PARTIE III. EN 1999 Eurocode 9 : Règles parasismiques françaises 30/11/2011. Efficacité des normes sur les dégâts

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1 PARTIE III NF EN Eurocode 8 Règles parasismiques françaises Révision : 30 novembre 011 Cours de dynamique des structures et de génie parasismique. Master de génie civil habilitation 011 Université Paul Sabatier Toulouse III Pr. Erick Ringot(erick.ringot@univ-tlse3.fr), Pr. Martin Cyr (cyr@insa-toulouse.fr) Avant-propos (historique) La Norme Européenne EN 1998, Eurocode 8 : «Calcul des structures pour leur résistance aux séismes» a été élaborée par le comité technique européen CEN/TC 0 responsable de l ensemble des Eurocodes structuraux. Cette Norme a pris le statut de norme Nationale dès juin 00 : elle est devenue applicable mais non obligatoire (en attente des décret et arrêté d application). Depuis mars 010, tous les autres textes nationaux contradictoires avec l EN 1998 ont été retirés. Son application devient obligatoire. La nouvelle carte sismique Française a été définie en mai 011. Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page Avant-propos (historique) Evolution des normes parasismiques en France Règles DTU PS DTU PS 69 + addendum Année PS octobre 01 EC 8 (NF EN 1998) + Décret n du octobre 010 portant délimitation des zones de sismicité du territoire français + Arrêté du octobre 010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite «à risque normal» 1 er mai 011 Intérêt des normes (exemple) Efficacité des normes sur les dégâts Influence de l année de construction 87 bâtiments du quartier Chuo de la ville de Kobe auscultés 100% 7% 0% % Aucun ou dégâts légers Dégâts moyens Effondrements ou dégâts importants évolution règles parasismiques.ppt 0% jusqu'à depuis 198 année de construction [Architectural Institute of Japan, 199] Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 3 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 4 Autres normes structurelles Le programme des Eurocodes structuraux comporte les normes suivantes : EN 1990 Eurocode : EN 1991 Eurocode 1 : EN 199 Eurocode : EN 1993 Eurocode 3 : EN 1994 Eurocode 4 : EN 199 Eurocode : EN 1996 Eurocode 6 : EN 1997 Eurocode 7 : EN 1998 Eurocode 8 : EN 1999 Eurocode 9 : Emploi des Eurocodes: Bases de calcul des structures Actions sur les structures Calcul des structures en béton Calcul des structures en acier Calcul des structures mixtes acier-béton Calcul des structures en bois Calcul des structures en maçonnerie Calcul géotechnique Calcul des structures pour leur résistance aux séismes Calcul des structures en aluminium Vérification de la conformité des bâtiments et ouvrages aux exigences de stabilité et de résistance mécanique (et de sécurité en cas d incendie) ; Base de spécification des contrats de travaux de construction ; Cadre de spécifications techniques pour les produits de construction. Annexes nationales Dans chaque pays de la CCE, les Eurocodesstructuraux sont transposés en normes nationales. Une norme nationale (en France «NF EN») reprend le texte de l Eurocodeet est suivie d une annexe nationale. L annexe nationale peut uniquement préciser des éléments laissés en attente dans l Eurocode pour choix national : valeurs là où des alternatives figurent dans l Eurocode; valeurs à utiliser là où seul un symbole est donné dans l Eurocode; données propres au pays (liées à sa géographie, son climat, etc ) ; procédure à utiliser là où des procédures alternatives sont prévues par l Eurocode; des décisions sur l usage des Annexes informatives ; des informations complémentaires d aide à l application des règles. Il y a environ 6 éléments à relever dans l annexe nationale de l EN L annexe nationale renvoie le plus souvent à l arrêté du octobre 010. Exemple: prise en compte des aléas sismiques d un pays à l autre dans les annexes nationales cartes de zones sismiques et accélérations de référence correspondantes au niveau du sol. Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 6 1

