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Capacité sismique des silos à grains en béton armé seismic capacity of reinforced concrete grain silos
(2020) Benkhellat, Sonia; Seghir, Abdelghani; Kadri, Mohammed; Kada, Ouassila
Les ouvrages de stockage de matières granulaires, comme les silos en béton armé, sont des constructions industrielles particulières calculées selon des normes sismiques spécifiques en raison des multiples cas de chargements-déchargements auxquels ils sont soumis. Dans le présent travail, on s’intéresse à l’analyse de la capacité sismique de ces ouvrages en utilisant la méthode de poussée progressive (push over). Le chargement est appliqué sous forme d’accélération à la base uniformément croissante afin de prendre en compte les effets inertiels induits par la masse de la matière ensilée supposée répartie sur les parois du silo. Les résultats obtenus par une analyse d’un cas de silo de grandes dimensions ont permis d’évaluer sa capacité sismique et les éventuels dommages qu’il peut subir à différents niveaux d’accélérations sismiques
Modélisation du comportement dynamique et simulation de la réponse sismique non linéaire des silos à grains en béton armé.
(2019) Benkhellat, Sonia; Seghir, Abdelghani; Kadri, Mohammed
Les silos à grains sont des ouvrages industriels particuliers utilisés pour le stockage des matières granulaires. Ces ouvrages sont calculés selon des normes sismiques spécifiques dû aux multiples cas de chargements auxquels ils sont soumis. Dans le présent travail, on s’intéresse à la modélisation du comportement dynamique et à la simulation numérique de la réponse sismique non linéaire de ces structures en effectuant des analyses dynamiques non linéaire par accélérogrammes (Time history analyses). Les parois des silos sont des voiles en béton armé dont le comportement non linéaire doit tenir compte des comportements des deux matériaux acier et béton composant leurs sections. Un modèle numérique basé sur les éléments de type coques multicouches (multilayer shell elements) est adopté pour prendre en compte ce comportement mixte. La matière granulaire stockée est modélisée par des éléments solides et par des masses équivalentes. Les résultats obtenus ont permis d’analyser la capacité du silo étudié sous un chargement sismique et d’obtenir l’évolution des contraintes et des déformations dans les aciers et dans le béton en fonction du temps.
Numerical investigation of the effects of soil-structure and granular material-structure interaction on the seismic response of a flat-bottom reinforced concrete silo
(Institute of Engineering Mechanics (IEM), 2024) Benkhellat, Sonia; Kadri, Mohammed; Seghir, Abdelghani
In this work, a numerical study of the effects of soil-structure interaction (SSI) and granular material-structure interaction (GSI) on the nonlinear response and seismic capacity of flat-bottomed storage silos is conducted. A series of incremental dynamic analyses (IDA) are performed on a case of large reinforced concrete silo using 10 seismic recordings. The IDA results are given by two average IDA capacity curves, which are represented, as well as the seismic capacity of the studied structure, with and without a consideration of the SSI while accounting for the effect of GSI. These curves are used to quantify and evaluate the damage of the studied silo by utilizing two damage indices, one based on dissipated energy and the other on displacement and dissipated energy. The cumulative energy dissipation curves obtained by the average IDA capacity curves with and without SSI are presented as a function of the base shear, and these curves allow one to obtain the two critical points and the different limit states of the structure. It is observed that the SSI and GSI significantly influence the seismic response and capacity of the studied structure, particularly at higher levels of PGA. Moreover, the effect of the SSI reduces the damage index of the studied structure by 4%.
Seismic damage assessment of reinforced concrete grain silos
(World Scientific, 2021) Benkhellat, Sonia; Kada, Ouassila; Seghir, Abdelghani; Kadri, Mohammed
This paper deals with seismic performance and damage assessment of concrete grain silos. An existing large silo is taken as a case study to conduct the numerical analyses. A global damage index based on target displacement is proposed to quantify numerically different damage states of the structure. To this aim, the classical N2 method is extended to adaptive multimodal to evaluate seismic performance of the structure for increasing pic ground acceleration levels with taking into account degradation of stiffness and modification of modal characteristics. The seismic capacity of the silo is evaluated, as an averaged curve, by conducting pushover and several incremental dynamic analyses using artificial and recorded accelerograms. The seismic demand is derived from the design spectrum of the Algerian seismic code (RPA 2003). The target displacement is determined by taking into account both the participation of the dominant modes, and the degradation of the structure’s modal characteristics. The nonlinear behavior of the structure’s walls is modeled by using nonlinear multilayered shell elements. The effect of the stored granular material is included through distributed equivalent masses. It is found that when the structure modal characteristics are updated as its stiffness is degraded, the target displacement is correctly computed. Whereas, it wrongly grows indefinitely, with increasing PGA, when constant modal characteristics of the intact structure are assumed, as usually done. The proposed global damage index is compared to three existing reliable indices. It better reflects the different damage states of studied silo