Cours spectre de calcul pour l’analyse élastique, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Spectre de calcul pour l’analyse élastique

Du spectre de réponse élastique au spectre de calcul

D’autres facteurs que ceux considérés dans l’établissement du spectre de réponse élastique Se(T) interviennent dans la réponse des structures aux tremblements de terre. Les spectres de calcul pour l’analyse élastique Sd(T) prennent en compte ces facteurs additionnels, qu’on définit aux paragraphes suivants.

Importance de la construction

La définition de l’accélération maximale « de calcul » ag résulte d’un processus statistique et correspond à l’acceptation d’un certain niveau de risque. Il en découle que l’accélération maximale de calcul ag devrait être plus grande pour les structures considérées comme plus précieuses ou plus importantes à divers points de vue. Dans l’Eurocode 8, on définit une accélération de référence agR correspondant à un niveau standard de risque accepté ; agR est compris entre 0,05 g (0,5 m/s²) dans les zones très faiblement sismiques et 0,4 g (4 m/s²) dans les zones très sismiques. L’accélération maximale de calcul ag est trouvée en multipliant agR par γI, « coefficient d’importance » de la structure considérée : ag= γI agR . γI est égal à 1 pour les bâtiments courant et vaut jusqu’à 1,4 pour les structures dont l’intégrité est vitale en cas de séisme.

Séisme proche, séisme lointain

Une accélération de pointe agR donnée à un endroit donné peut être engendrée par différents types de séisme : un fort séisme dont l’épicentre est éloigné ou un séisme plus faible dont l’épicentre est proche. Le séisme réel affectant une zone est fonction de la géologie, proche et lointaine. Mais les spectres de réponse correspondant aux deux types de séisme mentionnés sont différents, parce que des ondes propagées de loin ou de près produisent des effets différents. Dans l’Eurocode 8, cette possibilité est considérée et des formes de spectres de types l et 2 sont définies. Le type 1 correspond à des séismes lointains de magnitude suffisante (MS ≥ 5,5) pour engendrer au site de construction des accélérations significatives dont la contribution est prépondérante dans le risque sismique. Le type 2 est à considérer si des tremblements de terre de magnitude MS < 5,5 constituent le facteur prépondérant de risque. Dans certaines régions, le spectre de calcul résulte d’une combinaison des spectres des types 1 et 2.

Sols et sites

Les couches de sol présentes entre le rocher sous-jacent et la fondation d’un bâtiment modifient la forme et les amplitudes du spectre de réponse élastique ou « alea », établies au niveau du rocher. Un paramètre de sol S prend en compte cette influence, de sorte que l’accélération maximale à la fondation est égale à Sag . Les sites sont classifiés en types A, B, C, D et E selon des profils stratigraphiques et des valeurs de paramètres caractérisant les sols. Le tableau 2.2 définit les valeurs de S associées à ces types de sols et sites. On voit que l’influence sur le mouvement en base de la structure est significatif, puisque S est compris entre 1 (sur le rocher) et 1,8 (sol très meuble). De plus, les valeurs des périodes « de coin » TB et TC , assez différentes selon les sites et sols et visibles à la Figure 2.8, influencent significativement le spectre. En examinant la Figure 2.8, on constate que: – plus les couches sont meubles (origine du mot « meuble » : mobile…), plus l’amplification est élevée à période égale (penser au mouvement de l’eau dans un bassin agité, par comparaison au mouvement de la même eau, mais gelée, dans le même bassin). – l’amplification relative du site D par rapport au site A atteint pratiquement 3 pour des oscillateurs (bâtiments, château d’eau,etc) de période égale à 1 s – la période TC de « coin » du spectre se déplace vers la droite quand on passe de sol rocheux à sol meuble..

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