PhD RDC 54 – Ductilité des structures en bois, incluant les constructions en bois massif

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Jean Proulx

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Le dimensionnement des bâtiments multiétagés comprend le calcul des systèmes de résistance aux efforts latéraux (vent, séismes). Ces systèmes sont souvent conçus en béton ou en acier dans des bâtiments dont le système gravitaire est en bois. Les codes permettent depuis 2005 l’utilisation de systèmes de résistance aux efforts latéraux en bois (ex : murs de refend) pour des bâtiments allant jusqu’à 6 étages. De plus, il est maintenant permis (RBQ 2015) de construire des bâtiments allant jusqu’à 12 étages dans les constructions en bois massif (lamellé-collé, lamellé-croisé). Le dimensionnement des systèmes de résistances aux forces sismiques (SRFS) est basé, entre autres, sur le choix d’un facteur de ductilité globale de la structure (ductilité structurale), tel que prescrit par le Code national du bâtiment (2010, 2015). Pour les structures en bois jusqu’à 6 étages, ce facteur varie de 2 à 3 (selon le type de construction), ce qui signifie que la structure peut dissiper de l’énergie par son comportement inélastique durant un évènement sismique. L’ingénieur qui effectue la conception peut alors réduire les forces sismiques (par exemple, cisaillement à la base) par ce facteur, en s’assurant que la structure puisse effectivement atteindre ce niveau de ductilité (i.e. dissiper l’énergie) (Yamaguchi et Nakao 2009). Or, une demande globale de 2 ou 3 comme facteur de ductilité structurale peut conduire, au niveau des assemblages et des sections, à une demande beaucoup plus élevée localement (10 et plus). Ceci souligne donc l’importance de pouvoir développer cette ductilité sectionnelle élevée, en optimisant les sections critiques (assemblages poutres-colonnes, base des colonnes, murs de cisaillement, etc.). Ce projet comprendra la modélisation de bâtiments multiétagés types et des analyses dynamiques non-linéaires pour différents aléas sismiques (Montréal, Québec, Charlevoix). Les modèles seront développés à l’aide d’OpenSees, et validés avec des logiciels commerciaux (SAFI, SAP2000). Les réponses temporelles des bâtiments types, soumis à des tremblements de terre générés pour la région, seront calculées pour différents paramètres (nombre d’étages, de baies, types de SRFS). Des analyses de type pushover seront également réalisées (systèmes de cadres rigides ou de murs de refend). Les demandes en ductilité sectionnelles seront évaluées pour différents types de sections et d’assemblages en bois. Ces valeurs de ductilité permettront de cibler les meilleurs systèmes de SRFS en bois, selon le type de construction.