Performances et capacités des méga poteaux mixtes avec des profils en acier laminé à chaud

L'optimisation des matériaux de construction, y compris la réduction de la taille des composants du système de structure, est fondamentale dans la construction moderne d'immeubles de grande hauteur. Les composants de structure mixtes, composés de béton et d'acier, sont une solution durable. Ce rapport de recherche étudie l'utilisation de méga poteaux mixtes avec des poutrelles en acier laminé à chaud, fixées dans du béton, comme système de structure vertical. Des tests ont été menés pour explorer la capacité maximale, les déplacements, la distribution des contraintes, la ductilité et la rigidité, aboutissant à des méthodes de conception simplifiées suggérées, basées sur les codes européens, chinois et américains.

Résumé papier

«Les poteaux en béton armé renforcé d'acier (SRC) sont largement utilisées dans la construction des immeubles de grande hauteur, car ils offrent une plus grande capacité portante et une meilleure ductilité que les poteaux traditionnels en béton armé (RC). Ce type de système de structure n'est actuellement pas explicitement abordé dans les codes de conception actuels. Le document vise à présenter le comportement d'une nouvelle configuration de méga poteaux - poteaux isolés en béton armé renforcé d'acier (ISRC). Un test réalisé en deux phases a été réalisé sur des poteaux ISRC mis à l'échelle, conçus sur la base d’un méga poteau typique d'un immeuble de très grande hauteur. La phase 1 de l'étude comprend six poteaux ISRC à l'échelle 1/4 sous des charges statiques: deux par deux des échantillons sont chargés statiquement avec un taux d’excentricité de 0, 10% et 15%, respectivement. La phase 2 de l'étude comprend quatre poteaux ISRC à l'échelle 1/6 sous des charges quasi-statiques: deux par deux des échantillons ont été chargés sous des charges sismiques simulées avec des taux d’excentricité équivalents de 10% et 15%, respectivement. Une analyse par éléments finis (FEA) a été menée en complément des tests physiques afin de mieux comprendre le comportement des «méga poteaux». Une méthode étendue de distribution plastique est définie pour évaluer la capacité des échantillons. La méthode est basée sur des simplifications similaires à celles proposées dans l'EC4 [1]. Le champ d'application de cette dernière norme est limité à l'examen d'un seul profil en acier. La méthode est validée par des comparaisons avec des résultats expérimentaux et des simulations numériques utilisant des programmes très avancés d'éléments finis, démontrant une bonne précision des résultats.

Document de recherche, résumé et images: © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin

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