Évaluation de la réponse non linéaire des structures sous charges de vent à l'aide de méthodes numériques temporelles

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Les charges de vent peuvent entraîner la ruine des structures ou causer des déflexions importantes nuisant à l'utilisation de celles-ci. Les ingénieurs en structures doivent donc utiliser des méthodes de calcul des charges et d'analyse structurale qui sont bien adaptées au comportement des structures pour assurer leur sécurité et leur bon fonctionnement tout en optimisant leur conception. D'autre part, le domaine du génie parasismique a vu au cours des dernières décennies l'intégration de méthodes de modélisation permettant d'étudier le comportement non linéaire des structures. Pour les charges de vent, cependant, plusieurs défis se présentent pour la modélisation réaliste du comportement des structures: la complexité du comportement aérodynamique de la structure, la difficulté de modéliser une structure avec de nombreux degrés de liberté tout en tenant compte de l'interaction fluide-structure, etc. Il est donc nécessaire de développer des méthodes numériques utilisant une représentation simplifiée des forces aérodynamiques, mais permettant, avec un temps de calcul raisonnable, de reproduire fidèlement le comportement non linéaire des structures sous charges de vent. L'objectif général à long terme de ce programme de recherche est de développer des stratégies de modélisation dans le domaine temporel pour permettre aux ingénieurs de prédire le comportement des structures sous charges de vent. Ces stratégies devront permettre l'étude du comportement non linéaire sous charges de vent de structures à plusieurs degrés de liberté pour différentes applications du domaine du génie civil. Pour atteindre cet objectif à long terme, nous devrons, d'une part, développer des modèles de forces aérodynamiques dans le domaine temporel qui soient facilement intégrables dans des analyses numériques de structures, et d'autre part, étudier le comportement non linéaire de ces structures lorsque soumises à ces chargements aérodynamiques. Au cours des cinq prochaines années, le programme de recherche proposé fera en particulier le développement d'un modèle de force aérodynamique pour l'étude des vibrations par détachements tourbillonnaires de câbles équipés d'un amortisseur ponctuel. Aussi, nous étudierons le comportement non linéaire sous charges de vent des structures en acier afin d'identifier les gains potentiels à la conception lorsque le comportement inélastique de la structure est admis. Les bâtiments multiétagés et les structures à treillis en acier seront ciblés en particulier. Ce programme de recherche proposera des stratégies innovantes pour la modélisation du comportement non linéaire des structures, lorsque soumises à divers types de chargement de vent. L'intégration de ces méthodes numériques par les concepteurs de structures pourrait se traduire par des économies importantes ou par l'augmentation du niveau de sécurité des structures.