Étude des assemblages de moment sismique préqualifiés - (AISC)

Introduction

Dans cette étude, l'Université d'État de l'Ohio (OSU) a travaillé à vérifier la fiabilité d'IDEA StatiCa lors de l'analyse de différents types d'assemblages acier sismiques préqualifiés. Les résultats sont comparés aux méthodes éprouvées : les équations AISC, ABAQUS (logiciel EF) et les résultats d'essais en laboratoire à pleine échelle.

Objectif du projet

L'objectif de ce projet était d'évaluer le comportement des assemblages acier sismiques obtenus à partir du logiciel IDEA StatiCa, en tenant compte de la résistance aux charges, de la capacité de rotation et de la réponse moment-rotation. 

À cette fin, quatre assemblages acier rigides préqualifiés différents pouvant être utilisés dans le cadre d'un portique à moment intermédiaire (IMF) et d'un portique à moment spécial selon l'AISC 358 (2016), ainsi qu'un assemblage de moment destiné à un portique à moment ordinaire selon l'AISC 341, ont été sélectionnés. 

Assemblage de moment à section de poutre réduite (RBS)

Assemblage de moment à platine d'extrémité (EPM)

Assemblage de moment à semelles non renforcées soudées et âme soudée (WUF-W)

Assemblage de moment à semelles non renforcées soudées et âme boulonnée (WUF-B)

Assemblage de moment à double té

Structure du projet de vérification

• Pour chaque type d'assemblage, une étude expérimentale a été choisie dans la littérature, et l'un des spécimens testés a été sélectionné comme modèle de référence ; cinq spécimens de variation supplémentaires ont été soit sélectionnés dans le même essai, soit créés pour être examinés.
• Conformément aux exigences de l'AISC 341 (2016), de l'AISC 358 (2016) et de l'AISC 360 (2016), les vérifications normatives ont été effectuées pour chaque type d'assemblage et les capacités en flexion ont été calculées.
• Les mêmes spécimens ont été modélisés et analysés dans IDEA StatiCa, et leurs capacités en moment ainsi que leurs modes de rupture ont été calculés.
• Pour le modèle de référence de chaque type d'assemblage, une analyse moment-rotation a été réalisée avec IDEA StatiCa, et la courbe moment-rotation plastique calculée a été comparée à la relation moment-rotation plastique mesurée expérimentalement dans le rapport d'essai.
• Afin de comparer les résultats d'IDEA StatiCa avec l'approche EF traditionnelle, le modèle ABAQUS équivalent a été développé pour le modèle de référence de chaque type d'assemblage. Les distributions de contraintes et de déformations, ainsi que les relations moment-rotation, ont été comparées.
• Les résultats obtenus à partir des essais, des calculs de conception AISC, d'IDEA StatiCa et d'ABAQUS ont été évalués, et des recommandations ont été formulées.

Résumé

L'étude menée par l'OSU démontre que l'approche d'IDEA StatiCa constitue un outil fiable pour calculer les capacités en moment et prédire les modes de rupture pour différents assemblages acier. En particulier, la recherche a montré un écart moyen de 2 à 13 % entre les calculs issus d'IDEA StatiCa et ceux des recommandations AISC. Cet écart, à son maximum, peut être attribué aux nuances des types de liaison par soudure et aux hypothèses formulées concernant les emplacements des rotules plastiques. 

Les résultats de l'étude ont consolidé la capacité du logiciel à offrir des informations précises sur le comportement structurel, soulignant son utilité dans le domaine de l'ingénierie.