| Titre : | Contribution à la réduction du risque d’entrechoquement des bâtiments adjacents sous séisme de forte intensité |
| Auteurs : | MAHDI ABDEDDAIM, Auteur ; Abdelhafid Ounis, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Khider, 2017 |
| Format : | 107.P / Ill / 30/20 cm |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Entrechoquement ; Contrôle semi-actif ; Amortisseur magnéto-rhéologique ; logique floue ; algorithme de contrôle ; réponse sismique. HAZOP |
| Résumé : |
RESUME :
Le mouvement horizontal d'un bâtiment au cours d'un séisme peut entrainer des chocs avec les bâtiments voisins lorsque l'espacement entre ceux-ci n'est pas suffisant pour répondre aux besoins de leurs déplacements relatifs. Ce phénomène, connu sous le nom de l’entrechoquement ou le martellement peut éventuellement introduire des efforts d'impact non pris en compte dans la phase initiale de conception du projet, ce qui peut conduire à des désordres structurels importants ou même à la ruine complète des ouvrages. Une des solutions proposées pour palier au problème de l’entrechoquement est l’implémentation de dispositifs de contrôle des vibrations comme lien entre les bâtiments adjacents, mieux connu sous le nom de couplage. Cette stratégie permet de lier les bâtiments adjacents pour former un seul système plus résistant et synchroniser la réponse des bâtiments adjacents et les empêcher de s’entrechoquer. Un contrôle semi-actif de la réponse sismique des bâtiments est adopté. Le couplage des bâtiments adjacents est réalisé au moyen d’un amortisseur magnéto-rhéologique. L’utilisation d’un algorithme de contrôle adéquat est un paramètre très important dans la réussite de toute stratégie de contrôle semi-actif. Le développement d’un algorithme basé sur la logique floue afin de contrôler l’amortisseur reliant les deux bâtiments est l’objectif principal de cette étude. Un algorithme performant et économique pouvant réduire les risques d’entrechoquement entre bâtiments adjacents est développé, testé et présenté dans cette étude. ABSTRACT : The lateral movements to which buildings can be subjected during earthquakes can lead to shocks against adjacent buildings, especially if the separation gap (seismic gap) between the adjacent buildings is not sufficient to prevent interaction between the buildings. This phenomenon is known as pounding or hammering. It can eventually introduce impact efforts which were not considered in the initial conception of the project, which can lead to an important structural interaction or even the total collapse of the building. One of the proposed solutions to mitigate the pounding problem is to use damping devices as control system between the adjacent buildings; this strategy is known as coupling, it allows to connect two adjacent buildings to form one system that have more resistance to earthquakes and on the other hand it synchronizes the seismic responses of adjacent buildings mitigating the pounding hazard. In this work a semi-active magneto-rheological damper is used as a coupling device between adjacent buildings. The use of adequate control algorithm is an important parameter of the success of a semi-active control strategy. The main objective of this work is the development of a control algorithm based on fuzzy logic used to control the magneto-rheological damper employed to connect two adjacent buildings. An efficient and economic control algorithm that can reduce the pounding hazard between adjacent buildings is developed and presented is this study. |
| Sommaire : |
Dédicace ………………………………………………………………………………. iii
Remerciements ………………………………………………………………………... iv Publications issues de cette thèse ……………………………………………………... v Résumé ………………………………………………………………………………... vi Abstract ……………………………………………………………………………….. vii …………………………………………………………………………………... viiiهلخص Sommaire ……………………………………………………………………………… ix Liste des figures ……………………………………………………………………….. xii Liste des tableaux ……………………………………………………………………... xviii Liste des symboles ……………………………………………………………………. xx Introduction générale ………………………………………………………………….. 1 Chapitre I: Phénomène de l’entrechoquement des bâtiments 1.1. Introduction ……………………………………………………………………... 5 1.2. Causes de l‟entrechoquement …………………………………………………… 10 1.3. Configurations structurelles possibles pour un entrechoquement ……………… 11 1.4. Revue de littérature des solutions proposées pour réduire l‟entrechoquement … 12 1.4.1. Solutions classique (joint sismique) …………………………………………. 12 1.4.2. Solutions non classique ……………………………………………………… 16 1.5. Conclusion ……………………………………………………………………… 18 Chapitre II : Couplage des bâtiments adjacent par dispositif de contrôle des vibrations 2.1. Introduction ……………………………………………………………………... 