– DynaTTB
DynaTTB – Réponse dynamique des tours bois de grandes hauteurs sous charges de serrvice (vent)
L'objectif de DynaTTB est de quantifier l'amortissement structurel dans les tours en bois, d'identifier et quantifier les effets des connexions et des éléments non structurels sur la rigidité, l'amortissement et la réponse dynamique induite par le vent, de développer des modèles numériques pour estimer la réponse dynamique des bâtiments en bois, de valider la réponse prédite avec des mesures in situ et de diffuser les résultats par le biais d'un guide de conception pour les praticiens.
Étudier le comportement dynamique des grands bâtiments en bois en Europe
L'objectif global du projet DynaTTB est d'identifier expérimentalement un certain nombre de structures de tours bois en grandeur réelle en Europe et, sur la base de ces résultats, de développer des modèles aux éléments finis représentatifs pour prédire la réponse vibratoire des tours en bois exposées à des charges dynamiques induites par le vent. Une partie importante de ce travail consiste à quantifier l'amortissement structurel dans les tours telles qu'elles sont construites, car ce paramètre n'est pas inclus dans les codes de conception actuels et a été très peu mesuré ou quantifié jusqu’alors.
Dans le cadre de ce projet, la mesure des propriétés dynamiques de six bâtiments en grandeur réelle a été réalisée à l'aide d'essais de vibrations forcées (FVT : Forced Vibration Tests). Lors de ces essais, un excitateur a été placé dans les bâtiments et une force vibratoire a été appliquée pour simuler des forces et des mouvements de la même ampleur que ceux attendus par la charge du vent sur le bâtiment. Les bâtiments ont également été équipés d'accéléromètres à différents étages. Les données de ces mesures ont été utilisées pour évaluer les fréquences de résonance, les formes des modes propres et l'amortissement dynamique. L'utilisation des excitateurs avec des forces variables permet également d'évaluer avec précision la relation des propriétés dynamiques vis-à-vis de l'amplitude. Ces données montrent que l'amortissement de ces bâtiments relativement légers est non linéaire, c'est-à-dire qu'elle varie en fonction de l'amplitude, ce qui n'est pas le cas pour les bâtiments plus lourds. Des campagnes de mesure sont prévues pour plusieurs autres bâtiments, mais elles ont été reportées à fin 2021/ 1er semestre 2022 en raison des restrictions de voyage en Europe.
Des modèles d'éléments finis ont également été créés pour tous les bâtiments. Ces modèles, basés sur les meilleures estimations techniques, ont été utilisés dans un premier temps pour planifier les mesures. Dans l'étape suivante, ces modèles ont été, et seront encore, améliorés pour prédire la réponse réelle des bâtiments. Les modèles sont utilisés pour établir des approches de modélisation des bâtiments en grandeur réelle aux états limites de service au sens de l’Eurocode. Les modèles sont également utilisés pour l'analyse de sensibilité afin d'apprendre quels sont les paramètres les plus importants à modéliser correctement pour prédire les réponses dynamiques. Les études montrent qu'il est important d'inclure de bonnes données pour la rigidité des connexions et des valeurs raisonnables pour les masses. L'effet de la masse et de la rigidité supplémentaires des éléments non porteurs tels que les chapes, les murs intérieurs et les façades est également important à inclure dans les modèles. Pour compléter les mesures et les modèles aux éléments finis sur les bâtiments en grandeur réelle, des études sont également faites sur la modélisation des composants et des connexions tels que les connexions par chevilles dans les connexions poutre-poteau et les connexions diagonale-poteau.
Les résultats seront résumés dans un guide de conception des bâtiments en bois de grande hauteur aux états limites de service (charges de vent). Ce livre comprendra des chapitres pour chaque bâtiment ainsi que des recommandations sur la façon de mesurer les propriétés dynamiques des bâtiments en bois de grande hauteur et des recommandations sur la façon de bâtir des modèles aux éléments finis adéquats. Les données et les modèles de calcul seront également inclus dans les codes de conception à l'avenir afin de faciliter l'optimisation de la conception des bâtiments en bois de grande hauteur.
Les données et les modèles de calcul seront également inclus dans les codes de conception à l'avenir afin de faciliter l'optimisation de la conception des bâtiments en bois de grande hauteur.
Principale production : Guide de conception (livre) à l’usage des concepteurs et bâtisseurs de tours bois de grandes hauteurs.
Plusieurs articles de journaux et participation à des conférences internationales.
Coordination du projet
Marie Johansson (RISE Research Institute of Sweden)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenaire
University of Ljubljana
Moelven Limtre AS
GALEO
InnoRenew Renewable Materials and Healthy Environments Research and Innovation Centre of Excellence (InnoRenew CoE)
CSTB Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB)
Moelven Töreboda AB
Linnaeus University
EIFFAGE
Smith and Wallwork Engineers Ltd
University of Exeter
NTNU Norwegian University of Science and Technology
RISE Research Institute of Sweden
ARBONIS (Vinci Construction)
SWECO Norge AS avd Lillehammer
Aide de l'ANR 193 999 euros
Début et durée du projet scientifique :
décembre 2018
- 36 Mois