L’isolation sismique est essentielle pour protéger les bâtiments contre les dommages causés par les tremblements de terre. Si les systèmes traditionnels sont efficaces, ils ont du mal à gérer les forces multidirectionnelles et à assurer un amortissement adéquat. Ces défis soulignent la nécessité de solutions innovantes qui offrent une protection renforcée contre la dynamique complexe de l’activité sismique. La résolution de ces problèmes nécessite des recherches approfondies sur les technologies avancées d’isolation sismique.
Une équipe de recherche de l’Université de Chongqing et de l’Université Sapienza de Rome a présenté un dispositif de pointe à rigidité négative pour l’isolation sismique, détaillé dans un article de 2024 publication dans le Journal international de la dynamique des systèmes mécaniquesL’étude examine la réponse non linéaire de ce dispositif multidirectionnel à rigidité négative, qui modifie la rigidité apparente des structures supportées, améliorant ainsi leur résistance aux forces sismiques.
La conception innovante du dispositif à rigidité négative améliore la protection sismique en offrant une rigidité négative multidirectionnelle et une dissipation d’énergie. Il comprend une base inférieure, un capuchon supérieur, une bielle, des parois mobiles verticales et un ressort élastique précomprimé, intégré à des câbles disposés de manière circonférentielle et à des fils inclinés en alliage à mémoire de forme (SMA). Cette configuration réduit les forces sismiques en limitant l’accélération et les forces transmises à la superstructure.
En utilisant une approche de modélisation dynamique multicorps semi-récursive en deux étapes, la recherche a optimisé la conception du dispositif à rigidité négative grâce à des études paramétriques approfondies. Les résultats montrent que les ajustements de la longueur de la tige, de l’inclinaison du fil et de la force de précompression ont un impact considérable sur les performances, fournissant des informations clés pour les futures applications d’isolation sismique. Ce dispositif à rigidité négative représente une solution prometteuse pour améliorer la résilience des bâtiments dans les zones sujettes aux tremblements de terre.
Le professeur Giuseppe Quaranta, auteur principal de l’étude, a déclaré : « Ce dispositif à rigidité négative marque une avancée significative dans la technologie de protection sismique. Sa capacité à s’adapter aux forces sismiques offre une solution robuste pour la protection des bâtiments dans les régions sujettes aux tremblements de terre, faisant progresser nos efforts vers des infrastructures résilientes. »
Ce dispositif innovant à rigidité négative présente un grand potentiel d’isolation sismique dans diverses structures, en particulier dans les zones à haut risque sismique. Sa capacité à fournir une protection multidirectionnelle et un amortissement amélioré sans alimentation externe en fait un ajout précieux aux stratégies de sécurité sismique existantes. Les recherches futures se concentreront sur la mise en œuvre pratique et l’intégration de cette technologie dans les conceptions de bâtiments actuelles afin d’améliorer encore la résilience aux tremblements de terre.
Plus d’informations :
Wei Dai et al., Réponse non linéaire d’un système d’isolation multidirectionnel à rigidité négative via une approche dynamique multicorps semi-récursive, Journal international de la dynamique des systèmes mécaniques (2024). DOI: 10.1002/msd2.12118
Fourni par l’Université de Chongqing