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  • EDF Electricité de France

    Modélisation du comportement sismique non-linéaire de structures en béton armé :

    qualification expérimentale G. Heinfling S. Moulin N. Ile

    EDF/DIN/SEPTEN EDF/R&D/AMA INSA de Lyon/URGC

    0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0

    Temps (s)

    1.00

    0.50

    0.0

    -0.50

    -1.50

    A cc

    él ér

    at io

    n (g

    )

    -1.00

    1.50

  • EDF Electricité de France

    Développement de modèles non linéaires : objectifs dans le domaine du séisme

    • Objectifs

    – évaluer sans marges excessives les conséquences d’une sollicitation sismique sur les ouvrages de GC

    – disposer d’une base de référence pour le développement de modèles simplifiés dédiés à des structures particulières

    – disposer d’une base de référence pour l’évaluation de codifications réglementaires de dimensionnement

    programme de R&D conduit depuis plusieurs années pour la modélisation de structures en béton armé jusqu’à la ruine

  • EDF Electricité de France

    Modèles disponibles dans Code_ASTER(R) pour des chargements alternés cyclés

    • Modèle Nadaï_B (non qualifié en V6 – version locale INSA) – REX important de qualification sur des structures soumises au séisme via ses applications

    dans son environnement initial de développement (CASTEM2000) à l’INSA – premier modèle de comportement du béton développé dans Code_ASTER en 1995 – modèle anisotrope mais limité aux sollicitations planes, discontinuité des contraintes en

    fissuration – à la fois modèle phénoménologique de formulation non standard et algorithme (fissuration) – maintenance difficile dans un code industriel

    • Modèle Endo_Isot_Béton (qualifié en V6) – modèle en cours de développement dans MECEN (applications statiques) – modèle isotrope mais de formulation générale 3D, continuité des contraintes en fissuration – modèle standard présentant une algorithmie locale plus homogène avec l ’environnement

    de Code_ASTER – REX de qualification pour des structures soumises au séisme à construire

    • Modèle PMF Laborderie (qualifié en V6) – structures filaires (N – M)

  • EDF Electricité de France

    Qualification expérimentale et simulation

    • Objectifs des essais – Répondre à des besoins de l’ingénierie en terme de caractèrisation du

    comportement en séisme des structures en béton armé – fournir une base pour qualifier les modèles dans l ’environnement de

    Code_ASTER sur une gamme complète de structures à échelle industrielle

    – établir les règles de bonne pratique pour la mise en œuvre de ces modèles (guide)

    • Objectifs de la simulation des essais – Qualifier le modèle Nadaï_B pour des besoins Court Terme du Septen – passer le relais de Nadaï_B vers Endo_Isot_Béton

  • EDF Electricité de France

    Qualification expérimentale

    • Programme

    – trajets de chargements élémentaires alternés cyclés sur éprouvettes en laboratoire

    – voiles de cisaillement du programme SAFE

    – voiles en flexion du programme CAMUS

    – essais de dalles de plancher

    0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.50 4.0 4.5 5.0

    3.0

    2.0

    2.5.

    1.0

    ?? (M

    Pa )

    0.5

    0.0

    ??( x 10-4)

    1.5

    3.5

    0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.50 4.0 4.5 5.0

    3.0

    2.0

    2.5.

    1.0

    ?? (M

    Pa )

    0.5

    0.0

    ??( x 10-4)

    1.5

    3.5

    200 mm

    20 0

    m m

    50 m

    m

    ?1

    ?1

    ?2?2

    ?1

    ?2

    100 mm

    10 0

    m m

    200 mm

    20 0

    m m

    50 m

    m

    ?1

    ?1

    ?2?2

    ?1

    ?2

    ?1

    ?2

    100 mm

    10 0

    m m

  • EDF Electricité de France

    Modélisation de l’essais CAMUS 3 à l ’aide du modèle Nadaï_B

    • Description de l ’essai 1.70

    2.10

    0. 60

    0. 90

    0. 90

    0. 90

    0. 90

    0. 90

    2.10

    6

    10

    21

    1.70

    Vue frontale Vue latérale

    0.30

    0.20

    0.10

    0.0

    -0.10

    -0.20

    -0.30

    0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0

    Temps (s)

