Evaluation de la performance et analyse du ... - IUT Bordeaux 1...
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<strong>Evaluation</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>performance</strong> <strong>et</strong> <strong>analyse</strong> <strong>du</strong><br />
comportement non linéaire <strong>de</strong>s murs voiles<br />
en B.A soumis à une action sismique<br />
M. HEMSAS 1,2,3 , S.M. ELACHACHI 1<br />
1 CDGA, Université Bor<strong>de</strong>aux 1, Av <strong>de</strong>s Facultés, 33405 Talence, France.<br />
2 Université <strong>de</strong>s Sciences <strong>et</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> Technologie d’Oran, BP 1505, El M’naouar,<br />
31000, Oran, Algérie.<br />
3 Université <strong>de</strong> Mascara, BP 763, Route <strong>de</strong> Mamounia, 29000, Mascara, Algérie.<br />
m.hemsas@cdga.u-bor<strong>de</strong>aux<strong>1.</strong>fr, sm.e<strong>la</strong>chachi@cdga.u-bor<strong>de</strong>aux<strong>1.</strong>fr<br />
RÉSUMÉ. Le besoin d’améliorer <strong>la</strong> méthodologie <strong>de</strong> calcul <strong>de</strong>s structures soumises à une<br />
action sismique a été <strong>la</strong>rgement constaté dans les différents co<strong>de</strong>s règlementaires.<br />
L’insuffisance <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s simplifiées (<strong>analyse</strong> linéaire équivalente corrigée pour prendre<br />
en compte les aspects d'un comportement non-linéaire) <strong>et</strong> <strong>la</strong> complexité <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s<br />
d'intégration temporelles ont poussé à l’émergence d’une troisième voie, celle <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s<br />
d’<strong>analyse</strong>s statiques non-linéaires. Ces approches non itératives combinent une <strong>analyse</strong><br />
statique non-linéaire <strong>et</strong> une <strong>analyse</strong> par spectre <strong>de</strong> réponse. Le travail présenté consiste à<br />
appliquer ces nouvelles approches aux murs voiles en B.A. Un macro-élément a été é<strong>la</strong>boré<br />
afin <strong>de</strong> décrire le comportement <strong>du</strong> mur voile <strong>et</strong> d'obtenir ainsi sa capacité résistante (vis-àvis<br />
<strong>de</strong>s forces <strong>la</strong>térales) <strong>et</strong> d’évaluer ses dép<strong>la</strong>cements re<strong>la</strong>tifs (inter-étages). Une étu<strong>de</strong><br />
comparative entre les dép<strong>la</strong>cements obtenus à partir <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux modèles (N2 <strong>et</strong> AMP) <strong>et</strong> <strong>la</strong><br />
métho<strong>de</strong> d’<strong>analyse</strong> temporelle non-linéaire simplifiée a été con<strong>du</strong>ite.<br />
MOTS-CLÉS: Séisme, Macro-élément, Analyse statique non-linéaire, « Pushover »,<br />
dép<strong>la</strong>cement inter-étage, Combinaison modale, Spectre iné<strong>la</strong>stique, Ductilité.<br />
SUMMARY. The need to improve the analysis of structures subjected to seismic action was<br />
<strong>la</strong>rgely noted in the various regu<strong>la</strong>tory co<strong>de</strong>s. The insufficiency of the simplified m<strong>et</strong>hods<br />
(corrected linear equivalent analysis to take into account non-linear behaviour aspects) and<br />
complexity of the temporal m<strong>et</strong>hods led to the emergence of a third way, those of the m<strong>et</strong>hods<br />
of non-linear static <strong>analyse</strong>s. These no iterative approaches combine a non-linear static<br />
analysis and a response spectrum analysis. Presented work consists in applying these new<br />
approaches to reinforced concr<strong>et</strong>e shear walls. A macroelement was e<strong>la</strong>borated in or<strong>de</strong>r to<br />
<strong>de</strong>scribe the shear wall behaviour and thus to obtain its resistant capacity (with respect to<br />
