CONTRIBUTION A L'ETUDE POST-SISMIQUE DU COMPORTEMENT DES STRUCTURES METALLIQUES SOUS L'EFFET D'UN INCENDIE

Abstract

Durant ces dernières années, un grand progrès de recherche a été effectué pour mieux développer le cadre conceptuel de la protection des structures contre les risques multiples, en particulier le séisme et l’incendie. Les événements récents d'incendie post-sismique montrent qu'il s'agit d'une double action fréquente entraînant une perte importante qui ne peut être réduite qu'en augmentant le niveau de sécurité. Bien que les incendies post-sismiques sont devenus une menace majeure pour les structures dans les régions sismiques ayant causés de nombreuses pertes humaines et d’importants dommages, les codes techniques des structures actuels ne considèrent pas l’action provenant de ce type d’action duale comme une entité dument quantifiée parmi les diverses charges conventionnelles. De plus, les méthodes actuelles de conception parasismique permettent un certain niveau de dommages aux éléments structuraux, ce qui rend potentiellement les structures plus vulnérables lorsqu'elles sont soumises à un incendie post-sismique. Cette étude vise à contribuer et analyser le comportement des structures métalliques endommagées par un feu post-sismique. Cette étude présente en premier l’état de l’art pour l’analyse à la fois du comportement des structures sous des incendies post-sismique et des incendies seuls ainsi que la méthodologie qui en découle. Deux problèmes différents sont considérés, à savoir la réponse de la structure à l’action sismique et la réponse à l’action thermomécanique. En second, elle présente les critères de performance pour la détermination de la résistance au feu de la structure sous le feu seul et le feu post-sismique. Pour se faire, des modèles d'éléments finis coque et poutres tridimensionnels sont proposés, pour la simulation du comportement des structures à des températures élevées. Les modèles numériques sont validés en premier par rapport aux résultats d’études antérieures publiés, ensuite, des analyses paramétriques sont menées, tenant compte des non linéarités matérielles et géométriques, à des températures élevées provenant d’un incendie. Ces modèles d’éléments finis sont principalement développés pour évaluer la réponse des structures métalliques sous des scénarios de feu choisis en termes de déplacement, temps de résistance et température critiques. Les résultats montrent que plus le nombre de travées est élevé, plus la performance des structures est élevée. Les portiques endommagés par le séisme ont une résistance au feu inférieure de 5% comparé à ceux considérés non endommagés, avec une augmentation de 30 % des déplacements horizontaux. Les résultats montrent également que la température critique des poutres diminue avec la longueur de la poutre. Les portiques sous le feu post-sismique qui se sont comportés dans le domaine inélastique ont une résistance au feu plus faible que les portiques non endommagés.