    A cc

    él ér

    at io

    n (g

    )

    0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0

    Temps (s)

    1.00

    0.50

    0.0

    -0.50

    -1.50

    A cc

    él ér

    at io

    n (g

    )

    -1.00

    1.50

    Nice 0.42g, Nice 0.22g, Melendy Ranch 1.35g, Nice 0.64g , Nice 1.0g.

    0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0

    Fréquence (Hz)

    5.00

    4.00

    3.00

    2.00

    0.0

    Ps eu

    do a

    cc él

    ér at

    io n

    (g )

    1.00

    6.00

    7.00

    Melendy Ranch ( 1.353g )

    San Francisco ( 1.11g )

    Nice S1 ( 0.25g )

  • EDF Electricité de France

    Modélisation de l’essais CAMUS 3 à l ’aide du modèle Nadaï_B

    • Modélisation de la maquette

  • EDF Electricité de France

    Modélisation de l’essais CAMUS 3 à l ’aide du modèle Nadaï_B

    • Principaux résultats 0.80 0.60

    0.40

    -0.20

    0.00

    0.20

    -0.40

    -0.60 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0

    T em ps (s)

    D ép

    la ce

    m en

    t ( cm

    )

    Expérience Calcul A STER

    0.80

    0.60

    0.40

    -0.20

    0.00

    0.20

    -0.40

    -0.60 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0

    T em ps (s)

    D ép

    la ce

    m en

    t ( cm

    )

    Expérience Calcul A STER Expérience Calcul A STER

    3.0

    2.0

    1.0

    -1.0

    0.0

    -2.0

    -3.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0

    Temps (s)

    D ép

    la ce

    m en

    t ( cm

    )

    Expérience Calcul ASTER

    3.0

    2.0

    1.0

    -1.0

    0.0

    -2.0

    -3.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0

    Temps (s)

    D ép

    la ce

    m en

    t ( cm

    )

    Expérience Calcul ASTER Expérience Calcul ASTER

    600.0

    400.0

    200.0

    -200.0

    0.0

    -400.0

    -600.0 -8.0 -6.0 -4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0

    Rotation (mrad)

    M om

    en t (

    K N

    x m

    )

    Expérience Calcul ASTER

    600.0

    400.0

    200.0

    -200.0

    0.0

    -400.0

    -600.0 -8.0 -6.0 -4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0

    Rotation (mrad)

    M om

    en t (

    K N

    x m

    )

    Expérience Calcul ASTER Expérience Calcul ASTER

    Déplacement Nice 0.42g

    Déplacement MR 1.35g

    Moment –rotation MR1.35g

  • EDF Electricité de France

    Modélisation d’essais de dalles de plancher à l ’aide du modèle Endo_Isot_Béton

    • Description de l ’essai – Maquette représentative d’une dalle en béton armé de plancher BAS-BL

    1300MWe (échelle 1/2,5) – Éléments structuraux principaux: dalle, voiles, poteau, poutres – Caractérisation du comportement fissurant de la dalle sous séisme vertical

    (9 RUNS de niveaux d’accélération croissants)

    Maquette CEA /SEMT /EMSI – Vues générales

    Projet MORESIN

  • EDF Electricité de France

    Modélisation d’essais de dalles de plancher à l ’aide du modèle Endo_Isot_Béton

    • Méthodologie de calcul (Aster V6) Type d’éléments finis

    − Béton: DKT (2500 éléments) − Acier : GRILLE (1900 éléments)

    Étude linéaire − Calage du module d’Young / modes expérimentaux

    Étude transitoire (DYNA_NON_LINE) − Intégration tempo