the <strong>la</strong>teral forces) and to evaluate its re<strong>la</strong>tive disp<strong>la</strong>cements (drift story). A comparative study<br />
b<strong>et</strong>ween the disp<strong>la</strong>cements obtained starting from two mo<strong>de</strong>ls (N2 and MPA) and the m<strong>et</strong>hod<br />
of simplified non-linear temporal analysis was led.<br />
KEY WORDS: earthquake, macro-element, non-linear static analysis, “Pushover”, drift story<br />
disp<strong>la</strong>cement, modal Combination, ine<strong>la</strong>stic Spectra, Ductility.<br />
25 e rencontres <strong>de</strong> l’AUGC, 23-25 mai 2007, Bor<strong>de</strong>aux
2 25 e rencontres <strong>de</strong> l’AUGC, 23-25 mai 2007, Bor<strong>de</strong>aux<br />
<strong>1.</strong> Intro<strong>du</strong>ction<br />
Le principe <strong>de</strong> base <strong>du</strong> calcul parasismique consiste essentiellement à assurer un<br />
<strong>de</strong>gré <strong>de</strong> sécurité acceptable perm<strong>et</strong>tant <strong>de</strong> ré<strong>du</strong>ire les risques re<strong>la</strong>tifs aux<br />
défail<strong>la</strong>nces, aux catastrophes <strong>et</strong> aux pertes <strong>de</strong> vie. Dans les co<strong>de</strong>s <strong>et</strong> règlements<br />
parasismiques, l’étu<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> réponse <strong>de</strong>s structures sous l’action sismique est<br />
con<strong>du</strong>ite en faisant appel à <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s simplifiées selon <strong>la</strong> nature <strong>de</strong> l’ouvrage <strong>et</strong><br />
sa <strong>de</strong>stination. Les techniques d’<strong>analyse</strong> <strong>de</strong> ces structures consistent essentiellement<br />
à comparer un paramètre "d'exigence" à un paramètre <strong>de</strong> "capacité". L’effort<br />
tranchant à <strong>la</strong> base d'une structure est un paramètre utilisé traditionnellement pour <strong>la</strong><br />
conception parasismique <strong>de</strong>s structures. L’ingénieur calcule <strong>la</strong> sollicitation (l'effort)<br />
provoquée par un séisme donné à <strong>la</strong> base <strong>de</strong> l’édifice, <strong>et</strong> <strong>la</strong> compare à <strong>la</strong> résistance<br />
<strong>du</strong> bâtiment. Des séismes survenus récemment (Izmit, 1999 ; Boumer<strong>de</strong>s, 2003 ;<br />
Bam, 2003) ont révélé l’insuffisance <strong>de</strong> ces métho<strong>de</strong>s simplifiées (métho<strong>de</strong> statique<br />
équivalente ou métho<strong>de</strong> modale spectrale), qui déterminent d'abord l'effort sismique<br />
susceptible d'être appliqué, puis procè<strong>de</strong>nt à une vérification <strong>de</strong>s dép<strong>la</strong>cements <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
structure.<br />
Une structure soumise à un violent séisme est sollicitée au-<strong>de</strong>là <strong>du</strong> domaine<br />
é<strong>la</strong>stique <strong>et</strong> se comporte <strong>de</strong> manière fortement non-linéaire. Du fait <strong>du</strong> caractère<br />
é<strong>la</strong>sto-p<strong>la</strong>stique <strong>du</strong> béton armé, <strong>la</strong> dégradation apparaît soit progressivement soit<br />
brutalement, en diverses parties <strong>de</strong> <strong>la</strong> structure, provoquant ainsi <strong>la</strong> p<strong>la</strong>stification (ou<br />
l'endommagement), d'où s'ensuit une redistribution <strong>de</strong>s efforts. La rigidité globale est<br />
modifiée pendant <strong>la</strong> réponse dynamique <strong>et</strong> <strong>la</strong> capacité résistante dépend <strong>du</strong><br />
comportement <strong>de</strong> chaque composant <strong>de</strong> <strong>la</strong> structure. La dégradation est plus sensible<br />
au "dép<strong>la</strong>cement" qu’à "l'effort", car <strong>la</strong> ruine est plus liée à une atteinte <strong>de</strong> <strong>la</strong> limite<br />
