Hollow steel section columns filled with self-compacting concrete under ordinary and fire conditions

La thèse comprend 8 chapitres, 3 annexes, 191 figures, 43 tableaux, 13 photos et 181 références bibliographiques. Le corps du texte totalise 135 pages et les annexes 120 pages.Le chapitre 1 constitue l’introduction dans laquelle le contexte et les objectifs de la recherche sont définis.Le chapitre 2 présente l’état de la question concernant les colonnes faites de tubes en acier remplis de béton (CFSHS columns - concrete filled steel hollow section columns). Leur comportement à température ordinaire et sous conditions d’incendie est analysé ainsi que les paramètres significatifs qui guident leur comportement. Les propriétés du béton auto-plaçant sont aussi examinées dans ce chapitre.Le chapitre 3 est consacré à la présentation du code de calcul SAFIR développé à l’Université de Liège pour la simulation du comportement structural à température ordinaire et sous conditions d’incendie. Le logiciel a été utilisé pour simuler des résultats d’essais expérimentaux présentés dans la littérature, et quelques calibrations sont proposées.En utilisant le modèle décrit au chapitre 3, la charge ultime à température ordinaire des colonnes CFSHS est calculée en considérant différents paramètres. On considère essentiellement des tubes de petites dimensions avec un pourcentage élevé d’armatures ou contenant un autre profilé métallique. Ce type d’élément n’est pas couvert par les Eurocodes. Des simulations ont été réalisées en vue d’examiner si les méthodes classiques de l’Eurocode 4 (EN1994-1-1) sont applicables à ce type de section et de voir quelle courbe de flambement est la plus appropriée.Le chapitre 5 décrit la recherche expérimentale réalisée à l’Université de Liège relative au comportement au feu des colonnes CFSHS. Les essais expérimentaux ont été simulés par SAFIR, tant en ce qui concerne la répartition de la température à l’intérieur des éléments que le comportement structural. Un des objectifs de ces calculs était de vérifier si les propriétés thermiques et mécaniques du béton auto-plaçant sont proches de celles du béton ordinaire.En vue de fournir aux bureaux d’études des outils pratiques de dimensionnement, une formule permettant d’évaluer la résistance au feu des colonnes CFSHS est proposée dans le chapitre 6. Le domaine d’applicabilité a été étendu par rapport aux études précédentes. Une formule pour colonnes courtes de section carrée a d’abord été établie sur base de simulations effectuées à l’aide de SAFIR en considérant l’influence des paramètres principaux. On examine ensuite si cette formule est aussi applicable à d’autres types de profilés. La formule a été étendue en cas des colonnes élancées et à celui des colonnes chargées excentriquement.L’étude expérimentale du chapitre 5 est limitée à des sections d’assez petites dimensions (< 300 mm), essentiellement pour des problèmes de capacité de mise en charge des laboratoires. En vue de recueillir des informations pratiques pour des profilés de plus grandes dimensions pour lesquels on peut atteindre des résistances au feu de 2 heures et plus, des simulations numériques additionnelles sont présentées dans le chapitre 7, avec des résultats utilisables en bureau d’études.Le chapitre 8 donne les conclusions de l’étude et présente des suggestions pour des recherches futures.