Testing of conventional construction W-shape brace members and their bolted end connections undergoing reversed cyclic loading

Au Canada, la conception sismique des structures en acier se base sur le principe de la conception basée sur la capacité, qui bénéficie de la ductilité inélastique des systèmes de résistance aux charges sismiques (SRCS). En particulier pour les contreventements en treillis concentriques, les catégories de conception de ductilité modérée (MD) et ductilité limitée (LD) exigent que les éléments structuraux et les connexions sur le trajet de la charge latérale soient conçus pour la capacité probable des diagonales en traction et en compression. Cependant, il existe également la catégorie Construction Conventionnelle (CC) décrite à la clause 27.11 de la norme CSA S16-14 qui dit que l'ingénieur est autorisé à déroger aux principes de conception basés sur la capacité et à concevoir un SRCS dont le comportement devrait être principalement élastique. Ces systèmes de type CC sont conçus avec de faibles valeurs R (Ro = 1,3 et Rd = 1,5) et ne dépendent donc pas de la déformation et du flambement des diagonales pour dissiper l'énergie sismique. Au lieu de cela, la dissipation d'énergie peut se produit par des déformations localisées des connexions et du frottement dans ces jointures. La norme CSA S16-14 impose à l'ingénieur d'augmenter les forces sismiques par un facteur 1,5 s'il ne peut pas démontrer que les connexions sur le trajet de la charge latérale ont un mode de rupture ductile. Ceci s'avère difficile pour les ingénieurs car aucune directive ni recommandation n'est donnée pour déterminer la ductilité de ces connexions. En conséquence, la quantification du niveau de ductilité de ces composantes devient un facteur important dans la conception de ces systèmes. Bien que les diagonales de type CC soient largement utilisés dans tout le pays, il existe très peu de recherche sur la ductilité de ces systèmes, en particulier dans le cas des diagonales en forme de I avec des connections boulonnés. L'objectif de cette recherche était donc d'observer le comportement et la ductilité des diagonales en forme de I et de leurs connexions boulonnées sous une charge sismique cyclique inversée. Six spécimens, incluant deux types de connexions boulonnés et deux tailles de section en forme de I, ont été testés. Ces connexions ont été conçues conformément à la norme CSA S16-14. La pénalité de 1,5 de l'article 27.11 n'a pas été incluse. Le protocole de chargement a été développé à partir de données statistiques provenant d'une étude numérique non linéaire de cinq bâtiments. Les résultats des essais ont montré que les spécimens type CC étaient capables d'atteindre des taux de dérive entre étages de 1% à 2%.

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