Pratique du calcul sismique : guide d'application de l'Eurocode 8

Auteur(s) :

Corvez, Dominique Découvrir l'auteur

Résumé

Des experts en calcul sismique décrivent ce travail consistant à étudier et à mesurer les risques pour permettre la construction de structures adaptées sur les terrains présentant des risques sismiques. Il est fondé sur une bonne connaissance du terrain et l'utilisation de logiciels spécialisés. ©Electre 2015

Autre(s) auteur(s)
Contributeur(s)
- Davidovici, Victor (1937-....). Directeur de publication/coordinateur/coordonnateur
Éditeur(s)
- Eyrolles
- Afnor
Date
- 2014
Notes
- Bibliogr.
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XII-244 p.) : illustrations en noir et blanc ; 24 x 17 cm
Collections
- Eurocode
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-212-14135-1
Indice
- 624.6 Bâtiment
Quatrième de couverture
- Pratique du calcul sismique
  Conçu et édité sous la direction de Victor Davidovici, ce guide d'application du calcul sismique croise l'expérience des auteurs avec les exigences de l'Eurocode 8.
  ¤ Dans le premier chapitre, Actions sismiques et réponses des structures, Dominique Corvez se propose de faire le lien entre le comportement dynamique des bâtiments et l'action sismique, sous forme de spectres ou d'accélérogrammes. Les notions d'amortissement et de ductilité sont également développées.
  ¤ Dans le deuxième chapitre, Méthodes de calcul, Victor Davidovici - qui a coordonné l'ouvrage - expose l'utilisation des méthodes de calcul modale et statique équivalent, depuis la stratégie du calcul sismique jusqu'à la validation des résultats ; il s'agit du domaine linéaire. La modélisation des structures, celle des masses et le détail de l'interaction sol-structure sont également présentés.
  ¤ À partir d'une explication théorique suivie d'exemples d'application, Shahrokh Ghavamian et Véronique Le Corvec mettent en évidence, dans le troisième chapitre intitulé Approche non-linéaire : pushover, le coefficient de comportement et le calcul des marges.
  ¤ Dans le quatrième chapitre, Calcul du ferraillage à partir des éléments finis, Alain Capra réactualise la méthode très utilisée par tous les logiciels pour la détermination des sections d'armatures. Le développement théorique sera très utile à la compréhension de la méthode et à la mise à jour des logiciels correspondants.
  ¤ Dans le cinquième et dernier chapitre, Pratique des logiciels de calcul sismique, Claude Saintjean regroupe le retour d'expérience des diverses astuces de modélisations ainsi que celui de l'utilisation des logiciels les plus courants dans les bureaux d'études.
Tables des matières
- - Pratique du calcul sismique
  - Guide d'application de l'Eurocode 8
  - Victor Davidovici
  - Eyrolles
  - afnor
  - Chapitre 1. Actions sismiques et réponses des structures1
  - 1.1 Modes de vibration des structures 2
  - 1.1.1 Pourquoi étudier les modes de vibration des structures2
  - 1.1.2 Typologie des modes de vibration5
  - 1.1.3 Étude de l'oscillateur simple7
  - 1.2 Représentation de l'action sismique 11
  - 1.2.1 Généralités11
  - 1.2.2 Spectre de réponse11
  - 1.2.2.1 Détermination du spectre de réponse11
  - 1.2.1.2 Spectres réglementaires et de calcul17
  - 1.2.2.3 Déplacement de calcul du sol20
  - 1.2.3 Accélérogrammes21
  - 1.2.3.1 Accélérogrammes artificiels21
