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Étude de l’effet des modes supérieurs sur le comportement dynamique des murs de refend en béton armé à l’aide d’un essai pseudo-dynamique avec sous-structure

机译：使用子结构的拟动力试验研究高阶模态对钢筋混凝土隔墙动力特性的影响

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摘要

La plupart des bâtiments de moyenne et grande hauteur en béton armé sont munis de mursde refend ductiles afin résister aux charges latérales dues au vent et aux séismes. Les murs derefend ductiles sont conçus selon des règles conception stricts. Ces murs sont généralementconçus de façon à forcer la formation d’une rotule plastique à leur base dans l’éventualité d’unséismemajeur. Lors de la conception d’un mur, l’enveloppe des moments fléchissants ainsi quel’enveloppe des efforts tranchants dans la portion du mur situé au-dessus de la rotule plastiquesont basés sur la résistance probable en flexion du mur dans la région de la rotule plastique.Plusieurs études sur les murs de refend conçus selon cette philosophie de conception on fait leconstat que l’effort tranchant maximum dans un mur peut être sous-estimé lors d’un séisme,et que des rotules plastiques peuvent également se former à d’autres endroits qu’à la basedu mur, ce qui constitue un mécanisme de ruine indésirable. Ces effets sont principalementattribuables à la contribution des modes supérieures à la réponse dynamique globale des bâtimentslors d’un séisme. L’effet des modes supérieurs est particulièrement important dans lesbâtiments élancés de grande hauteur ayant une période propre de vibration longue.L’essai pseudo-dynamique avec sous-structure est uneméthode efficace et économique d’évaluerexpérimentalement l’effet des modes supérieurs sur le comportement sismique des murs derefend dans les bâtiments. Lors de tels essais, comme la masse du bâtiment est modéliséenumériquement, ceci permet de tester des structures à de relativement grandes échelles sansavoir à combattremécaniquement les forces d’inerties générées lors d’un séisme. Dans le cadrede la présente étude, la portion constituant la base d’un mur de refend correspondant à la zonede rotule plastique faisant partie d’un bâtiment de huit étages à l’échelle 1/2,75 a été testé. Lesdimensions générales de la portion de mur testée étaient de 1800 mm de longueur, par 2200 mmde hauteur par 160 mm d’épaisseur. Le mur étudié a été conçu selon l’édition 2015 du CodeNational du Bâtiment du Canada (CNBC 2015) ainsi que selon la norme CSA A23.3-14 (Calculdes ouvrages en béton), où le facteur d’amplification de l’effort tranchant causé par l’effet desmodes supérieurs n’a pas été pris en compte.Lors des essais pseudo-dynamiques avec sous-structure, une nouvelle méthode de contrôle àtrois degrés de liberté convenant à des spécimens d’essai très rigides axialement a été développéeet validée. Une procédure novatrice de redémarrage d’un essai interrompu en cours deroute a également été développée et validée. Lors des essais, le bâtiment de huit étages incluantla portion de mur dans le laboratoire a été soumis à trois séismes. Le premier séisme étaitde très faible intensité, l’intensité du deuxième séisme correspondait au séisme de conception,et le troisième séisme correspondait au séisme de conception dont l’intensité a été doublé. Durantles deux séismes de forte intensité, le mur testé s’est comporté de manière ductile et desfissures de cisaillement et de flexion importantes ont été observées. Même si l’effort tranchantmaximum mesuré durant le séisme de conception a atteint 2,16 fois la valeur de conceptiondu mur, et 3,01 fois la valeur de conception du mur dans le cas du séisme amplifié, aucun mécanismede ruine n’a été observé. Suite aux essais pseudo-dynamiques avec sous-structure, unessai par poussée progressive a également été effectué.Les résultats des essais pseudo-dynamiques avec sous-structure portent à croire que la valeurde l’effort tranchant de conception d’un mur selon la norme CSA A23.3-14 est sous-estimé. Deplus, l’essai poussée progressive a permis de démontrer que lemur était beaucoup plus résistantqu’anticipé, puisque l’effort tranchant avait été sous-estimé lors de la conception. L’essai parpoussée progressive a également permis de démontrer que le mur peut atteindre des niveauxde ductilité en déplacement supérieur à celui prévu par la norme CSA A23.3-14.
机译：大多数中高层钢筋混凝土建筑都具有延性的横墙，可以承受风和地震的横向载荷。取消延性延性墙的设计应遵循严格的设计规则。这些墙通常设计用于在发生大地震时迫使在其底部形成塑料球。在设计墙体时，弯矩的包络线以及位于塑料球形接头上方的墙体部分中的剪力的包络线是基于墙体在球形接头区域内可能的抗弯强度。根据这种设计原理对横墙进行的几项研究表明，在地震期间，墙中的最大剪切力可能会被低估，并且在墙底部以外的其他地方，这构成了不良的破坏机制。这些影响主要归因于地震期间较高模式对建筑物整体动力响应的贡献。较高模式的影响在自然振动周期较长的高层建筑中尤为重要，带有下部结构的拟动力试验是一种通过实验评估较高模式对行为影响的有效且经济的方法。建筑物的防震墙。在这样的测试中，由于对建筑物的质量进行了数值模拟，因此可以在相对较大的规模上测试结构，而不必机械地抵抗地震中产生的惯性力。在本研究的框架中，测试了构成与8层建筑物的塑料球节面积相对应的横壁墙的部分，比例为1 / 2.75。被测壁部分的一般尺寸是长1800毫米，高2200毫米，厚160毫米。研究的墙体是根据2015年版的《加拿大国家建筑规范》（CNBC 2015）以及CSA标准A23.3-14（混凝土结构计算）设计的，其中剪切力的放大系数在具有子结构的拟动力试验中，开发了一种新的具有三个自由度的控制方法，该方法适用于非常轴向刚度的试样，并进行了验证。还开发并验证了一种创新方法，可以重新启动路线中的中断测试。在测试过程中，包括实验室墙壁在内的八层建筑遭受了三级地震。第一次地震的强度很低，第二次地震的强度对应于设计地震，第三次地震的强度对应于设计地震，其强度加倍。在两次高强度地震中，被测墙表现出韧性，观察到明显的剪切和弯曲裂纹。即使在设计地震期间测得的最大剪力达到了墙设计值的2.16倍，在放大地震的情况下达到了墙​​设计值的3.01倍，也没有观察到破坏机理。在进行了下部结构的拟动力试验之后，还进行了渐进式推力试验，其中下部结构的拟动力试验结果表明，根据标准，墙体的剪力设计力值符合标准。 CSA A23.3-14被低估了。此外，渐进式推力测试表明墙体比预期的要坚固得多，因为在设计过程中剪切力被低估了。渐进式推力测试还可以证明墙体的位移延展性水平可以达到CSA A23.3-14标准所规定的水平。

著录项

  • 作者

    Fatemi Hassan;

  • 作者单位
  • 年度 2017
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  • 正文语种 eng
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