Performance-based seismic vulnerability evaluation of existing buildings in old sectors of Quebec

Résumé

Actuellement, il manque deux outils importants et cela à deux niveaux différents pour l'évaluation de la vulnérabilité sismique des bâtiments existants dans les anciens quartiers du Québec. Premièrement, dans le cadre de l'évaluation de la vulnérabilité sismique d'un groupe de bâtiments, il n’y a pas de méthode d’attribution de pointage qui soit conforme aux spectres d'aléa uniforme de l’édition 2005 du Code national du bâtiment du Canada (CNBC). Deuxièmement, pour compléter des analyses d’estimation des dommages il est nécessaire de développer des courbes de capacité et de fragilité pour les typologies spécifiques de bâtiments qu’on retrouve dans les anciens quartiers. Dans ce travail de recherche, on propose d’abord une classification typologique des bâtiments existants des anciens quartiers du Québec considérant la maçonnerie comme matériau de construction principal. Par la suite, on propose une nouvelle procédure d’évaluation rapide sur la base d’indices de vulnérabilité sismique pour les différentes typologies et villes du Québec. Un niveau de sismicité (faible, modéré ou élevé) est attribué à chaque ville selon les valeurs d'accélération spectrale de l’édition 2005 du Code national du bâtiment du Canada. Pour chaque niveau de sismicité, des indices de la vulnérabilité sismique structurale (IVS) et des modificateurs (ceux-ci considèrent la hauteur du bâtiment, les irrégularités, et les années de conception et de construction) sont calculés à partir de la procédure d’analyse statique non-linéaire améliorée du FEMA 440 « Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures ». Pour répondre à la deuxième problématique, une méthodologie basée sur les niveaux de performance est appliquée afin d’étudier la vulnérabilité sismique de deux bâtiments à de multiples niveaux de demande sismique. Deux classes de bâtiment présentes en grande proportion dans les anciens quartiers du Québec sont considérées, soient un bâtiment industriel en maçonnerie non armée de 6 étages et un cadre en béton armé avec des remplissages en maçonnerie non armée de 5 étages. Les résultats de cette évaluation sont utilisés pour développer les courbes de capacité dynamique et les courbes de fragilité de ces bâtiments. La méthode des éléments appliqués (MEA) est utilisée ici, comme une alternative aux éléments finis, afin de faire une étude d'évaluation en quatre (4) étapes. À cette fin, une série d’analyses dynamiques incrémentales temporelles (IDA) est réalisée en utilisant des accélérogrammes synthétiques et réels représentant trois combinaisons amplitude-distance (M et R). Les courbes de fragilité sont développées pour trois niveaux de performance structurale (occupation immédiate, sécurité des occupants, et prévention de l’effondrement). La fréquence annuelle moyenne de dépassement de ces niveaux de performance est ensuite calculée en combinant les données des courbes de fragilité à celles des courbes d’aléa de la région. Une comparaison des courbes de fragilité développées dans ce travail de recherche avec les courbes de fragilité de HAZUS est présentée et les différences et les similarités sont discutées. Il est démontré que la méthode proposée ici est efficace pour réaliser des évaluations de vulnérabilité sismique dans les régions pour lesquelles il existe peu de données sur les dommages observés.

Date	20 juil. 2010
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Marie-José Nollet (Directeur(-trice))