2016
Professeur Tony Yang
Département de génie civil, Université de la Colombie-Britannique

Development of Innovative Steel Diagrid High-Rise Structures for Seismic Applications (création de structures triangulaires en acier novatrices pour application parasismique dans des bâtiments de grande hauteur)

Cette étude vise à créer une structure triangulaire en acier novatrice pour utilisation dans la construction de bâtiments de grande hauteur dans des zones à activité sismique élevée. Ce système exploite la rigidité et la résistance de l’acier pour créer une énorme charpente en acier à trames diagonales intégrées afin de transférer efficacement les charges latérales. La combinaison d’un gigantesque système de treillis en acier et d’un système de gravité permet aux concepteurs d’obtenir une nouvelle flexibilité architecturale, d’atteindre de nouvelles hauteurs de bâtiment et de créer de nouvelles formes qui ne seraient pas possibles avec des systèmes structuraux classiques. Jusqu’à maintenant, les concepteurs n’ont pas utilisé de structures triangulaires en acier dans les zones à activité sismique élevée, car le comportement dynamique de telles structures exposées à des charges sismiques n’est pas entièrement compris.

La structure triangulaire en acier proposée exploitera l’efficacité et les capacités de dissipation d’énergie de l’acier afin d’être utilisée pour des constructions dans des zones à activité sismique élevée. Des modèles d’éléments finis détaillés et non linéaires seront développés dans le cadre de cette étude. Ils seront utilisés pour étudier le comportement dynamique de structures triangulaires en acier soumis à différentes intensités de secousses provoquées par des séismes. La réaction des modèles permettra d’élaborer des dispositifs de dissipation d’énergie sismique efficaces. Afin d’améliorer l’efficacité des constructions et la rentabilité, des méthodes de construction en acier modulaire seront utilisées (voir les programmes de bourse de 2014 et 2015). Le comportement parasismique de la structure triangulaire en acier proposée sera validé à l’aide d’une technique d’essai expérimentale de pointe, la simulation hybride, au laboratoire d’ingénierie des structures de pointe de l’Université de la Colombie-Britannique. Après la validation systématique du comportement de la structure triangulaire en acier, des procédures de conception parasismique détaillées seront développées afin de permettre aux ingénieurs en structures de concevoir efficacement des structures triangulaires en acier pour la construction de bâtiments de grande hauteur dans le monde entier. Une fois la recherche terminée, de nouvelles structures évoluées de bâtiments de grande hauteur en acier seront mises au point.

Biographie

Le professeur Tony Yang a obtenu un baccalauréat en sciences en 2001 et une maîtrise en 2002 de l’Université de Buffalo à New York, et un doctorat de l’Université de la Californie à Berkeley en 2006. Ses recherches portent sur le comportement structural au moyen de simulations analytiques et d’essais expérimentaux poussés. Il a élaboré les directives de conception basées sur le rendement de la prochaine génération (adoptées par l’équipe de recherche de l’ATC-58 du Conseil de la technologie appliquée) aux États-Unis; il a mis au point des techniques expérimentales d’essais évoluées, telles que la simulation hybride et l’analyse non linéaire sur table sismique pour évaluer la réponse structurale dans des conditions de chargement extrêmes; il a élaboré des modèles de simulation axés sur le risque pour les pays d’Amérique du Nord et d’Amérique du Sud et le modèle mondial de séisme (GEM) pour les pays de l’Asie du Sud-Est. Le professeur Yang a participé activement à l’utilisation de nouvelles technologies comme des systèmes d’isolation sismique et des dispositifs d’amortissement pour améliorer le rendement structural. Il a travaillé au sein d’importantes firmes d’ingénierie spécialisées en structures où il a examiné de grands bâtiments, dont l’immeuble possédant la plus grande structure de murs de refend en acier au monde. Le professeur Yang est un membre actif du projet Tall Buildings Initiative, financé par le Pacific Earthquake Engineering Research Center qui a pour but d’élaborer des lignes directrices sur la conception parasismique des grands bâtiments. Il a développé conjointement « OpenSees Navigator », un logiciel largement utilisé par les ingénieurs-concepteurs et les chercheurs pour concevoir et analyser des structures complexes. Il a également développé « PBEE », un logiciel permettant de quantifier les dommages causés aux bâtiments lors d’événements extrêmes.

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