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Dissipated energy

Concept

Béton de ciment

thumb|upright=1.0|Un mètre cube de béton (représentant la production mondiale annuelle de béton par habitant). Le béton de ciment, couramment appelé béton, est un mélange de ciment, de granulats, d'eau et d'adjuvants. Histoire du béton de ciment Ciment Le ciment se compose essentiellement de chaux, de silice, d'alumine et d'oxyde de fer combinés au silicate et aluminate de calcium. Les différents ciments résultent du mélange de clinker, de calcaire, de laitier et de cendres volantes (qui sont des composés à effet pouzzolanique, mais non considérés comme des pouzzolanes).

Concept

Rupture (matériau)

thumb|Courbe de traction idéale d'un matériau ductile thumb|Courbe de traction typique pour un matériau fragile En science des matériaux, la rupture ou fracture d'un matériau est la séparation, partielle (comme une crique ou une fissure ou une brisure) ou complète, en deux ou plusieurs pièces sous l'action d'une contrainte. Une rupture peut être souhaitée par le concepteur de la pièce comme dans le cas de la conception de dispositifs de sécurité ou au contraire celui-ci cherche à éviter cette rupture en mettant en adéquation la fonction de cette pièce avec les dimensionnements et choix des matériaux utilisés et des procédés de fabrication.

Concept

Résistance des matériaux

vignette|Essai de compression sur une éprouvette de béton, une pression croissante est appliquée verticalement sur l'échantillon pendant que deux appareils mesurent les déformations longitudinales et transversales de l'éprouvette. vignette|À l'issue du test, l'éprouvette s'est rompue. Notez la cassure longitudinale. La résistance des matériaux (RDM) est une discipline particulière de la mécanique des milieux continus, permettant le calcul des contraintes et déformations dans les structures des différents matériaux (machines, génie mécanique, bâtiment et génie civil).

Concept

Mécanique de la rupture

La catastrophe du Vol 587 American Airlines s'explique par la rupture de la dérive de l'appareil.|vignette La mécanique de la rupture tend à définir une propriété du matériau qui peut se traduire par sa résistance à la rupture fragile (fracture) ou ductile. Car si les structures sont calculées pour que les contraintes nominales ne dépassent pas, en règle générale, la limite d'élasticité du matériau et soient donc par voie de conséquence à l'abri de la ruine par rupture de type ductile ; elles ne sont pas systématiquement à l'abri d'une ruine causée par la présence d'une fissure préexistante à la mise en service ou créée en service par fatigue (comme lors de la catastrophe ferroviaire de Meudon) ou par corrosion sous contrainte.

Concept

Module de Young

Le module de Young, module d’élasticité (longitudinale) ou module de traction est la constante qui relie la contrainte de traction (ou de compression) et le début de la déformation d'un matériau élastique isotrope. Dans les ouvrages scientifiques utilisés dans les écoles d'ingénieurs, il a été longtemps appelé module d'Young. Le physicien britannique Thomas Young (1773-1829) avait remarqué que le rapport entre la contrainte de traction appliquée à un matériau et la déformation qui en résulte (un allongement relatif) est constant, tant que cette déformation reste petite et que la limite d'élasticité du matériau n'est pas atteinte.

Concept

Yield (engineering)

In materials science and engineering, the yield point is the point on a stress-strain curve that indicates the limit of elastic behavior and the beginning of plastic behavior. Below the yield point, a material will deform elastically and will return to its original shape when the applied stress is removed. Once the yield point is passed, some fraction of the deformation will be permanent and non-reversible and is known as plastic deformation.

Concept

Dissipation

En physique, la dissipation désigne le phénomène selon lequel un système dynamique (onde, oscillation...) perd de l'énergie au cours du temps. Cette perte est principalement due aux frottements et aux turbulences, et l'énergie correspondante est alors dégradée en chaleur, une forme d'énergie qui ne pourra pas être intégralement retransformée en énergie mécanique, comme l'affirme le deuxième principe de la thermodynamique. Amortissement Dissipateur thermique Entropie Hystérésis Théorème de fluctuation-dissi

Publication

Influence of model uncertainty and long term deformations in action effects calculation in reinforced concrete structures

Xhemsi Malja

Most codes of practice adopt a semi probabilistic design approach for the dimensioning and assessment of structures. Accordingly, structural safety is ensured by performing limit state verifications using design values determined with adequately calibrated ...

