Conception et fabrication d'éprouvettes
Quatre groupes de 12 poutres en béton à faible résistance ont été conçus et fabriqués par lots. Compte tenu de l'influence de la dalle de plancher et de la facilité d'exécution, un système de renfort en U en fibre de carbone collée extérieurement a été adopté, la bande étant coupée à 50 mm du sommet de la poutre. Les premiers groupes d'éprouvettes ont été encollés avec la même quantité de bande de U afin de modifier le mode d'ancrage de l'extrémité du U. Sans modifier l'espacement entre les bandes, les deuxièmes groupes d'éprouvettes ont été traités avec deux bandes de tissu comme ancrage supplémentaire. Les troisièmes groupes d'éprouvettes ont été fixés avec des couches d'acier et des boulons afin de modifier la largeur du U. Les quatrièmes groupes d'éprouvettes modifient la résistance du béton. Afin d'étudier l'effet des feuilles composites externes en fibres de carbone sur la résistance au cisaillement des éprouvettes, les 12 éprouvettes sont des poutres rectangulaires sans renfort abdominal. Leur base est équipée de 2 barres longitudinales de 18 mm. Leurs dimensions sont de 2600 x 150 x 300.

Dispositif d'essai
Une charge verticale symétrique en deux points est appliquée sur la partie supérieure d'une poutre en béton à l'aide d'un vérin hydraulique de 200 kN et d'une poutre de chargement. Chaque éprouvette est appliquée progressivement, par paliers de 2 kN par niveau. Lorsque le déplacement vertical de la portée de la poutre augmente brusquement ou que la largeur maximale de la fissure oblique à l'extrémité de la poutre est proche de 0,13 mm, la déformation continue d'augmenter lentement jusqu'à la destruction de l'éprouvette, malgré l'acquisition continue des données.

Résumé

1)
La résistance au cisaillement des poutres en béton à faible résistance peut être nettement améliorée par l'ajout d'une largeur suffisante de bande en U et de bande de pression en fibres de carbone. Le pelage est le principal facteur affectant l'effet de l'armature de cisaillement.

2)
La contribution de l'armature à la portance au cisaillement de la poutre est principalement déterminée par l'effort de traction transmis par le tissu de fibres, sachant que la résistance du béton et la taille de la section garantissent que la poutre à faible résistance ne présente pas de rupture barocline. L'analyse de la mécanique de la rupture montre que si la longueur de la fibre est courte, l'effort de traction sera déterminé par le produit de la surface de pâte et de la résistance à la traction du béton. Si la longueur de la fibre est suffisante, l'effort de traction sera déterminé par le produit de la largeur du matériau, de la longueur effective de liaison et de la résistance à la traction du béton.

3)
Compte tenu de l'effet de la tension effective de la barre en fibre et de la force de traction supplémentaire exercée par celle-ci, la formule de la capacité portante au cisaillement de la poutre renforcée par la barre en U perpendiculaire à son axe est proposée. La valeur calculée est en bon accord avec la valeur expérimentale de l'éprouvette finale de rupture par pelage, et légèrement inférieure à cette valeur. Cette formule peut être utilisée pour le dimensionnement du renforcement au cisaillement des poutres en béton de faible résistance.

4)
La résistance du béton de la poutre d'essai étant inférieure à 12 MPa, la constante d'énergie de rupture est de 0,12. La formule de dimensionnement ne permet que de déterminer la capacité au cisaillement de la poutre en U en béton de faible résistance. L'utilisation des résultats pour le dimensionnement du renforcement au cisaillement des poutres en béton de résistance ordinaire reste à déterminer.