Experimental Investigation of the Hysteretic Behavior of Wide-Flange Steel Columns under High Axial Load and Lateral Drift Demands

This paper discusses the findings from a large-scale experimental program that characterized the hysteretic behavior of typical steel wide-flange columns in steel moment-resisting frames (MRFs). The test specimens were tested in a cantilever configuration with a fixed point of inflection. The main testing parameters included various lateral and axial loading histories, the applied axial compressive load and the local slenderness of the cross-section. It is shown that (a) steel columns subjected to high compressive axial loads (i.e., larger than 50% of their critical axial load) should not be treated as forced-controlled elements as suggested by ASCE/SEI 41-13;(b) the axial shortening is an important deterioration mode that should be explicitly considered as part of the seismic design process of columns in steel MRFs; (c) end columns are characterized by non-symmetric hysteretic behavior due to the dynamic overturning effects during an earthquake. The test program provided unique experimental data that characterized the monotonic backbone curve of steel columns through the loss of their axial load carrying capacity under various levels of axial load ratios

Volatile profile of white wines fermented with sequential inoculation of Starmerella bacillaris and Saccharomyces cerevisiae

Mixed fermentations with Starmerella bacillaris and Saccharomyces cerevisiae affect the chemical composition of wines, by modulating various metabolites of oenological interest. The current study was carried out to elucidate the effect of sequential inoculation of the above mentioned species on the production of white wines, especially on the chemical and aromatic characteristics of Chardonnay, Muscat, Riesling and Sauvignon blanc wines. Titratable acidity and glycerol content exhibited evident differences among the wines after fermentation. For volatile compounds, mixed fermentations led to a reduction of the total esters, including ethyl acetate, which is a compound responsible for wine deterioration. However, Sauvignon blanc wines fermented by mixed cultures contained significantly higher levels of esters and thiols, both associated with positive sensory attributes. These findings suggest that sequential inoculations possess great potential in affecting and modulating the chemical and aromatic profile of white wines, especially those produced from Sauvignon blanc grapes

