Optimisation D Un Plancher Composite L Aide Des Algorithmes Volutionnaires
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Optimisation d'un plancher composite à l'aide des algorithmes évolutionnaires
Cette étude traite du problème de vibration souvent associé à un système de plancher en acier de longue portée ainsi que l'optimisation des composantes de ce système.
Optimisation d'un plancher non-composite et composite d'un bâtiment en acier à l'aide d'un algorithme de la dynamique d'un peloton
"Ces dernières années, et grâce au développement de techniques informatiques interactives ou automatisées, la réalisation d'un projet de construction vise toujours un rapport sécurité-coût plus proche de l'optimum réel pour satisfaire toutes les exigences des normes en question avec un coût plutôt minimal. L'optimisation structurelle permet d'améliorer les conceptions des structures, tout en réduisant les coûts, les matériaux et le temps requis pour compléter le processus de conception. En outre, il est essentiel de comprendre l'optimisation structurelle comme le résultat de l'optimisation de l'ensemble, car il a été démontré que l'optimisation des éléments individuels omet un aspect clé du concept de structure, qui est l'influence de chaque élément individuel sur l'ensemble, où les répartitions de charge sont fortement influencées par cet aspect. La dalle du non composite est l'un des types de dalles les plus courants dans les bâtiments. Ce type de dalle est constitué d'une combinaison d'acier et de béton. Des poutres en acier sont placées sous la dalle en béton et supportent un tablier métallique. Pour une dalle composite, des goujons agissent comme des connecteurs de cisaillement sont utilisés pour assurer la bonne cohésion du système. Ces goujons sont soudés d'un côté à la semelle supérieure de la poutre et sont noyés de l'autre côté dans le béton. La rigidité d'une dalle composite est bien plus grande qu'une dalle en béton et qu'une poutre en acier lorsqu'elles sont considérées séparément. En considérant la valeur ajoutée de ce type de système, et l'application croissante de ces systèmes dans les structures, l'optimisation des planchers composites devient alors une nécessité. Le travail présenté dans cette thèse consiste à utiliser un algorithme de la dynamique d'un peloton pour faire l'optimisation d'un plancher de bâtiment, tout en prenant en considération l'effet de la protection contre-feu sur les différents éléments du plancher, cet aspect est pris en charge pour la première fois dans le traitement du problème d'optimisation des planchers. En raison des multiples configurations de plancher possibles, le choix des composantes du plancher et les options de protection contre-feu dépendant surtout de l'expérience de l'ingénieur de conception. Il est alors difficile de déterminer si le plancher conçu a une configuration optimale en termes du poids total ou du prix de celui-ci. Cette étude consiste donc à développer un outil de conception qui pourrait quais garantir une configuration optimale du plancher. Puisque les variables à optimiser sont de nature discrète et qu'il y a plusieurs contraintes associées au problème d'optimisation, les algorithmes d'optimisation traditionnels ne peuvent être appliqués. C'est pourquoi des algorithmes métaheuristiques sont couramment utilisés pour résoudre ce type de problème d'optimisation. Les premières simulations ont été effectuées sur les planchers non composites, et sur des planchers composites par la suite à l'aide d'un algorithme de la dynamique d'un peloton en variant à la fois la dimension de la baie et le choix de protection contre-feu. L'utilisateur peut faire le choix de la taille de la population dépendant du nombre de solutions possibles, qui est le produit du nombre de valeurs possibles de chaque variable. Afin d'étudier la performance de l'algorithme, une étude paramétrique fut effectuée pour différentes configurations de plancher. Les paramètres à régler sont tout simplement la taille de la population (nombre de cyclistes) et le nombre d'itérations, ce qui rend l'algorithme convivial et simple à utiliser. Des calculs de différentes configurations de conception de plancher ont été faits dans le but de déterminer l'effet de l'action composite et du degré de l'action composite sur le coût du plancher. Les résultats obtenus montrent qu'il est toujours difficile de définir lequel des cas de protection contre-feu à recommander, étant donné le grand nombre des variables à prendre en considération, soit la portée de la baie et la combinaison des poutres à adopter. À nouveau, c'est l'expérience de l'ingénieur qui s'annonce importante. En revanche, la méthode d'optimisation utilisée pour cette étude peut guider le concepteur dans son choix de configuration du plancher selon les exigences de durée de protection contre-feu exigée. De plus, cette étude permet de conclure que les planchers composites ne présentent des avantages que pour des baies de grandes dimensions. Par conséquent, il a été déduit que le palier à partir duquel le plancher composite est recommandé est de dimensions 10m x10m. En outre, si une protection contre-feu d'une durée d'une heure est souhaitée, il sera recommandé d'adopter une protection des poutres et poutrelles seulement. À l'opposé, si une protection contre-feu d'une durée de deux heures est envisagée, il sera conseillé de partir avec une protection contre-feu surtoutes les composantes du plancher."--Résumé.
Optimisation multicritère des planchers préfabriqués en bois-béton pour les bâtiments multiétages en considérant la méthode constructive
Les planchers font partie des éléments indispensables dans la construction de bâtiments. L'utilisation de matériaux plus écoresponsables comme le bois ainsi que l'incorporation de mélanges de bétons verts innovants dans la construction de planchers composites permettraient non seulement d'obtenir des structures plus performantes, mais seraient également une façon simple pour le Canada de diminuer ses émissions de gaz à effet de serre. L'union du bois et du béton à l'aide de connecteurs aide à augmenter la résistance des planchers en utilisant le béton en compression et le bois en traction. Ces planchers composites permettent d'atteindre une grande portée tout en conservant une structure élancée. Ce mémoire se concentre sur l'amélioration des connecteurs d'entailles qui sont une solution simple et économique utilisée pour créer ce type de plancher. Ces connecteurs ont démontré qu'ils possèdent une grande rigidité initiale suivie d'une phase plastique très ductile. Plusieurs formes d'entailles ont été testées avec du bois lamellé-croisé (CLT) et différents types de béton. Une méthode d'optimisation de conception tenant compte des émissions de CO2, de la hauteur totale, du coût ainsi que du poids du plancher composite a été développée. Ces essais en laboratoire ont démontré l'efficacité d'une forme de connecteur fermé éliminant l'utilisation de vis. Quant à la méthode d'optimisation, elle a permis de mettre en lumière les points forts et les points faibles des planchers composites et d'élaborer des pistes de solutions afin de les rendre plus compétitifs. Finalement, une analyse du cycle de vie préliminaire comparant les planchers composites, un plancher en béton armé et en CLT a été réalisée. Cette analyse a démontré l'avantage des planchers composites sur les constructions en béton et en bois uniquement. Cette étude a également permis de donner des pistes de solutions afin de diminuer les impacts environnementaux des différents types de planchers.