Performance sismique de l'acier

May 01, 2024

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 1322 (2023) Citer cet article

1384 Accès

1 Altmétrique

Détails des métriques

Dans l'ingénierie réelle, des circonstances de limite d'incendie non uniformes, notamment un incendie unilatéral, un incendie voisin ou associé à deux côtés et un incendie à trois côtés, sont créées en raison de l'emplacement variable des colonnes. Dans cet article, la performance sismique des éléments du SRCFST soumis à un feu non uniforme a été étudiée par la méthode de simulation par éléments finis. Tout d’abord, la courbe P-Δ, le coefficient de ductilité, la rigidité et la dissipation d’énergie des éléments suite à un incendie non uniforme ont été étudiés. À mesure que le nombre de surfaces d'incendie diminue, la température maximale de surchauffe au centre de la section diminue, les dommages diminuent, la dégradation de la rigidité diminue et la capacité de dissipation d'énergie augmente. Ensuite, la répartition des charges de chaque composant de l'élément SRCFST a été calculée en utilisant comme exemple un incendie sur trois côtés. Les résultats montrent que les tubes en acier jouent le rôle le plus dominant dans la performance sismique après un incendie, suivis par les sections en acier et le béton. . Enfin, une étude paramétrique des variables clés influençant le coefficient de ductilité a été réalisée.

Les tubes en acier chargés en béton armé (SRCFST) sont très susceptibles d'être utilisés en ingénierie en raison de leurs qualités mécaniques exceptionnelles. Les formes typiques de coupe transversale sont illustrées à la figure 1. Pour améliorer la méthode de conception de ce type d'élément et promouvoir son application, les chercheurs ont mené des recherches approfondies sur les propriétés mécaniques des colonnes SRCFST à température ambiante. Les éléments SRCFST comprimés axialement ont fait l'objet d'une enquête expérimentale menée par Wang et al.1,2,3,4, qui a révélé que les os en acier pouvaient augmenter considérablement la ductilité et la capacité portante des colonnes. Xu et al.5 ont effectué une analyse par éléments finis sur des colonnes courtes à compression axiale SRCFST. Sur la base de la théorie de l'équilibre ultime, Ding et al.6 ont développé une équation de capacité de charge tout en pressant axialement de courtes colonnes SRCFST. Zhu et al.7,8 ont créé une formule condensée pour le rapport longueur/élancement réel et la capacité portante élastoplastique des colonnes longues à compression axiale SRCFST, basée sur l'approche théorique du module tangentiel. Test de pression de polarisation unidirectionnelle sur les colonnes SRCFST, Wang et al.9 ont examiné le mécanisme de force et la morphologie des dommages. Le béton autoplaçant à haute résistance avec sections internes en acier a fait l'objet d'un test d'excentricité10, qui a révélé que l'excentricité était l'élément ayant un impact sur la capacité portante de ces composants. Un modèle de prédiction de la capacité à supporter des charges de SRCFST a été proposé11, après avoir effectué des calculs numériques sur la gestion et la durabilité des SRCFST dans le cadre de chargements décalés et constaté que le modèle de l'Eurocode 4 sous-estimait significativement la capacité à supporter une charge de ce type. de membre. Dans un examen par éléments finis du comportement en flexion du SRCFST, Wang et al.12 ont découvert que l'acier profilé ajusté intérieurement empêchait la migration de l'axe positif et la croissance de fissures de flexion dans le béton. Zhao et al.13 ont créé une méthode de mesure pour les tubes en acier renforcés d'acier à haute résistance et remplis de béton de composants formés par compression. Par la suite, les caractéristiques mécaniques des poteaux en béton en acier et en tuyaux d'acier adaptés intérieurement exposés au cisaillement14 et à la torsion15 ont été examinées consécutivement. Wang et al.16,17 ont utilisé des procédures de test et des calculs numériques pour explorer les caractéristiques mécaniques de l'exposition du SRCFST à des charges complexes de compression-torsion et de compression-flexion-cisaillement en plus des contraintes primaires sur les éléments. En raison de l'ajout d'acier profilé, les performances de rigidité, de charge maximale et de déformation des éléments SRCFST se sont révélées meilleures que celles des colonnes CFST conventionnelles par Xu et al.18 dans leur étude des performances d'hystérésis de ces éléments. Selon l'enquête de Xian et al.19,20, le matériau présente une résistance aux chocs exceptionnelle sur la réponse dynamique des colonnes SRCFST sous charge d'impact horizontal par section, vitesse d'impact et direction d'impact, le matériau présente une excellente résistance aux chocs. Ces dernières années ont également vu une augmentation du nombre de résultats d'études sur la résistance au feu et la conception résistante au feu de ces composants. Une étude par éléments finis de la résistance au feu des éléments SRCFST sous feu non uniforme et pendant tout le processus d'incendie a été réalisée par Han et al.21,22,23. Meng et al.24,25 ont réalisé une étude expérimentale sur la résistance au feu de ce type de composant. La capacité portante résiduelle du SRCFST a également été calculée numériquement26 après un incendie conforme à la norme ISO-834, et ils ont également proposé une formule pour prédire l'indice de résistance résiduelle des colonnes carrées en acier à section interne adaptée et en béton en tubes d'acier sous diverses techniques d'exposition au feu. Han et al.27 ont étudié les performances sismiques du SRCFST après un incendie et ont découvert que les membres du SRCFST se comportaient mieux sur le plan sismique que les membres réguliers du CFST soumis au feu.