Étude du rôle de la végétation dans l'atténuation de la surchauffe urbaine

This work focuses on the role of vegetation in the city from a thermal point of view, aiming to understand how plants can moderate urban overheating. First, the main experimental studies and models describing the effects of vegetation on urban heat island mitigation are reviewed. We then focus on two physical phenomena that emerge from the literature - that of ground shading and evapotranspiration - by attempting to formalize their effects on the reduction of sensible heat transferred to the air and by seeking to define more precisely the notion of cooling. To do so, we rely on the surface energy balances commonly used in urban meteorology at the city or district scale to adapt them to a smaller scale, that of a tree. We propose a simple analytical model, decomposing the impact of the tree on the air temperature into three contributions: the sensible heat flux of the non-evaporating tree intrinsic to its geometry (deducible from the radiation absorbed by its geometry), the reduction of the sensible heat flux of the leaves due to their transpiration, and the reduction of the sensible heat flux of the soil due to its shading by the vegetation. The relative weight of these three terms determines whether, for given environmental conditions, the tree is warming the air, cooling it relatively (compared to an urban situation where the tree would be absent) or cooling it absolutely. Then, we seek to estimate these three contributions. For the first one, we use the interface Helios to simulate the radiative exchanges within a vegetation whose 3D geometry is explicitly represented. For the next two, we measure them using an original experimental device, which is an elastic gridshell made of composite materials used to support climbing plants. The challenges of the design and fabrication of this type of structures are then exposed. We then analyze the data collected to evaluate the effects of evaporation and shading provided by this prototype. A life cycle assessment of the vegetated structure, aiming at evaluating the potential environmental impacts caused by the realization of this example of urban furniture, concludes the manuscript.Ce travail s'intéresse au rôle joué par la végétation en ville d'un point de vue thermique, dans l'optique de comprendre de quelle manière les végétaux peuvent modérer la surchauffe urbaine. Les principales études expérimentales et les modèles utilisés pour décrire les effets de la végétation sur l'atténuation des îlots de chaleur urbains sont d'abord passés en revue. Nous nous concentrons ensuite sur deux phénomènes physiques qui ressortent de la littérature - celui de l'ombre au sol et de l'évapotranspiration - en tentant de formaliser leurs effets sur la réduction de chaleur sensible transférée à l'air et en cherchant à définir plus précisément la notion de rafraîchissement. Pour cela, nous nous appuyons sur les bilans énergétiques de surface couramment employés en météorologie urbaine à l'échelle de la ville ou du quartier pour les adapter à une échelle plus petite, qui est celle de l'arbre. Nous en proposons alors un modèle analytique simple, décomposant l'impact de l'arbre sur la température de l'air en trois contributions : le flux de chaleur sensible de l'arbre non-évaporant intrinsèque à sa géométrie (déductible du rayonnement absorbé par sa géométrie), la réduction du flux de chaleur sensible des feuilles due à leur transpiration, et la réduction du flux de chaleur sensible du sol due à son ombrage par la végétation. Le poids relatif de ces trois termes permet de déterminer si, pour des conditions environnementales données, l'arbre est en train de réchauffer l'air, de le refroidir de manière relative (par comparaison avec une situation urbaine où l'arbre serait absent) ou de le refroidir de manière absolue. Nous cherchons ensuite à estimer ces trois contributions. Pour la première, nous utilisons l'interface Helios afin de simuler les échanges radiatifs au sein d'une végétation dont la géométrie en 3D est représentée explicitement. Pour les deux suivantes, nous les mesurons au moyen d'un dispositif expérimental original, qui est un gridshell élastique en matériaux composites servant de support à des plantes grimpantes. Les enjeux de la conception et de la réalisation de ce type de structures sont exposés. Nous analysons ensuite les données recueillies afin d'apprécier les effets de l'évaporation et de l'ombrage procurées par ce prototype. Enfin, une analyse de cycle de vie de la structure végétalisée, visant à évaluer les impacts environnementaux potentiels causés par la réalisation de cet exemple de mobilier urbain, conclut le manuscrit

