Mercredi 9 avril 2025, Mme Agnese SPEDICATO soutiendra à l’université Università degli Studi di Napoli Federico II ses travaux de thèse intitulés Hysteretic Responses of Connections in Timber Structures: Classification, Phenomenological Modeling and Identification et dirigés par MM. Jean-Luc Dion et Luciano ROSATI.
Résumé :
Les structures en bois sont de plus en plus reconnues comme des solutions durables et innovantes pour la construction moderne. Leurs avantages environnementaux, leurs excellentes propriétés mécaniques et leur polyvalence les rendent idéales pour diverses applications. Cependant, les performances dynamiques des éléments en bois, en particulier sous des charges sismiques, restent un défi majeur en raison du comportement non linéaire des connexions, qui influence fortement la réponse structurelle.
Cette recherche se concentre sur l’analyse et la simulation du comportement dynamique des panneaux en bois et de leurs connexions métalliques, telles que les hold-downs et les équerres, soumis à des excitations sismiques. Ces connexions déterminent des paramètres essentiels tels que la rigidité, la ductilité et la dissipation d’énergie, rendant leur représentation précise indispensable pour une analyse structurelle fiable. Malgré les modèles existants, la complexité des phénomènes non linéaires, tels que le pinching, la dégradation et l’asymétrie dans les boucles d’hystérésis, justifie des recherches supplémentaires pour améliorer la précision et l’applicabilité.
Les contributions originales de cette thèse incluent : (i) une calibration détaillée du modèle d’hystérésis Vaiana-Rosati (VRM) à partir de données expérimentales, permettant une simulation précise du comportement non linéaire des assemblages des structures en bois ; (ii) l’application de techniques d’optimisation, telles que les algorithmes génétiques, pour identifier systématiquement les paramètres du modèle ; (iii) une simulation complète de la réponse dynamique d’un panneau en bois lamellé-croisé (CLT) soumis à des charges verticales et horizontales, prenant en compte ses trois degrés de liberté (déplacement vertical et horizontal et rigide rotation).
Ce travail comble le fossé entre les observations expérimentales et la modélisation numérique avancée des structures en bois dans les zones sismiques. Les résultats fournissent des recommandations utiles pour améliorer les méthodes de conception et d’analyse, renforçant la sécurité et les performances des bâtiments en bois dans les régions sujettes aux tremblements de terre.
Mots clés : Bois, Assemblages, Hystérésis, Optimisation, Dynamique non linéaire
Abstract:
Timber structures are gaining widespread recognition as sustainable and innovative solutions for modern construction. Their environmental benefits, excellent mechanical properties, and versatility make them ideal for various applications. However, the dynamic performance of timber elements, particularly under seismic loads, remains a key challenge due to the nonlinear behavior of connections, which strongly influences the structural response.
This research focuses on understanding and simulating the dynamic behavior of timber panels and their metallic connections, such as hold-downs and angle brackets, under seismic excitation. These connections govern critical parameters like stiffness, ductility, and energy dissipation, making their accurate representation essential for reliable structural analysis. Despite existing models, the complexity of nonlinear phenomena, such as pinching, degradation, and asymmetry in hysteresis loops, motivates further research to improve accuracy and applicability.
The original contributions of this thesis include: (i) a detailed calibration of the Vaiana-Rosati hysteresis model (VRM) to experimental data, enabling the accurate simulation; (ii) the application of optimization techniques, such as genetic algorithms, to systematically identify model parameters; (iii) a comprehensive simulation of the dynamic response of a Cross-Laminated Timber (CLT) panel under vertical and horizontal loads, capturing its three degrees of freedom (vertical and horizontal displacement, and rigid rotation).
This work bridges the gap between experimental observations and advanced numerical modeling of timber structures in seismic areas. The findings provide actionable insights for improving design and analysis methodologies, ultimately enhancing the performance and safety of timber buildings in earthquake-prone regions.
Keywords: Timber, Connections, Hysteresis, Optimization, Nonlinear dynamics