2 Contexte législatif et règlementaire du risque sismique Introduction Pourquoi un nouveau zonage et de nouvelles règles de construction parasismiques? Amélioration des connaissances sismologiques: amélioration de la connaissance de la sismicité historique, nouvelles données de sismicité instrumentale et historique (Base de données SisFrance) depuis 1984, amélioration des connaissances sur les failles actives... Mise en place des normes Eurocode8: Zonage sismique défini suivant une approche probabiliste, selon les recommandations européennes; Règles de conception et de dimensionnement harmonisées à l échelle européenne, prenant en compte les progrès récents dans le domaine du génie parasismique. Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 7 Contexte législatif et règlementaire du risque sismique 1. Organisation réglementaire Réduire le risque Risque Organisation réglementaire Adopter des règles de construction selon l aléa et l enjeu = Aléa Caractériser l aléa Hiérarchiser les enjeux Vulnérabilité des enjeux Diminuer la vulnérabilité Décret n Décret n Arrêté «bâtiments» octobre 010 Arrêté «ICPE» 4 janvier 011 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 8 Contexte législatif et règlementaire du risque sismique Contexte législatif et règlementaire du risque sismique Organisation réglementaire Nouveaux textes : Les décrets du octobre 010, en vigueur depuis le 1 er mai 011: Décret n relatif à la prévention du risque sismique Décret n portant délimitation des zones de sismicité du territoire français Arrêté du octobre 010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtimentsde la classe dite «à risque normal», en vigueur depuis le1 er mai 011 Arrêté du 4 janvier 011fixant les règles parasismiques applicables à certaines installations classées, qui entrera en vigueur le1 er janvier 013 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 9 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 10 Organisation de l EN 1998 (EC8) L Eurocode8 (EC 8), EN 1998, est composé de 6 parties chacune associée à son annexe nationale. Eurocode 8 Calcul des structures pour leur résistance aux séismes Partie de la norme Partie 1 /EN : règles générales, actions sismiqueset règles pour les bâtiments. Partie / EN : Ponts Partie 3 / EN : Evaluation et renforcement des bâtiments Partie 4 / EN : Silos, réservoirs et canalisations Partie / EN : Fondations, ouvrages de soutènement et aspects géotechniques Partie 6 /EN : Tours, mâts et cheminées Annexe nationale NF EN 1998/1 NA NF EN 1998/ NA NF EN 1998/3 NA NF EN 1998/4 NA NF EN 1998/ NA NF EN 1998/6 NA Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 11 Domaine d application de l EN 1998 L EN 1998 s applique au dimensionnement et à la construction de bâtiments et ouvrages de génie civil à «risque normal» en zone sismique. Son but est d assurer, en cas de séisme, que : les vies humaines sont protégées ; les dommages sont limités ; les structures importantes pour la protection civile restent opérationnelles. Les structures à «risque spécial» (art. R63-6 du Code de l Environnement) telles que les centrales nucléaires, les structures en mer, les grands barrages ne sont pas couvertes par l EN Les ouvrages à risque spécial, c'est-à-dire ceux dont les effets en cas de séisme ne peuvent être circonscrits aux voisinages immédiats desdits ouvrages, font l objet d un cadre réglementaire spécifique. Ces ouvrages regroupent les barrages, les installations classées pour la protection de l environnement et les installations nucléaires de base. L arrêté du 10 mai 1993 fixe les règles parasismiques applicables à ces installations. L EN 1998 complète les dispositions contenues dans les autres Eurocodes. Ses dispositions ne peuvent pas être mixées avec des règles ne relevant pas des Eurocodes(BAEL, NV, ) Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 1

3 Exigences de performance Art..1 En zone sismique, les structures doivent être conçues et construites de sorte que les deux exigences fondamentales suivantes soient respectées : Exigence de non-effondrement Résistance aux actions sismiques de calcul (EN 1998 art.3) sans effondrement local ou global et conservant une capacité portante résiduelle après séisme. Sont pris en compte l action sismique de référence, la probabilité de son dépassement en 0 ans (P NCR =10%), sa période de retour (T NCR =47 ans), un coefficient d importance γ l attribué à chaque catégorie d ouvrages en fonction des conséquences que peut avoir leur ruine. Exigence de limitation des dommages Résistance à des actions sismiques plus fréquentes (probabilité de dépassement P DLR =10%et période de retour T DLR =9 ans) que les actions sismiques de calcul sans qu apparaissent des dommages dont les coûts induits seraient disproportionnés par rapport à celui de la structure. Les exigences fondamentales sont satisfaites dès lors que les critères de conformité (art..) sont vérifiés. Critères de conformité Art.. Les critères de conformité aux exigences fondamentales se traduisent par la vérification d états limites : états