A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Influence of joint strength variability in timber-frame structures: propagation of uncertainty through shear wall finite element models under seismic loading
Cet article synthétise de nombreux résultats d’études expérimentales aux échelles d’assemblages, de murs, et de maison à ossature en bois. Le nombre important de résultats à l’échelle des assemblages permet de caractériser la variabilité de leur résistance. Un calage probabiliste d’une loi de comportement des assemblages est proposé. Une étude de propagation d’incertitudes à travers les modèles éléments finis de murs de contreventement est ensuite menée. L’influence de la variabilité matérielle est estimée à l’échelle structurale via des modèles 2D et 3D, qui sont confrontés à des résultats d’essais sur table vibrante de murs et d’une maison. L’influence de la variabilité matérielle se révèle faible. Ces résultats montrent que le modèle numérique reproduit de manière satisfaisante les résultats expérimentaux, qu’il permet de travailler sur la propagation d’incertitudes matérielles et qu’il propose une base solide pour le futur développement de modèles de structures plus complexes (irrégularité en plan, en élévation, bâtiments de plusieurs étages). Enfin, la variabilité du chargement sismique est évaluée en utilisant une méthode de génération d’accélérogrammes, les résultats à l’échelle du mur montrent qu’elle est non négligeable.
Results of tests performed on joints used in timber-frame construction allow characterizing the variability of their mechanical behavior, which differs substantially from one joint to the next. The parameters of a constitutive model of the joints and their variability are identified. Finite element (FE) models of a shear wall and a timber-frame house are used in nonlinear dynamic calculations to study the propagation of uncertainty through the structure. It demonstrates that for a single-story 6 m × 6 m house, the variations in mechanical strength of each connection do not significantly affect the structural behavior of the house. Both the numerical and experimental results (on a shaking table) are quite similar, proving the model accuracy, its ability to study the propagation of uncertainty and its relevance for future development (non-regular, multi-story buildings…). Moreover, a sensitivity analysis performed on a FE wall model under uncertain seismic loads reveals the importance of earthquake motion modeling.
Influence of joint strength variability in timber-frame structures: propagation of uncertainty through shear wall finite element models under seismic loading
Cet article synthétise de nombreux résultats d’études expérimentales aux échelles d’assemblages, de murs, et de maison à ossature en bois. Le nombre important de résultats à l’échelle des assemblages permet de caractériser la variabilité de leur résistance. Un calage probabiliste d’une loi de comportement des assemblages est proposé. Une étude de propagation d’incertitudes à travers les modèles éléments finis de murs de contreventement est ensuite menée. L’influence de la variabilité matérielle est estimée à l’échelle structurale via des modèles 2D et 3D, qui sont confrontés à des résultats d’essais sur table vibrante de murs et d’une maison. L’influence de la variabilité matérielle se révèle faible. Ces résultats montrent que le modèle numérique reproduit de manière satisfaisante les résultats expérimentaux, qu’il permet de travailler sur la propagation d’incertitudes matérielles et qu’il propose une base solide pour le futur développement de modèles de structures plus complexes (irrégularité en plan, en élévation, bâtiments de plusieurs étages). Enfin, la variabilité du chargement sismique est évaluée en utilisant une méthode de génération d’accélérogrammes, les résultats à l’échelle du mur montrent qu’elle est non négligeable.
Results of tests performed on joints used in timber-frame construction allow characterizing the variability of their mechanical behavior, which differs substantially from one joint to the next. The parameters of a constitutive model of the joints and their variability are identified. Finite element (FE) models of a shear wall and a timber-frame house are used in nonlinear dynamic calculations to study the propagation of uncertainty through the structure. It demonstrates that for a single-story 6 m × 6 m house, the variations in mechanical strength of each connection do not significantly affect the structural behavior of the house. Both the numerical and experimental results (on a shaking table) are quite similar, proving the model accuracy, its ability to study the propagation of uncertainty and its relevance for future development (non-regular, multi-story buildings…). Moreover, a sensitivity analysis performed on a FE wall model under uncertain seismic loads reveals the importance of earthquake motion modeling.
Influence of joint strength variability in timber-frame structures: propagation of uncertainty through shear wall finite element models under seismic loading
Baroth, J (author) / Boudaud, C / Daudeville, L
2016
Article (Journal)
English
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