Steel Special Moment Frame (SMF) est un système résistant aux forces sismiques préféré pour sa flexibilité architecturale et sa ductilité élevée. Pour respecter la limite de dérive d'étage spécifiée dans le code du bâtiment, les ingénieurs de conception préfèrent utiliser des colonnes profondes pour leur grande rigidité en flexion dans le plan autour de l'axe fort. Bien que l'articulation plastique des poutres à larges ailes ait fait l'objet de nombreuses recherches, ce n'est pas le cas pour les poteaux en acier, en particulier les poteaux à section profonde (par exemple, W24 à W36) qui sont soumis à la fois à des contraintes axiales et de flexion. Des essais antérieurs de colonnes peu profondes (W14) sous une charge axiale variable et une flexion cyclique ont montré une excellente capacité de ductilité même lorsque la charge axiale était élevée. Étant donné que les poteaux profonds ont généralement des paramètres d'élancement de section beaucoup plus grands (ou des rapports largeur sur épaisseur h/t_w et b_f/2t_f) pour les contrôles de flambement local de l'âme (WLB) et de flambement local de la semelle (FLB) ainsi qu'un paramètre d'élancement de barre plus grand, c'est-à-dire L/r_y, pour les contrôles de flambement par torsion latérale (LTB) et de flambement par flexion (FB), il n'était pas clair si la même conclusion sur le comportement des colonnes peu profondes pouvait être généralisée aux colonnes profondes. Cette étude vise à (1) générer une base de données expérimentale pour la modélisation analytique des colonnes profondes, et (2) évaluer l'adéquation des exigences de conception pour les colonnes profondes dans AISC 341 et ASCE 41.
Dans la phase 1 de cette étude, vingt-cinq colonnes profondes avec cinq sections W24 différentes ont été testées. Chaque section variait en section et en élancement des membres. Les essais de la phase 1 visaient à étudier les effets des paramètres d'élancement, des niveaux de charge axiale, des directions de flexion et des séquences de dérive latérale sur les réponses de la colonne.
L'étude de phase 2 comprenait le test de vingt-trois colonnes supplémentaires et était divisée en deux phases (2A et 2B). Des colonnes peu profondes et profondes comprenant des sections W14, W18, W24 et W30 ont été testées pour examiner plus en détail les objectifs de la phase 1 et les effets des profondeurs de section, des conditions aux limites et des charges axiales variables. Les résultats des tests ont révélé que les résultats de la phase 1 pouvaient être extrapolés à des sections plus profondes et moins profondes. En ce qui concerne l'effet des conditions aux limites, les spécimens avec des limites d'extrémité fixes-fixes présentaient des courbes de squelette similaires à celles des spécimens à rotation fixe en termes de résistance à la flexion maximale, de mode de flambement et de comportement de raccourcissement axial. Les résultats des différents tests de charge axiale ont montré que les colonnes extérieures du premier étage se comportent très différemment des colonnes intérieures dans les SMF.