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Pratique du calcul sismique
Guide d'application de l'Eurocode 8

Pratique du calcul sismique - eyrolles / afnor éditions - 9782212135824 -
Pratique du calcul sismique 
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Pratique du calcul sismique
Année : 12/2014 0

Auteur : 

Editeur : Eyrolles / Afnor éditions

Collection : Eurocode - 8

Date parution :
Conçu et édité sous la direction de Victor Davidovici, ce guide d'application du calcul sismique croise l'expérience des auteurs avec les exigences de I'Eurocode 8.

  •     Dans le premier chapitre, Actions sismiques et réponses des structures, Dominique Corvez se propose de faire le lien entre le comportement dynamique des bâtiments et l'action sismique, sous forme de spectres ou d'accélérogrammes. Les notions d'amortissement et de ductilité sont également développées.
  •     Dans le deuxième chapitre, Méthodes de calcul, Victor Davidovici - qui a coordonné l'ouvrage - expose l'utilisation des méthodes de calcul modale et statique équivalent, depuis la stratégie du calcul sismique jusqu'à la validation des résultats ; il s'agit du domaine linéaire. La modélisation des structures, celle des masses et le détail de l'interaction sol-structure sont également présentés.
  •     A partir d'une explication théorique suivie d'exemples d'application, Shahrokh Ghavamian et Véronique Le Corvec mettent en évidence, dans le troisième chapitre intitulé Approche non-linéaire: pushover, le coefficient de comportement et le calcul des marges.
  •     Dans le quatrième chapitre, Calcul du ferraillage à partir des éléments finis, Alain Capra réactualise la méthode très utilisée par tous les logiciels pour la détermination des sections d'armatures. Le développement théorique sera très utile à la compréhension de la méthode et à la mise à jour des logiciels correspondants.
  •     Dans le cinquième et dernier chapitre, Pratique des logiciels de calcul sismique, Claude Saintjean regroupe le retour d'expérience des diverses astuces de modélisations ainsi que celui de l'utilisation des logiciels les plus courants dans les bureaux d'études.




Auteurs :

Alain Capra Ancien directeur scientifique de Vinci Construction Grands Projets; consultant chez Dodin/Campenon-Bernard - alain.copra@vinci-construction.fr

Dominque Corvez  Ingénieur-architecte, directeur technique BFUP et Ductal chez Lafarge -dominique.corvez@lafcirge.com
Victor Davidovici 1 Président d'honneur de l'Association française de génie parasismique; consultant, Dynamic Concept - victor.davidovici@dynaco.fr

Shahrokh Ghavamian  Directeur associé de NECS (Dr, Ph.D., Ing.) - shahrokh.ghavamian@necs.fr Véronique Le Corvec  Ingénieur de structure (Ph.D., Ing.), NECS - veronique.lecorvec@necs.fr

Claude Saintjean  Spécialiste des calculs dynamiques à la Direction des techniques et des méthodes de Socotec - claude.saintjean@socotec.com


En suivant ce lien, retrouvez tous les livres dans la spécialité Calcul de structure.

Descriptif : 

Reliure :
Broché
Nbr de pages :
244
Dimension :
17,0 cm × 24,5 cm × 1,5 cm
Poids :
488 gr
ISBN 10 :
2212135823
ISBN 13 :
9782212135824
50,00 €
Epuisé
Cet ouvrage n'est plus commercialisé
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Sommaire

Table des matières

CHAPITRE 1. Actions sismiques et réponses des structures 3
1.1 Modes de vibration des structures.......................................................... 2

1.1.1 Pourquoi étudier les modes de vibration des structures 2
1.1.2 Typologie des modes de vibration 5
1.1.3 Étude de J'oscillateur simple 7
1.2 Représentation de l'action sismique 11
1.2.1 Généralités II
1.2.2 Spectre de réponse II
1.2.2.1 Détermination du spectre de réponse II
1.2.1.2 Spectres réglementaires et de calcul 17
1.2.2.3 Déplacement de calcul du sol.................................................. 20


1.2.3 Accélérogrammes 21
1.2.3.1 Accélirogrammes artificiels 21
1.2.3.2 Accélérogrammes naturels 21
1.3 Réponse dissipative des structures aux actions sismiques................. 21

1.3.1 Accumulation et dissipation de J'énergie 22
1.3.2 Amortissement des structures 24
1.3.2.1 Caractérisation de l'amortissement d'une structure 24
1.3.2.2 Composition du coefficient d'amortissement d'une structure 25
1.3.2.3 Amortissement et coefficient de comportement 26
1.3.2.4 Valeurs communes de l'amortissement 27
1.3.2.5 Valeurs particulieres de l'amortissement 29
1.3.2.6 Commentaires sur l'amortissement des structures 30


