Contribution à l'étude de l'incidence de la prise en compte du comportement non linéaire des structures contreventées par voiles en béton armé
No Thumbnail Available
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université De Larbi Ben M’hidi Oum EL Bouaghi
Abstract
Malgré leurs performance structurelle satisfaisante vis-à-vis des actions horizontales, les structures contreventées par voile ont enregistrées des dommages palpables voir important et ce même pour ceux qui ont été dimensionnées selon les codes en vigueur, après les récentes attaques sismique des années 2010 et 2011. Ces carences en déformation et en capacité de résistance, doivent être ausculté d'une manière profonde, et revoir probablement les fondements des concepts et les grandeurs physiques, énergétiques et géométriques qui déterminent les limites règlementaires en déformation et en résistance à ne pas dépasser. Pour ce, l'exploitation des résultats d'un essai expérimental est indispensable afin de les utilisés comme paramètres dans le calibrage du modèle et dans le choix du macro-modèle. Ce dernier doit fidèlement capturer analytiquement le comportement non linéaire du voile en B.A testé expérimentalement. La validation du model analytique par apport à celui de l'essai expérimental, a permis de conduire une étude paramétriques, qui prend en compte l'interaction entre l'influence de la zone de plastification, appelée communément Longueur Plastique LP et divers paramètres d'influant tel que: l'élancement géométrique ?, la résistance à la compression du béton fc28, le rapport d'armature longitudinal ?l, le rapport horizontal d'acier ?sh, le rapport axial ? et la profondeur de la zone de confinement CS. L'étude paramétrique présentée dans l'article a été menée à l'aide d'une analyse non linéaire de type Pushover, établis avec le logiciel Peform3D de Csi. L'analyse a pris en compte l'effet conjugué, du cisaillement et de la flexion dans le modèle analytique. il a été constaté que les capacités des Voiles-Structuraux sont très sensibles à fc28, ?, ?l, Lp et ils sont moins sensibles à ?sh et CS. Cependant, (?) est le facteur le plus décisif affectant la réponse non linéaire du voile-structurel. Une nouvelle limite d'élancement liée à l'effort normal réduit ? et des déformations appropriées des rotations sont recommandées pour fournir une aide immédiate aux ingénieurs concepteurs et aux personnes impliquées dans la rédaction des codes
Shear walls are very efficient structural elements to resist lateral seismic disturbance. Despite the aforementioned seismic performance, recent investigations report that they have suffered from significant structural damage after recent seismic activity, even for those complying with seismic provisions. These deficiencies in resistance and deformation capacities need to be explored. This study considers the influence of plastic length L_p, concrete compressive strength f_c28, longitudinal reinforcement ratio ?l, transverse reinforcement ratio ?sh, reduced axial load ?, confinement zone depth CS and focusing on the geometric slenderness ?. The parametric study has been conducted through NL pushover analysis using Peform3D software. The chosen coupled shear-flexure fiber macro model was calibrated with well-known cyclic experimental specimens. The paper points out the discrepancy between the two well-known codes EC8 and ASCE/SEI 41-13. In fact, the value of the slenderness ratio (?) that trigger the beginning of a purely flexural behaviour recommended by EC8 (?>2) is very different from the value of the ASCE/SEI 41-13 (?>3) without accounting for the effect of the reduced axial force. Finally, it was found that RCW capacities are very sensitive to f_c28, ?, ?_l, L_p and less sensitive to ?sh and CS. However, (?) is the most decisive factor affecting the NL wall response. A new limit of slenderness related to the reduced normal force ? , and an appropriate deformations of rotations are recommended to provide an immediate help to designers and an assistance to those involved with drafting codes
جدران القص هي عناصر هيكلية فعالة للغاية لمقاومة الإضطراب الزلزالي. وعلى الرغم من الأداء الزلزالي الفعال ، تشير التحقيقات التقنية الميدانية الأخيرة إلى أنهم تعرضوا لأضرار هيكلية كبيرة بعد النشاطات الزلزالية الأخيرة على سبيل المثال: شيلي، تركيا، الجزائر، اليابان في سنة 2010 ، 1999 ، 2003 ، 1995 على التوالي ، و ذلك حتى بالنسبة للجدران التي صممت بالقوانين والأحكام الزلزالية السارية المفعول. ولهذا يجب إعادة النظر في جل المعامِـلات وحدود الإعدادات المعمول بها حاليا والتي بينت الأحداث الزلزالية الأخيرة ضعف مقاومتها وقصورها على مقاومة التشوهات الكبيرة. تأخذ هذه الدراسة بعين الاعتبار تأثير ومدى انتشار التشوه على طول جدار القص و تَكَــوُّن مفصل مرن Lp ، قوة الانضغاط الخرسانية fc28 ، ونسبة التسليح الطولي ρl ، ونسبة التسليح العرضي ρsh ، وتأثير الحمل العمودي على نسبة التشوه و المرونة ، وعمق منطقة إحتواء الخرسانة CS وفي الأخير، تـم التركيز على نسبة النحافة الهندسية(λ). لذلك تم إجراء دراسة بارامترية من خلال تحليل NL Pushover باستخدام برنامج «Peform3D» و تمت مقارنة النموذج المختار الذي يتميز بمقاومة القص –انحناء بنماذج تجريـبـية معروفة خضعت لـقـوى دورية متغيرة مع الزمن (cycliques). تشير الورقة البحثية إلى التناقض بين اللائحتيـن القانونـيـتـيـن المعروفـتـين EC8 و ASCE/SEI 41-13 في تعيين قيمة نسبة النحافة الهندسية (λ)التي تؤدي إلى بداية السلوك الانحنائيي لجدار القص. بحيث قيمتها في وثيقة EC8 هي (λ > 2) و التي تختلف تمامًا عن قيمتها في ASCE/SEI 41-13 و التي تقدر بـ (λ > 3) ، وأيضا دون مراعاة تأثير قوة الحمل العمودي على نسبة النحافة الهندسية (λ) . وأخيرا، تبين أن المفصل المرن Lp ، قوة الانضغاط الخرسانية fc28 ، ونسبة التسليح الطولي ρl ، ونسبة التسليح العرضي ρsh ، لها تأثير كبير على قدرات جدران القص، ،بينما نسبة التسليح العرضي ρsh وعمق منطقة إحتواء الخرسانة CS هي أقل تأثيرا ، ومع ذلك يبقى (λ) هو العامل الأكثر حسماً في سلوك جدار القص وعلى كيفية استجابته للقوى الزلزالية. في هذا البحث تم اقتراح علاقة جديدة لمعامل النحافة الهندسية (λ) تكون مرتبطة بقيمة الحمل الأفقي واقتراح حدود مناسبة للتـشوهـات توافق جدران القص التي تقاوم القص والانحناء في آن واحد. هذه التـوصيات ستكون بمثابة معيار يساعد المهندسين المدنـيـين المصممين وكذلك المعنيين بصياغة القوانين التقنية الخاصة بحماية المباني من خطر الزلازل.
Description
Keywords
voiles en béton armé, zone de confinement CS, rotule plastique Lp