limites ultimes : Associés à l effondrement ou à d autres formes de rupture susceptibles de danger pour les personnes : compromis entre résistance et capacité de dissipation de l énergie ; stabilité d ensemble (renversement/glissement) ; résistance des éléments de fondations ; prise en compte éventuelle des effets du second ordre ; innocuité du comportement des éléments non-structuraux. états limites de limitation de dommages : Associés à l apparition de dommages au-delà desquels certaines exigences d utilisation ne sont plus satisfaites. Degré approprié de fiabilité en respect de déformations limites ; Maintien du fonctionnement des services vitaux des installations de la protection civile. Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 13 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 14 Dispositions particulières Conception et dimensionnement Préférer les formes régulières en plan et en élévation. Le cas échéant, aménager des joints pour dégager des unités indépendantes du point de vue dynamique. Eviter la possibilité de ruptures fragiles ou de formation prématurée de mécanismes instables. Assurer le comportement dissipatif et ductile de l ensemble recours possible à la méthode dite «de dimensionnement en capacité» (voir plus loin). Attacher une attention particulière aux zones critiques de sorte que la transmission des efforts sous l effet cyclique du séisme soit maintenue tout en dissipant de l énergie. Fonder l analyse sur un modèle structural adéquat prenant en compte, le cas échéant, de la déformabilité du sol, les éléments non-structuraux, la présence de structures adjacentes. Fondations La raideur des fondations soit être étudiée pour leur permettre la transmission des actions dues à la superstructure au sol de façon la plus uniforme possible ; Un seul type de fondation pour une même structure doit être utilisée, à moins que cette dernière soit constituée d unités dynamiquement indépendantes. Plan de système qualité Gestion documentaire : dimensions, dispositions constructives, matériaux, dispositifs spéciaux. Dispositions relatives à la maîtrise de la qualité Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 1 Conditions de sol (voir aussi EN 1998-) Identification des classes de sol (Art. 3.1.) Des investigations doivent être réalisées en vue de classer le sol conformément au tableau 3.1 ci-après. Le site de construction doit être normalement exempt de risque de rupture de terrain, d instabilité des pentes, de tassement permanent (voir EN 1997 et EN 1998-). Le classement du site peut être réalisé en référence à la vitesse des ondes de cisaillement v s,30 (pour une distorsion inférieure à 10 - ) dans les 30 m de sol supérieurs si cette information est disponible. Dans le cas contraire on s appuie sur le nombre de coups par essai de pénétration normalisé N SPT ou la résistance au cisaillement du sol non drainé c u. Pour les sols stratifiés la vitesse moyenne des ondes de cisaillement se calcule par l expression : 30 vs,30 = hi v Les classes S1 et S nécessitent une étude particulière pour la définition de l action sismique. Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 16 i= 1, N i Conditions de sol (voir aussi EN 1998-) Conditions de sol (voir aussi EN 1998-) Tableau 3.1 classes de sol Classe de sol A B C Description du profil stratigraphique Rocher ou autre formation géologique de ce type comportant une couche superficielle d au plus m de matériau moins résistant Dépôts raides de sable, de gravier ou d argile surconsolidée, d au moins plusieurs dizaines de mètres d épaisseur, caractérisés par une augmentation progressive des propriétés mécaniques avec la profondeur Dépôts profonds de sable de densité moyenne, de gravier ou d argile moyennement raide, ayant des épaisseurs de quelques dizaines de mètres à plusieurs centaines de mètres V s,30 (m/s) Paramètres N SPT (coups/30cm) C u (kpa) > >0 > Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 17 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 18 3