en déformation qu'au dépassement d'une limite en effort. Par conséquent, l’utilisation<br />
<strong>de</strong> l’<strong>analyse</strong> linéaire <strong>de</strong>vient insuffisante (voire non économique). Cependant, le<br />
recours à une <strong>analyse</strong> temporelle non-linéaire (complexe à l'échelle d'un bureau<br />
d'ingénierie), même si elle semble être <strong>la</strong> démarche <strong>la</strong> plus appropriée pour obtenir<br />
une réponse suffisamment fine, souffre d'une faiblesse majeure, à savoir <strong>la</strong> non<br />
disponibilité d'un ensemble d’accélérogrammes représentatifs pour le site donné.<br />
Afin dé répondre à ces limites, plusieurs approches ont été développées selon<br />
Chopra&Goel, 2002, telles que <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> <strong>de</strong>s coefficients <strong>de</strong> dép<strong>la</strong>cement (FEMA-<br />
273, 1997), ou <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> <strong>du</strong> spectre <strong>de</strong> capacité (ATC-40, 1996; Priestley, 2000).<br />
En s’inspirant <strong>de</strong> ces différentes métho<strong>de</strong>s, une nouvelle métho<strong>de</strong> basée sur les<br />
concepts <strong>de</strong> capacité <strong>et</strong> <strong>de</strong> <strong>performance</strong> a émergé (Fajfar, 1999). Elle consiste à<br />
utiliser une procé<strong>du</strong>re <strong>de</strong> dimensionnement directe par <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> <strong>de</strong>s dép<strong>la</strong>cements<br />
en définissant dès le départ le dép<strong>la</strong>cement cible (limite) <strong>de</strong> <strong>la</strong> structure au lieu <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
dimensionner sur <strong>la</strong> base <strong>de</strong> <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> <strong>de</strong>s forces (habituellement adoptée par les<br />
règlements parasismiques). C<strong>et</strong>te procé<strong>du</strong>re combine l’<strong>analyse</strong> statique non-linéaire<br />
("Pushover") d’un système à plusieurs <strong>de</strong>grés <strong>de</strong> liberté, <strong>et</strong> l’<strong>analyse</strong> par spectre <strong>de</strong><br />
réponse d’un système à un seul <strong>de</strong>gré <strong>de</strong> liberté dans un nouveau format<br />
« d'accélérations-dép<strong>la</strong>cements » (Fajfar, 1999 ; Chopra&Goel, 2002). C'est une<br />
métho<strong>de</strong> d’<strong>analyse</strong> pseudo-statique non-linéaire
<strong>Evaluation</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>performance</strong> <strong>et</strong> <strong>analyse</strong> <strong>du</strong> comportement non linéaire <strong>de</strong>s murs voiles en<br />
B.A soumis à une action sismique. 3<br />
simplifiée <strong>et</strong> non temporelle. Dans c<strong>et</strong>te contribution, c<strong>et</strong>te métho<strong>de</strong> a été<br />
particu<strong>la</strong>risée à l'<strong>analyse</strong> <strong>de</strong>s structures porteuses constituées <strong>de</strong> murs voiles. Un<br />
macro-élément a été défini afin <strong>de</strong> décrire leur comportement <strong>et</strong> d'obtenir ainsi leur<br />
capacité résistante (aux forces <strong>la</strong>térales), <strong>et</strong> d'évaluer les dép<strong>la</strong>cements re<strong>la</strong>tifs interétages.<br />
Le critère limite est que le dép<strong>la</strong>cement maximum <strong>de</strong> <strong>la</strong> structure (l'exigence)<br />
doit être inférieur à un dép<strong>la</strong>cement <strong>de</strong> référence (<strong>la</strong> capacité). La sollicitation est<br />
déterminée à travers <strong>la</strong> représentation <strong>du</strong> spectre <strong>de</strong> réponse, dérivé <strong>du</strong> format<br />
