Approche multi-échelles pour la modélisation de structures en bois sous sollicitations sismiques PDF Download
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Author: Nicolas Richard Publisher: ISBN: 9782110927279 Category : Languages : fr Pages : 120
Book Description
Dans le cadre de ce travail de thèse, un logiciel de calcul par éléments finis a été développé pour prédire la réponse non linéaire sous chargement dynamique de bâtiments à ossature en bois, permettant l'optimisation de la conception de telles structures dans les pays à fort risque sismique. Nous nous sommes principalement intéressés aux constructions dont le contreventement est assuré par des panneaux de contreplaqué cloués sur l'ossature en bois. L’approche retenue concentre toutes les non-linearités de comportement dans les éléments de connexion, les éléments structuraux étant considérés élastiques. Une technique de condensation des efforts de chaque connexion aux noeuds des éléments poutre et plaque permet de réduire considérablement la taille du problème et, par voie de conséquence, le temps de calcul. Une loi non linéaire est proposée pour décrire l'ensemble des phénomènes de dégradation de ces connexions, notamment l'écrasement du bois et la plastification du connecteur métallique utilise. Des essais sur structures planes (murs de contreventement) ont été réalisés par l'auteur au Canada et au Japon (chargements monotones, cycliques, pseudo-dynamiques ou dynamiques). Ayant pour seules données le comportement des connexions, la simulation est capable de reproduire fidèlement les résultats expérimentaux pour tous types de chargements. Pour permettre la simulation d'un bâtiment complet composé d'un certain nombre d'éléments murs (incluant portes, fenêtres, panneaux pleins ou planchers), nous avons développé un macro-élément mur obéissant à des lois de comportement similaires à celles des connexions. Il est donc possible de prédire le comportement d'une structure tridimensionnelle en partant de celui des connexions, identifié par des expériences simples et peu onéreuses mais permettant de déterminer avec précision les paramètres nécessaires du modèle. Cette approche multi-echelles permet des gains de temps considérables sans altérer la qualité des résultats
Author: Nicolas Richard Publisher: ISBN: 9782110927279 Category : Languages : fr Pages : 120
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Dans le cadre de ce travail de thèse, un logiciel de calcul par éléments finis a été développé pour prédire la réponse non linéaire sous chargement dynamique de bâtiments à ossature en bois, permettant l'optimisation de la conception de telles structures dans les pays à fort risque sismique. Nous nous sommes principalement intéressés aux constructions dont le contreventement est assuré par des panneaux de contreplaqué cloués sur l'ossature en bois. L’approche retenue concentre toutes les non-linearités de comportement dans les éléments de connexion, les éléments structuraux étant considérés élastiques. Une technique de condensation des efforts de chaque connexion aux noeuds des éléments poutre et plaque permet de réduire considérablement la taille du problème et, par voie de conséquence, le temps de calcul. Une loi non linéaire est proposée pour décrire