Frédéric Duprat

Fire Safety of Reinforced Concrete Columns

This study deals with the safety of reinforced concrete columns designed for stability against fire. The model chosen is based on a segment method which, as well as being acknowledged to be reliable and realistic, can calculate very rapidly. It associates the CESAR-LCPC finite element program for the thermal study and a specific program for the structural behavior computing the instability load. A Monte Carlo simulation technique is used to assess the probability of failure by taking into account the effect of temperature on statistical distributions. The reliability of columns exposed to fire appears particularly affected by variations in the parameters such as the design exposure time, slenderness, and steel ratios. A possibility for reducing this sensitivity is proposed.

Une méthode de surface de réponse adaptative en fiabilité des structures basée sur la régression pondérée

En fiabilité des structures pour lesquelles la réponse structurale est calculée par éléments finis, le recours à une méthode de surface de réponse est largement utilisé. Typiquement, la surface de réponse est construite à partir d’un polynôme dont les coefficients sont estimés à partir d’une fonction d’état limite implicite numériquement définie en des points de calage. L’emplacement de ces points doit être choisi de façon judicieuse pour minimiser les temps de calcul sans altérer la qualité de l’approximation polynomiale. Pour contribuer au développement de cette méthode, nous proposons ici quelques améliorations. Une construction adaptative des plans d’expérience est exposée. La surface de réponse est calée par la technique de régression pondérée qui permet de pondérer les points de calage selon leurs distances par rapport à la surface de défaillance. Les surfaces de réponse sont choisies de manière évolutive. La méthode proposée permet de minimiser le temps de calcul en assurant la précision des résultats. Des exemples sont présentés pour démontrer l’efficacité et la précision de la méthode.

Incidence des incertitudes sur la fiabilité des poteaux

The reliability of reinforced concrete columns is evaluated by application of the Monte Carlo simulation techniques in order to quantify the probability of exceeding the ultimate limit state of buckling. The mechanical model takes into account second order effects and material non-linearity. The probability of failure gives an estimation of design safety and allows sensitivity to such changes in the deterministic parameters as the steel ratio, slenderness, connection types, and in distributions of the random variables, such as geometrical dimensions, mechanical properties of materials and load parameters.

Analyse probabiliste de la fiabilité des poutres en béton armé corrodées

ABSTRACT An assessment of the reliability of reinforced concrete beams with corroded reinforcement is proposed based on the computation of the reliability index. The corrosion is induced by chlorides provided from de-icing salts or marine breeze. The statistical distributions have been specified from a wide review of previous studies for environmental parameters (surface chloride concentration or flux, coefficient of diffusion, corrosion current density) and also for geometrical parameters and mechanical properties of materials. The time dependant reliability is evaluated taking into account the previous survival period of the structure. The results show the effect on reliability of exposition conditions, quality of concrete and design options according to French design rules.

Analyse de la fiabilité des poteaux en béton armé: comparaison des méthodes d'évaluation de la probabilité de défaillance

RésuméLa probabilité de défaillance dune structure peut être évaluée par diverses techniques, se distinguant notamment par les hypothèses simplificatrices admises, hypothèses qui peuvent parfois conduire à des résultats fort différents les uns des autres. Dans la présente étude, la probabilité de défaillance par flambement des poteaux en béton armé est estimée par les techniques les plus utilisées actuellement en analyse de la fiabilité. La comparaison effectuée porte autant sur la précision des résultats obtenus que sur la facilité de mise en œuvre de ces techniques.AbstractSeveral techniques are available for the assessment of structural reliability. These techniques are defined by their respective assumptions made in order to simplify calculations and sometimes lead to quite different results. In this paper, the probability of overtaking the ultimate limit state of buckling of reinforced concrete columns is evaluated by the more commonly used techniques in analyzing structural reliability. The comparison undertaken deals as much with the accuracy of the results obtained as with the ease of applying these techniques.