4 Conditions de sol (voir aussi EN 1998-) Classe de sol D E S 1 S Description du profil stratigraphique Dépôts de sol sans cohésion de densité faible à moyenne (avec ou sans couches cohérentes molles) ou comprenant une majorité de sols cohérents mous à fermes Profil de sol comprenant une couche superficielle d alluvions avec des valeurs de v s de classe C ou D et une épaisseur comprise entre m environ et 0 m, reposant sur un matériau plus raide avec v s >800 m/s Dépôts composés, ou contenant, une couche d au moins 10 m d épaisseur d argiles molles/vases avec un indice de plasticité élevé (Pl > 40) et une teneur en eau importante Dépôt de sols liquéfiables d argiles sensibles ou tout autre profil de sol non compris dans les classes A à E ou S 1 V s,30 (m/s) Paramètres N SPT (coups/30cm) C u (kpa) <180 <1 <70 < Action sismique / accélération maximale de référence Zonage territorial Dans le cadre de l EN , chaque territoire national est divisé par les autorités nationales en différentes zones sismiques homogènes en fonction de l aléa local. types de sismicité sont distinguées. L aléa sismique est caractérisé par un seul paramètre qui est l accélération maximale de référence au niveau d un sol de classe A(rocher), noté a gr. Des paramètres additionnels requis pour des types spécifiques de structure sont donnés par la partie concernée de l EN Cette accélération maximale de référence a gr correspond au séisme dont la période de retour de référence T NCR =47 ans pour l exigence de non-effondrement (ou de probabilité de dépassement de référence en 0 ans P NCR =10%) Dans le cas des zones de très faible sismicité, il n est pas nécessaire de respecter les dispositions de l EN Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 19 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 0 Action sismique / accélération maximale de référence Modifications liées au nouveau zonage Délimitation des zones de sismicité: Une extension très importante des zones sismiques réglementées ( à ),«nouvelles» régions sismiques dans le Nord et le Grand Ouest Plus de 1000 communes, c-à-d60% des communes françaises, en zone sismique réglementée contre 14% dans l ancien zonage % des communes françaises sont concernées par les règles parasismiques pour les maisons individuelles Zonage basé sur un découpage communal(et non plus cantonal). Pas d accroissement de la sismicité en France mais une meilleure connaissance de l aléa Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 1 Action sismique / accélération maximale de référence Le PPR (prescrit par le préfet) précise : Le périmètre d étude La nature des risques naturels considérés Le PPR : se base sur un «microzonagesismique»: mené à l échelle communale, adapté au contexte sismique local. peut imposer : PPR sismique des règles de construction plus adaptéesque celles prévues par la réglementation nationale, des niveaux de protection différentsdes niveaux de la réglementation nationale, des descriptions techniques visant à l adaptation ou au renforcement de bâtiments existants. Les prescriptions du PPR se substituent à la réglementation nationale Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page Action sismique / accélération maximale de référence Action sismique / accélération maximale de référence (Mai 011) Accélération maximale de référence au rocher : Zone a gr (m/s²) 1 très faible 0.4 faible modérée moyenne 1.6 -forte 3.0 Tableau - Arrêté du octobre 010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite «à risque normal» art.4.ii.a (Mai 011) A noter que le Décret n du octobre 010 portant délimitation des zones de sismicité du territoire français affecte des zones internes particulières à chaque département. Exemple : «Haute-Garonne : tout le département zone de sismicité très faible, sauf : les cantons de Bagnères-de-Luchon, Saint-Béat : zone de sismicité moyenne ; les communes d Antichan-de-Frontignes, Arguenos,, Sengouagnet : zone de sismicité moyenne ; etc.» Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 3 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 4 4

5 Action sismique / catégorie et coefficient d importance Action sismique / catégorie et coefficient d importance Catégorisation des bâtiments Article de l Arrêté du octobre 010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite «à risque normal» Les bâtiments sont répartis en quatre catégories d'importance. Pour les bâtiments constitués de diverses parties relevant de catégories d'importance différentes, c'est le classement le plus contraignant qui s'applique à leur ensemble. Coefficient d'importance du bâtiment Le coefficient d'importance γ I est attribué à chacune des catégories d'importance de bâtiment. Les valeurs des coefficients d'importance γ I sont données par le tableau ci-après. Catégorie Description γ I I II III IV bâtiments d importance mineure pour la sécurité des personnes dans lesquels est exclue toute activité humaine nécessitant un séjour de longue durée et non visés par les autres catégories Bâtiments courants : bâtiments d'habitation