conception parasismique des batiments (structures) - Le Plan Séisme

Exemples de modes d’oscillation entranslation :- 1° mode (à gauche), tous les planchersse déplacent en même temps dans lamême direction- mode supérieur (à droite), tous lesplanchers ne se déplacent pas dans lamême direction).-Pendant un séisme, les différents modes se « superposent ». Le bâtiment subit enmême temps du pompage, des translations, des torsions, et les planchers sont plusou moins en phase. La « participation » de certains modes est négligeable. Chaquemode a une période propre d’oscillation. La période « fondamentale » est celle dumode ayant la période la plus longue (1° mode). Les modes supérieurs ont despériodes plus courtes (fréquences plus élevées). C’est le signal du sol, en fonction del’énergie associée à chaque fréquence d’oscillation, qui va exciter plus un mode ouun autre.Si la structure est régulière le 1° mode domine largement les autres (lesdéformations sont homogènes). Sauf si un pic spectral très particulier vient exciterplus particulièrement un autre mode.Si la structure est irrégulière la participation de modes susceptibles de générer descontraintes ou des déformations locales inacceptables peut être trop importante,voire catastrophique s’il y a mise en résonance de ce mode (par exemple modes detorsion d’axe vertical ou « coup de fouet » des étages supérieurs).6.3. Analyse modale spectrale, généralités1° phase : l’analyse modale recherche les modes propres de vibrations de lastructure et leurs périodes. Ceux-ci sont indépendants du séisme.2° phase : l’analyse spectrale va estimer la réponse de la structure pour chacunde ses modes (amplification de l’accélération de référence au rocher a N ).Il faudra ensuite déterminer la participation des différents modes aux déformationsde la structure, c’est-à-dire les modes conditionnant la déformation effective (la« masse modale » des règles de calcul), afin d’évaluer les forces d’inertie quipeuvent leur être associées pour le dimensionnement de la structure.L’analyse modale spectrale applique la Loi de Newton pour chaque nœud considérantque son déplacement résulte de ses N degrés de liberté, chacun étant considérécomme un oscillateur simple soumis à une oscillation forcée dépendant de safréquence modale, de son amortissement modal et de sa déformée modale. Lespectre de réponse établi pour un oscillateur simple est appliqué mode par mode.Eléments de conception parasismique à l’usage des techniciens du bâtimentPatricia BALANDIER pour DDE Martinique – SECQUIP – Juillet 2001 - page 35