traditionnel « pério<strong>de</strong>–accélération » vers un format « dép<strong>la</strong>cement–accélération » . La<br />
métho<strong>de</strong> proposée consiste à effectuer une <strong>analyse</strong> "pushover" pour détecter les<br />
mo<strong>de</strong>s <strong>de</strong> rupture <strong>du</strong>ctiles <strong>et</strong> non <strong>du</strong>ctiles d'un mur voile, puis à calculer les<br />
dép<strong>la</strong>cements maximaux en tenant compte (lorsque ce<strong>la</strong> est possible) <strong>de</strong> l’eff<strong>et</strong> <strong>de</strong>s<br />
mo<strong>de</strong>s les plus élevés.<br />
2. Modélisation <strong>du</strong> mur voile :<br />
Les murs voiles sont couramment utilisés dans les édifices é<strong>la</strong>ncés en béton armé,<br />
compte tenu <strong>de</strong> leur comportement, considéré comme satisfaisant vis-à-vis <strong>de</strong><br />
l’action sismique. Leur gran<strong>de</strong> rigidité en p<strong>la</strong>n contribue à contrôler les<br />
dép<strong>la</strong>cements globaux <strong>et</strong> à minimiser les dép<strong>la</strong>cements inter-étages excessifs. La<br />
figure 1 montre <strong>la</strong> discrétisation <strong>du</strong> mur voile en une série <strong>de</strong> N macro-éléments.<br />
Chaque macro-élément est composé <strong>de</strong> n sous-éléments uniaxiaux assemblés en<br />
parallèle <strong>et</strong> d’un ressort horizontal non linéaire tra<strong>du</strong>isant le cisaillement.<br />
N<br />
.<br />
.<br />
.<br />
2<br />
1<br />
h<br />
K1 K2<br />
K H<br />
. . .Kn<br />
Poutre rigi<strong>de</strong><br />
(1-c).h<br />
c.h<br />
Poutre rigi<strong>de</strong><br />
(a) Mur en BA <strong>et</strong> son modèle<br />
(1-c).h<br />
c.h<br />
χ<br />
(b) Macro-élément<br />
∆ = θ ( 1−<br />
c)h<br />
θ<br />
θ = χh<br />
Moment Courbure<br />
(c) Rotations <strong>et</strong> dép<strong>la</strong>cements <strong>du</strong> modèle<br />
Figure <strong>1.</strong> Modélisation <strong>du</strong> mur voile
4 25 e rencontres <strong>de</strong> l’AUGC, 23-25 mai 2007, Bor<strong>de</strong>aux<br />
3. Analyse pushover <strong>et</strong> détermination <strong>de</strong> <strong>la</strong> courbe <strong>de</strong> capacité:<br />
L’<strong>analyse</strong> "pushover" est une procé<strong>du</strong>re statique non-linéaire. La figure (2.a)<br />
montre graphiquement <strong>la</strong> procé<strong>du</strong>re (Chopra&Goel, 2002). Le dép<strong>la</strong>cement <strong>du</strong><br />
somm<strong>et</strong> est représenté en fonction <strong>de</strong> <strong>la</strong> force sismique (effort tranchant à <strong>la</strong> base).<br />
Plusieurs niveaux d’endommagement peuvent être distingués à travers c<strong>et</strong>te<br />
représentation graphique.<br />
u t<br />
V b<br />
S a= V b/M * 1<br />
V b<br />
Sollicitation<br />
u t<br />
Dép<strong>la</strong>cement au somm<strong>et</strong><br />
Sollicitation<br />
S<br />
d<br />
ut<br />
=<br />
Γ φ<br />
Dép<strong>la</strong>cement spectral<br />
1 t,1<br />
(a) Courbe Pushover d’un système à PDDL<br />
(b) Courbe <strong>de</strong> capacité<br />
Figure 2. Signification physique <strong>de</strong> <strong>la</strong> courbe Pushover<br />
L’obtention <strong>de</strong> <strong>la</strong> courbe <strong>de</strong> capacité est composée <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux transformations :<br />
• La force sismique (l’effort tranchant à <strong>la</strong> base V b ) est transformée en<br />
accélération spectrale S a , <strong>et</strong> le dép<strong>la</strong>cement réel au niveau <strong>du</strong> toit u t est transformé en<br />
dép<strong>la</strong>cement spectral S d (équation (1)):<br />
S<br />
V<br />
= b<br />
t<br />
a *<br />
d<br />
M 1<br />
Γφ<br />
1 t, 1<br />
S<br />
u<br />
= (1)<br />