19 2.2. Contrôle des vibrations …………………………………………………………. 19 2.2.1. Contrôle passif …………………………………………………....................... 20 2.2.1.1. Dissipateur d‟énergie à fluide visqueux …………………………………. 21 2.2.2. Contrôle actif ………………………………………………………………….. 23 2.2.3. Contrôle semi-actif ……………………………………………………………. 23 2.3. Couplage des bâtiments : revue de la littérature ………………………………... 24 2.3.1. Couplage des bâtiments adjacents avec système passif ………………………. 25 2.3.2. Couplage des bâtiments adjacents avec système actif ………………………... 28 2.3.3. Couplage des bâtiments adjacents avec système semi-actif …………………... 29 2.4. Conclusion ……………………………………………………………………… 31 Sommaire x Chapitre III : Amortisseur Magnéto-rhéologique pour contrôle semi-actif 3.1.Introduction ……………………………………………………………………….. 33 3.2. Fluide magnéto-rhéologique ……………………………………......................... 33 3.2.1. Mode de fonctionnement des fluides MR …………………………………….. 34 3.2.2. Modélisation des fluides MR ………………………………………………….. 36 3.2.2.1. La viscosité ……………………………………………………………….. 36 3.2.2.2. Type de fluides …………………………………………………………… 37 3.2.2.3. Propriétés fondamentales des fluides MR ………………………………... 37 3.3. Amortisseur magnéto-rhéologique ……………………………………………... 39 3.3.1. Principe de fonctionnement …………………………………………………… 39 3.4. Modèles mathématique de l‟amortisseur MR …………………………………... 41 3.4.1. Modèles paramétriques………………………………………………………… 41 3.4.1.1 Le modèle Bingham ………………………………………………………. 42 3.4.1.2 Le modèle Bouc-Wen……………………………………………………... 43 3.4.1.3 Le modèle Bouc-Wen modifié …………………………………………… 45 3.4.2. Modèles non paramétriques………………………………………………….. 47 3.5. Algorithmes de contrôle …. 49 3.5.1. Contrôle basé sur la stabilité de Lyapunov ……………………………………. 49 3.5.2. Le régulateur linéaire quadratique (LQR) …………………………………….. 50 3.5.3. Bang-Bang décentralisé ……………………………………………………….. 51 3.5.4. Contrôle optimal coupé (clipped optimal control) ……………………………. 52 3.5.4.1. La loi de voltage coupé …………………………………………………… 53 3.5.5. La logique floue ……………………………………………………………….. 53 3.5.5.1. Application de la logique floue dans le génie civil……………………….. 54 3.5.5.2. Mode de fonctionnement de la logique floue …………………………….. 55 3.6. Conclusion ……………………………………………………………………… 56 Chapitre IV : Formulation mathématique et modélisation numérique 4.1. Introduction ………………………………………………………………………. 57 4.2. Hypothèses et limitations ………………………………………………………… 57 4.3. Equation de mouvement des bâtiments adjacents modélisés en 2D …………….. 58 4.4. Equation de mouvement des bâtiments adjacents modélisés en 3D ……………... 61 4.5. Solution en représentation d‟état (State-Space) ………………………………….. 63 Sommaire xi 4.6. Contrôle des bâtiments adjacents par logique floue ……………………………… 64 4.6.1. Conception d‟un contrôleur à logique floue …………………………………... 66 4.6.2. Conception des lois de base d‟un algorithme de contrôle à logique floue ……. 68 4.7. Modélisation numérique des bâtiments adjacents couplés avec amortisseur MR... 71 4.8. Description des modèles structurels utilisés ……………………………………... 73 4.8.1. Réduction du risque d‟entrechoquement entre bâtiments adjacents modélisés en 2D ………………………………………………………………………….. 73 4.8.2. Réhabilitation de bâtiments adjacents présentant un grand risque d‟entrechoquement modélisé en 2D ………………………………………….. 74 4.8.3. Réduction du risque d‟entrechoquement entre bâtiment adjacents modélisés en 3D …………………………………………………………………………….. 76 4.9. Description des excitations sismiques ………………………………………… 78 4.10. Paramètres d‟évaluation ………………………………………………………. 78 4.11. Conclusion ……………………………………………………………………. 78 Chapitre V : Résultats et discussion 5.1. Introduction ……………………………………………………………………. 79 5.2. Bâtiment couplés avec amortisseur MR modélisé en 2D ……………………… 79 5.2.1. Configuration structurelle (a) ………………………………………………… 79 5.2.2. Configuration structurelle (b) ………………………………………………… 86 5.2.3. Configuration structurelle (c) ………………………………………………… 93 5.2.4. Configuration structurelle (b) ………………………………………………… 100 5.2.5. Couplage par amortisseur visqueux fluide (VF) ……………………………... 107 5.2.6. Comportement hystérétique de l‟amortisseur (MR) …………………………. 110 5.3. Couplage des bâtiments sujets à réhabilitation ………………………………… 114 5.3.1. Réponse sismique des bâtiments couplés …………………………………….. 116 5.3.2. Observations ………………………………………………………………….. 123 5.3.3. Effet du bruit sur la réduction de la réponse …………………………………. 124 5.3.4. Réduction du risque d‟entrechoquement ……………………………………… 127 5.4. Bâtiment couplés avec amortisseur MR modélisé en 3D ………………………. 133 5.5. Conclusion ……………………………………………………………………… 135 Conclusion générale ………………………………………………………………….. 137 Références bibliographiq |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0779 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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