How vegetation mitigates urban overheating

Ce travail s'intéresse au rôle joué par la végétation en ville d'un point de vue thermique, dans l'optique de comprendre de quelle manière les végétaux peuvent modérer la surchauffe urbaine. Les principales études expérimentales et les modèles utilisés pour décrire les effets de la végétation sur l'atténuation des îlots de chaleur urbains sont d'abord passés en revue. Nous nous concentrons ensuite sur deux phénomènes physiques qui ressortent de la littérature - celui de l'ombre au sol et de l'évapotranspiration - en tentant de formaliser leurs effets sur la réduction de chaleur sensible transférée à l'air et en cherchant à définir plus précisément la notion de rafraîchissement. Pour cela, nous nous appuyons sur les bilans énergétiques de surface couramment employés en météorologie urbaine à l'échelle de la ville ou du quartier pour les adapter à une échelle plus petite, qui est celle de l'arbre. Nous en proposons alors un modèle analytique simple, décomposant l'impact de l'arbre sur la température de l'air en trois contributions : le flux de chaleur sensible de l'arbre non-évaporant intrinsèque à sa géométrie (déductible du rayonnement absorbé par sa géométrie), la réduction du flux de chaleur sensible des feuilles due à leur transpiration, et la réduction du flux de chaleur sensible du sol due à son ombrage par la végétation. Le poids relatif de ces trois termes permet de déterminer si, pour des conditions environnementales données, l'arbre est en train de réchauffer l'air, de le refroidir de manière relative (par comparaison avec une situation urbaine où l'arbre serait absent) ou de le refroidir de manière absolue. Nous cherchons ensuite à estimer ces trois contributions. Pour la première, nous utilisons l'interface Helios afin de simuler les échanges radiatifs au sein d'une végétation dont la géométrie en 3D est représentée explicitement. Pour les deux suivantes, nous les mesurons au moyen d'un dispositif expérimental original, qui est un gridshell élastique en matériaux composites servant de support à des plantes grimpantes. Les enjeux de la conception et de la réalisation de ce type de structures sont exposés. Nous analysons ensuite les données recueillies afin d'apprécier les effets de l'évaporation et de l'ombrage procurées par ce prototype. Enfin, une analyse de cycle de vie de la structure végétalisée, visant à évaluer les impacts environnementaux potentiels causés par la réalisation de cet exemple de mobilier urbain, conclut le manuscrit.This work focuses on the role of vegetation in the city from a thermal point of view, aiming to understand how plants can moderate urban overheating. First, the main experimental studies and models describing the effects of vegetation on urban heat island mitigation are reviewed. We then focus on two physical phenomena that emerge from the literature - that of ground shading and evapotranspiration - by attempting to formalize their effects on the reduction of sensible heat transferred to the air and by seeking to define more precisely the notion of cooling. To do so, we rely on the surface energy balances commonly used in urban meteorology at the city or district scale to adapt them to a smaller scale, that of a tree. We propose a simple analytical model, decomposing the impact of the tree on the air temperature into three contributions: the sensible heat flux of the non-evaporating tree intrinsic to its geometry (deducible from the radiation absorbed by its geometry), the reduction of the sensible heat flux of the leaves due to their transpiration, and the reduction of the sensible heat flux of the soil due to its shading by the vegetation. The relative weight of these three terms determines whether, for given environmental conditions, the tree is warming the air, cooling it relatively (compared to an urban situation where the tree would be absent) or cooling it absolutely. Then, we seek to estimate these three contributions. For the first one, we use the interface Helios to simulate the radiative exchanges within a vegetation whose 3D geometry is explicitly represented. For the next two, we measure them using an original experimental device, which is an elastic gridshell made of composite materials used to support climbing plants. The challenges of the design and fabrication of this type of structures are then exposed. We then analyze the data collected to evaluate the effects of evaporation and shading provided by this prototype. A life cycle assessment of the vegetated structure, aiming at evaluating the potential environmental impacts caused by the realization of this example of urban furniture, concludes the manuscript