individuelle ou collective, bureaux, bâtiments (commerces, bureaux, industries) limités à 300 personnes, de hauteur inférieure à 8m, parkings établissements scolaires, bâtiments H>8m, bâtiments +300 personnes, salles de réunion, institutions culturelles, industries bâtiments primordiaux pour la sécurité civile, la défense nationale, le maintien de l'ordre public, bâtiments de communication, de contrôle aérien, hôpitaux, bâtiments de production ou de stockage d'eau potable, de distribution publique de l'énergie, les centres météorologiques (par définition) Tableau - Arrêté du octobre 010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite «à risque normal» art..iii (ainsi que EC8 art. 4..). Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 6 Action sismique / catégorie et coefficient de réduction Coefficient de réduction Le coefficient de réduction nappliqué à l'action sismique de calcul pouvant être utilisé pour obtenir l'action sismique servant à la vérification de l'état de limitation des dommages est égal à 0,4 quelle que soit la catégorie d'importance du bâtiment. Catégorie Toute catégorie 0.4 n Action sismique / modulation des exigences L arrêté du octobre 010 définit zones sismiques et 4 catégories de bâtiments ; il module le niveau d exigence selon ces critères : Bâtiments «importants» I II III IV γ l =0.8 γ l =1.0 γ l =1. γ l =1.4 Tableau - Arrêté du octobre 010 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux bâtiments de la classe dite «à risque normal» art..iv Le coefficient de réduction nest également noté ν dans l EC8 à l article «limitation des dommages» a GR =0.4 a GR =0.7 a GR =1.1 a GR =1.6 a GR =3.0 A compter du 1 er mai 011 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 7 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 8 Caractérisation d un séisme sur un site : accélérogramme Les composantes du vecteur accélération communiquées au sol par un séisme sont enregistrées par des sismomètres (oscillateurs simples) selon trois directions. Fonctionnement de structure simples sous efforts statiques et dynamiques Fig. Un accélérogramme illustre la variation temporelle de la composante d accélération ü G. 6s (ici un pic d accélération de 4.6m/s² survient à t=6 s). Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 9 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 30

6 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 31 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 3 Exemple d un amortisseur sous un ouvrage en Martinique Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 33 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 34 Résonance.wmv Vidéo Mvt. du sol Masse m u G u t u Rigidité k Amortissement c Fig. oscillateur Réponse élastique d un oscillateur à un séisme (rappel) Le mouvement dû au séisme en un point donné de la surface du sol est caractérisé par son accélération ü G. L équation du mouvement de l oscillateur (sismomètre) est : Mvt. structural C ξ = m u& + cu& + ku = mu& G Avec : k ω = (pulsation propre) m c = mω (amortissement critique) c c On introduit : C (facteur d' amortissement) u & + ξωu& + ω u = & ω D = ω 1 ξ u G (pseudo pulsation) Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 3 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 36 6

7 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 37 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 38 Donc les structures oscillent et sous l'effet d'accélérations Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 39 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 40 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 41 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 4 7

8 Spectres pour différents sols Spectres réglementaires Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 43 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 44 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 4 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 46 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 47 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 48 8

