Caractérisation de l’effet de la non-linéarité sur les accélérations et spectres de plancher horizontaux dans un bâtiment en béton armé avec des murs de refend ductiles

Résumé

Ce projet vise à évaluer l’effet de la non-linéarité de la structure et des composants non structuraux (CNS), des modes supérieurs, du poids des CNS, de l’intensité des séismes et de l’emplacement de CNS sur la demande sismique des CNS dans un bâtiment ductile en béton armé avec des murs de refend, lorsque soumis à des séismes artificiels pour deux probabilités de dépassement de 2 et 10 % sur 50 ans. Ces séismes sont compatibles avec le spectre de l’aléa uniforme de Montréal spécifié dans l’édition 2015 du Code National du Bâtiment (CNB). La conception sismique des CNS est généralement basée sur des équations empiriques pour estimer les forces statiques équivalentes, Vp. L’équation proposée dans le CNB ne tient pas compte des propriétés dynamiques des CNS et du bâtiment sur lequel ils sont montés ni la ductilité de la structure porteuse. À cette fin, les demandes sismiques ont été évaluées dans un bâtiment en béton armé avec des murs de refends de 12 étages situé à Montréal. L’amplification au niveau x pour tenir compte de la variation de réponse des CNS dans le bâtiment en fonction de la hauteur (Ax), le facteur d’amplification de réponse en termes d’accélération (Ar) et les spectres de réponse de planchers en termes d’accélérations (SRP) sont générés en effectuant une analyse dynamique linéaire et non linéaire à l’aide des logiciels SAP2000® et Perform 3 D. L’effet de la non-linéarité de la structure porteuse et des CNS de même que l’emplacement des CNS sur Ax, Ar et SRP ont été évalués. Aussi les demandes sismiques sont comparées à celles proposées dans les codes (CNB 2015, ASCE-07- 16, NIST GCR 18, Eurocode 8) et une méthode proposée par Vukobratović et Ruggieri (2021). Il s’est avéré que le comportement non linéaire de la structure porteuse exerce une influence significative sur les réponses d’accélérations du plancher. De plus, l’augmentation du taux d’amortissement, et donc une augmentation de la ductilité (la non-linéarité) des CNS mène généralement à une réduction dans les valeurs de SRP. Les accélérations au niveau des CNS peuvent différer fortement des accélérations du plancher. Les SRP n’augmentent pas progressivement avec la hauteur de la structure. Les accélérations sont plus importantes près des modes supérieurs qu’aux alentours du mode fondamental. Les demandes sismiques en force sont augmentées relativement avec l’augmentation du poids des CNS. Le facteur Ax suggéré par le CNB 2015 est conservateur pour les modèles élastiques et inélastiques, sauf au toit du bâtiment lorsque des masses pourraient être concentrées, tandis que la valeur de Ar est sous-estimée. Généralement, l’Eurocode 8 sous-estime la demande d’accélération sur les CNS pour les périodes proches celles des périodes de modes supérieurs de la structure. La méthode directe de Vukobratović et Ruggieri (2021) appliquée a fourni une bonne estimation du SRP, surtout dans les étages supérieurs.

Date	21 avr. 2022
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Rola Assi (Directeur(-trice))