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J'ai quelques questions concernant la conception des contreventements selon
la nouvelle norme S-16. Mes questions s'appliquent aux cadres
concentriques.
Nous devons maintenant considérer la charge attribuable à la plastification des contreventements lors du choix des colonnes, des ancrages et des autres éléments. Dans le cas où nous avons plusieurs étages, est-ce que nous devons considérer une plastification simultanée de chaque des niveaux?
Oui, il faut considérer la situation où la plastification et le flambement des diagonales se produisent simultanément à tous les étages. Pour certaines configurations, des études ont démontré que cette approche pouvait être trop sécuritaire. Ainsi, Redwood and Channagiri (1991) ont suggéré une combinaison statistique (SRSS) de la contribution des efforts induits par les diagonales sur plusieurs niveaux. Pour des contreventements en chevron, on a montré qu'il fallait considérer le flambement simultané des diagonales sur tous les niveaux (Tremblay et Robert 2001).
Redwood, R.G., and Channagiri, V.S. 1991. Earthquake Resistant Design of Concentrically Braced Steel Frames. Canadian Journal of Civil Engineering, 18: 839-850.
Tremblay, R. and Robert N. 2001. Seismic Performance of Low- and Medium-Rise Chevron Braced Steel Frames. Can. J. of Civ. Eng., 28, 4, 699-714.
(Voir les articles archivés par NRCAN, accessibles de la liste du site national de l'ICCA, sur la page intitulée Canadian Journal of Civil Engineering Steel Database, from 1974 to Present, www.cisc-icca.ca/journal6.html)
Dans la partie analyse inélastique de la figure accompagnant votre texte du 21 novembre 2003 (une histoire d'AgFy), la vérification suivante est effectuée : T(R=1.0) = 1170 < AgFy, OK. Pourquoi cette vérification est-elle faite? Est-ce que nous devons conclure que la diagonale en tension ne doit pas se plastifier lorsque soumise à la charge sismique non réduite par le facteur R?
Dans la norme, on permet de limiter les efforts induits par les diagonales aux efforts que l'on calcule avec des charges sismiques déterminées avec le facteur R = 1.0. Dans l'exemple, on cherche à déterminer lequel des efforts est le plus grand entre AgFy ou l'effort obtenu avec R = 1.0. Pour ce cas particulier, on trouve que l'effort déterminé avec R = 1.0 (1170 kN) est inférieur à la valeur de AgFy. On peut donc calculer l’assemblage des diagonales, de même que les poteau et autres membrures, pour un effort sismique pondéré en traction de 1170 kN dans les diagonales.
Est-ce que le choix des membrures de contreventement doit se faire à l'aide d'une analyse élastique en considérant l'effort sismique réduit par R? Est-ce que l'analyse inélastique s'applique uniquement à la conception des assemblages?
Oui, les diagonales sont conçues pour des efforts obtenus d'une analyse élastique (statique ou dynamique). Le facteur R est pris en compte dans le calcul de ces efforts (efforts réduits). Une analyse inélastique permet de déterminer les efforts qui agissent dans les composantes autres que les diagonales, ce qui permet de reproduire les conditions qui existent lors les diagonales sont en régime inélastique (flambement ou post-flambement en compression, et plastification en traction).
Dans le cas de contreventements travaillant uniquement en tension, quelles sont les règles à suivre concernant la pré-tension des diagonales?
À ma connaissance, il n'y a pas d’exigence dans la norme S16 sur la pré-tension à appliquer aux diagonales. Si on utilise des pièces dont l’élancement est inférieure à 300, la pratique est de n’appliquer aucune pré-tension. Dans le cas contraire (tiges, plaques, etc.), on applique généralement une pré-tension suffisante pour éliminer le mou dans la pièce avant de compléter l'assemblage final. Ceci permet de bénéficier de la pleine rigidité axiale des diagonales à petites déformations et d’éliminer la possibilité de vibrations.
Robert Tremblay
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