Presentation Genieparasismique

Génie parasismique - Conception parasismiqueEPFL-ENAC-SGC 2007 -1-

Conception parasismiquedes bâtiments

Cours de génie parasismiquesemestre d’été 2007


Conception: motivations• Rôle central de l’ingénieur

Ce ne sont pas les séismes, mais lesbâtiments qui tuent

• Dégâts sismiques typiques- étage souple- colonne courte et colonne captive- détails d’armature- martèlement- sol et fondation- qualités des matériaux et d’exécution


Conception: règle d’or• Régularité


Conception parasismique

• Auteur: Prof.Hugo Bachmann

• Document deRéférence:


Principes de base de conception (PB)• PB 1


Principes de base de conception (PB)• PB 2: Respecter les normes!

• Avant 1970 néant

• 1970 sommaire (2% ou 5%)

• 1989 conventionnelle (spectres,carte des zones d’aléa, CO)

• 2003 moderne (dimensionnementen capacité)

• 200? Eurocodes




Principes de base de conception (PB)• PB 4: Eviter les rez-de-chaussée flexibles!




Principes de base de conception (PB)• PB 5: Eviter les étages flexibles!












Principes de base de conception (PB)• PB 11: Eviter de remplir les cadres par de la

maçonnerie!






Principes de base de conception (PB)• PB 15: Séparer les parois en maçonnerie!






Principes de base de conception (PB)• PB 17: Eviter le remplissage partiel des cadres!




Principes de base de conception (PB)• PB 20: Séparer les bâtiments contigus par des

joints conformes aux règles de l’art!






• PB 23: Dimensionner en capacité pour obtenir une structure porteuse ductile!

Principes de base de conception (PB)


Principes de base de conception (PB)• PB 25: Crochets à 135° au lieu de 90°!


Principes de base de conception (PB)• PB 25: Espacement de l’armature

transversale!


Principes de base de conception (PB)• PB 27:


Principes de base de conception (PB)• PB 30:


Principes de base de conception (PB)• PB 30: Tenir compte du danger de liquéfaction

du sol!


Principes de base de conception (PB)• PB 32: Ancrer horizontalement les éléments de

façade!


Principes de base de conception (PB)• PB 32: Ancrer horiz. les éléments de façade!






Principes de base de conception (PB)• PB 33: Ancrer les parapets et les murs!


Principes de base de conception (PB)• PB 34: Bien fixer les faux-plafonds!


Principes de base de conception (PB)• PB 34: Bien fixer les faux-plafonds!

Génie parasismique - Spectres, périodes et non-linéaritéEPFL-ENAC-SGC 2007 -1-

Spectres, périodes propreset non-linéarité

Cours de génie parasismiquesemestre d’été 2007


Spectre de réponse de l’accélération• Accélérogramme enregistré (Tolmezzo 1976)


Spectre de réponse de l’accélération• Réponses d’oscillateurs simples








Spectre de réponse de l’accélération



Génie parasismique - Spectres, périodes et non-linéarité

EPFL-ENAC-SGC 2007 -9-


• Spectre denorme

période

S e

TDTCTB


Spectres de réponse élastique• Normes SIA


Spectres de réponse élastique• Comparaison

SIA 261 -enregistrés


Méthode des forces de remplacement

• Simplification en remplaçant l’action sismique par une charge latérale globale équivalente (statique).

• Réponse sismique de la structure est dominée parle premier mode propre


Charge latérale globale équivalente

Fd = Masse x Accélération x Coef. de Ductilité

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

Fd


Période fondamentale• Détermination de l’action sismique


Période fondamentale• Période plus grande – force de remplacement réduite


Accélération spectrale - Période fond.

• Lors d’un prédimensionnement, choisir une valeur prudente de la fréquence propre.

• Pour le dimensionnement, gain substantiel avec une valeur réaliste.


Période fondamentale - Formules• Empirique en fonction du nb d’étages n

• Semi-empirique tenant compte du sol et du système de stabilisation (SIA 160)

f = n10 [Hz]

f = n12 [Hz]CS f =

h√l

[Hz]13 CScadres: refends:

CS: coefficient du sol: - sol compact: CS= 0.9 à 1.1

- sol semi-compact: CS= 0.7 à 0.9

l: dimension du bâtiment en m dans la direction de l�oscillation

h: hauteur du bâtiment en m par rapport au niveau d�encastrement

n: nombre d�étages au-dessus du niveau d�encastrement


Formule de la norme SIA 261Période de vibration fondamentale T1 :

T1 = Ct . H0.75

estimée en fonction de la hauteur et de la nature du système structural Ct

• Cadres métalliques spatiaux sollicités à la flexion Ct = 0.085• Cadres en ba spatiaux sollicités à la flexion Ct = 0.075• Toutes les autres structures porteuses Ct = 0.050


B. A.: importance de la fissuration• Essais dynamiques EPFZ


B. A.: importance de la fissuration• Valeurs mesurées


Non-linéarité, réduction des sollicitations• Séisme réel


Non-linéarité, réduction des sollicitations• Séisme artificiel


Non-linéarité, réduction des sollicitations• 164 séismes enregistrés


Ductilité, réduction de la sollicitation

� Effet favorable, coefficient de comportement q� Garantie de la ductilité� Eviter les ruptures fragiles (effort tranchant)

déplacement

élastique

xe = xel / q xp = xel

Fy = Fel / q

Fel

plastique

forceRègle empirique des déplacements égaux

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