9 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 49 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page Réponse élastique d un oscillateur - spectre de déplacement (rappel) On reporte l amplitude maximale U max obtenue pour chaque oscillateur en fonction de sa pulsation propre ou, plus usuellement, en fonction de sa période propre T : La courbe obtenue s appelle «spectre en déplacement». U max 10 - m ξ1 T=π/ω Si, en plus, on étudie des oscillateurs ayant des facteurs d amortissement ξdifférents, on obtient un réseau de spectres U max 10 - m ξ 1=1% % 3% % 10% T=π/ω Réponse élastique d un oscillateur - spectre d accélération (rappel) En pratique, les spectre de réponses sont tracés en pseudo-accélération γ=ω U plutôt qu en déplacement ; les courbes étant paramétrées par le facteur d amortissement γmax 10 - g Fig. Famille de spectres enveloppes pour un site (différents séismes) ξ1 =1% % 10% T=π/ω 1 10 γmax 10 - g Fig. Famille de spectres pour un seul séisme 10% % ξ 1=1% T=π/ω Sur le même site, il y a lieu de prendre en considération différents séismes (épicentres plus ou moins lointains) ; ce qui rend aléatoire les accélérogrammes. On prend l enveloppe des différents spectres après «normalisation» qui efface la disparité liée à l amplitude des séismes. Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 1 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page spectre de réponse élastique (en pseudo-accélération) horizontal spectre de réponse élastique (en pseudo-accélération) horizontal Pour les deux niveaux d action sismique (non-effondrement et limitation des dommages), le mouvement dû au séisme à la surface du sol est représenté par le même spectre de réponse élastique (en accélération). L action sismique horizontale est décrite par deux composantes orthogonales indépendantes et représentées par le même spectre de réponse. Pour les structures «importantes» (γ l >1.0) des effets d amplification topographique doivent être pris en compte. EC8 Art Allure du Spectre de réponse élastique des règles EN 1998 pour un facteur d amortissement de référence ξ=% période Pseudo-accélération γ D Période propre Attention! Le spectre de réponse élastique suppose que l ossature ne dissipe de l énergie ni par endommagement, ni par plasticité. Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 3 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 4 9

10 Pseudo-accélération γ D spectre de réponse élastique (en pseudo-accélération) horizontal 1 Période propre Commentaire : À période nulle, la pseudo-accélération est égale à l accélération du sol : γ D =S e =a g ; pour les faibles périodes propres, la pseudoaccélération croît linéairement jusqu au atteint pour une période T B : γ D =a g [1+1, x T/T B ] ; spectre de réponse élastique (en pseudo-accélération) horizontal Influence de la nature du sol & du type de séisme (EC8 Art3... & arrêté du octobre 010 Art. 4.II. d & e) Les règles distinguent : 1. Les zones de forte sismicité (zone ) de magnitude d onde de surface supérieure à. comme dans les pays méditerranéens ;. Les zones de faible sismicité (zones 1 à 4) de magnitude d onde de surface inférieure à. comme dans les régions Nord-Européennes. A chacune de ces situations correspond un jeu de paramètres (et donc un profil de spectre type 1 ou type respectivement) différent. Entre les périodes [T B, T C ], la pseudo-accél. est constante et maximale : γ D =a g x,; Au-delà de T C la pseudo-accél. décroît selon 1/T : γ D =a g x, x (T c /T); Au-delà de T D la pseudo-accél. décroît selon 1/T² : γ D =a g x, x (T c xt D /T²); A période infinie (raideur nulle) la pseudo-accélération devient nulle. E D C B A E D C B A Spectre de type 1 Spectre de type Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 6 spectre de réponse élastique (en pseudo-accélération) horizontal Influence de la nature du sol & du type de séisme (EC8 Art & arrêté du octobre 010 Art. 4.II. d & e) Classe de sol Spectre de type 1 Spectre de type S T B T C T D Classe de sol A A S T B T C T D spectre de réponse élastique(en pseudo-accélération) vertical (EC8 art ) La composante verticale de l action sismique est représentée par le spectre S ve (T) caractérisé par les valeurs ci-contre. η = ξ (%) S=1 Spectre de type 1 Spectre de type T B T C T D T B T C T D Valeurs des paramètres décrivant les spectres de réponse élastique vertical (types 1 & ) selon l arrêté de 010 B B C C D D E E Valeurs des paramètres décrivant les spectres de réponse élastique (types 1 & ) Tableaux 3. & 3.3 art Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 7 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 8 spectre de réponse élastique en déplacement horizontal (EC8 art ) η = ξ(%) Si T < 4.0s T ( ) ( ) ( ) SDe T = Se T ω = Se T π Classe de sol Spectre de type 1 T E T F dg = 0. 0 ag S TC TD A B C D E Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 9 Dynamique et règles parasismiques EUROCODE EC8 master GC UPS Tlse3 / E.Ringot page 60 10