Étude du rôle de la végétation dans l'atténuation de la surchauffe urbaine

This work focuses on the role of vegetation in the city from a thermal point of view, aiming to understand how plants can moderate urban overheating. First, the main experimental studies and models describing the effects of vegetation on urban heat island mitigation are reviewed. We then focus on two physical phenomena that emerge from the literature - that of ground shading and evapotranspiration - by attempting to formalize their effects on the reduction of sensible heat transferred to the air and by seeking to define more precisely the notion of cooling. To do so, we rely on the surface energy balances commonly used in urban meteorology at the city or district scale to adapt them to a smaller scale, that of a tree. We propose a simple analytical model, decomposing the impact of the tree on the air temperature into three contributions: the sensible heat flux of the non-evaporating tree intrinsic to its geometry (deducible from the radiation absorbed by its geometry), the reduction of the sensible heat flux of the leaves due to their transpiration, and the reduction of the sensible heat flux of the soil due to its shading by the vegetation. The relative weight of these three terms determines whether, for given environmental conditions, the tree is warming the air, cooling it relatively (compared to an urban situation where the tree would be absent) or cooling it absolutely. Then, we seek to estimate these three contributions. For the first one, we use the interface Helios to simulate the radiative exchanges within a vegetation whose 3D geometry is explicitly represented. For the next two, we measure them using an original experimental device, which is an elastic gridshell made of composite materials used to support climbing plants. The challenges of the design and fabrication of this type of structures are then exposed. We then analyze the data collected to evaluate the effects of evaporation and shading provided by this prototype. A life cycle assessment of the vegetated structure, aiming at evaluating the potential environmental impacts caused by the realization of this example of urban furniture, concludes the manuscript.Ce travail s'intéresse au rôle joué par la végétation en ville d'un point de vue thermique, dans l'optique de comprendre de quelle manière les végétaux peuvent modérer la surchauffe urbaine. Les principales études expérimentales et les modèles utilisés pour décrire les effets de la végétation sur l'atténuation des îlots de chaleur urbains sont d'abord passés en revue. Nous nous concentrons ensuite sur deux phénomènes physiques qui ressortent de la littérature - celui de l'ombre au sol et de l'évapotranspiration - en tentant de formaliser leurs effets sur la réduction de chaleur sensible transférée à l'air et en cherchant à définir plus précisément la notion de rafraîchissement. Pour cela, nous nous appuyons sur les bilans énergétiques de surface couramment employés en météorologie urbaine à l'échelle de la ville ou du quartier pour les adapter à une échelle plus petite, qui est celle de l'arbre. Nous en proposons alors un modèle analytique simple, décomposant l'impact de l'arbre sur la température de l'air en trois contributions : le flux de chaleur sensible de l'arbre non-évaporant intrinsèque à sa géométrie (déductible du rayonnement absorbé par sa géométrie), la réduction du flux de chaleur sensible des feuilles due à leur transpiration, et la réduction du flux de chaleur sensible du sol due à son ombrage par la végétation. Le poids relatif de ces trois termes permet de déterminer si, pour des conditions environnementales données, l'arbre est en train de réchauffer l'air, de le refroidir de manière relative (par comparaison avec une situation urbaine où l'arbre serait absent) ou de le refroidir de manière absolue. Nous cherchons ensuite à estimer ces trois contributions. Pour la première, nous utilisons l'interface Helios afin de simuler les échanges radiatifs au sein d'une végétation dont la géométrie en 3D est représentée explicitement. Pour les deux suivantes, nous les mesurons au moyen d'un dispositif expérimental original, qui est un gridshell élastique en matériaux composites servant de support à des plantes grimpantes. Les enjeux de la conception et de la réalisation de ce type de structures sont exposés. Nous analysons ensuite les données recueillies afin d'apprécier les effets de l'évaporation et de l'ombrage procurées par ce prototype. Enfin, une analyse de cycle de vie de la structure végétalisée, visant à évaluer les impacts environnementaux potentiels causés par la réalisation de cet exemple de mobilier urbain, conclut le manuscrit

