An analytical investigation of the behaviour of concrete under concentrations of load

Abstract

Nonlinear finite element techniques based on either a linear description of stress-strain relationships of concrete and the failure criterion described in reference [3] or the nonlinear model of concrete behaviour described in references [2] and [3], have been used to analyse plain concrete structural forms subjected to a wide range of boundary conditions. The analysis based on the use of the nonlinear model of concrete has been found to yield the most realistic predictions of strutural response which correlate very closely with published experimental data. In addition, it has been found that the post-ultimate strength behaviour of concrete under compressive states of stress has no effect on the overall structural behaviour for the cases investigated.

Résumé

Afin d'étudier des éléments de structure en béton non armé de forme prismatique et cylindrique, qui répondent à une gamme étendue de conditions aux limites que crée un déplacement uniforme appliqué sur une aire limitée à l'une des extrémités ou aux deux, on s'est servi d'un système à élément fini non linéaire qui s'appuie soit sur une description linéaire des relations contrainte/déformation du béton et sur le critère de rupture donné en référence [3], soit sur le modèle non linéaire du comportement du béton des références [2] et [3].

Ces deux modes d'étude indiquent que le comportement du béton en compression au-delà de sa résistance à la rupture, n'a pas d'effet sur le comportement structural global des formes structurales étudiées.

La description linéaire des propriétés du matériau peut conduire à anticiper la réponse de la structure avec une importante sous-estimation de la résistance et des caractéristiques de déformation. Par contre, il a été prouvé que l'étude à partir d'un modèle de comportement non linéaire du béton permettait une prévision réaliste de la réponse de la structure en bonne concordance avec les résultats expérimentaux connus. Compte tenu de la complexité de l'état de contrainte dans les structures étudiées, on peut admettre d'après cette étude que le modèle utilisé est susceptible de fournir une description réaliste des propriétés de résistance et de déformation d'un élément de béton dans une structure.