Development of hybrid testing to evaluate the fire resistance of structural elements
Développement des essais hybrides pour l'évaluation de la résistance au feu des éléments de structure
Résumé
Unlike common fire tests where the fire resistance of structural elements is evaluated isolatedly, hybrid fire tests asseses the fire resistance of these elements in a more realistic environment by taking into account theirs interactions with the rest of the structure. The purpose of the present work is to develop a reliable and operational methodology for hybrid fire testing in order to provide an accessible tool for engineers.First of all, we focus on the development of algorithms for the transfer of data between the hydraulic jack control system and the finite element simulation software. Il is essential to provide proofs ensuring that the boundary conditions at the interface between the tested element and the rest of the structure remain identical and that the results of the tests are reliable.Next, the performance of the algorithms considered earlier is compared by conducting « virtual » tests. These tests are then followed by « small-scale tests » performed using linear springs. The small-scal tests represents the stepping-stone which allow the newly developped experimental platform to be perfected. In the end, an experimental campaign of hybrid fire tests with steel beams exposed to fire is carried out (with different hydraulic jackr installations and different time steps) in order to asses the performance and reliability of the platform.
Contrairement aux essais courants qui évaluent la résistance au feu des éléments de structure de manière isolée, les essais hybrides permettent d’évaluer la résistance au feu de ces éléments dans un environnement plus réaliste en prenant compte les interactions entre les éléments testés et le reste de la structure. Le présent travail a pour but de développer une méthodologie fiable et opérationnelle des essais hybrides au feu et de fournir ensuite un outil qui soit accessible aux ingénieurs.Dans un premier temps, nous nous focalisons sur le développement des algorithmes permettant le transfert de données entre le système de pilotage des vérins hydrauliques et le logiciel de simulation aux éléments finis. L’enjeu essentiel d’un tel transfert consiste à assurer que les conditions aux limites à l'interface entre l’élément testé et le reste de la structure restent identiques et que les résultats issus des essais sont stables.Par la suite, des essais « virtuels » sont réalisés avec différents algorithmes considérés. Ces essais sont complétés ensuite par des essais à petite échelle sur des ressorts, ce qui représente une étape intermédiaire afin d’améliorer notre plateforme expérimentale. Enfin, une campagne expérimentale des essais hybrides sur des poutres d’acier en condition d’incendie (avec différentes combinaisons de sollicitations mécaniques et différents pas de temps) est réalisée, permettant d’évaleur la performance et la fiabilité des outils proposés.
Origine : Version validée par le jury (STAR)