Etude du comportement structural d'un batiment en beton a hautes performances sous charges sismiques par essais pseudo-dynamiques et modelisation non lineaire

L'avancement de la technologie des matériaux permet aujourd'hui la fabrication de bétons à hautes performances (BHP). Par contre, l'augmentation de la résistance en compression du béton se fait généralement au détriment de sa ductilité. Ainsi, le matériau est plus fragile, ce qui est préoccupant en zone sismique où la capacité d'une structure à se déformer, donc à dissiper de l'énergie, sans occasionner la ruine de l'ouvrage est à la base de la philosophie derrière les normes de conception.;La méthode par essais pseudo-dynamiques permet de soumettre une structure à un chargement sismique pour en étudier le comportement structural. La méthodologie de ce type d'essai, ses avantages et ses inconvénients, de même que l'historique de la méthode ont été présentés.;Des essais statiques et sous vibrations forcées préliminaires ont été menés afin de construire les matrices de rigidité et d'amortissement du système de même que pour connaître la signature dynamique initiale du bâtiment. Les essais pseudo-dynamiques ont par la suite été menés pour différentes intensités sismiques. Deux accélérogrammes ont été utilisés, celui d'El Centro ainsi qu'une fonction synthétique générée spécifiquement pour Montréal.;Entre chaque essai pseudo-dynamique, des essais sous vibrations forcées ont été menés afin d'observer les modifications dans la signature dynamique du bâtiment pour les différents niveaux d'endommagement. Finalement, un essai par poussée progressive a été réalisé afin de déterminer la ductilité structurale du bâtiment. Tous ces essais ont également permis l'évaluation de la surcapacité de la structure.;Ce projet de recherche étudie la performance d'une structure de deux étages en grandeur réelle en béton à hautes performances. Le bâtiment en béton armé a été érigé dans le laboratoire de l'Université de Sherbrooke. Il a été construit avec un béton ayant une résistance spécifiée en compression de 60 MPa. De plus, il intégrait certains des changements proposés pour les ossatures à ductilité modérée dans la Norme canadienne sur le calcul des ouvrages en béton (CSA A23.3), dont le principe «poutres faibles et poteaux forts» et les règles relatives aux armatures de confinement des poteaux.;Des analyses non linéaires utilisant deux méthodes différentes ont été éffectuées. Premièrement, une approche de modélisation globale a été utilisée en combinaison avec un logiciel permettant de définir le comportement sectionnel (moment-courbure) des éléments structuraux. En second lieu, une modélisation semi-globale a été réalisée à l'aide d'un logiciel utilisant une loi de comportement basée sur la mécanique de l'endommagement de même que des éléments poutre multicouches. Pour cette dernière approche, le comportement uniaxial du béton a été déterminé en effectuant une identification des différents paramètres à l'aide des résultats expérimentaux et d'un modèle de confinement. Les résultats obtenus de ces deux modélisations ont permis de valider les résultats expérimentaux obtenus par les essais pseudo-dynamiques et par l'essai par poussée progressive.;Les résultats des essais en laboratoire de même que les résultats des analyses non linéaires ont permis d'évaluer la performance du comportement structural de ce bâtiment en béton à hautes performances. De plus, ces résultats ont permis l'évaluation des règlements des codes du bâtiment en vigueur et de certaines des modifications proposées à ces ouvrages.