Interaction sol-structure en centrifugeuse - CFMR
Interaction sol-structure en centrifugeuse - CFMR Interaction sol-structure en centrifugeuse - CFMR
JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nancy 2 peuvent modifier sensiblement les contraintes générées par la structure et donc les efforts transmis aux sols. La solution du système couplé peut être obtenue par une démarche itérative. Le comportement non linéaire des matériaux (sol de fondation et matériau de construction) et les non linéarités géométriques peuvent également perturber la redistribution des efforts. 2. Principe de l’interaction sol-ouvrage en statique 2.1. Modèle étudié Un portique hyperstatique à 3 appuis soumis à un effort vertical dans chaque travée est étudié (figure 1). Les appuis sont des semelles non encastrées, placées sur un sol souple. Les caractéristiques du portique sont les suivantes : -aspect géométrique : le portique a une hauteur H, et la longueur de chacune de ses travées est notée L. Les poteaux et les poutres, de section carrée, ont pour largeur respective a M et a T . -aspect mécanique : le module d’élasticité ainsi que l’inertie sont respectivement notés E M et I M pour les poteaux, et E T et I T pour les poutres. La structure est soumise à un chargement vertical, celui-ci peut être une charge répartie d’intensité p, ou un effort ponctuel F, concentré au milieu de la travée. La maquette repose sur un sol supposé élastique et limité à sa base par un substratum considéré comme infiniment rigide. Soit h s l’épaisseur du sable et E s son module d’élasticité. Figure 1 : Système sol-ouvrage soumis à un chargement réparti 2.2. Principe de l’interaction Lors de la conception, en fonction des efforts internes calculés par la descente de charge, l’ingénieur vérifie le dimensionnement des semelles qui, généralement, sont supposées fixes. En fonction des efforts appliqués à la structure, les appuis tassent et induisent une redistribution des
JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nancy 3 efforts internes, ce qui modifie le déplacement des appuis… Le phénomène se poursuit jusqu’à tendre vers une situation d’équilibre ou provoque l’endommagement de l’ouvrage. Le déplacement des appuis et les efforts exercés aux appuis sont reliés par la rigidité, selon la formule : F = kδ. (1) Dans notre cas, chaque appui possède une rigidité à trois degrés de liberté : une rigidité verticale k v , une rigidité horizontale k h et une rigidité de rotation k c . En connaissant la valeur de la rigidité, on peut recalculer les efforts internes, ou les déplacements d’appui. Le concept de rigidité est une approche simplifiée du milieu continu que constitue le sol ; il suppose une indépendance pratique entre les différentes composantes. 3. Simulation sur modèle réduit en centrifugeuse 3.1. Principe de la simulation La simulation est basée sur l’étude du comportement de la structure en fonction du chargement imposé. Celui-ci induit des efforts internes dans la structure et des déplacements d’appuis. Afin d’analyser le comportement, la déformation ainsi que les tassements d’appuis sont mesurés. A partir de ces mesures, la redistribution des efforts en fonction des déplacements d’appuis est étudiée. La géométrie du sous-sol (épaisseur du milieu déformable et pente du substratum) ainsi que le type de chargement (symétrie ou dissymétrie entre les travées) sont modifiés pour vérifier leur influence. La simulation a été conduite sur la centrifugeuse Latéocère 265 (Figure 2) du CEA CESTA (Centre d’Etude Scientifique et Technique d’Aquitaine). La centrifugeuse est en activité depuis 1964 et a pour rayon de trajectoire 10 m (Corté et Garnier, 1986). La masse maximale embarquée est de 2,2 t, pour une accélération maximale de 100 g à 10 m. Figure 2. La Centrifugeuse du CEA-CESTA
- Page 1: JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nan
- Page 5 and 6: JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nan
- Page 7 and 8: JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nan
- Page 9 and 10: JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nan
- Page 11 and 12: JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nan
JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nancy 2<br />
peuv<strong>en</strong>t modifier s<strong>en</strong>siblem<strong>en</strong>t les contraintes générées par la <strong>structure</strong> et donc les efforts transmis<br />
aux <strong>sol</strong>s. La <strong>sol</strong>ution du système couplé peut être obt<strong>en</strong>ue par une démarche itérative. Le<br />
comportem<strong>en</strong>t non linéaire des matériaux (<strong>sol</strong> de fondation et matériau de construction) et les non<br />
linéarités géométriques peuv<strong>en</strong>t égalem<strong>en</strong>t perturber la redistribution des efforts.<br />
2. Principe de l’interaction <strong>sol</strong>-ouvrage <strong>en</strong> statique<br />
2.1. Modèle étudié<br />
Un portique hyperstatique à 3 appuis soumis à un effort vertical dans chaque travée est étudié<br />
(figure 1). Les appuis sont des semelles non <strong>en</strong>castrées, placées sur un <strong>sol</strong> souple. Les<br />
caractéristiques du portique sont les suivantes :<br />
-aspect géométrique : le portique a une hauteur H, et la longueur de chacune de ses travées<br />
est notée L. Les poteaux et les poutres, de section carrée, ont pour largeur respective a M et a T .<br />
-aspect mécanique : le module d’élasticité ainsi que l’inertie sont respectivem<strong>en</strong>t notés E M et<br />
I M pour les poteaux, et E T et I T pour les poutres.<br />
La <strong>structure</strong> est soumise à un chargem<strong>en</strong>t vertical, celui-ci peut être une charge répartie d’int<strong>en</strong>sité<br />
p, ou un effort ponctuel F, conc<strong>en</strong>tré au milieu de la travée. La maquette repose sur un <strong>sol</strong> supposé<br />
élastique et limité à sa base par un substratum considéré comme infinim<strong>en</strong>t rigide. Soit h s<br />
l’épaisseur du sable et E s son module d’élasticité.<br />
Figure 1 : Système <strong>sol</strong>-ouvrage soumis à un chargem<strong>en</strong>t réparti<br />
2.2. Principe de l’interaction<br />
Lors de la conception, <strong>en</strong> fonction des efforts internes calculés par la desc<strong>en</strong>te de charge,<br />
l’ingénieur vérifie le dim<strong>en</strong>sionnem<strong>en</strong>t des semelles qui, généralem<strong>en</strong>t, sont supposées fixes. En<br />
fonction des efforts appliqués à la <strong>structure</strong>, les appuis tass<strong>en</strong>t et induis<strong>en</strong>t une redistribution des
Change language