M * 1 est <strong>la</strong> masse effective <strong>de</strong> <strong>la</strong> construction, liée à l’amplitu<strong>de</strong> <strong>du</strong> premier mo<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> vibration <strong>et</strong> aux masses m j <strong>de</strong>s différents niveaux (équation 2), φ t,1 est l’amplitu<strong>de</strong><br />
<strong>du</strong> premier mo<strong>de</strong> <strong>de</strong> vibration au somm<strong>et</strong> <strong>et</strong> Г 1 est le facteur <strong>de</strong> participation modale<br />
correspondant au premier mo<strong>de</strong> <strong>de</strong> vibration (équation 2).<br />
M<br />
⎛<br />
⎜<br />
N<br />
∑<br />
m φ<br />
2<br />
⎞<br />
⎟<br />
∑<br />
j j,1<br />
∗ ⎝ j=<br />
1 ⎠<br />
j=<br />
1<br />
1<br />
= Γ =<br />
N<br />
1 N<br />
2<br />
∑m<br />
jφ<br />
j,1<br />
∑<br />
j=<br />
1<br />
j=<br />
1<br />
N<br />
m φ<br />
j j,1<br />
m φ<br />
2<br />
j j,1<br />
(2)<br />
Nous obtenons, par ces transformations, une courbe <strong>de</strong> capacité dont les<br />
composantes sont le spectre <strong>du</strong> dép<strong>la</strong>cement (S d ) en abscisse <strong>et</strong> le spectre<br />
d’accélération (S a ) en ordonnée (figure 3.a). Le point <strong>de</strong> croisement entre l'exigence<br />
(conversion <strong>du</strong> spectre <strong>de</strong> réponse conventionnel <strong>du</strong> format S a -T au format S a -S d ,) <strong>et</strong>
<strong>Evaluation</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>performance</strong> <strong>et</strong> <strong>analyse</strong> <strong>du</strong> comportement non linéaire <strong>de</strong>s murs voiles en<br />
B.A soumis à une action sismique. 5<br />
<strong>la</strong> résistance (représentée donc par <strong>la</strong> courbe <strong>de</strong> capacité) fournit le point <strong>de</strong><br />
fonctionnement <strong>et</strong> décrit donc l’état d’endommagement <strong>de</strong> l’édifice (figure 3.b).<br />
S a<br />
S a<br />
T c<br />
S a<br />
Courbe <strong>de</strong> capacité<br />
Point <strong>de</strong> fonctionnement<br />
T<br />
T<br />
S d<br />
S d<br />
a) Spectre é<strong>la</strong>stique S a -T au format S a -S d b) Détermination <strong>du</strong> dép<strong>la</strong>cement<br />
Figure 3. Détermination <strong>du</strong> point <strong>de</strong> fonctionnement<br />
Deux métho<strong>de</strong>s ont été considérées : <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> N2 <strong>de</strong> Fajfar (Fajfar, 1999) <strong>et</strong> <strong>la</strong><br />
métho<strong>de</strong> d’Analyse Modale Pushover (AMP) <strong>de</strong> Chopra&Goel (Chopra&Goel,<br />
2002).<br />
4. Application:<br />
L'on étudie une structure (m²), réalisée par Wal<strong>la</strong>ce (Wal<strong>la</strong>ce, 1994), <strong>de</strong> 5 étages<br />
contreventée par un seul mur voile en béton armé <strong>de</strong> section (6,25x 0,61m²) <strong>et</strong> <strong>de</strong><br />
hauteur 18.3m. La hauteur h <strong>de</strong> chaque niveau est <strong>de</strong> 3.66m. La masse m j <strong>de</strong> chaque<br />
niveau est estimée à 530 t. La discrétisation <strong>du</strong> voile en macro-éléments <strong>et</strong> le<br />
ferrail<strong>la</strong>ge assigné à <strong>la</strong> section droite <strong>du</strong> mur sont montrés à <strong>la</strong> figure 4. Les lois <strong>de</strong><br />
comportement <strong>du</strong> béton <strong>et</strong> <strong>de</strong> l’acier sont présentées à <strong>la</strong> figure 5.<br />
5 6<br />
2<br />
3<br />
4<br />
1<br />
x<br />
3.66<br />
3.66<br />
3.66<br />
3.66<br />
3.66<br />
Figure 4. Discrétisation <strong>du</strong> voile <strong>et</strong> ferrail<strong>la</strong>ge <strong>de</strong> <strong>la</strong> section droite<br />
4.<strong>1.</strong> Point <strong>de</strong> fonctionnement:<br />
6.3m<br />
18. 3 m<br />
61 cm<br />
7.62 76.20 15.24 30.48<br />
14φ40<br />
En utilisant <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> N2, l'on détermine le point <strong>de</strong> fonctionnement. La courbe<br />