  - 1.2.3.2 Accélérogrammes naturels21
  - 1.3 Réponse dissipative des structures aux actions sismiques 21
  - 1.3.1 Accumulation et dissipation de l'énergie22
  - 1.3.2 Amortissement des structures24
  - 1.3.2.1 Caractérisation de l'amortissement d'une structure24
  - 1.3.2.2 Composition du coefficient d'amortissement d'une structure25
  - 1.3.2.3 Amortissement et coefficient de comportement26
  - 1.3.2.4 Valeurs communes de l'amortissement27
  - 1.3.2.5 Valeurs particulières de l'amortissement29
  - 1.3.2.6 Commentaires sur l'amortissement des structures30
  - 1.3.3 Classes de ductilité31
  - 1.3.3.1 Ductilité locale et globale31
  - 1.3.3.2 Trois classes de ductilité32
  - 1.3.3.3 Cas des structures en béton33
  - 1.3.3.4 Cas des structures en acier34
  - 1.4 Coefficient de comportement 34
  - 1.4.1 Notion de coefficient de comportement34
  - 1.4.1.1 Pourquoi un coefficient de comportement35
  - 1.4.1.2 Contenu du coefficient de comportement38
  - 1.4.2 Coefficients de comportement pour les bâtiments en béton39
  - 1.4.2.1 Types de structures40
  - 1.4.2.2 Évaluation du coefficient de comportement41
  - 1.4.2.3 Cas particulier de structures superposées de nature différente44
  - 1.4.2.4 Spécificité des coefficients de comportement des composants préfabriqués47
  - 1.4.3 Coefficients de comportement des constructions métalliques48
  - 1.4.3.1 Pour un comportement de structure faiblement dissipatif48
  - 1.4.3.2 Pour un comportement de structure dissipatif49
  - 1.4.3.3 Synthèse49
  - 1.4.3.1 Types de structures50
  - 1.4.3.2 Évaluation du coefficient de comportement pour les constructions métalliques53
  - 1.4.4 Coefficients de comportement des structures mixtes en acier-béton54
  - 1.4.4.1 Types de structures54
  - 1.4.4.2 Coefficients associés56
  - 1.4.5 Coefficients de comportement des bâtiments en bois57
  - 1.4.6 Coefficients de comportement des bâtiments en maçonnerie porteuse58
  - 1.4.6.1 Types de structures58
  - 1.4.6.2 Coefficients de comportement retenus59
  - 1.4.7 Coefficients de comportement pour les éléments non structuraux60
  - 1.4.8 Coefficients de comportement pour installations classées et ouvrages stratégiques60
  - Chapitre 2. Méthodes de calcul61
  - 2.1 Stratégie de calcul sismique 61
  - 2.2 Modélisations 65
  - 2.2.1 Modélisation de la structure (un bon modèle est un modèle utile)65
  - 2.2.1.1 Quelle modélisation pour quel résultat ?67
  - 2.2.1.2 Représentation des éléments structuraux secondaires et non structuraux70
  - 2.2.1.3 Recommandations pour la modélisation72
  - 2.2.1.4 Prise en compte des torsions d'axe vertical80
  - 2.2.1.5 Hauteur de calcul, enfoncement du bâtiment83
  - 2.2.2 Modélisation des masses85
  - 2.2.3 Modélisation de l'interaction sol-structure (ISS)89
  - 2.2.3.1 Nécessité de modéliser le sol89
  - 2.2.3.2 Caractéristiques dynamiques des sols93
  - 2.2.3.3 Modélisation du sol par un système de ressorts amortis100
  - 2.2.3.4 Méthode Newmark-Rosenblueth101
  - 2.2.3.5 Méthode de Deleuze103
  - 2.3 Méthode d'analyse par forces latérales 106
  - 2.3.1 Conditions de régularité106
  - 2.3.1.1 Conditions générales106
  - 2.3.1.2 Critères de régularité en plan106
  - 2.3.1.3 Critères de régularité en élévation108
  - 2.3.1.4 Cas d'un soubassement rigide110
  - 2.3.2 Analyse par forces latérales111
