Montage expérimental

Description du montage expérimental

La figure 4.6 présente une vue d'ensemble du montage expérimental (schéma 3D Solid- Works). Le montage est installé dans le laboratoire principal de structure de G Université de Sherbrooke. Il est ancré à la dalle du laboratoire par des tiges d'ancrage de 38 mm de diamètre (1.5 po):

Le montage expérimental comporte différentes parties : le cadre testé (rouge et jaune), un cadre guide (blanc), une structure d'accueil de l'instrumentation ainsi que les action- neurs et leurs appuis. Les différents détails du cadre testé sont illustrés à la figure 4.5. Le cadre guide (figure 4.7) a comme rôle d'assurer un déplacement latéral suivant l'axe est-ouest uniquement. Il a également comme rôle d'apporter un support latéral des ailes de

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Figure 4.6 - Vue isométrique du montage expérimental (cadre contreyenté)

le CNBC 2005 pour les contreventements en chevron concentriques de ductilité modérée. Afin de ne pas teinter la rigidité du cadre testé par la rigidité du cadre guide, ces deux rôles sont accomplis par des rouleaux métalliques appuyés sur les ailes de la poutre principale du cadre. Ils empêchent ainsi tout déplacement hors plan en apportant très peu de rigidité

dans l'axe est-ouest. Il est important de noter qu'une friction entre le rouleau et la poutre

d'acier existe, cette dernière augmente de manière négligeable la rigidité du cadre contre-

venté. Finalement, le cadre guide a également pour rôle d'apporter les conditions limites

des poteaux du cadre afin de respecter les différentes hypothèses de dimensionnement de ces derniers [24]. Une structure en treillis a été installée à l'extrémité du cadre afin d'y accueillir les différents instruments de mesure. Cette structure est complètement isolée des autres structures du montage afin de ne pas teinter les différentes mesures de déplacements

MTS 244-31, ces derniers sont placés de chaque côté de la poutre de façon à solliciter la poutre de manière symétrique et ainsi éviter toute torsion ou flexion non désirée. Les deux vérins ont une capacité de 250 kN chacun, une amplitude de déplacement permise de 250 mm et ils peuvent travailler en dynamique sur une plage de fréquence maximale de [OHz ; 15Hz]. Sa B m

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La figure 4.8 illustre une photo prise à la fin d'un essai statique effectué sur le cadre. Cette photo donne un bon aperçu des différentes structures qui composent le montage

expérimental. I il BS 1

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Figure 4.8 - Photographie prise à la fin d'un essai statique du cadre contreventé(amplitude

de déplacement de la poutre de 24mm. Notez le flambage d'une diagonale)

Instrumentation, contrôle et acquisition

Afin de contrôler l'ensemble du montage et tracer les courbes de comportement hys-

térétique du cadre, les efforts et les déplacements horizontaux appliqués aux cadres sont

mesures permet d'obtenir la force horizontale appliquée sur le cadre. Ils intègrent égale-

ment des LVDT mesurant la course de l'arbre du vérin. Toutefois, les appuis en tête et

queue de chaque vérin subissent des déformations qui s'additionnent à celles du cadre, le déplacement de l'arbre du vérin est alors différent de celui du cadre testé. Pour obtenir le déplacement véritable du cadre, des LVDT (±25 mm) ont été installés sur la structure d'accueil de l'instrumentation (figure 4.10) et mesure les déplacements des semelles su-

périeure et inférieure de la poutre ainsi que le déplacement du poteau (optionnel). Or, il

s'est avéré impossible de contrôler à l'aide des LVDT extérieurs les vérins, donc les LVDT

internes aux vérins ont été utilisés, malgré tout, pour effectuer le contrôle en déplacement

de l'essai.

Chaque vérin possède un distributeur hydraulique MTS 290 Hydraulic Service Mani- fold gouverné par une console de contrôle Test Star II (figure 4.11 et 4.12. Le montage peut ainsi être piloté en contrôle de force ou en contrôle de déplacement. Le contrôleur peut aussi envoyer une excitation sinusoïdale, triangulaire, carrée, ou une simple rampe de chargement à l'échantillon. Il est également possible, grâce au programme Testware-

SX installé sur l'ordinateur du contrôleur, de se créer des scénarios de chargement qui

juxtapoxent différentes formes de sollicitation.

La poutre du cadre contreventé et les contreventements de ce dernier ont été instrumen- tés de jauges de déformation afin d'obtenir de l'information ponctuelle et ciblée lors des essais. La figure 4.14 illustre l'emplacement exact des différentes jauges sur le cadre. Sur cette illustration, il est également possible de retrouver l'emplacement exact des LVDT ex- térieurs. Il est important de noter que le sens des flèches sur les illustrations indique le sens du déplacement positif de l'élément de lecture. Le tableau 5.5 résume les caractéristiques

des jauges et des LVDT employés.

L'acquisition des données mesurées est effectuée par une unité Inter Technology System

6000 - model 6100 connectée à un ordinateur muni du logiciel d'acquisition correspondant

Tableau 4.7 - Détails des instruments de lecture des déformations et des déplacements

(cadre contreventé)

Élément Type modèle Canal _description

Cl jauge Vishay strain gages 1 C2 jauge Vishay strain gages 2 C3 jauge Vishay strain gages 3 C4 jauge Vishay strain gages 4 C5 jauge Vishay strain gages 5 C6 jauge Vishay strain gages 6 C 7 jauge Vishay strain gages 7 C8 jauge Vishay strain gages 8 C9 jauge Vishay strain gages -9

C 13 LVDT DCR-25-Dalimar 13 C 14 LVDT DCR-25-Dalimar 14 C15 LVDT DCR-25-Dalimar 15

S jauge Vishay strain gages

Vérins - MTS 244.31 10-11-12

4 jauges en série de 120 ohms 4 jauges en série de 120 ohms 4 jauges en série de 120 ohms 2 jauges en série de 120 ohms

jauge de 120 ohms jauge de 120 ohms 4 jauges en série de 120 ohms 4 jauges en série de 120 ohms

jauge de 120 ohms

LVDT d'amplitude de ± 25 mm LVDT d'amplitude de ± 25 mm LVDT d'amplitude de ± 25 mm jauge de 120 ohms supplémentaire LVDT et cellules de charges des vérins

Figure 4.10 - Photographie des LVDT mesurant les déplacements de la poutre

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Figure 4.12 - Photographie de la console de contrôle Test star II

1198 1209 1218

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(a) Vue en plan

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(b) Coupe C3-C4-C5-C6 (e) Coupe C7-C8-C9-S

Figure 4.14 - Emplacement des instruments de lecture des déformations et des déplace-

Dans le document Contrôle sismique d'un bâtiment en acier de 1 étage par amortisseurs élastomères et contreventements en chevron (Page 122-130)