Pushover est liée au premier mo<strong>de</strong>. La pério<strong>de</strong> fondamentale T 1 vaut 0.38s. La<br />
distribution <strong>de</strong>s forces <strong>la</strong>térales dépend <strong>de</strong> <strong>la</strong> forme <strong>du</strong> mo<strong>de</strong> φ j,1 (P j = M j.φ j,1). Elle<br />
est idéalisée par une courbe bilinéaire en utilisant une équivalence basée sur l’égalité<br />
<strong>de</strong>s aires (figure 6.a). Elle est ensuite transformée en une courbe <strong>de</strong> capacité d'un<br />
φ14<br />
Ferrail<strong>la</strong>ge <strong>de</strong> <strong>la</strong> section droite
6 25 e rencontres <strong>de</strong> l’AUGC, 23-25 mai 2007, Bor<strong>de</strong>aux<br />
oscil<strong>la</strong>teur simple équivalent (Fajfar, 1999). Sachant que le dép<strong>la</strong>cement maximal <strong>du</strong><br />
système équivalent à un seul <strong>de</strong>gré <strong>de</strong> liberté est <strong>de</strong> 18.5cm (figure 6.b), le point <strong>de</strong><br />
fonctionnement correspondant au dép<strong>la</strong>cement maximal u t <strong>du</strong> mur voile est quant lui<br />
estimé à 27.75cm (u t = Γ 1 .S d,fonct. .φ t,1 =<strong>1.</strong>5x18.5x1).<br />
Contrainte, σ<br />
2.5<br />
2<br />
r +<br />
<strong>1.</strong>5<br />
1<br />
0.5<br />
(ε t, f t) Chang <strong>et</strong> Mandler<br />
Déformation, ε<br />
Traction<br />
εt = 2.5x10 -4<br />
ft = 2.1MPa<br />
0<br />
0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025<br />
(a)<br />
Contrainte, σ<br />
Branche ascendante<br />
E C<br />
r<br />
Branche <strong>de</strong>scendante<br />
(ε’ c, f’ c)<br />
Compression<br />
ε’c =0.0025<br />
f’c =37.9MPa<br />
r =<strong>1.</strong>2<br />
Déformation, ε<br />
(b)<br />
Menegotto <strong>et</strong> Pinto<br />
2.5<br />
Contrainte, σ<br />
σ y<br />
E 1=αE 0<br />
E 0<br />
R<br />
α = 0.02<br />
R = 20<br />
E0 = 2.1x10 5 MPa<br />
σy = 434MPa<br />
Sae(g)<br />
2<br />
<strong>1.</strong>5<br />
1<br />
0.5<br />
ε<br />
Déformation, ε<br />
0<br />
0 0.5 1 <strong>1.</strong>5 2 2.5 3<br />
T(s)<br />
(c)<br />
(d)<br />
Figure 5. lois <strong>de</strong> comportement <strong>et</strong> spectre é<strong>la</strong>stique<br />
4.2. Dép<strong>la</strong>cements inter-étages:<br />
La contribution <strong>de</strong>s trois premiers mo<strong>de</strong>s est présentée à <strong>la</strong> figure 7.a. Une<br />
comparaison entre les métho<strong>de</strong>s N2, AMP <strong>et</strong> <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> temporelle non linéaire<br />
simplifiée a été menée (figure 7.b). L'on peut observer que <strong>de</strong> <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> N2<br />
con<strong>du</strong>it à une surestimation <strong>de</strong>s dép<strong>la</strong>cements re<strong>la</strong>tifs inter-étages <strong>de</strong> <strong>la</strong> partie<br />
"supérieure", <strong>et</strong> à une sous-estimation <strong>de</strong> ceux <strong>de</strong> <strong>la</strong> partie "inférieure" par<br />
rapport à l'AMP. Ce<strong>la</strong> est <strong>du</strong> au fait que seul le premier mo<strong>de</strong> est considéré dans<br />
<strong>la</strong> première métho<strong>de</strong>. La métho<strong>de</strong> AMP, donne une
<strong>Evaluation</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>performance</strong> <strong>et</strong> <strong>analyse</strong> <strong>du</strong> comportement non linéaire <strong>de</strong>s murs voiles en<br />
B.A soumis à une action sismique. 7<br />
meilleure évaluation <strong>de</strong>s dép<strong>la</strong>cements inter-étages aux niveaux supérieurs <strong>et</strong><br />
l’enveloppe <strong>de</strong>s valeurs estimées est conservative.<br />
Les dép<strong>la</strong>cements re<strong>la</strong>tifs <strong>du</strong> mur voile issus <strong>de</strong>s <strong>de</strong>ux métho<strong>de</strong>s <strong>de</strong>meurent<br />