l'ensemble des phénomènes de dégradation de ces connexions, notamment l'écrasement du bois et la plastification du connecteur métallique utilise. Des essais sur structures planes (murs de contreventement) ont été réalisés par l'auteur au Canada et au Japon (chargements monotones, cycliques, pseudo-dynamiques ou dynamiques). Ayant pour seules données le comportement des connexions, la simulation est capable de reproduire fidèlement les résultats expérimentaux pour tous types de chargements. Pour permettre la simulation d'un bâtiment complet composé d'un certain nombre d'éléments murs (incluant portes, fenêtres, panneaux pleins ou planchers), nous avons développé un macro-élément mur obéissant à des lois de comportement similaires à celles des connexions. Il est donc possible de prédire le comportement d'une structure tridimensionnelle en partant de celui des connexions, identifié par des expériences simples et peu onéreuses mais permettant de déterminer avec précision les paramètres nécessaires du modèle. Cette approche multi-echelles permet des gains de temps considérables sans altérer la qualité des résultats
Author: Nicolas Richard (traducteur).) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
Book Description
DANS LE CADRE DE CE TRAVAIL DE THESE, UN LOGICIEL DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS A ETE DEVELOPPE POUR PREDIRE LA REPONSE NON LINEAIRE SOUS CHARGEMENT DYNAMIQUE DE BATIMENTS A OSSATURE EN BOIS, PERMETTANT L'OPTIMISATION DE LA CONCEPTION DE TELLES STRUCTURES DANS LES PAYS A FORT RISQUE SISMIQUE. NOUS NOUS SOMMES PRINCIPALEMENT INTERESSES AUX CONSTRUCTIONS DONT LE CONTREVENTEMENT EST ASSURE PAR DES PANNEAUX DE CONTREPLAQUE CLOUES SUR L'OSSATURE EN BOIS. L'APPROCHE RETENUE CONCENTRE TOUTES LES NON-LINEARITES DE COMPORTEMENT DANS LES ELEMENTS DE CONNEXION, LES ELEMENTS STRUCTURAUX ETANT CONSIDERES ELASTIQUES. UNE TECHNIQUE DE CONDENSATION DES EFFORTS DE CHAQUE CONNEXION AUX NUDS DES ELEMENTS POUTRE ET PLAQUE PERMET DE REDUIRE CONSIDERABLEMENT LA TAILLE DU PROBLEME ET, PAR VOIE DE CONSEQUENCE, LE TEMPS DE CALCUL. UNE LOI NON LINEAIRE EST PROPOSEE POUR DECRIRE L'ENSEMBLE DES PHENOMENES DE DEGRADATION DE CES CONNEXIONS, NOTAMMENT L'ECRASEMENT DU BOIS ET LA PLASTIFICATION DU CONNECTEUR METALLIQUE UTILISE. DES ESSAIS SUR STRUCTURES PLANES (MURS DE CONTREVENTEMENT) ONT ETE REALISES PAR L'AUTEUR AU CANADA ET AU JAPON (CHARGEMENTS MONOTONES, CYCLIQUES, PSEUDO-DYNAMIQUES OU DYNAMIQUES). AYANT POUR SEULES DONNEES LE COMPORTEMENT DES CONNEXIONS, LA SIMULATION EST CAPABLE DE REPRODUIRE FIDELEMENT LES RESULTATS EXPERIMENTAUX POUR TOUS TYPES DE CHARGEMENTS. POUR PERMETTRE LA SIMULATION D'UN BATIMENT COMPLET COMPOSE D'UN CERTAIN NOMBRE D'ELEMENTS MURS (INCLUANT PORTES, FENETRES, PANNEAUX PLEINS OU PLANCHERS), NOUS AVONS DEVELOPPE UN MACRO-ELEMENT MUR OBEISSANT A DES LOIS DE COMPORTEMENT SIMILAIRES A CELLES DES CONNEXIONS. IL EST DONC POSSIBLE DE PREDIRE LE COMPORTEMENT D'UNE STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE EN PARTANT DE CELUI DES CONNEXIONS, IDENTIFIE PAR DES EXPERIENCES SIMPLES ET PEU ONEREUSES MAIS PERMETTANT DE DETERMINER AVEC PRECISION LES PARAMETRES NECESSAIRES DU MODELE. CETTE APPROCHE MULTI-ECHELLES PERMET DES GAINS DE TEMPS CONSIDERABLES SANS ALTERER LA QUALITE DES RESULTATS.