1.3.3 Classes de ductilité 31
1.3.3.1 Ductilité locale et globale 31
1.3.3.2 Trois classes de ductilité 32
1.3.3.3 Cas des structures en béton 33
1.3.3.4 Cas des structures en acier 34
1.4
Coefficient de comportement 34

1.4.1
Notion de coefficient de comportement 34

1.4.1.
1 Pourquoi un coefficient de comportement................................. 35

1.4.1.2
Contenu du coefficient de comportement 38

1.4.2
Coefficients de comportement pour les bâtiments en béton................ 39

1.4.2.1
1Jpes de structures............................................................. 40

1.4.2.2
Évaluation du coefficient de comportement 41

1.4.2.3
Cas particulier de structures superposées de nature différente 44

1.4.2.4
Spécificité des coefficients de comportement des composants
préfabriqués 47

1.4.3
Coefficients de comportement des constructions métalliques 48

1.4.3.1
Pour un comportement de structurefaiblement dissipatif.......... 48

1.4.3.2
Pour un comportement de structure dissipatif........................... 49

1.4.3.3
Synthèse 49

1.4.3.1
1Jpes de structures.................................................................. 50

1.4.3.2
Évaluation du coefficient de comportement pour les comtructiom
métalliques 53

1.4.4
Coefficients de comportement des structures mixtes en acier-béton 54

1.4.4.1
1Jpes de structures 54

1.4.4.2
Coefficients associés 56

1.4.5
Coefficients de comportement des bâtiments en bois 57

1.4.6
Coefficients de comportement des bâtiments en maçonnerie porteuse 58

1.4.6.1
1Jpes de structures 58

1.4.6.2
Coefficients de comportement retenus 59

1.4.7
Coefficients de comportement pour les éléments non structuraux 60

1.4.8
Coefficients de comportement pour installations classées
et ouvrages stratégiques 60

CHAPITRE 2. Méthodes de calcul......................................................... 61

