Yes / In order to promote the utilization of high strength materials and application of prefabricated structures, flexural behaviour of section steel-precast UHPC (Ultra-High performance concrete) slab composite beams prefabricated with bolt shear connectors are numerically simulated by the finite element (FE) software ABAQUS. The model is verified by three prefabricated steel-concrete composite beams tested. Numerical analysis results are in good accordance with experimental results. Furthermore, parametric studies are conducted to investigate the effects of strength of section steel and concrete of precast slab, thickness of section steel, width and height of precast concrete slab, diameters of steel bars and bolt shear connectors. The flexural behaviour of composite beams, in terms of bearing capacity, deflection, ductility and energy dissipation, are compared. The numerical results indicate that the improvement of strength of section steel results in a decrease of ductility, but a significant increase of the ultimate load and energy dissipation. Compared with composite beam made of section steel with thickness of 10 mm, the ultimate load of beams made of section steel with thickness of 14 and 18 mm improve by 29.0% and 58.8%, respectively, the ductility enhance by 2.8% and 8.3%, respectively, and the energy dissipation improve by 8.0% and 12.3%, respectively. With the increase of concrete strength, the ultimate load, deflection and energy dissipation gradually increase. The ductility of steel-UHPC composite beam is the highest, that of steel-HSC composite beam is the lowest. The effect of reinforcement ratio of concrete slab and diameter of shear bolts on the ultimate load of composite beam is limited. Simplified formulae for two different sectional types of proper-reinforced section steel-precast UHPC slab composite beams occurred bending failure are proposed, and the predicted results fit well with the simulated results. The results can be taken as a reference for the design and construction of section steel-precast UHPC slab composite beams.

Des barres en acier à section ouverte sont, dans la majorité des cas, soumises à une combinaison d’effort normal et de flexion bi-axiale. Cependant, en raison de leur utilisation elles peuvent également être soumises à un moment de torsion. Même si les barres à section ouverte peuvent être soumises à des charges de torsion en pratique, l’Eurocode 3, ne définit pas comment la résistance de la barre peut être déterminée dans ces conditions. Ce pourquoi, l’objectif principal de cette thèse est de remplir cette lacune. Pour atteindre cet objectif, le comportement des barres métalliques soumises à une combinaison complexe de charges est étudié par voie théorique, expérimentale et numérique. Tout d’abord, la résistance plastique des barres est étudiée. En cas de torsion, il a été montré que les barres à section ouverte possèdent une réserve plastique importante qui ne peut pas être mise en évidence à l’aide d’une simple analyse élastique. Afin de tenir compte de l’effet bénéfique de la réserve plastique en torsion, une méthode d’analyse simplifiée est développée et validée par des analyses numériques. Ensuite, l’interaction plastique entre les efforts internes est étudiée. Des essais en laboratoire ont été réalisés afin de caractériser l’interaction entre l’effort tranchant et le moment de flexion. L’étude est ensuite étendue à l’aide de simulations numériques sur des cas d’interaction plus complexes incluant notamment des moments de torsion. Les essais accompagnés par l’étude numérique ont permis de mettre au point un modèle de résistance basé sur la méthode « Partial Internal Force Method » développée dans le passé. La dernière partie de la thèse concerne la résistance des barres à l’instabilité. Un modèle de résistance incluant l’effet de l’instabilité élasto-plastique est développé pour les barres métalliques en présence de torsion. Cette méthode est basée sur une extension des formules d’interaction proposées dans l’Eurocode. Afin de franchir certaines limitations liées à cette méthode, un deuxième modèle de résistance est développé pour les barres en I dans le format du « Overall Interaction Concept » / Structural steel members with open cross-section are, in the majority of cases, subject to a combination of axial forces and mono- or bi-axial bending. Nonetheless, owing to specific use they may be subject to torsion as well. Even if torsional loads are of practical interest for steel members of open section, the European standard for the design of steel structures, Eurocode 3, does not contain a generally accepted design method addressing the resistance of these members. Consequently, the main objective of this thesis is to close the lack in the current standard. So as to attain this objective the behaviour of members of open section subject to a complex load combination has been studied theoretically, experimentally and numerically. First, the plastic resistance of steel members has been analysed. It has been shown that members subject to torsion may possess a high plastic system reserve that cannot be predicted by simple elastic analysis. So as to account for the beneficial effect of the plastic reserve, a simplified analysis method has been developed and validated with numerical simulations. After this, the plastic interaction between all internal forces and moments has been studied. Several laboratory tests have been performed to characterise the interaction between bending moments and the shear force. The study is then extended to more complex interaction cases including torsion by means of numerical simulations. The laboratory test and the numerical simulations allowed the development of a precise resistance model based on the “Partial Internal Force Method” developed in the past. The last part of this thesis was dedicated to the member resistance including instability. A resistance model has been developed based on the Eurocode 3 interaction equations. So as to overcome some of the limitations linked to this method, a second design approach is developed based on the “Overall Interaction Concept”