| Titre : | Analyse pushover des structures en béton armé tridimensionnelle à étage souple |
| Auteurs : | Issam Abdesslam, Auteur ; Mekki Mellas, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2018 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | étage souple,analyse Pushover,rotule de fibre,rigidité sécante,béton de fibres. |
| Résumé : |
La construction des bâtiments à étage souple au niveau 1 est encore généralisée pour des raisons
architecturales et fonctionnelles, et ce malgré son comportement sismique faible, à cause de la formation d’un mécanisme de rupture au niveau 1 qui est en raison de sa faible rigidité en comparaison avec la rigidité des autres niveaux. L’évaluation de l’existence de l’étage souple peut être effectuée par différentes méthodes à différentes précisions. Dans cette étude on a proposé une méthode pour évaluer l’existence d’étage souple en se basant sur la rigidité sécante, qui varie selon la performance de la construction, en utilisant l’analyse Pushover statique non linéaire basée sur le modèle de fibres exécutée par le programme SAP2000. La précision des résultats de l’analyse Pushover se reflète sur la précision de la méthode proposée. Pour ce but on a étudié et comparé l’effet d’utilisation de trois types de rotules plastiques , la rotule basée sur le modèle de fibre, la rotule par défaut et la rotule définie par l’utilisateur, et on a constaté que les rotules plastiques des éléments structurels, en utilisant le modèle de fibres, se modélisent en grande précision. Et pour le même but on a discuté et évalué l’effet des modes conventionnels de chargement latéral et des modes de chargement prenant en considération la participation des modes supérieurs de vibration. Il s’est avéré que le mode de chargement triangulaire, est le mode le plus réel dans la représentation de chargement latéral. On a conclu selon la méthode proposée qu’à un séisme à forte magnitude, le mécanisme de l’étage souple peut exister même si les rigidités latérales des niveaux sont égales, et en revanche, à un séisme de faible magnitude, le mécanisme peut être inexistant malgré la différence de rigidité entre les niveaux et pour l’amélioration du comportement sismique des constructions à étage souple, on a proposé l’utilisation, de béton de fibres, qui n’influence pas sur l’aspect architectural de la construction et ce en ajoutant les fibres extraites des pneus usés au béton des poteaux de niveau 1 de la construction, et c’est ce qui a montré des résultats positifs indiqués par la méthode proposée. |
| Sommaire : |
SOMMAIRE
REMERCIEMENTS……………………………………………………………………. I RESUME………………………………………………………………………………... II III……………………………………………………………………………………... ملخص ABSTRACT…………………………………………………………………………….. IV SOMMAIRE……………………………………………………………………………. V LISTE DES FIGURES………………………………………………………………….. VII LISTE DES TABLEAUX………………………………………………………………. XX LISTE DES SYMBOLES……………………………………………………………….. XXII INTRODUCTION………………………………………………………………………. 1 CHAPITRE 1 Comportement de l’étage souple 1.1 Introduction……………………………………………………………………..…... 5 1.2. Comportement de l’étage souple ………………………………………………..…. 5 1.3 Implication architecturales……………………………………………………….. 6 1.4. Classification de structures à étages souples……………………………………… 7 1.5 Performance des constructions, à étage souple, pendant les séismes précédents…. 11 1.5.1 Pendant le séisme de San Fernando ………………………………………. 11 1.5.2 Pendant le séisme d’Impérial Valley……………………………………….. 12 1.5.3 Pendant le séisme d’Izmit…………………………………………………… 13 1.5.4 pendant le séisme de Boumerdès………………………………………… 14 1.6 Solutions possibles pour étages souples…………………………………………. 17 SOMMAIRE ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ VI 1.6.1-Solutions conceptionnelles………………………………………..………… 17 1.6.2 Solutions de réhabilitation ………………………………………………. 18 1.6.2 .1 Augmentation de la rigidité et de la résistance du système structurel……………………………………………………………………. 18 1.6.2 .2 Limitation de demandes sismiques………………………………. 18 1.6.2 .2.1 isolation sismique des fondations………………………….. 19 1.6.2 .2.2 Systèmes de dissipation d’énergie ………………………. 19 1.6.2 .2.3 Réduction de la masse ……………………………………. 19 SOMMAIRE ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ VII 2.4.4 Courbe de Spectre de réponse dans le format ADRS …………………… 30 2.4.5 Superposition du spectre de capacité sur le spectre de demande élastique amorti ……………………………………………………………………………. 30 2.4.6 L’amortissement visqueux équivalent……………………………………. 31 2.4.7 Point de performance d'un système à un seul degré de liberté équivalent….. 32 2.4.8 Point de performance d'un système à plusieurs degrés de liberté……… 33 2.5 Mode de chargement latéral utilisé dans l’analyse statique non linéaire…...……… 33 2.5.1 Mode de chargement latéral du code……………………………………….. 33 2.5.2 Mode de chargement uniforme………………………………………..…. 34 2.6 Méthodes d’analyse Pushover selon le mode de chargement latéral…………….. 34 2.7 Aanalyse Pushover modale………………………………………………..………. 35 2.8 méthode d’analyse Pushover de la limite supérieure (UBPA)………..………… 40 2.9 Méthode de combinaison modale (MMC)……………………………………….. 44 2.10 Méthode d’analyses Pushover modale tridimensionnelle…………….………… 48 CHAPITRE 3 Modèles de plasticité concentrés et distribués des éléments en béton armé 3.1 Introduction……………………………………………………………………….. 52 3.2 Modèle de plasticité concentrée………………………………………..