Modes de flambement

Les modes de flambement à chaque étage pour la diagonale discontinue sont présentés au Tableau 6-19 et illustrés à la Figure 6-14. Sur le Tableau 6-19 n’est pas présenté le mode de flambement du bâtiment situé à Montréal sur un sol de catégorie C, car le mécanisme à trois rotules n’a pas été observé.

Tableau 6-19 Mode de flambement des diagonales discontinues pour le type T/C - CCxM

E – Montréal C – Victoria E – Victoria

Étage 1 Étage 2 Étage 1 Étage 2 Étage 1 Étage 2

TH1 N/A N/A TH2 segment

supérieur M4

segment

supérieur M3 TH1 N/A N/A

TH2 N/A segment

inférieur M4 TH4

segment

supérieur M4 N/A TH4 N/A N/A

TH3 N/A N/A TH6 segment

supérieur M4 N/A TH5 N/A N/A

TH5 N/A N/A TH7 segment

inférieur M4 N/A TH6 segment inférieur M3 segment inférieur M4 TH6 N/A segment supérieur M3 TH8 segment inférieur M3 segment inférieur M4 TH7 segment inférieur M3 segment supérieur M3

TH7 N/A N/A TH10 N/A N/A TH9 segment

supérieur M4 N/A

TH8 N/A N/A TH12 segment

inférieur M3

segment

inférieur M3 TH10

segment

inférieur M4 N/A

TH9 N/A N/A TH13 N/A N/A TH14 segment

inférieur M3 N/A

TH10 N/A N/A TH16 segment

inférieur M3 N/A TH19 N/A N/A

TH11 N/A N/A TH17 segment

supérieur M4 N/A TH20

segment inférieur M4

segment inférieur M4

Figure 6-14 Modes de flambement généralement observés des diagonales discontinues de contreventement en X à cisaillement simple de type T/C-CCS (déformation amplifiée) Sur les représentations de la Figure 6-14, on constate que le mode de flambement n’est pas le même pour une même diagonale, certaines sont contrôlées par le flambement en flexion de d’un segment (M3) alors que d’autres se produisent selon le mécanisme à trois rotules (M3). De plus, l’instabilité peut se produire dans l’un ou l’autre, ou dans les deux segments de la diagonale discontinue. Ceci indique que la résistance au flambement dans les deux modes est proche, peu importe le segment de diagonale, et que le mode de flambement selon cette approche de conception T/C – CCxM est imprévisible et ne peut donc pas être contrôlé. Généralement, pour l’étage 1, le segment supérieur commence par flamber hors plan sur sa longueur, puis des déformations inélastiques apparaissent dans l’assemblage, ce qui engendre un mécanisme à trois rotules (M3) alors que le segment inférieur de la diagonale discontinue flambe sur sa longueur sans atteindre le flambement de l’assemblage. L’inverse s’applique pour l’étage 2. Une raison pour expliquer ce phénomène est la longueur effective qui n’est pas exactement la même entre les deux segments car elle varie selon la hauteur de la poutre. Ce paramètre peut influencer le mode de flambement : dans le cas où la longueur du segment de diagonale est plus petite, la demi-membrure est alors capable de supporter un effort Cu plus grand que celui que peut reprendre l’assemblage. Une deuxième raison est la

condition aux frontières de ces segments de diagonale. En effet, le segment inférieur du deuxième étage a une résistance accrue dû à la connexion rigide poutre-colonne qui retient l’une de ses extrémités, tout comme pour le segment supérieur de l’étage 1.

Cependant, 4 analyses suggèrent une autre raison pouvant donner lieu au flambement de la connexion (mode M4) plutôt que de la diagonale (mode M3) : accélérogrammes TH7 et TH12 pour Victoria sur sol de catégorie C et accélérogrammes TH10 et TH20 pour Victoria sur sol de catégorie E. Pour ces cas, on a observé un comportement inverse à celui généralement constaté. Pour comprendre ce phénomène, un capteur (Recorder) a été placé sur l’élément représentant l’espace libre entre l’assemblage et la diagonale, comme l’illustre la Figure 6-15. Ce capteur enregistre le moment local et la rotation plastique dans la plaque de transfert de la connexion centrale. Le moment est normalisé par rapport à la résistance probable en flexion de la plaque de transfert calculée à l’aide l’équation (4-16). Les Figure 6-16 et Figure 6-17 montrent les courbes moment- rotation dans la plaque de transfert du bâtiment situé à Victoria sur un sol de catégorie C lorsque soumis aux accélérogrammes TH7, TH8 et TH12. L’accélérogramme TH8 est examiné pour comparaison puisqu’il donne lieu au comportement généralement observé sur ce site.

Figure 6-15 Représentation de l'assemblage en éléments finis et position du capteur pour étudier pour la rotation plastique

Figure 6-16 Courbe Moment-Rotation de la plaque de transfert de la connexion centrale au premier étage du bâtiment situé à Victoria de catégorie de sol C pour le dimensionnement

T/C-CCxM

Figure 6-17 Courbe Moment-Rotation de la plaque de transfert de la connexion centrale au deuxième étage du bâtiment situé à Victoria de catégorie de sol C pour le dimensionnement

T/C-CCxM

-120% -100%

Rotation plastique (rad)

-120% -100% -80% -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% -0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 M/M r,R yF y

Rotation plastique (rad)

La Figure 6-16 montre que l’assemblage a subi de nombreux cycles de traction-compression sous l’accélérogramme TH7. Après quelques cycles de faible amplitude, on note un flambement de grande amplitude tel que reflété par la plaque qui atteint sa résistance en flexion probable et subit une grande rotation plastique. À l’inverse, l’accélérogramme TH8 offre de faibles cycles de traction-compression qui n’affecte pas sévèrement la rotation dans l’assemblage. Dans ce cas, le moment résistant probable en flexion n’a pas été atteint et le flambement s’est produit sur la demi- longueur de la diagonale discontinue. Ainsi, l’accélérogramme TH7 est plus sévère que les autres accélérogrammes du site Victoria de catégorie de sol C et montre que l’assemblage ne peut résister en compression sous des séismes sévères. Le même phénomène se produit pour les accélérogrammes TH10 et TH20 associés au site Victoria de catégorie de sol E. L’accélérogramme TH12 sollicite moins la structure au niveau du deuxième étage comparé à l’accélérogramme TH8 et le moment maximum que peut supporter la plaque de transfert n’est pas atteint. Dans ce cas-là, l’accélérogramme TH12 a été moins sévère que les autres accélérogrammes du site Victoria de catégorie de sol C. De ce fait, le flambement original de certaines diagonales par rapport au comportement général observé vient de la sévérité du séisme qui peut conduire à des sollicitations plus importantes en flexion pour un même effort en compression.