Évaluation de la vulnérabilité et de la capacité structurelle des façades vitrées historiques sous Bird

Date : 31 août 2023

Auteurs : Chiara Bedon et Maria Vittoria Santi

Rédacteur académique :Francesco Zammori

Source: Problèmes mathématiques en ingénierie, vol. 2022, numéro d'article 6059466, 20 pages, 2022, hindawi

EST CE QUE JE:https://doi.org/10.1155/2022/6059466

L'analyse des impacts d'oiseaux est particulièrement pertinente pour les applications d'ingénierie aéronautique, où des composants majeurs de l'aile ou du fuselage peuvent subir une éventuelle collision pendant la phase de vol et entraîner de graves dommages structurels. À cette fin, les Federal Aviation Regulators exigent des tests et des certifications dédiés à l’évaluation de la résistance aux impacts d’oiseaux. Dans les applications de construction, le verre est également largement utilisé pour les éléments porteurs verticaux et horizontaux. Dans un tel contexte de conception structurelle, une attention particulière est accordée à la pression du vent, aux charges sismiques, à l'impact dû à la foule et au corps humain (c'est-à-dire pour éviter les chutes), ou même aux explosions, et une considération plutôt nulle est posée pour les impacts d'oiseaux. analyse, en raison de leurs forces d'impact et de leurs effets limités attendus sur le verre.

Cet article étudie un tel sujet et met en évidence la réponse dynamique d'une façade en verre existante construite dans les années 60 dans le cadre d'un musée en Italie. L'analyse de vulnérabilité est réalisée avec des modèles numériques d'éléments finis (EF) efficaces en termes de calcul, d'utilisation consolidée pour les impacts d'oiseaux, basés également sur une caractérisation mécanique préliminaire issue d'une inspection géométrique sur le terrain et d'expériences d'analyse modale opérationnelle (OMA). Les effets dynamiques locaux et globaux dus aux impacts d'oiseaux localisés sur la façade en verre examinée sont discutés sur la base d'une analyse numérique paramétrique de la méthode Eulérienne Lagrangienne Couplée (CEL).

L'analyse des impacts d'oiseaux et la prévision des dommages sont particulièrement pertinentes pour les applications d'ingénierie aéronautique, où les principaux composants de l'aile des composants du fuselage peuvent souffrir d'une éventuelle collision d'oiseaux pendant la phase de vol et entraîner de graves dommages structurels pour les composants de l'avion. À cette fin, les Federal Aviation Regulators (FAR) fournissent des indicateurs de performance de référence pour les composants orientés vers l'avant et exigent une évaluation dédiée de la résistance aux impacts d'oiseaux (généralement basée sur des tests de certification). Au fil des années, les études de recherche se sont concentrées sur l'évaluation et le développement d'approches numériques par éléments finis (EF) efficaces et fiables qui pourraient être utilisées pour soutenir ou remplacer les expériences, et plusieurs approches ont été prises en compte pour des applications spécifiques dans la conception et les technologies des avions. [1–4]. Parmi les études existantes, la vulnérabilité des composants d’avions à ce type d’impact à grande vitesse avec des corps mous a été soulignée.

Dans les applications de construction, le verre est également largement utilisé pour les composants porteurs verticaux et horizontaux [5]. En particulier pour les applications de façade, plusieurs documents techniques et directives sont aujourd'hui disponibles pour aider les concepteurs à prévenir d'éventuels dommages et défaillances des panneaux de verre lors d'actions de conception ordinaires et même d'impacts [6]. Dans un tel contexte de conception structurelle des bâtiments, une attention majeure des recherches sur les façades et les enveloppes vitrées est accordée à l'analyse, à la rénovation et/ou à l'atténuation des effets maximaux dus à l'action du vent [7-9], aux charges sismiques [10- 14], impact dû à la foule/corps humains [15-20] (où le risque potentiel de chute des occupants du bâtiment doit être évité), voire explosions [21-24] et multirisques [25], et plutôt nul une considération est proposée pour l'analyse des impacts d'oiseaux, étant souvent associés à des forces d'impact et à des effets négligeables/limités sur les composants en verre. Bien que cela soit vrai pour la plupart des applications de verre structurel modernes et nouvellement conçues, dans lesquelles des approches de calcul spécifiques sont prises en compte par rapport aux actions ordinaires conventionnelles et aux événements accidentels des bâtiments, une attention particulière doit être accordée aux composants en verre existants et même historiques, qui n'étaient pas spécialement conçu pour offrir tout type de capacité portante, mais réalisé uniquement sous forme de composants non structurels.