2.1
Stratégie de calcul sismique 61

2.2
Modélisations 65

2.2.1
Modélisation de la structure (un bon modèle est un modèle utile) 65

2.2.1.1
Quelle modélisation pour quel résultat ?.................................. 67

2.2.1.2
Représentation des éléments structuraux secondaires
et non structuraux..... 70

2.2.1.3
Recommandatiom pour la modélisation 72

2.2.1.4
Prise en compte des torsiom d'axe vertical................................ 80

2.2.1.5
Hauteur de calcul, enfoncement du bâtiment 83

2.2.2
Modélisation des masses 85

2.2.3
Modélisation de l'interaction sol-structure (ISS) 89

2.2.3.1
Nécessité de modéliser le sol..................................................... 89

2.2.3.2
Caractéristiques dynamiques des sols 93

2.2.3.3
Modélisation du solpar un système de ressorts amortis 100

2.2.3.4
Méthode Newmark-Rosenblueth 101

2.2.3.5
Méthode de Deleuze 103

2.3
Méthode d'analyse par forces latérales 106

2.3.1
Conditions de régularité 106

2.3.1.1
Conditions générales 106

2.3.1.2
Critères de régularité en plan 106

2.3.1-3
Critères de régularité en élévation 108

2.3.1.4
Cas d'un soubassement rigide 110

2.3.2
Analyse par forces latérales III

2.3.2.1
Conditions d'application III

2.3.2.2
Périodes de vibration du modefonddmental............................. III

2.3.2.3
Effort tranchant à la base et distribution des forces 112

2.4
Méthode d'analyse modale 114

2.4.1
Méthodologie de calcul...................................................................... 114

2.4.2
Recherche des modes propres 115

2.4.3
Sélection des modes utiles 117

2.4.3.1
Les masses moddles effectives 118

2.4.3.2
Les énergies de déformation 118

2.4.4
Prise en compte des modes négligés: les pseudo-modes 120

2.4.5
Combinaisons des réponses modales 124

2.4.5.1
Combinaison arithmétique 125

2.4.5.2
Combinaison quadratique (superposition quadratique) 125

2.4.5.3
Combinaison quadratique complète (CQC) 126

2.4.6
Analyse statique 3-D --+ brochette dynamique

--+ analyse statique équivalente 3-D 127

2.4.6.1
Modélisation 3-D, calcul statique, calcul des modes propres 129

2.4.6.2
Définition et calage du modèle brochette 129

2.4.6.3
Analyse dynamique de la brochette 129

2.4.6.4
Calcul statique équivalent de la structure réelle 129

2.4.7
Incidence du décollement du bâtiment 130

2.5
Calcul des périodes propres 133

2.5.1
Méthode de Rayleigh 134

2.5.2
Structures préfabriquées 136

2.5.3
Bâtiments industriels 137

2.5.4
Masse répartie sur une console de section constante 139

2.5.5
Masse concentrée au sommet d'une console de section constante
et de masse non négligeable 139

2.5.6
Masse unique située sur une poutre de section constante
et de masse négligeable 140

2.5.7
Poutres de section constante et de masse uniformément répartie 141

2.5.8
Plaques rectangulaires d'épaisseur constante et de masse
uniformément répartie 141

2.6
Validation du comportement dynamique.............................................. 142

CHAPITRE 3. Approche non-linéaire
: pushover 145

3.1
Historique.................................................................................................... 145

3.2
Rappel de la méthode de pushover .. 146

3.3
Méthode de calcul . 148

3.3.1
Modélisation de la structure et prise en compte des comportements
non linéaires .. 149

3.3.1.1
Modèle éléments finis . 149

3.3.1.2
Lois de comportement . 151

3.3.1.3
Interaction sol-structure .. 152

3.3.2
Établissement de la courbe de comportement (pushover) .. 152

3.3.3
Conversions dans le diagramme accélération/déplacement ND . 153

3.3.4
Prise en compte de la dissipation d'énergie de la structure .. 154

3.3.5
Recherche du point de fonctionnement . 156

3.3.6
Critères de ruine .. 157

3.3.7
Applications spécifiques . 157

3.4
Applications 158

3.4.1
Cas du diagnostic sismique d'un bâtiment tertiaire en béton armé 158

3.4.1.1
Géométrie et modélisation de la structure 158

3.4.1
.2 Éléments de réponse de la structure.......................................... 161

3.4.2
Cas de l'évaluation des marges sismiques d'un bâtiment industriel ..... 164

CHAPITRE 4. Calcul du ferraillage
à partir des éléments finis 169

4.1
Introduction 169

4.2
Éléments de membrane 170

4.2.1
Définition 170

4.2.2
Calcul des armatures........................................................................... 170

4.2.2.1
Première démonstration 171

4.2.2.2
Seconde démonstration et compléments 172

4.2.2.3
Précautions d'emplOi 173

4.2.3
Exemple de calcul 174

4.2.3.1
Armatures verticales 175

4.2.3.2
Armatures horizontales 175

4.3
Éléments de coque.................................................................................... 175

4.3.1
Définitions 175

4.3.2
Méthode générale 177

4.3.2.1
Principe de la méthode 177

4.3.2.2
Remarque 178

4.3.2.3
Vérification du béton 178

4.3.2.4
T-raitement des combinaisom 180

4.3.3
Méthode simplifiée............................................................................. 180

4.3.3.1
Définition des paramètres z et e 181

4.3.3.2
Calcul des efforts dam les membranes 182

4.3.4
Armatures transversales des éléments de coque 182

4.3.4.1
Définitions...... 182

4.3.4.2
Données réglementaires 183

4.3.4.3
Procédure de calcul 184

4.3.4.4
Interprétation des cartes de ferraillage des coques 185

4.4
Prise en compte du séisme 185

4.4.1
Combinaisons quadratiques 186

4.4.1.1
Cas d'un seul paramètre........ 186

4.4.1.2
Cas de deux paramètres 186

4.4.2
Utilisation pratique des combinaisons quadratiques 187

4.4.2.1
Méthode de calcul enveloppe 187

4.4.2.2
Méthode du polygone 187

4.4.2.3
Combinaison quadratique signée............................................. 188

4.4.3
Application de l'Eurocode 8 188

4.4.3.1
Combinaison des modes 188

4.4.3.2
Combinaison des directiom du séisme 189

4.4.4
Cas des éléments de membrane 189

4.4.4.1
Calcul de la section Ax 190

4.4.4.2
Calcul de la section Ay 191

4.4.4.3
Calcul de la compression maximale.......................................... 191

4.4.5
Éléments de coque -méthode approchée............................................ 191