Étude du rôle de la végétation dans l'atténuation de la surchauffe urbaine

This work focuses on the role of vegetation in the city from a thermal point of view, aiming to understand how plants can moderate urban overheating. First, the main experimental studies and models describing the effects of vegetation on urban heat island mitigation are reviewed. We then focus on two physical phenomena that emerge from the literature - that of ground shading and evapotranspiration - by attempting to formalize their effects on the reduction of sensible heat transferred to the air and by seeking to define more precisely the notion of cooling. To do so, we rely on the surface energy balances commonly used in urban meteorology at the city or district scale to adapt them to a smaller scale, that of a tree. We propose a simple analytical model, decomposing the impact of the tree on the air temperature into three contributions: the sensible heat flux of the non-evaporating tree intrinsic to its geometry (deducible from the radiation absorbed by its geometry), the reduction of the sensible heat flux of the leaves due to their transpiration, and the reduction of the sensible heat flux of the soil due to its shading by the vegetation. The relative weight of these three terms determines whether, for given environmental conditions, the tree is warming the air, cooling it relatively (compared to an urban situation where the tree would be absent) or cooling it absolutely. Then, we seek to estimate these three contributions. For the first one, we use the interface Helios to simulate the radiative exchanges within a vegetation whose 3D geometry is explicitly represented. For the next two, we measure them using an original experimental device, which is an elastic gridshell made of composite materials used to support climbing plants. The challenges of the design and fabrication of this type of structures are then exposed. We then analyze the data collected to evaluate the effects of evaporation and shading provided by this prototype. A life cycle assessment of the vegetated structure, aiming at evaluating the potential environmental impacts caused by the realization of this example of urban furniture, concludes the manuscript.Ce travail s'intéresse au rôle joué par la végétation en ville d'un point de vue thermique, dans l'optique de comprendre de quelle manière les végétaux peuvent modérer la surchauffe urbaine. Les principales études expérimentales et les modèles utilisés pour décrire les effets de la végétation sur l'atténuation des îlots de chaleur urbains sont d'abord passés en revue. Nous nous concentrons ensuite sur deux phénomènes physiques qui ressortent de la littérature - celui de l'ombre au sol et de l'évapotranspiration - en tentant de formaliser leurs effets sur la réduction de chaleur sensible transférée à l'air et en cherchant à définir plus précisément la notion de rafraîchissement. Pour cela, nous nous appuyons sur les bilans énergétiques de surface couramment employés en météorologie urbaine à l'échelle de la ville ou du quartier pour les adapter à une échelle plus petite, qui est celle de l'arbre. Nous en proposons alors un modèle analytique simple, décomposant l'impact de l'arbre sur la température de l'air en trois contributions : le flux de chaleur sensible de l'arbre non-évaporant intrinsèque à sa géométrie (déductible du rayonnement absorbé par sa géométrie), la réduction du flux de chaleur sensible des feuilles due à leur transpiration, et la réduction du flux de chaleur sensible du sol due à son ombrage par la végétation. Le poids relatif de ces trois termes permet de déterminer si, pour des conditions environnementales données, l'arbre est en train de réchauffer l'air, de le refroidir de manière relative (par comparaison avec une situation urbaine où l'arbre serait absent) ou de le refroidir de manière absolue. Nous cherchons ensuite à estimer ces trois contributions. Pour la première, nous utilisons l'interface Helios afin de simuler les échanges radiatifs au sein d'une végétation dont la géométrie en 3D est représentée explicitement. Pour les deux suivantes, nous les mesurons au moyen d'un dispositif expérimental original, qui est un gridshell élastique en matériaux composites servant de support à des plantes grimpantes. Les enjeux de la conception et de la réalisation de ce type de structures sont exposés. Nous analysons ensuite les données recueillies afin d'apprécier les effets de l'évaporation et de l'ombrage procurées par ce prototype. Enfin, une analyse de cycle de vie de la structure végétalisée, visant à évaluer les impacts environnementaux potentiels causés par la réalisation de cet exemple de mobilier urbain, conclut le manuscrit

Experimental evaluation of steel wide-flange columns in moment-resisting frames under high axial load and lateral drift demands

