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07.01.2020

Analyses sur la prévention des effondrements disproportionnés pour les bâtiments de type plateforme en bois lamellé-croisé de hauteur moyenne

Des charges anormales peuvent causer rapidement des dommages à l'origine. Celles-ci peuvent provoquer un effondrement disproportionné si la structure des bâtiments n'est pas suffisamment robuste. Les réglementations du secteur de la construction prévoient des approches de calcul contre les défaillances graves afin de garantir la fiabilité des structures. Néanmoins, l'application des lignes directrices existantes pour la prévention des effondrements disproportionnés pour les bâtiments en bois de grande et moyenne hauteur - en tant que méthode de construction émergente - devient peu pratique et peu rentable. De plus, les études sur ce sujet sont rares.

Auteur
Hercend Mpidi Bita
Établissement
Université de la British Columbia, Canada

Cette thèse contribue à l'étude de la robustesse des structures et de la prévention des effondrements disproportionnés des bâtiments de type plateforme en bois lamellé croisé à travers des analyses analytiques, numériques et expérimentales. Des analyses numériques dynamiques non linéaires, utilisant l'enlèvement soudain d'éléments, sont effectuées sur des bâtiments de douze et neuf étages afin d'étudier leurs réponses après l'endommagement initial.

Cette approche analytique applique un équilibre statique linéaire-élastique pour évaluer la résistance, la rigidité et la ductilité minimales afin de garantir la robustesse de la structure. Les résultats de l'analyse de fiabilité qui ont suivi ont montré que, sans considération des complexités associées à un effondrement disproportionné, les bâtiments à plateforme en bois lamellé-croisé de hauteur moyenne ont une forte probabilité d'effondrement disproportionné. Une procédure d'optimisation structurelle est ensuite proposée pour atteindre une performance cible et garantir la sécurité de la structure.

Dans le cas le plus défavorable, de nouveaux paramètres détaillés sont proposés pour les connexions afin de déclencher des effets de chaînette et de suspension en tant que mécanismes de résistance à l'effondrement. Les nouvelles connexions suggérées sont composées de tubes et de tiges en acier. Elles ont fait l'objet d'analyses numériques afin d'être optimisées. Ensuite, les résultats des tests expérimentaux confirment que lorsque les tubes et les tiges sont mis en œuvre en tant que sol à plancher, le système de plancher en bois massif peut déclencher une action caténaire comme mécanisme de résistance à l'effondrement suite à la perte du mur porteur interne.


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