capacité résistante de cette structure peut être évaluée par des mesures vibratoires. A l'heure actuelle, ce type de mesures permet le diagnostic à l'échelle globale (toute la structure) et de manière qualitative alors que la localisation et la quantification des endommagements restent encore à approfondir. Dans le cadre de cette recherche, le diagnostic à l'échelle locale d'une structure poteaux-poutres béton armé instrumentée en laboratoire est étudié. Ce travail s'insère dans un contexte national de réévaluation des structures existantes. En première partie, le travail de recherche a commencé par une expérimentation en laboratoire sur une structure poteaux-poutres de type H (deux poteaux et une poutre). Différentes sollicitations croissantes ont été imposées au milieu de la poutre correspondant à différents états d'endommagement. Des mesures de champs de déplacement de toute la structure et des mesures vibratoires par accéléromètres ont été effectuées. A partir des mesures vibratoires, les caractéristiques dynamiques de la structure ont été identifiées (fréquences propres, déformées modales). Ces caractéristiques ont permis de caler un modèle numérique EF simplifié (établi par Matlab), qui utilise les éléments « barres » et les connexions semi-rigides entre les poteaux et les poutres. Les rigidités de ces connexions ont été identifiées par des boucles d'optimisation pour trouver les résultats qui s'approchent le plus des résultats expérimentaux. Les rigidités identifiées des connexions sont utilisées pour calculer des facteurs de rigidités qui varient entre 0 (rotule parfaite) et 1 (encastrement parfait). Ils apportent des informations sur l'état d'endommagement des connexions étudiées. Par conséquent, l'évaluation des connexions par des mesures dynamiques, à l'échelle du laboratoire, est possible. En deuxième partie, pour pouvoir vérifier l'influence des endommagements locaux sur d'une part, la réponse dynamique globale de la structure et d'autre part, sur la capacité structurelle globale de toute la structure, un code EF plus complexe (Castem) a été utilisé. Des éléments poutres multifibres ont été utilisés pour modéliser la structure du type portique. Dans un premier temps, les paramètres des matériaux (« béton » et « acier ») ont été identifiés en fonction des résultats expérimentaux sur les matériaux. Ensuite, le résultat numérique sur le portique est comparé avec l'expérimentation. La pertinence du modèle numérique dans l'évaluation de la capacité de la structure après les premiers endommagements est discutée.</p

Modélisation par la méthode des éléments discrets d'impacts de blocs rocheux sur structures de protection type merlons

Reinforced embankments against rock fall impacts are empirically designed. The discrete element method is used to improve this type of constructions that suffers from failure and large deformation during an impact. Principal mechanical characteristics from the literature are used for a calibration phase with simulation of triaxial tests. After this, dynamic behaviour is calibrated by simulating boulder impacts on a layer of soil as fill. This model of soil is used to simulate impacts on an embankment. Several sizes of structures are simulated, in accordance with the variation of the kinetic energy of the rock mass impacting. A parametrical study is realized concerning the aspects of the block and the embankment. Thus the main aspects ruling the impact phase are identified. Finally, the combined variation of these parameters evaluates the capacity of the embankment to retain the block.Les ouvrages type merlons, construits pour se prémunir contre les chutes de blocs rocheux, sont dimensionnés en pratique au moyen de méthodes empiriques. Afin d'optimiser la géométrie de ces constructions leur modélisation a été entreprise. La méthode aux éléments discrets est utilisée en raison des fortes restructurations du remblai constitutif pouvant intervenir durant un impact. A partir d'un état de l'art, les caractéristiques mécaniques du remblai sont évaluées. La calibration des paramètres quasi-statiques du matériau modèle est alors réalisée par simulations d'essais triaxiaux. Les paramètres gérant le comportement dynamique sont calibrés à leur tour par simulations d'impacts à énergies modérées. Le remblai modèle obtenu est validé par la modélisation d'essais d'impacts expérimentaux dont la gamme d'énergies correspond à celle rencontrée pour les merlons. Il est alors utilisé pour simuler des impacts sur merlons. Plusieurs tailles d'ouvrages sont étudiées, répondant chacune à des gammes d'énergies différentes. Une analyse paramétrique portant sur divers aspects du bloc et de l'ouvrage est réalisée. Elle permet de définir les variables principales gérant le phénomène d'impact. La variation couplée de ces dernières est réalisée afin d'établir leur influence sur la capacité du merlon à contenir le bloc

