MSc 7 Analyse d’un système de résistance aux forces sismiques en panneaux de bois massif, d’un bâtiment multi-étagé (10 à 15 étages), par un modèle d’éléments finis avec analyse dynamique temporelle non-linéaire
Problématique
L’objectif principal du calcul parasismique étant de préserver la vie et la sécurité des occupants du bâtiment et du public durant de fortes secousses, la conception des systèmes de résistance aux forces sismiques est donc cruciale pour les bâtiments multi-étagés. Donc, par le manque d’expériences pratiques, de résultats expérimentaux, de résultats théoriques et de méthode de calcul, les panneaux de bois massif ne sont pas souvent utilisés comme matériau de conception pour ces éléments structuraux. L’environnement s’en trouve donc détérioré, par le manque de connaissance et de confiance des ingénieurs au Canada de construire une composante structurale si importante en bois.
L’objectif de la recherche
La portée principale du projet serait de produire une méthode d’analyse dynamique temporelle non-linéaire par éléments finis (basée sur le Code national du bâtiment Canadien (2015) ainsi que sur la norme CSA O86-14 supplément 2016). Cela permettra aux ingénieurs canadiens d’être plus experts et plus confortables afin de concevoir les systèmes de résistance aux forces sismiques en panneau de bois massif pour des édifices multi-étagés de 10 à 15 étages.
Méthodologie
Tout d’abord, une revue de la littérature et de l’état des connaissances actuelles sera effectuée dans l’objectif de déterminer les principales questions qui restent sans réponse dans ce domaine de recherche. Ensuite, des connaissances seront acquises dans le calcul parasismique et dans les différents logiciels d’analyse par éléments finis pour pouvoir finalement faire un choix de logiciel en fonction des besoins plus précis du projet.
Après avoir acquis ces connaissances nécessaires, une définition des hypothèses et une modélisation des différentes options seront effectuées. L’objectif sera de comparer différents types de modélisation et de matériaux pour pouvoir optimiser les systèmes de résistance aux forces sismiques. Plusieurs analyses et itérations seront nécessaires afin de développer une méthode de conception appropriée.
Applications potentielles et retombées industrielles
La recherche de solutions pour ce type de structure permettra aux ingénieurs de faire la conception des cages d’ascenseur et des cages d’escaliers en panneau de bois massif en remplacement au béton armé. Le choix du bois comme matériau de construction est un des meilleurs du côté environnemental. En plus d’être une des ressources les plus abondantes en Amérique du Nord, le bois joue un rôle crucial contre le réchauffement planétaire en séquestrant du CO2 tout au long de sa durée de vie. Donc, le remplacement de ces éléments structuraux généralement construit en béton armé aurait un impact positif sur l’environnement. De plus économiquement, les constructions en bois sont tout aussi viables que les autres types de constructions plus traditionnelles et possèdent une rapidité de montage intéressante pour les clients.
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