Author: Nicolas Richard (traducteur).) Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 120
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Dans le cadre de ce travail de thèse, un logiciel de calcul par éléments finis a été développé pour prédire la réponse non linéaire sous chargement dynamique de bâtiments à ossature en bois, permettant l'optimisation de la conception de telles structures dans les pays à fort risque sismique. Nous nous sommes principalement intéressés aux constructions dont le contreventement est assuré par des panneaux de contreplaqué cloués sur l'ossature en bois. L’approche retenue concentre toutes les non-linearités de comportement dans les éléments de connexion, les éléments structuraux étant considérés élastiques. Une technique de condensation des efforts de chaque connexion aux noeuds des éléments poutre et plaque permet de réduire considérablement la taille du problème et, par voie de conséquence, le temps de calcul. Une loi non linéaire est proposée pour décrire l'ensemble des phénomènes de dégradation de ces connexions, notamment l'écrasement du bois et la plastification du connecteur métallique utilise. Des essais sur structures planes (murs de contreventement) ont été réalisés par l'auteur au Canada et au Japon (chargements monotones, cycliques, pseudo-dynamiques ou dynamiques). Ayant pour seules données le comportement des connexions, la simulation est capable de reproduire fidèlement les résultats expérimentaux pour tous types de chargements. Pour permettre la simulation d'un bâtiment complet composé d'un certain nombre d'éléments murs (incluant portes, fenêtres, panneaux pleins ou planchers), nous avons développé un macro-élément mur obéissant à des lois de comportement similaires à celles des connexions. Il est donc possible de prédire le comportement d'une structure tridimensionnelle en partant de celui des connexions, identifié par des expériences simples et peu onéreuses mais permettant de déterminer avec précision les paramètres nécessaires du modèle. Cette approche multi-echelles permet des gains de temps considérables sans altérer la qualité des résultats
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Les travaux de thèse visent à améliorer les connaissances sur le comportement parasismique des bâtiments à ossature en bois. Le comportement de ces bâtiments sous sollicitations sismiques est lié à celui de ses assemblages par connecteurs métalliques (pointes, vis, équerres, etc.). La modélisation numérique d'une telle structure s'appuie sur une démarche multi-échelles, afin de représenter les comportements locaux à l'échelle de l'ouvrage. Trois échelles sont définies. Échelle 1 : assemblages, échelle 2 : éléments de structure (mur, plancher, toiture), échelle 3 : bâtiment. A chaque échelle, une loi de comportement dédiée (hystérétique avec endommagement) permet la modélisation. Les calages ou validations s'appuient sur des campagnes d'essais expérimentaux. Diverses configurations de spécimen et divers chargements sont testés afin de construire une vaste base de données de résultats. Les essais sur les assemblages par connecteurs métalliques ont permis le calage du modèle numérique à l'échelle 1. Un modèle éléments finis (EF) détaillé de mur est validé expérimentalement en quasi-statique et en dynamique. Un modèle EF simplifié de mur (macro) permet de passer à l'échelle du bâti. Cet élément macro, calibré sur le modèle détaillé, permet de reproduire avec une précision satisfaisante le comportement dynamique d'un mur. L'assemblage d'éléments de murs (pleins ou avec ouverture) permet de tendre vers la modélisation tridimensionnelle d'une structure. Ce modèle numérique de structure permettra d'étudier, localement et globalement, le comportement parasismique des constructions à ossature bois afin de proposer des dispositifs constructifs et un dimensionnement adaptés à ces ouvrages en zone sismique.
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Les séismes constituent une source d'aléas importante pour l'étude de la vulnérabilité d'unbâtiment. Le comportement parasismique des bâtiments à ossatures en bois est particulièrementintéressant. Deux familles de structure à ossature en bois peuvent être distinguées : les ossaturesutilisant les produits industriels que sont les panneaux en bois reconstitué servant à contreventerla structure et les connecteurs métalliques, et les ossatures traditionnelles avec remplissage reposantsur des techniques de construction anciennes et dépendantes du contexte local. L'efficacitédu comportement parasismique des bâtiments à ossature en bois traditionnels avec remplissagereste encore peu reconnue en raison du manque de résultats issus des travaux de recherche.Les travaux présentés dans cette thèse visent ainsi à améliorer les connaissances sur le comportementparasismique de cette typologie constructive. Partant de l'hypothèse selon laquellece comportement est gouverné par la réponse des assemblages par connecteurs métalliques, uneapproche multi-échelles, couplant études expérimentales