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Comportement sismique des piles faiblement armées des ponts réguliers isolés à la base

Moradiankhabiri, Mohammadreza (2016). Comportement sismique des piles faiblement armées des ponts réguliers isolés à la base. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’effet de la diminution du pourcentage minimum d’acier d’armature longitudinale dans les piles sur la performance sismique et le niveau de dommage des ponts isolés à la base. Le comportement bidirectionnel d’un pont régulier isolé à la base ayant des pourcentages d’acier d’armature longitudinale minimaux est étudié sous des excitations sismiques anticipées à l’Est et à l’Ouest canadien. Un pont typique de deux travées avec une pile centrale composée de trois colonnes et une superstructure préfabriquée est considéré à titre d’étude de cas. Le pont est représenté par un modèle tridimensionnel où les colonnes de la pile centrale sont modélisées par des éléments fibre afin d’étudier et de retracer le niveau et l’étendue des dommages sous les charges sismiques. Des isolateurs sismiques de type élastomère avec noyau de plomb sont considérés et leur comportement hystérétique en cisaillement est représenté par un comportement non linéaire couplé dans les deux directions horizontales. Des analyses temporelles non linéaires sont effectuées sur le modèle du pont sous l’action simultanée de paires de composantes horizontales de tremblements de terre historiques et artificiels, calibrés sur le spectre du code canadien de calcul des ponts routiers, le CSA-S6-14. Dans l’étude préliminaire le spectre d’édition CNB 2010 a été choisi, étant donné la non disponibilité, au moment de l’étude, du spectre de l’édition 2015 du CNBC, utilisé par le code CSA-S6-14. Les colonnes de la pile, de forme rectangulaire, sont conçues avec des taux de renforcement longitudinal variant entre 0,3% à 1,0 %. Les résultats sont examinés en termes de l’effet de la diminution du pourcentage d’acier d’armature longitudinal minimal sur le niveau de dommage et le niveau de performance sismique du pont par rapport à la philosophie de conception et aux attentes du code canadien sur le calcul des ponts routier, CSA-S6-14. Les résultats montrent que, pour autant que le pourcentage d’acier fourni soit supérieur à celui requis, toutes les variantes du pont étudiées y compris celles ayant un pourcentage d’acier aussi bas que 0,5%, à l’Est et à l’Ouest canadien, se comportent essentiellement dans le domaine élastique, sans dommages significatifs. Cette performance est conforme à la philosophie et aux exigences du code CSA-S6-14 pour les ponts essentiels.

Titre traduit

Seismic behavior of multi-columns base isolated regular bridge with low reinforcement ratios

Résumé traduit

The main objective of this study is to assess the effect of lowering the minimum longitudinal reinforcement ratio in pier columns on the seismic performance and the behavior of baseisolated bridges. This study investigates the bidirectional behavior of a regular base-isolated bridge, with low longitudinal reinforcement ratios, under severe seismic loadings expected in eastern and western Canada. A typical two span bridge with a multi-column central pier and a precast superstructure is considered as a case study. 3D refined structural models of the isolated bridge were used where pier-columns were modelled by fiber elements to investigate the damage extent levels. Lead core elastomeric base isolators were considered and their shear behaviour was represented by a coupled bidirectional nonlinear hysteresis. Time history analyses were performed on the bridge models under simultaneous bidirectional components of seismic ground motion records as well as artificial seismic ground motions, scaled to Canadian Highway Bridge Design Code, the CSA-S6-14. In the first part of the study however, the seismic spectra of the NBCC2010 code edition was used given the unavailability of the NBCC2015 seismic spectra, used by the CSA-S6-14 code. Rectangular bridge columns with 0,3% to 1,0% of longitudinal reinforcement ratios were considered in the two parts of this study. Results focus on the effect of lowering the minimum longitudinal steel ratio on the damage extent and performance level described in the Canadian Highway Bridge Design Code CSA-S6-14 within columns critical sections. Results show that, Under the design earthquake, all the studied base-isolated bridge models, for all the studied reinforcement ratios, as long as they are not less than the required ratios, located in western and eastern sites, performed essentially within the elastic range that is according to the design philosophy of the CSA-S6-14 for lifeline bridges.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la construction". Bibliographie : pages 195-201.
Mots-clés libres: Ponts Fondations et piles Effets des tremblements de terre sur. Barres d'armature. Dommages causés par les tremblements de terre. Charges sismiques. Hystérésis. Conception parasismique. Zones sismiques Canada (Est). Zones sismiques Canada (Ouest). base, isolateur, isolation, longitudinal, sismique, comportement sismique des piles de ponts, taux d’armature longitudinal, performance sismique
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Khaled, Amar
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Guizani, Lotfi
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 10 févr. 2017 19:59
Dernière modification: 10 févr. 2017 19:59
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1811

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