…………. 52 3.3 Concept de rotule plastique………………………………………………..……… 53 3.4 Courbe moment –courbure ( M ) ……………………………………….……… 54 3.5 Comportement sismique des poutres………………………………………….…… 55 3.6 Comportement sismique des poteaux…………………………………………..… 59 3.7 Modèles de plasticité distribuée…………………………………………………… 61 SOMMAIRE ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ VIII 3.7.1 Formulation basée sur le déplacement……………………………….…… 62 3.7.2 Formulation basée sur la force…………………………………………..….. 64 3.8 Intégration numérique………………………………………………..…………… 67 3.9 Modèle de plasticité concentrée basée sur le modèle de fibre………..…………… 68 3.9.1 Etude de problème de localisation …………………………..…………… 69 3.9.2 Les méthodes améliorées pour l’intégration de la rotule plastique………… 70 CHAPITRE 4 Modèles de loi de comportement des matériaux 4.1 Introduction ………………………………………………………………..……… 74 4.2 Comportement du béton en compression………………………….……………… 74 4.3 Modèle de béton non confiné……………………………………..……………… 76 4.3.1 Modèle de Hognestad……………………………………………………… 76 4.3.2 Modèle de Mander ……………………………………………………….. 77 4.4 Béton confiné……………………………………………………………………….. 78 4.5 Modèle de béton confiné………………………………………………………….. 80 4.5.1 Modèle de Richard et al ………………………………………………….. 81 4.5.2 Modèle Mander- Priestly et Park ………………………………………… 82 4.5.2.1 Pression de confinement latérale effective et le coefficient d’efficacité de confinement …………………………………………………. 83 4.5.2.2 Confinement par les cadres rectangulaires avec ou sans épingles… 85 4.6 Modèle de béton en traction…………………………………………………………. 88 4.7 Béton de fibre………………………………………………………………………. 89 4.7.1 Modèle de béton de fibres en compression …………………………………. 89 SOMMAIRE ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ IX 4.7.2 Modèle de béton de fibres en traction …………………………………….. 90 4.7.3 Modèle multilinéaire de béton de fibres en traction de Neocleous, et al…… 92 4.8 Courbe contrainte –déformation d’acier des armatures………………………….. 94 CHAPITRE 5 Effets des caractéristiques des rotules plastiques et mode de chargement sur les résultats d’analyse Pushover 5.1 Introduction………………………………………………………………………… 97 5.2 Influence de type de rotule plastique……………………………………………….. 97 5.2.1 Caractéristiques de rotule plastique dans le programme SAP 2000……… 98 5.2.2 Description de la structure………………………………………………… 100 5.2.3 Définition des caractéristiques des rotules plastiques du modèle S2D3….. 103 5.2.3.1 Les caractéristiques des rotules définies par l’utilisateur…………. 103 5.2.3.2 Caractéristiques de rotules par défaut……………………………… 108 5.2.3.3 Caractéristiques des rotules de fibres………………………………… 109 5.2.4 Longueur de la rotule plastique…………………………………………… 113 5.2.5 Résultats et discussions…………………………………………………… 115 5.2.5.1 Comportement global du modèle S2D3……………………………. 115 5.2.5.2 Effet d’espacement d’armatures transversales et longueur de la rotule plastique …………………………………………………………………….. 118 5.2.5.3 Distribution des rotules plastiques………………………………….. 120 5.2.5.4 Caractéristiques résultantes des rotules de fibres …………………… 122 5.3 L’effet de mode de chargement latéral sur le comportement des structures en béton armée tridimensionnel…………………………………………………………………. 129 SOMMAIRE ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ X 5.3.1 Les modes de chargement latéral adoptés…………………………………. 129 5-3-2- Comportement global pour les modèles selon les différents modes de chargement………………………………………………………………………. 133 CHAPITRE 6 Détermination de l’existence de l’étage souple 6.1 Introduction………………………………………………………………………… 138 6.2 Méthode proposée pour déterminer l’existence de l’étage souple………………. 138 6.3 Détermination de l’existence de l’étage souple au niveau 01 en utilisant la méthode de modèle de cisaillement et la méthode de Muto……………………………………… 140 6.4 Détermination de l’existence de l’étage souple au niveau 1 en utilisant la méthode proposée ……………………………………………………………………………….. 143 6.4.1 Comportement global des modèles ………………………………………… 143 6.4.2 Courbes Pushover des étages………………………………………………. 145 6.4.3 Courbe de détermination de l’existence de l’étage souple au niveau 1……... 147 6.4.4 Détermination du point de performance………………………………… 151 6.5 Effet d’utilisation du béton de fibres pour l’amélioration du comportement sismique des structures en béton armé à étage souple……………………………….. 156 6.5.1 Détermination du modèle contrainte-déformation en traction de béton de fibres……………………………………………………………………………… 157 6.5.2 Comportement global du modèle S3D4 dans le sens y avec l’utilisation de béton de fibres ……………………………………………………………………. 159 6.5.3 Caractéristiques de rotule de fibres…………………………………………. 160 6.5.4 Comportement de fibres de rotule pour béton ordinaire et béton de fibres en traction ……………………………………………………………………………. 162 SOMMAIRE ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ XI 6.5.5 Détermination de l’existence de l’étage souple dans le sens y pour le modèle S3D4 avec l’utilisation de béton de fibres……………………………… 165 CONCLUSION GENERALE…………………………………………………………… 168 BIBIOGRAPHIE……………………………………………………………………… 172 Annexe A………………………………………………………………………………. 183 Annexe B……………………………………………………………………………….. 186 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| ABD | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable |
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