Prédiction de la capacité portante des semelles sur pieux : approche analytique sur la base d’analyses des bases des données expérimentales

Abstract

Shear failure is a major failure mode for pile caps. Currently, there is a lack of practical models for the design and reinforcement of these structures, and construction codes still rely on empirical or semi-empirical models that are not always suitable. As a result, the design of pile caps often leads to structures requiring very dense reinforcement. Therefore, it is crucial to adopt a rational approach to address shear failures in three-dimensional structures to ensure safe and effective design. This work aims to understand the complex cracking and failure mechanisms in pile caps, as well as the various shear force transfer mechanisms in structural concrete, based on strut-and-tie models (STM). The objective is to analyze and study the experimental databases of three-pile and four-pile caps, in order to propose a more reliable analytical method for predicting bearing capacity compared to the models currently provided by the American construction code (ACI 318-08) and the Eurocode. -------------------------------------------------------------------------------- يعتبر الفشل بالقص أحد أوضاع الفشل الرئيسية للأساسات على الأعمدة. في الوقت الحالي، يوجد نقص في النماذج العملية لتصميم وتدعيم هذه الهياكل، ولا تزال الأكواد الإنشائية تعتمد على نماذج تجريبية أو شبه تجريبية التي لا تكون دائمًا مناسبة. نتيجة لذلك، يؤدي تصميم الأساسات على الأعمدة في كثير من الأحيان إلى هياكل تتطلب تدعيمًا كثيفًا جدًا. لذا من الضروري تبني نهج عقلاني للتعامل مع الفشل بالقص في الهياكل ثلاثية الأبعاد لضمان تصميم آمن وفعّال. يهدف هذا العمل إلى فهم الآليات المعقدة للتشقق والفشل في الأساسات على الأعمدة، بالإضافة إلى الآليات المختلفة لنقل قوى القص في الخرسانة الإنشائية، استنادًا إلى الأساليب المستندة إلى نموذج العارضة والحبال (STM) . الهدف هو تحليل ودراسة قواعد البيانات التجريبية للأساسات على ثلاثة وأربعة أعمدة، بهدف تقديم طريقة تحليلية أكثر موثوقية للتنبؤ بالقدرة الحاملة مقارنة بالنماذج الحالية المقترحة من قبل الكود الأمريكي للبناء (ACI 318-08) واليوروكود. ------------------------------------------------------------------------------- La rupture par cisaillement constitue un mode de défaillance majeur pour les semelles sur pieux. Actuellement, il existe un manque de modèles pratiques pour le dimensionnement et le ferraillage de ces structures, et les codes de construction reposent encore sur des modèles empiriques ou semi-empiriques qui ne sont pas toujours adaptés. En conséquence, la conception des semelles sur pieux aboutit fréquemment à des structures nécessitant un renforcement très dense. Il est donc crucial d'adopter une approche rationnelle pour traiter les ruptures par cisaillement dans les structures tridimensionnelles, afin d'assurer une conception à la fois sûre et efficace. Ce travail vise à comprendre les mécanismes complexes de fissuration et de rupture dans les semelles de pieux, ainsi que les différents modes de transfert des forces de cisaillement dans le béton structurel, en se basant sur les approches du modèle bielles-et-tirants (STM). L'objectif est d'analyser et d'étudier les bases de données expérimentales des semelles sur trois et quatre pieux, dans le but de proposer une méthode analytique plus fiable pour prédire la capacité portante, par rapport aux modèles actuels proposés par le code de construction américain (ACI 318-08) et l'Eurocode.