Steel moment-resisting frames (MRFs) in seismic regions are designed to concentrate yielding in beams to dissipate the energy released by earthquakes. However, capacity design procedures in North American code provisions (CSA 2009; AISC 2010a) do not systematically prevent plastic deformations from occurring in columns. Under ground motions with a low probability of occurrence, steel columns as part of MRFs may develop plastic hinges which can lead to undesirable frame mechanisms. Due to a limited set of test data, the current modelling guidelines (PEER/ATC 2010; ASCE 2014) provide little guidance and often employ highly conservative component models for nonlinear modelling of steel columns. Thus, ASCE 41-13 (ASCE 2014) considers that a column possesses no plastic rotation capacity when the compressive axial load demands become larger than 50% of the critical load associated with the member. Hence, the seismic behaviour of steel columns needs to be characterized experimentally, in particular for high axial load and lateral drift demands. High axial load demands on columns are common in existing steel frame buildings due to gravity and can be increased by vertical accelerations and/or dynamic overturning effects in the case of end columns. This thesis intends to advance the state of knowledge on the hysteretic behaviour of steel columns with a large-scale testing program. Twelve column specimens utilizing W14 and W16 cross-sections that are typically used in steel MRFs are subjected to diverse axial and lateral loading sequences. Monotonic, symmetric and collapse-consistent loading histories are employed to push the columns far into the inelastic range and to assess their performance until collapse (i.e., point of loss of axial load carrying capacity). The transient effect on end columns within MRFs is also studied. Test results provide unique experimental data characterizing the cyclic behaviour of steel columns through the loss of their axial load carrying capacity. The effect of the local slenderness, the cross-section depth, the applied axial load ratio, the loading history and the steel material on the column performance is discussed. Moreover, test data are compared with pre-test simulation predictions carried out with a continuum finite element and a concentrated plasticity model.The thesis provides valuable insights on column performance under a wide range of seismic inputs, the interaction of axial load and lateral drift demands, strength and stiffness deterioration phenomena occurring at the component level and a failure mode associated with column axial shortening. In particular, experimental results show that all the tested column specimens exhibit an appreciable plastic rotation capacity even when subjected to high axial load demands. These results can serve to refine seismic design code provisions, revisit guidelines for the nonlinear analysis of steel columns and calibrate numerical models, on the basis of the proposed recommendations.La conception parasismique des cadres rigides ductiles en acier (ou MRF pour « moment-resisting frames ») cherche à dissiper l'énergie sismique transférée à la structure en concentrant les déformations plastiques dans les poutres du MRF. Cependant, les règles de calcul par capacité définies dans les normes de dimensionnement des ouvrages en Amérique du Nord (CSA 2009 ; AISC 2010a) n'assurent pas nécessairement un comportement élastique des poteaux. Ainsi, sous l'action de séismes avec une faible probabilité d'occurrence, des rotules plastiques peuvent se former dans les poteaux de MRF en acier et conduire à des mécanismes de ruine du portique non souhaités. Du fait d'un nombre restreint de tests de poutres-colonnes, les règles de modélisation non-linéaire actuelles (PEER/ATC 2010 ; ASCE 2014) donnent peu d'indications et recommandent des modèles très prudents quand il s'agit d'analyser des poteaux en acier. Par exemple, ASCE 41-13 (ASCE 2014) considère qu'un poteau ne possède aucune capacité de rotation plastique lorsque le chargement axial est supérieur à la moitié de sa résistance axiale critique. Par conséquent, le comportement sismique des poteaux en acier doit être caractérisé de manière expérimentale, en particulier pour d'importantes sollicitations de flexion et de charge axiale combinées. Les poteaux de bâtiments en acier anciens sont souvent soumis à d'importantes charges gravitaires ; la composante verticale des accélérations sismiques et/ou les effets de renversement dynamique dans le cas des poteaux de rive sont à l'origine de charges axiales supplémentaires. Ce mémoire a pour but d'avancer l'état actuel des connaissances sur le comportement hystérétique des poteaux en acier grâce à un programme expérimental à grande échelle. Douze spécimens de poteaux (profilés W14 et W16 typiques de MRF en acier) sont soumis à divers protocoles de chargement axial et latéral. Des chargements monotones et cycliques (symétriques ou asymétriques avec encliquetage) sont utilisés pour obtenir la réponse des poteaux dans le domaine inélastique et pour évaluer leur performance jusqu'à la ruine (c'est-à-dire jusqu'à la perte de leur résistance axiale). L'effet du chargement transitoire sur les poteaux de rive des MRF est également analysé. Les résultats expérimentaux fournissent des données uniques sur le comportement cyclique des poteaux en acier jusqu'à l'effondrement. Les principaux paramètres étudiés sont l'élancement de la section, la hauteur de l'âme, le niveau de charge axiale, le protocole de chargement et le type d'acier. De plus, les résultats expérimentaux sont comparés à des prédictions effectuées avec un modèle éléments finis et un modèle de plasticité concentrée (rotule plastique). Ce travail ouvre des perspectives intéressantes sur la réponse des poteaux à une large gamme d'excitations sismiques, sur l'interaction des sollicitations de flexion et de charge axiale, sur les phénomènes de détérioration en résistance et en raideur ainsi que sur un mode de rupture associé avec le raccourcissement axial des poteaux. En particulier, les résultats montrent que tous les poteaux testés présentent une capacité de rotation plastique significative – même lorsqu'ils sont soumis à des charges de compression importantes. Ces données peuvent servir, sur la base des recommandations proposées, à ajuster les normes de conception parasismique, réexaminer les procédures d'analyse non-linéaire des poteaux en acier et calibrer des modèles numériques

Un apport des géodonnées pour l'analyse de cycle de vie de projets urbains : prise en compte des masques solaires dans les simulations thermiques dynamiques de bâtiments

