Proposition de nouvelles dispositions relatives à la conception pour les charges d'impact et d'impulsion pour l'ACI 349 et l'ACI 359/l'ASME, section III, division 2

Résumé d’un document technique présenté au :
SMiRT 26
Berlin, Allemagne, du 8 au 13 août 2021

Préparé par : Nebojsa Orbovic¹, Adeola Adediran² et Ola Jovall^3
1Commission canadienne de sûreté nucléaire
²Bechtel, États-Unis
³SCANSCOT, Suède

Résumé

Le groupe de travail conjoint, formé de membres du comité de l’ACI 349 sur les structures nucléaires en béton, du comité mixte de l’ACI 359/l’ASME, section III, division 2 sur les enceintes de confinement en béton pour les réacteurs nucléaires et du comité de l’ACI 370 sur les effets des charges d’explosion et d’impact, a mis en place une activité visant à proposer de nouvelles dispositions relatives à la conception pour les charges d’impact et d’impulsion pour les enceintes liées à la sûreté nucléaire. On a élaboré un document unique, l’ACI 349R4 (ébauche), pour tenir compte des besoins en matière de conception à la fois de l’ACI 349 (2013) et de l’ACI 359/l’ASME, section III, division 2 (2019), selon une méthode et des critères d’acceptation uniformisés relatifs à la conception. Le principal changement apporté par la proposition est une transition des coefficients de ductilité vers les rotations du support aux fins des comportements globaux en flexion sous des charges d’impulsion. En outre, les critères d’acceptation définissent le rendement structural et le niveau de dommage associé aux rotations du support. Quatre niveaux de dommages sont définis : superficiel, faible, moyen et grave. Le niveau de dommage est associé à la fonction de sûreté attribuée aux structures civiles : protection des structures, systèmes et composants (SSC) liés à la sûreté ou étanchéité. Selon ce document, l’ACI 349 et l’ACI 359 adopteront les parties et les critères d’acceptation structurels applicables en fonction des exigences en matière de sûreté.

Les critères d’acceptation couvrent les accidents et événements de dimensionnement ainsi que les conditions additionnelles de dimensionnement. Les critères d’acceptation structurels sont déjà définis sur le plan des rotations du support pour les structures conventionnelles dans le document UFC 3-340-02 (2008) de l’Unified Facilities Criteria. Toutefois, on a reconnu, même dans la version actuelle des normes (p. ex., ACI 349, annexe F), qu’un seul critère d’acceptation ne suffit pas pour définir précisément le comportement non linéaire des éléments structurels. Par rapport aux structures conventionnelles, il est nécessaire d’ajouter un critère. Dans le code actuel, ce critère correspond à la capacité de rotation de la section de béton armé. Il est remplacé par des limites de déformation relatives au béton et aux armatures, étant donné que les critères d’acceptation des déformations peuvent facilement être corrélés au niveau de dommage et être mis en œuvre dans le logiciel de conception au moyen de données tirées de modèles d’éléments finis (EF). On met déjà en œuvre de tels critères d’acceptation structurels dans les exigences nationales modernes en matière de sûreté (Commission canadienne de sûreté nucléaire, REGDOC-2.5.2, 2014) et dans l’orientation internationale (Agence internationale de l’énergie atomique, Collection rapports de sûreté no 87, 2017) visant les centrales nucléaires.

En ce qui concerne les charges d’impact, on fournit les équations empiriques pour le comportement local de même que leur domaine de validité. On les fournit pour la formation d’éclats et la perforation uniquement. On établit une corrélation entre le comportement local et le comportement global en flexion afin d’assurer une conception uniforme pour les dossiers de charge comprenant à la fois des charges d’impact et d’impulsion (p. ex., un écrasement d’avion).

Conclusions

Le groupe de travail conjoint des ACI 349/359/370 a élaboré dans un document unique, l’ACI 349R4 (ébauche), une proposition visant des dispositions relatives à la conception uniformisées pour les structures en béton et les enceintes de confinement nucléaires liées à la sûreté. Les critères de conception prennent en compte à la fois les accidents de dimensionnement et les conditions additionnelles de dimensionnement, y compris les événements, et établissent un ensemble uniformisé de critères pour le comportement global aussi bien que local sur le plan des rotations du support, les critères d’acceptation des déformations pour le comportement global ainsi que les équations empiriques, de même que leur domaine de validité, pour le comportement local.

Références

ACI 349R4 (ébauche), Report on the Design for Impactive and Impulsive Loads for Nuclear Safety Related Structures.
ACI 349 (2013), Code Requirements for Nuclear Safety-Related Concrete Structures.
BPVC de l’ASME, section III, division 2 (2019), Code for Concrete Containments.
Commission canadienne de sûreté nucléaire (2014), REGDOC-2.5.2, Conception d’installations dotées de réacteurs : Centrales nucléaires.
Agence internationale de l’énergie atomique (2017), Collection rapports de sûreté no 87, Safety Aspects of Nuclear Power Plants in Human Induced External Events: Assessment of Structures.
Unified Facilities Criteria, UFC 3-340-02 (2008), Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions.

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