Recherche sur la charge ultime d'effondrement de la structure à ossature composite de colonnes en béton armé fabriquées et de poutres en acier

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 13604 (2022) Citer cet article

1625 Accès

Détails des métriques

Dans ce travail, la charge ultime d’effondrement d’une structure à ossature composite colonne-poutre en acier préfabriquée en béton armé a été étudiée. Au cours de l’étude, le « nouveau joint poutre-colonne RCS » a été utilisé comme connexion poutre-colonne dans le modèle expérimental. De plus, la structure à ossature spatiale RCS fabriquée à demi-échelle (2 étages, 1 × 2 baies) a été soumise à deux reprises à des expériences de défaillance instantanée au bas de la colonne latérale sous différents niveaux de charge et la colonne 2A a été rapidement retirée par la traction. force du véhicule. Les résultats expérimentaux ont démontré que la méthode de démantèlement de la colonne de rupture fournissait une réponse relativement vraie à la condition d'effondrement progressif. La structure RCS restante s’est avérée être au stade élastique lors de divers tests de niveau de charge. De plus, la courbe temporelle de déplacement n’a pas présenté de phénomène de vibration lors de la première expérimentation. Le programme d'éléments finis SAP2000 a été utilisé pour vérifier que les résultats des tests étaient similaires à ceux des résultats de simulation numérique. Il a ensuite été étudié plus en détail et a révélé que la valeur de la charge ultime d'effondrement était 10,25 fois la valeur de la charge de conception de la structure.

La structure à ossature composite préfabriquée en béton armé (RC) et poutre en acier (S) est abrégée en structure composite RCS, qui fait référence à la structure de charpente préfabriquée à l'aide d'une poutre en acier préfabriquée, d'une colonne en béton armé et de la dalle de plancher composite sur la construction. site. En comparaison avec la colonne en acier, la colonne en béton de ce nouveau type de structure composite présente une meilleure résistance à la compression, une plus grande rigidité, durabilité et résistance au feu. De plus, cela permet d’économiser de l’acier et d’améliorer la stabilité de la structure. De plus, par rapport à la poutre en béton armé, la poutre en acier présente de bonnes performances de flexion, une construction légère et pratique, réduit la taille de la section des composants et augmente l'espace effectif d'utilisation1. Par conséquent, la structure à ossature composite préfabriquée RCS est l’un des principaux systèmes structurels conformes à la tendance de développement de l’industrialisation du bâtiment, avec de larges perspectives de développement.

En raison d'accidents inattendus, la défaillance partielle de la structure du bâtiment provoque une rupture en chaîne des composants et conduit à l'effondrement de la majeure partie de la structure ou de la structure entière. C’est ce qu’on appelle un effondrement progressif. Si la structure du bâtiment s’effondre, cela entraînera forcément de graves pertes humaines et économiques. De plus, le comportement à l'effondrement progressif de la structure à ossature composite préfabriquée RCS est différent de celui de la structure à ossature en béton coulé sur place ou de la structure à ossature en acier. Par conséquent, il est nécessaire d’étudier les performances de résistance à l’effondrement progressif de la structure à ossature composite RCS préfabriquée.

Shiekh et Deierlein et al. (1989) ont mené des tests d'expériences à faible cycle dans des conditions de chargement répétées sur dix-sept échantillons de joints avec couche intermédiaire RCS et ont étudié l'influence du mode de rupture du joint, de la résistance, de la rigidité et des mesures structurelles sur la performance du joint. Sur la base de l'étude, la formule analytique permettant d'obtenir la résistance au cisaillement des joints a été développée2,3. Kanno et Deierlein (1993) ont mené des expériences à faible cycle dans des conditions de chargement répétées, et les différences de capacité lors de la déformation, du roulement et de la dissipation d'énergie des échantillons sous divers mécanismes de rupture ont été étudiées4,5. Parra-Montesinos et Weight (2000) ont étudié les performances sismiques du joint de bord dans la couche intermédiaire de la charpente composite RCS dans des conditions de chargement cyclique6. Liang et Parra-Montesinos (2004) ont mené des expériences sur quatre articulations spatiales RCS dans des conditions de faible charge cyclique afin d'étudier le comportement hystérétique, la dérive d'histoire et les déformations des articulations7. Chou et coll. (2010) ont mené une série d’expériences de performance sismique avec une structure à ossature composite RCS de type « colonne traversante » (à grande échelle, à un étage, à deux baies) et ont vérifié si la forme de connexion était réalisable. En outre, ils ont étudié la réponse sismique sous différents modes de charge8. Azar et coll. (2013) ont utilisé Open Sees pour l'analyse statique non linéaire afin de simuler l'influence des nœuds sur le comportement global de la structure du cadre composite RCS9. Les résultats ont montré que les joints RCS pouvaient augmenter la capacité portante latérale de l’ensemble du cadre. De plus, en utilisant une poutre en acier au lieu d’une poutre en béton armé, les performances globales se sont avérées considérablement améliorées.