Studying of a large roof structure under wind loads

The aim of this project is the development of a model allowing the calculation of the wind turbulence, using Matlab software. The problems associated wind tunnel pressure measurements (e.g. frequency noise, noise) are taken into account. In order to solve the equation of motion, several methods are applied. First, modal superposition solving decoupled equations by Newmark (NK) and by Fourier transform (FT). Secondly, a stochastic analysis (SRSS and CQC) is performed, using white noise approximation (BB). As an ultimate goal of designing the structure, the calculation of extreme values is realized using a simplified method as well as the statistic method of extreme values. Results show that Newmark method, with fixed time step, produces an elongation of the period and is therefore not recommend. The modal correlation being low, the SRSS analysis is sufficient to determine the dynamic contribution. Results provided by the FT method are closer to the results obtain with CQC-BB method, thus these methods appear to be equivalent. Regarding the calculation of extreme values, the simplified method can calculate positive and negative peak factors, whereas the statistic method of extreme values, applied considering a Gaussian process, can't. In conclusion, the stochastic methods is recommanded because she had the advantage of treating appropriately the noise frequencies for the dynamic contribution.L'objectif de ce travail est de développer un module de calcul au vent turbulent via le logiciel Matlab. Les problèmes liés aux mesures de pressions en soufflerie (fréquences parasites, bruit...) sont abordés. Afin de résoudre l'équation de mouvement, plusieurs méthodes sont mises en oeuvre : premièrement, une superposition modale en résolvant les équations découplées par Newmark (NK) et par transformée de Fourier (TF). Deuxièmement, une analyse stochastique (SRSS, CQC) est implémentée en appliquant l'approximation en bruit blanc (BB). Le but ultime étant le dimensionnement de la structure, le calcul d'extrema est effectué via une méthode simplifiée et via la statistique des valeurs extrêmes. Les résultats sont : la méthode Newmark, avec le pas temps imposé, engendre une élongation de la période et est donc à proscrire; la corrélation dynamique étant faible, l'analyse SRSS pour la contribution résonante est suffisante; la méthode TF donne des résultats forts proches de la méthode CQC-BB de sorte qu'elles sont équivalentes. En ce qui concerne le calcul des valeurs extrêmes, la méthode simplifiée permet de mettre en évidence des facteurs de pointe positifs et négatifs ce qui n'est pas le cas pour la statistique des valeurs extrêmes appliquée en considérant le processus gaussien. En conclusion, la démarche stochastique est recommandée car elle apporte une réponse vis-à-vis du traitement des fréquences parasites pour la contribution résonante