  - 2.3.2.1 Conditions d'application111
  - 2.3.2.2 Périodes de vibration du mode fondamental111
  - 2.3.2.3 Effort tranchant à la base et distribution des forces112
  - 2.4 Méthode d'analyse modale 114
  - 2.4.1 Méthodologie de calcul114
  - 2.4.2 Recherche des modes propres115
  - 2.4.3 Sélection des modes utiles117
  - 2.4.3.1 Les masses modales effectives118
  - 2.4.3.2 Les énergies de déformation118
  - 2.4.4 Prise en compte des modes négligés : les pseudo-modes120
  - 2.4.5 Combinaisons des réponses modales124
  - 2.4.5.1 Combinaison arithmétique125
  - 2.4.5.2 Combinaison quadratique (superposition quadratique)125
  - 2.4.5.3 Combinaison quadratique complète (CQC)126
  - 2.4.6 Analyse statique 3-D (...) brochette dynamique (...) analyse statique équivalente 3-D127
  - 2.4.6.1 Modélisation 3-D, calcul statique, calcul des modes propres129
  - 2.4.6.2 Définition et calage du modèle brochette129
  - 2.4.6.3 Analyse dynamique de la brochette129
  - 2.4.6.4 Calcul statique équivalent de la structure réelle129
  - 2.4.7 Incidence du décollement du bâtiment130
  - 2.5 Calcul des périodes propres 133
  - 2.5.1 Méthode de Rayleigh134
  - 2.5.2 Structures préfabriquées136
  - 2.5.3 Bâtiments industriels137
  - 2.5.4 Masse répartie sur une console de section constante139
  - 2.5.5 Masse concentrée au sommet d'une console de section constante et de masse non négligeable139
  - 2.5.6 Masse unique située sur une poutre de section constante et de masse négligeable140
  - 2.5.7 Poutres de section constante et de masse uniformément répartie141
  - 2.5.8 Plaques rectangulaires d'épaisseur constante et de masse uniformément répartie141
  - 2.6 Validation du comportement dynamique 142
  - Chapitre 3. Approche non-linéaire : pushover145
  - Historique 145
  - 3.2 Rappel de la méthode de pushover 146
  - 3.3 Méthode de calcul 148
  - 3.3.1 Modélisation de la structure et prise en compte des comportements non linéaires149
  - 3.3.1.1 Modèle éléments finis149
  - 3.3.1.2 Lois de comportement151
  - 3.3.1.3 Interaction sol-structure152
  - 3.3.2 Établissement de la courbe de comportement (pushover)152
  - 3.3.3 Conversions dans le diagramme accélération/déplacement A/D153
  - 3.3.4 Prise en compte de la dissipation d'énergie de la structure154
  - 3.3.5 Recherche du point de fonctionnement156
  - 3.3.6 Critères de ruine157
  - 3.3.7 Applications spécifiques157
  - 3.4 Applications 158
  - 3.4.1 Cas du diagnostic sismique d'un bâtiment tertiaire en béton armé158
  - 3.4.1.1 Géométrie et modélisation de la structure158
  - 3.4.1.2 Éléments de réponse de la structure161
  - 3.4.2 Cas de l'évaluation des marges sismiques d'un bâtiment industriel164
  - Chapitre 4. Calcul du ferraillage à partir des éléments finis169
  - 4.1 Introduction 169
  - 4.2 Éléments de membrane 170
  - 4.2.1 Définition170
  - 4.2.2 Calcul des armatures170
  - 4.2.2.1 Première démonstration171
  - 4.2.2.2 Seconde démonstration et compléments172
  - 4.2.2.3 Précautions d'emploi173
  - 4.2.3 Exemple de calcul174
  - 4.2.3.1 Armatures verticales175
  - 4.2.3.2 Armatures horizontales175
  - 4.3 Éléments de coque 175
  - 4.3.1 Définitions175
  - 4.3.2 Méthode générale177
  - 4.3.2.1 Principe de la méthode177
  - 4.3.2.2 Remarque178
  - 4.3.2.3 Vérification du béton178
  - 4.3.2.4 Traitement des combinaisons180