supérieurs à ceux obtenus par l’<strong>analyse</strong> temporelle non linéaire simplifiée<br />
(système équivalent à un seul <strong>de</strong>gré <strong>de</strong> liberté <strong>et</strong> loi <strong>de</strong> comportement globale<br />
équivalente). Ce<strong>la</strong> peut s'expliquer par les eff<strong>et</strong>s conjugués <strong>de</strong>s mo<strong>de</strong>s<br />
supérieurs <strong>et</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> configuration géométrique <strong>du</strong> mur voile. Par ailleurs, le<br />
spectre <strong>de</strong> calcul correspondant à l’<strong>analyse</strong> temporelle non linéaire simplifiée<br />
est basé sur un seul accélérogramme <strong>et</strong> diffère <strong>de</strong>s spectres <strong>de</strong> calcul utilisés<br />
pour les <strong>de</strong>ux métho<strong>de</strong>s statiques non-linéaires (spectre représentatif d’un<br />
ensemble d’accélérogrammes).<br />
2.5<br />
8000<br />
Spectre non-linéaire<br />
7000<br />
2<br />
Spectre é<strong>la</strong>stique<br />
Courbe <strong>de</strong> capacité<br />
Réaction à <strong>la</strong> base (KN)<br />
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
réelle<br />
idéalisée<br />
Spectre d'accélération Sa (g)<br />
<strong>1.</strong>5<br />
1<br />
Courbe é<strong>la</strong>stique<br />
Point <strong>de</strong> fonctionnement Sd,fonct.=18.5cm<br />
T=0.38s<br />
1000<br />
0.5<br />
0<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40<br />
Dép<strong>la</strong>cement horizontal au somm<strong>et</strong> (cm)<br />
0<br />
0 5 10 15 20 25<br />
Spectre <strong>de</strong> dép<strong>la</strong>cement Sd (cm)<br />
(a) Courbe Pushover (Premier (b) Point <strong>de</strong> fonctionnement<br />
5<br />
Figure 6. Point <strong>de</strong> fonctionnement par <strong>la</strong> métho<strong>de</strong> N2<br />
5<br />
4<br />
1 Mo<strong>de</strong><br />
4<br />
2 Mo<strong>de</strong>s<br />
3<br />
3 Mo<strong>de</strong>s<br />
3<br />
Etages<br />
2<br />
Etages<br />
2<br />
1<br />
Métho<strong>de</strong> AMP<br />
0<br />
0 0.5 1 <strong>1.</strong>5<br />
Dép<strong>la</strong>cement Inter-étage (%)<br />
(Dép<strong>la</strong>cement Inter-étage)/h<br />
1<br />
Analyse Temporelle NonLin<br />
AMP<br />
N2<br />
0<br />
0 0.5 1 <strong>1.</strong>5 2<br />
(Dép<strong>la</strong>cement Inter-étage)/h<br />
(%)<br />
Figure 7. Comparaison <strong>de</strong>s dép<strong>la</strong>cements maximums inter-étages<br />
obtenus par les trois métho<strong>de</strong>s (N2, AMP <strong>et</strong> temporelle).<br />
5. Conclusions :<br />
Afin <strong>de</strong> mieux comprendre le comportement sismique <strong>de</strong>s structures avec<br />
murs voiles, une <strong>analyse</strong> basée sur les notions <strong>de</strong> <strong>performance</strong> <strong>et</strong> <strong>de</strong> capacité est<br />
effectuée. Ce type d'<strong>analyse</strong> perm<strong>et</strong> <strong>de</strong> ramener l’étu<strong>de</strong> <strong>du</strong> comportement<br />
dynamique d’ensemble d’un ouvrage souvent complexe (le voile) à l’étu<strong>de</strong>, en<br />
prenant en compte les non linéarités <strong>de</strong>s matériaux, d’un simple oscil<strong>la</strong>teur<br />
é<strong>la</strong>sto-p<strong>la</strong>stique à un <strong>de</strong>gré <strong>de</strong> liberté.
8 25 e rencontres <strong>de</strong> l’AUGC, 23-25 mai 2007, Bor<strong>de</strong>aux<br />
Les sorties obtenues (dép<strong>la</strong>cements inter-étages) par <strong>de</strong>ux métho<strong>de</strong>s<br />
statiques non linéaires (N2 <strong>et</strong> AMP) semblent satisfaisant en comparaison aux<br />
métho<strong>de</strong>s temporelles non linéaires (très coûteuses en temps <strong>de</strong> calcul).<br />
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