NHERI va étudier la résilience des grands bâtiments en bois par des tests de simulation de tremblement de terre

Construction de maisons

Image:Rendu du chantier de construction du projet TallWood de l'infrastructure de recherche en ingénierie des risques naturels (NHERI) / LEVER Architecture

Le projet TallWood de l'infrastructure de recherche en ingénierie des risques naturels (NHERI), dans lequel les chercheurs en ingénierie de la Colorado State University (CSU) jouent un rôle essentiel, vise à étudier la résilience des grands bâtiments en bois en simulant une série de grands tremblements de terre à grande échelle, Bâtiment en bois massif de 10 étages ce printemps - le plus haut bâtiment grandeur nature jamais testé sur un simulateur de tremblement de terre ou une table vibrante. Le projet de recherche est financé par la US National Science Foundation.

John van de Lindt, professeur au Département de génie civil et expert en analyse sismique et en résilience, travaille sur le projet avec un collègue de longue date et ancien étudiant, Shiling Pei.

Tout au long du projet, van de Lindt et ses étudiants de la CSU aideront à évaluer les dommages infligés au bâtiment du point de vue de la résilience et à estimer le temps qu'il faudrait au bâtiment pour retrouver sa fonction normale après un tremblement de terre. Le terme technique est "récupération fonctionnelle" et est probablement l'avenir des codes de conception structurelle aux États-Unis, a déclaré van de Lindt.

L'équipe a conçu un système latéral de mur basculant en bois massif de 10 étages de haut adapté aux régions à fort risque sismique. Ce nouveau système vise une performance résiliente, ce qui signifie que le bâtiment subira un minimum de dommages dus aux tremblements de terre de niveau de conception et sera rapidement réparable après de rares tremblements de terre.

Le système de mur à bascule se compose d'un panneau mural en bois massif ancré au sol à l'aide de câbles ou de tiges en acier avec de grandes forces de tension, selon Pei. "Lorsqu'ils sont exposés à des forces latérales, les panneaux muraux en bois basculeront d'avant en arrière - ce qui réduit les impacts du tremblement de terre - puis les tiges d'acier ramèneront le bâtiment à l'aplomb une fois le tremblement de terre passé", a-t-il déclaré.

En raison de ce mouvement sismique induit par le système de basculement, les composants non structuraux critiques pour la résilience à l'intérieur et recouvrant le bâtiment, tels que la façade extérieure, les murs intérieurs et les escaliers, sont sur le point de faire un grand tour.

L'équipe du projet s'est concentrée sur les composants non structurels critiques pour la sécurité qui s'étendent d'un étage à l'autre et sont donc soumis au mouvement relatif entre les étages. Le bâtiment comprend quatre assemblages de façades extérieures, un certain nombre de murs intérieurs et une tour d'escalier de 10 étages. L'enveloppe extérieure doit protéger le bâtiment des températures extrêmes et des événements météorologiques, tandis que les escaliers doivent rester fonctionnels pour permettre aux occupants de sortir en toute sécurité et aux premiers intervenants d'accéder en permanence à tous les étages du bâtiment.

Les tests devraient commencer en mai sur la seule table vibrante extérieure au monde. Situé au Englekirk Structural Engineering Center de l'Université de Californie à San Diego, le simulateur de tremblement de terre fait partie de l'infrastructure de recherche en ingénierie des risques naturels de la NSF et, grâce au financement de la NSF, a récemment été mis à niveau à six degrés de liberté pour reproduire les mouvements du sol en 3D complets qui peuvent survenir lors d'un tremblement de terre. Il est également désormais capable de tester des charges utiles allant jusqu'à 2 000 tonnes, soit plus de 4 millions de livres.

Les tests simuleront les mouvements sismiques enregistrés lors de tremblements de terre antérieurs couvrant une gamme de magnitudes de tremblements de terre sur l'échelle de Richter, de la magnitude 4 à la magnitude 8. Cela sera fait en accélérant la table à au moins 1g, ce qui pourrait accélérer le haut du bâtiment à autant autant que 3gs.