Evaluation de la vulnérabilité sismique a l’échelle d’une structure en béton armée

Abstract

I n t r o d u c t i o n g é n é r a l e : Les règles parasismiques algériennes RPA 99 version 2003 permettent d’atteindre un niveau de sécurité acceptable pour les structures neuves situées en zone sismique. Par contre le bâti existant, et en particulier les structures en portiques en béton armé posent encore des problèmes importants de sécurité en cas de tremblement de terre violent parce qu'ils ont été dimensionnés selon des coefficients d'accélération de sol inférieurs aux coefficients actuels ou bien parce que les règles de l’art n'étaient pas respectées. Pour être proches de plus près le comportement réel, il faut prendre en compte de manière plus fine le comportement des structures au de là du domaine élastique linéaire, et pour cela elle est apparue ces dernières années une nouvelle méthode de plus en plus utilisée, cette méthode dite méthode de capacité spectrale ATC 40 basé sur l'analyse statique non linéaire pushover. Ce travail, a pour but en premier temps d'améliorer nos connaissances sur la vulnérabilité sismique des constructions en portiques en béton armé, en deuxième temps met en évidence l'importance de la méthode de capacité spectrale "ATC40" dans la vérification des structures vis- à -vis un tremblement de terre. Donc, nous allons étudier des structures existantes en vue de leur analyse sismique. Les logiciels d’éléments finis permettent d’évaluer la vulnérabilité des bâtiments vis-à-vis des séismes. C’est une procédure relativement longue et complexe. Pour les nouveaux bâtiments une méthode élastique convient parfaitement car un dimensionnement en capacité ou même souvent une bonne conception (régularité de l’ouvrage) suffit. De plus le coût engendré par une modélisation non linéaire n’est pas négligeable. Pour les bâtiments existants, lorsque l’on a des doutes sur la conception et que l’on a besoin de faire une étude approfondie du comportement au séisme, une modélisation s’impose pour obtenir la capacité totale du bâtiment face a un séisme et le niveau de dommage en fonction des sollicitations. Pour ce faire, il y a deux solutions possibles qui sont soit de réaliser un calcul par la méthode Pushover soit d’effectuer un calcul non linéaire dynamique (temporel). Ce dernier étant beaucoup trop lourd et posant passablement de problèmes, nous nous concentrerons sur le Pushover qui est une méthode statique de simulation des séismes. Toutefois pour bien comprendre ce type de procédés, nous allons d’abord bien expliquer par quelles étapes il faut passer dans l’analyse non linéaire des structures. Dans cette analyse nous avons utilisées le logiciel d’éléments finis SAP2000. D’autre part, pour bien comprendre toutes les subtilités de ce type d’analyse, nous avons étudiées deux exemples des structures en béton armé. Pour une bonne structuration du mémoire, nous avons commencés par une introduction générale qui représente d’une façon brève le contenu du mémoire. Puis, nous avons trois parties. Dans la première partie nous avons deux chapitres. Le premier chapitre est sur la réponse dynamique d’un système à 1 seul degré de liberté et le deuxième chapitre pour la réponse dynamique des systèmes à plusieurs degrés de liberté. La deuxième partie contient deux chapitres, le troisième chapitre qui est sur la vulnérabilité des structures et le quatrième chapitre qui inclut en détail la méthode d’analyse statique non linéaire pushover. Dans La troisième partie nous avons le cinquième chapitre des applications. Enfin, nous finissons par une conclusion générale du travail.