Life cycle assessment (LCA) can be used to evaluate the environmental impacts of urban projects, but requires a huge amount of data. Geodata currently available can be used as soon as the design phase. Here, we explore the potential contribution of existing geodata to improve the accuracy of building energy modeling (BEM) carried out during the LCA of urban projects. Hence, we have built a model to assess the influence of solar masks on building energy needs and indoor thermal comfort. We use this model to assess the benefits of considering these masks. We then test the use of existing IGN geodata to take into account solar masks formed either by adjacent buildings (BD TOPO), or by buildings and vegetation (LIDAR HD). After the model is validated, we use it on two existing buildings to compare the results of simulations with and without masks. These initial tests confirm the interest of using existing geodatabases. They also encourage us to develop guidelines for BEM and LCA practitioners, and to explore the use of geodata to specify other parameters useful for BEM.L'analyse de cycle de vie (ACV) peut être utilisée pour évaluer les impacts environnementaux d'un projet urbain, mais nécessite un très grand nombre de données. Or, de nombreuses géodonnées aujourd'hui disponibles sont mobilisables dès la phase de conception. Nous explorons ici l'apport possible de référentiels géonumériques existants à l'amélioration de la précision des simulations thermiques dynamiques (STD) réalisées lors d'ACV de projets urbains. Pour cela, nous avons construit un modèle permettant d'évaluer l'influence des masques solaires sur les besoins énergétiques de bâtiments et sur le confort thermique à l'intérieur de ces derniers. Nous utilisons ce modèle pour évaluer l'intérêt de prendre en compte ces masques. Nous testons ensuite l'utilisation de référentiels IGN existants afin de produire des données sur les masques solaires formés soit par les bâtiments seuls (BD TOPO), soit par les bâtiments et la végétation (LIDAR HD). Après avoir validé notre modèle, nous l'utilisons sur deux bâtiments déjà construits, pour comparer les résultats des simulations sans masque et avec les masques issus des référentiels. Ces premiers tests confirment l'intérêt d'utiliser les référentiels existants. Ils nous invitent également à poursuivre vers la formalisation de recommandations pour les développeurs d'outils STD et ACV, et à explorer l'utilisation de géodonnées pour préciser d'autres paramètres utiles aux STD

Experimental evaluation and numerical modeling of wide-flange steel columns subjected to constant and variable axial load coupled with lateral drift demands

This paper presents results from an experimental evaluation on the pre- and post-buckling behavior of 12 steel wide-flange cantilever columns under axial load and lateral drift demands. The influence of several loading and geometric parameters, including the cross-sectional local web and flange slenderness ratios, applied axial load, and lateral and axial loading history on the performance of these columns is thoroughly examined. The test data indicate that cross-sectional local buckling is highly asymmetric in steel columns under variable axial load. A relatively high compressive axial load can significantly compromise the steel column seismic stability and ductility, but this also depends on the imposed lateral loading history. The AISC axial load–bending moment interaction equation provides accurate estimates of a steel column’s yield resistance. However, the same equation underestimates by at least 30% the column’s peak resistance, regardless of the loading scenario. Measurements of column flange deformation, axial shortening, flexural resistance, and lateral drift are combined in a single graphical format aiding the process of assessing steel column repairability after earthquakes. The test data suggest that current practice-oriented nonlinear component modeling guidelines may not provide sufficient accuracy in establishing both the monotonic and first-cycle envelope curves of steel columns. It is also shown that high-fidelity continuum finite-element models should consider geometric imperfections of proper magnitude, in addition to the steel material inelasticity, to properly simulate the inelastic buckling of wide-flange steel columns and generalize the findings of physical tests. Issues arising due to similitude are also discussed to properly limit steel column instability modes in future studies

Closure to "Experimental Evaluation and Numerical Modeling of Wide-Flange Steel Columns Subjected to Constant and Variable Axial Load Coupled with Lateral Drift Demands" by Julien Cravero, Ahmed Elkady, and Dimitrios G. Lignos

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