Damage-based finite-element modelling of in-plane loaded masonry walls repaired with FRCM

International audienc

Modélisation par la méthode des éléments discrets d'impacts de blocs rocheux sur structures de protection type merlons

Les ouvrages type merlons, construits pour se prémunir contre les chutes de blocs rocheux, sont dimensionnés en pratique au moyen de méthodes empiriques. Afin d optimiser la géométrie de ces constructions leur modélisation a été entreprise. La méthode aux éléments discrets est utilisée en raison des fortes restructurations du remblai constitutif pouvant intervenir durant un impact. A partir d un état de l art, les caractéristiques mécaniques du remblai sont évaluées. La calibration des paramètres quasi-statiques du matériau modèle est alors réalisée par simulations d essais triaxiaux. Les paramètres gérant le comportement dynamique sont calibrés à leur tour par simulations d impacts à énergies modérées. Le remblai modèle obtenu est validé par la modélisation d essais d impacts expérimentaux dont la gamme d énergies correspond à celle rencontrée pour les merlons. Il est alors utilisé pour simuler des impacts sur merlons. Plusieurs tailles d ouvrages sont étudiées, répondant chacune à des gammes d énergies différentes. Une analyse paramétrique portant sur divers aspects du bloc et de l ouvrage est réalisée. Elle permet de définir les variables principales gérant le phénomène d impact. La variation couplée de ces dernières est réalisée afin d établir leur influence sur la capacité du merlon à contenir le bloc.Reinforced embankments against rock fall impacts are empirically designed. The discrete element method is used to improve this type of constructions that suffers from failure and large deformation during an impact. Principal mechanical characteristics from the literature are used for a calibration phase with simulation of triaxial tests. After this, dynamic behaviour is calibrated by simulating boulder impacts on a layer of soil as fill. This model of soil is used to simulate impacts on an embankment. Several sizes of structures are simulated, in accordance with the variation of the kinetic energy of the rock mass impacting. A parametrical study is realized concerning the aspects of the block and the embankment. Thus the main aspects ruling the impact phase are identified. Finally, the combined variation of these parameters evaluates the capacity of the embankment to retain the block.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Pushover Tests on Unreinforced Masonry Wallettes Retrofitted with an Innovative Coating: Experimental Study and Finite Element Modelling

International audienceThis paper investigates the mechanical contribution of an innovative coating applied on masonry wallettes compared to a traditional one. In both cases, the multifunctional coatings were insulating coatings intended for thermal refurbishment, but they could also be used to retrofit masonry. Uncoated specimens as well as coated ones were submitted to pushover tests to establish the strength gain. URM walls experienced brittle failures while the coated walls exhibited significant strength gains and strong ductility. The corresponding finite element models were developed. The behaviour of the URM walls was reproduced accurately in terms of strength and failure pattern. Models involving the coatings were used to partially retrieve the behaviour and to highlight the issues of a continuum approach

New Composite Material for Masonry Repair: Mortar Formulations and Experimental Studies

International audienceThe need for retrofitting existing masonry structures is progressively becoming more important due to their continuous deterioration or need to meet the current design requirements of Eurocodes. Textile-Reinforced Mortar (TRM) composite systems have emerged as a sustainable repair methodology suitable for structure retrofitting. Nevertheless, their mechanical performance is still far from being fully investigated. This paper presents an experimental study on the tensile and bond behaviors of a new mortar-based composite consisting of mineral additives, blended cement mortar, and stainless-steel grid. Three different mineral additives (silica fume, fly ash, and blast furnace slag), in binary and ternary systems were used. The experimental study included uniaxial tensile coupon testing on composite specimens and bond tests on composite material applied to clay-brick substrate. The results obtained with the different textile-reinforced cement-based mortars were compared and are discussed here. It was found that, for mortar formulations containing mineral additives—such as fly ash or blast-furnace slag—with high tensile and bond strengths, an adequate adherence between the constituents was obtained. The developed mortar presents mechanical performances equivalent to traditional mortars without additives. The study contributes to the existing knowledge regarding the structural behavior of TRM and promotes the development of a low impact carbon cementitious matrix