  - 4.3.3 Méthode simplifiée180
  - 4.3.3.1 Définition des paramètres z et e181
  - 4.3.3.2 Calcul des efforts dans les membranes182
  - 4.3.4 Armatures transversales des éléments de coque182
  - 4.3.4.1 Définitions182
  - 4.3.4.2 Données réglementaires183
  - 4.3.4.3 Procédure de calcul184
  - 4.3.4.4 Interprétation des cartes de ferraillage des coques185
  - 4.4 Prise en compte du séisme 185
  - 4.4.1 Combinaisons quadratiques186
  - 4.4.1.1 Cas d'un seul paramètre186
  - 4.4.1.2 Cas de deux paramètres186
  - 4.4.2 Utilisation pratique des combinaisons quadratiques187
  - 4.4.2.1 Méthode de calcul enveloppe187
  - 4.4.2.2 Méthode du polygone187
  - 4.4.2.3 Combinaison quadratique signée188
  - 4.4.3 Application de l'Eurocode 8188
  - 4.4.3.1 Combinaison des modes188
  - 4.4.3.2 Combinaison des directions du séisme189
  - 4.4.4 Cas des éléments de membrane189
  - 4.4.4.1 Calcul de la section Ax190
  - 4.4.4.2 Calcul de la section Ay191
  - 4.4.4.3 Calcul de la compression maximale191
  - 4.4.5 Éléments de coque - méthode approchée191
  - 4.4.6 Éléments de coque - méthode générale191
  - 4.4.6.1 Transformation des données191
  - 4.4.6.2 Sélection des couples (N, M) représentatifs192
  - 4.4.6.3 Calcul en flexion composée192
  - 4.4.6.4 Calcul des armatures192
  - 4.5 Cas particuliers de ferraillage 192
  - 4.5.1 Méthode rigoureuse192
  - 4.5.1.1 Cas général192
  - 4.5.1.2 Cas particulier du ferraillage orthogonal193
  - 4.5.1 Méthode approchée193
  - 4.6 Conclusion 194
  - Chapitre 5. Pratique des logiciels de calcul sur ordinateur195
  - 5.1 Modélisation informatique 195
  - 5.1.1 Modélisation 3-D195
  - 5.1.1.1 Précision du maillage et taille optimale des éléments195
  - 5.1.1.2 Modélisation des linteaux197
  - 5.1.1.3 Exploitation des résultats197
  - 5.1.2 Modélisation « brochette »199
  - 5.1.3 Prise en compte de l'inertie fissurée dans le modèles199
  - 5.1.4 Prise en compte de l'interaction sol-structure201
  - 5.1.5 Prise en compte du décollement des fondations202
  - 5.2 Exemples de calcul 203
  - 5.2.1 Présentation du bâtiment203
  - 5.2.1.1 Géométrie203
  - 5.2.1.2 Hypothèses sismiques204
  - 5.2.1.3 Hypothèses concernant les charges204
  - 5.2.2 Méthodologie des calculs204
  - 5.2.2.1 Étape 1 - constitution du modèle204
  - 5.2.2.2 Étape 2 - vérification du modèle205
  - 5.2.2.3 Étape 3 - calcul des modes propres205
  - 5.2.2.4 Étape 4 - application du spectre de calcul205
  - 5.3 Modélisation à l'aide du logiciel Hercule 206
  - 5.3.1 Étape 1 - constitution du modèle206
  - 5.3.2 Étape 2 - vérification du modèle207
  - 5.3.3 Étape 3 - calcul des modes propres207
  - 5.3.4 Étape 4 - application du spectre208
  - 5.3.5 Étape 5 - édition des torseurs sismiques à la base du bâtiment209
  - 5.3.6 Étape 6 - édition des torseurs à la base des voiles209
  - 5.3.7 Étape 7 - calcul du ferraillage des voiles210
  - 5.3.7.1 Géométrie du voile210
  - 5.3.7.2 Calcul de la section des chaînages210
  - 5.3.7.3 Calcul des armatures d'effort tranchant210
  - 5.3.7.4 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile211
  - 5.4 Modélisation à l'aide du logiciel Advance Design 212
  - 5.4.1 Étape 1 - constitution du modèle212
  - 5.4.2 Étape 2 - vérification du modèle213
  - 5.4.3. Étape 3 - calcul des modes propres214
  - 5.4.4 Étape 2 - application du spectre215