et études numériques est développée.Elle détaille l'analyse à l'échelle 1 de la connexion, en passant par l'échelle 2 des cellules élémentaires,constitutives des murs, par l'échelle 3 des murs de contreventement pour se finaliserà l'échelle 4 du bâtiment dans son ensemble.Sur le plan expérimental, cette approche permet d'une part, de réaliser des études paramétriqueset ainsi d'appréhender l'influence de la réponse de chaque élément (bois, clous, feuillard,remplissage, contreventement, ouvertures) sur le comportement local (échelles 1 et 2) et global(échelles 3 et 4) de la structure. D'autre part, elle permet de fournir une base de données pourla validation des modélisations numériques aux différentes échelles.Sur le plan de la modélisation numérique, cette approche multi-échelles est fondée sur la priseen compte du comportement non-linéaire hystérétique des assemblages à l'échelle supérieure, parl'intermédiaire d'un macro-élément, développé dans la cadre de la méthode des éléments finis.Ainsi, grâce à une modélisation simplifiée (assemblage des macro-éléments), le calcul est rapide,aussi bien à l'échelle du mur qu'à celle du bâtiment, et intègre les phénomènes non-linéaire locaux.Le modèle peut ainsi prédire de manière relativement précise le comportement dynamique de lastructure complète à l'échelle 4, testée sur table vibrante.L'étude présentée dans ce manuscrit fait partie des travaux précurseurs relatifs à l'analysede la vulnérabilité sismique des ossatures bois avec remplissage. Cette étude débouche sur denombreuses perspectives pour l'analyse de cette typologie constructive. Elle confirme que les bâtimentsà ossatures en bois avec remplissage ont un comportement parasismique très performant.
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Ce mémoire présente les travaux de thèse visant à étudier le comportement parasismique des éléments de murs à ossature en bois aux travers d'approches expérimentales et du développement d'une méthodologie d'application de méthodes basées sur la performance sismique. Les approches expérimentales sont constituées de trois campagnes d'essais : (1) une série d'essais monotones et cycliques à l'échelle d'assemblages agrafés et pointés, (2) une série d'essais monotones et cycliques à l'échelle de l'élément de mur à ossature en bois et (3) une série d'essais dynamiques sur table vibrante. La base de données constituée par les résultats d'essais permet alors l'examen des propriétés de résistance et de raideur des éléments de murs suivant les conditions de sollicitation (vitesse d'essai, chargement vertical). Le développement d'une modélisation à l'échelle macro du comportement cyclique et dynamique de tels éléments est également proposé à l'aide de modèles de loi de comportement hystérétiques. Une méthodologie d'application aux structures à ossature bois de méthodes basées sur la performance sismique (méthode N2 et MPA) ainsi qu'une analyse de vulnérabilité - construction de courbes de fragilité - à l'aide de la méthode N2 sont proposées.
Author: Jérôme Humbert Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 199
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We present in this work an experimental and numerical study of the behavior of timber structures undergoing seismic loadings, with focus on punched metal plate fasteners and industrialized timber roof trusses. The aim is to take into account material and loading uncertainties. À new methodology for the study of mechanical systems with several failure modes is introduced. Also, a new numerical finite element model for anisotropic hysteretis systems with cumulative damage is proposed. lt is then applied to the modeling of punched metal plate fasteners. Numerical modelings with macro-elements of two timber roof trusses are then achieved. These models are validated against experimental results. A methodology for the modeling of the seismic loading is also proposed, accounting for its uncertainties.
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Earthen architecture constitutes one of the most diverse forms of cultural heritage and one of the most challenging to preserve. It dates from all periods and is found on all continents but is particularly prevalent in Africa, where it has been a building tradition for centuries. Sites range from ancestral cities in Mali to the palaces of Abomey in Benin, from monuments and mosques in Iran and Buddhist temples on the Silk Road to Spanish missions in California. This volume's sixty-four papers address such themes as earthen architecture in Mali, the conservation of living sites, local knowledge systems and intangible aspects, seismic and other natural forces, the conservation and management of archaeological sites, research advances, and training.
Author: Nicolas Richard
Author: Nicolas Richard
Author: Nicolas Richard (traducteur).)
Author: Nicolas Richard (traducteur).)
Author: 
Author: Clément Boudaud
Author: Florent Vieux-Champagne
Author: Yassine Verdret
Author: Jérôme Humbert
Author: Leslie Rainer
Author: Frédéric Angleviel