EPFL2024

Publication

Experimental investigation of dowel action in reinforcing bars using refined measurements

Aurelio Muttoni, Marko Pejatovic

In typical reinforced concrete design, reinforcement is designed to carry axial forces, but it can also resist transversal forces by dowel action. This is usually neglected for simplicity's sake in the design phase, but it can be accounted for either expli ...

Ernst & Sohn2024

Publication

Shear and steel-fibre reinforcement for the punching resistance of flat slabs at internal and edge columns

Diego Hernández Fraile

Reinforced concrete flat slabs consist of a continuous, thin concrete plate that rests on a grid of columns. The supporting surface of the columns is very small compared to the floor plan dimensions, leading to concentrations of shear forces near the colum ...

EPFL2024

Publication

Numerical determination of the tensile response and the dissipated fracture energy of concrete: role of the meso-structure and inﬂuence of the loading rate

Jean-François Molinari, Leonardo Snozzi, Fabrice Gatuingt

At the mesoscopic scale, concrete can be considered as a mix of coarse aggregates with a mortar paste matrix. In this paper, we investigate numerically the influence of aggregates arrangements and loading rate on the tensile response of concrete. Each coar ...

Wiley-Blackwell2013

Publication

Additively manufactured steel reinforcement for small scale reinforced concrete modeling: Tensile and bond behavior

Christian Leinenbach, Rafal Wróbel

Small scale (1:30-1:40) Reinforced Concrete is useful for centrifuge testing. However, manufacturing the reinforcing cages by hand at this scale is practically difficult. This paper suggests that small scale reinforcement can be manufactured using a metal ...

Elsevier Sci Ltd2024

Publication

Contributions to rebar-to-concrete interaction and its structural implications for design and monitoring applications

Enrique Corres Sojo

Bond between reinforcing bars and concrete has been the focus of extensive research over the last century. This is well-justified as the functioning of reinforced concrete intimately depends on the interaction between rebar and concrete, as for example cra ...

EPFL2024

Publication

Reusability assessment of reinforced concrete components prior to deconstruction from obsolete buildings

Corentin Jean Dominique Fivet, Maléna Bastien Masse, Julie Rachel Devènes

A large part of building demolitions is motivated by purely socio-economic reasons. Hence, about-to-be-demolished structures, commonly made of reinforced concrete, very often present no or little degradation. When adaptive reuse of the entire building is n ...

2024

Publication

Influence of fiber orientation on the tensile behavior of UHPFRC and reinforced UHPFRC under static and fatigue loadings

Jian Zhan

Ultra-high performance fiber reinforced cementitious composite (UHPFRC) is a modern class of cementitious building materials. Because of its superior mechanical properties and durability, it is increasingly used globally to rehabilitate, strengthen and mod ...

EPFL2024

Publication

Decarbonization potential of steel fibre-reinforced limestone calcined clay cement concrete one-way slabs

Hisham Tarek Mohamed Hafez

This study deals with a comparison of the environmental performance of one-way slabs utilizing steel fibrereinforced limestone calcined clay cement (LC3) concrete with the control case of Ordinary Portland cement concrete. The experimental program constitu ...

Elsevier Sci Ltd2024

Publication

An adaptive phase field approach to 3D internal crack growth in rocks

Alexandra Roma Larisa Kushnir, Tao Xu, Michael Heap

Modeling the 3D internal crack under compression entails complex fracture mechanics (mode I-II-III fracture), resulting in substantial computational costs and challenges in characterizing fracture morphology characterization for Phase Field Method (PFM) si ...

2024

Publication

Experimental and analytical investigation of shear-reinforced concrete and dowel action

Marko Pejatovic

Codes of practice can be overly conservative, particularly for the shear resistance of reinforced concrete beams with shear reinforcement when large loads act close to supports. This thesis addresses the topic by proposing a refined design approach based o ...

EPFL2024

Publication

Estimation of the bar stress based on crack width measurements in reinforced concrete structures

Aurelio Muttoni, Enrique Corres Sojo

Estimating the stress of reinforcing bars and its variations in service conditions can be useful to determine the reserve capacity of structures or to assess the risk of fatigue in the reinforcement. This paper investigates the use crack width measurements ...

Ernst & Sohn2024

Publication

Water weakening and the compressive brittle strength of carbonates: Influence of fracture toughness and static friction

Marie Estelle Solange Violay, Corentin Jean-Marie Rémi Noël, Barnaby Padraig Fryer

Water is ubiquitous within the pore space of rocks and has been shown to affect their physical and mechanical behaviour. Indeed, water can act on the rock strength via mechanical (i.e., reducing the effective stresses) or chemical effects (e.g., mineral di ...

2024