  - 5.4.5 Étape 5 - édition des torseurs sismiques à la base du bâtiment215
  - 5.4.6 Étape 6 - édition des torseurs à la base des voiles216
  - 5.4.7 Étape 7 - calcul du ferraillage des voiles217
  - 5.4.7.1 Calcul de la section des chaînages217
  - 5.4.7.2 Calcul des armatures d'effort tranchant217
  - 5.4.7.3 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile218
  - 5.5 Modélisation à l'aide du logiciel Robot Structural Analysis Professional (ex-Robot Millenium) 218
  - 5.1.1 Étape 1 - constitution du modèle218
  - 5.5.2 Étape 2 - vérification du modèle219
  - 5.5.3 Étape 3 - calcul des modes propres220
  - 5.5.4 Étape 4 - application du spectre221
  - 5.5.5 Étape 5 - édition des torseurs sismiques à la base du bâtiment222
  - 5.5.6 Étape 6 - édition des torseurs à la base des voiles222
  - 5.5.7 Étape 7 - calcul du ferraillage des voiles223
  - 5.5.7.1 Calcul de la section des chaînages223
  - 5.5.7.2 Calcul des armatures d'effort tranchant223
  - 5.5.7.3 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile224
  - 5.6 Modélisation à l'aide du logiciel Epicentre 225
  - 5.6.1 Étape 1 - constitution du modèle225
  - 5.6.2 Étape 2 - vérification du modèle225
  - 5.6.3 Étape 3 - calcul des modes propres226
  - 5.6.3.1 Vérification des charges statiques226
  - 5.6.3.2 Descente de charges statiques226
  - 5.6.3.3 Tableaux des modes propres et des masses participantes227
  - 5.6.4 Étape 4 - application du spectre228
  - 5.6.5 Étape 5 - édition des torseurs sismiques à la base du bâtiment228
  - 5.6.6 Étape 6 - édition des torseurs à la base des voiles229
  - 5.6.7 Étape 7 - calcul du ferraillage des voiles229
  - 5.6.7.1 Calcul de la section des chaînages229
  - 5.6.7.2 Calcul des armatures d'effort tranchant230
  - 5.6.7.3 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile230
  - 5.7 Modélisation à l'aide du logiciel Hercule - prise en compte de l'interaction sol-structure 231
  - 5.7.1 Hypothèses concernant le sol231
  - 5.7.2 Détermination des ressorts de sol231
  - 5.7.3 Calcul des modes propres232
  - 5.7.4 Étape 4 - application du spectre233
  - 5.7.5 Étape 5 - édition des torseurs sismiques233
  - 5.7.6 Étape 6 - édition des torseurs à la base des voiles234
  - 5.7.7 Étape 7 - calcul du ferraillage des voiles235
  - 5.7.7.1 Calcul de la section des chaînages235
  - 5.7.7.2 Calcul des armatures d'effort tranchant235
  - 5.7.7.3 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile235
  - 5.8 Modélisation à l'aide du logiciel Hercule - modèle brochette 236
  - 5.8.1 Calage de la brochette236
  - 5.8.1.1 Étape 1 - application d'une charge horizontale de 10 000 kN répartie sur le plancher haut236
  - 5.8.1.2 Étape 2 - détermination des caractéristiques géométriques des barres de la brochette237
  - 5.8.1.3 Étape 3 - vérifications du modèle237
  - 5.8.2 Calcul des efforts sismiques à la base du bâtiment238
  - 5.8.3 Calcul des accélérations à chaque niveau du bâtiment239
  - 5.8.4 Ajustement des accélérations239
  - 5.8.5 Injection des accélérations dans le modèle 3-D et édition des efforts240
  - 5.8.6 Calcul du ferraillage des voiles240
  - 5.8.6.1 Calcul de la section des chaînages240
  - 5.8.6.2 Calcul des armatures d'effort tranchant241
  - 5.8.6.3 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile241
  - Bibliographie243
Origine de la notice:
- Electre