Étude expérimentale et conception de fusibles ductiles travaillant en traction pour l'amélioration de l'efficacité des contreventements parasismiques en acier

Les études antérieures ont démontré que l'ajout d'un fusible ductile en acier, FDA, dans les diagonales des cadres contreventés concentriques travaillant en tension-compression des bâtiments d'un étage, s'avère être un moyen simple et efficace pour réduire la résistance excessive des diagonales, et rendre ainsi la conception par capacité plus attrayante. Le fusible composé de quatre cornières à section réduite est celui qui a été proposé. Par contre, l'information disponible à ce jour n'est pas suffisante pour permettre son application en pratique. L'objectif de ce projet était de poursuivre le travail entamé par Kassis (2008) ainsi que de développer des règles pour la conception et la fabrication de ces fusibles. Plus de quinze essais sur des cornières individuelles, sans et avec défauts, ont été effectués, afin d'étudier l'influence négative que peut avoir une encoche (défaut) sur la capacité de déformation d'un fusible. Également, plusieurs simulations par éléments finis ont été effectuées afin de compléter l'étude. Il s'en est dégagé qu'un défaut réduit considérablement la ductilité du fusible, comparativement à sa contrainte ultime. De plus, il a été montré que la profondeur du défaut était le paramètre le plus critique et qu'un défaut d'au plus 0.25 mm de profondeur, soit 1.25% de la largeur réduite avant défaut de l'aile de la cornière, n'affecte pas de manière significative le comportement inélastique du fusible. Également, il a été observé que la résistance des cornières utilisées était 5% plus élevée que celle provenant des coupons de caractérisation. Suite à cette constatation, le programme expérimental B a été ajouté. Les essais de ce programme ont confirmé la variation des propriétés mécaniques à l'intérieur de la section d'une cornière. Ainsi,la partie centrale, formée par l'intersection des ailes et du rayon de congé entre les ailes, est moins ductile et affiche une résistance beaucoup plus élevée que l'aire d'acier contenue dans les ailes. Par conséquent, la conception du fusible fait de cornières devrait être basée sur les propriétés mécaniques d'une des quatre cornières, une fois découpée, plutôt que sur celles du coupon de cara térisation des cornières, à moins d'ajuster les valeurs de résistance mesurées de ce dernier. D'ailleurs, une méthode d'ajustement des propriétés mécaniques a été proposée dans le mémoire. Les fusibles découpés dans une plaque d'acier ont été également proposés comme autre solution à cette variabilité.