4.4.6
Éléments de coque -méthode générale 191

4.4.6.1
T-ramftrmation des données................................................ ..... 191

4.4.6.2
Sélection des couples (N, M) représentatif................................ 192

4.4.6.3
Calcul en flexion composée 192

4.4.6.4
Calcul des armatures 192

4.5
Cas particuliers de ferraillage 192

4.5.1
Méthode rigoureuse 192

4.5.1.1
Cas général............................................................................ 192

4.5.1.2
Cas particulier du ferraillage orthogonal................................. 193

4.5.1
Méthode approchée 193

4.6
Conclusion 194

CHAPITRE 5. Pratique des logiciels de calcul
sur ordinateur 195

5.1
Modélisation informatique 195

5.1.1
Modélisation 3-0............................................................................... 195

5.1.1.1
Précision du maillage et taille optimale des éléments 195

5.1.1.2
Modélisation des linteaux 197

5.1.1.3
Exploitation des résultats 197

5.1.2
Modélisation « brochette ».... 199

5.1.3
Prise en compte de l'inertie fissurée dans les modèles 199

5.1.4
Prise en compte de l'interaction sol-structure...................................... 201

5.1.5
Prise en compte du décollement des fondations.................................. 202

5.2
Exemples de calcul 203

5.2.1
Présentation du bâtiment.................................................................... 203

5.2.1.1
Géométrie 203

5.2.1.2
Hypothèses sismiques 204

5.2.1.3
Hypothèses concernant les charges 204

5.2.2
Méthodologie des calculs.................................................................... 204

5.2.2.1
Étape 1-constitution du modèle 204

5.2.2.2
Étape 2-vérification du modèle.............................................. 205

5.2.2.3
Étape 3-calcul des modes propres............................................ 205

5.2.2.4
Étape 4-application du spectre de calcul................................. 205

5.3
Modélisation à l'aide du logiciel Hercule............................................... 206

5.3.1
Étape 1 -constitution du modèle 206

5.3.2
Étape 2 -vérification du modèle 207

5.3.3
Étape 3 -calcul des modes propres 207

5.3.4
Étape 4 -application du spectre.......................................................... 208

5.3.5
Étape 5 -édition des torseurs sismiques à la base du bâtiment 209

5.3.6
Étape 6 -édition des torseurs à la base des voiles................................. 209

5.3.7
Étape 7 -calcul du ferraillage des voiles 210

5.3.7.1
Géométrie du voile 210

5.3.7.2
Calcul de la section des chaînages 210

5.3.7.3
Calcul des armatures d'effort tranchant.................................... 210

5.3.7.4
Vérification du non-glissement au niveau des reprises
de bétonnage à la base du voile................................................ 211

5.4
Modélisation à l'aide du logiciel Advance Design 212

5.4.1
Étape 1 -constitution du modèle 212

5.4.2
Étape 2 -vérification du modèle...... 213

5.4.3
Étape 3 -calcul des modes propres 214

5.4.4
Étape 2 -application du spectre.......................................................... 215

5.4.5
Étape 5 -édition des torseurs sismiques à la base du bâtiment 215

5.4.6 Étape 6 -édition des torseurs à la base des voiles................................. 216

5.4.7 Étape 7 -calcul du ferraillage des voiles 217
5.4.7.1 Calcul de la section des chaînages............................................ 21 7

5.4.7.2 Calcul des annatures d'effort tranchant 217
5.4.7.3 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile................................................ 218
5.5 Modélisation à l'aide du logiciel Robot Structural Analysis Professional (ex-Robot Millenium) 218
5.5.1 Étape 1 -constitution du modèle 219
5.5.2 Étape 2 -vérification du modèle......................................................... 219

5.5.3 Étape 3 -calcul des modes propres 220
5.5.4 Étape 4 -application du spectre.. 221
5.5.5 Étape 5 -édition des torseurs sismiques à la base du bâtiment 222
5.5.6 Étape 6 -édition des torseurs à la base des voiles 222
5.5.7 Étape 7 -calcul du ferraillage des voiles 223
5.5.7.1 Calcul de la section des chaînages............................................ 223

5.5.7.2 Calcul des annatures d'effort tranchant.................................... 223

5.5.7.3 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile 224
5.6 Modélisation à l'aide du logiciel Epicentre 225
5.6.1 Étape 1 -constitution du modèle 225
5.6.2 Étape 2 -vérification du modèle......................................................... 226

5.6.3 Étape 3 -calcul des modes propres 226
5.6.3.1 Vérification des charges statiques.............................................. 226

5.6.3.2 Descente de charges statiques 226
5.6.3.3 Tableaux des modes propres et des masses participantes 227
5.6.4 Étape 4 -application du spectre 228
5.6.5 Étape 5 -édition des torseurs sismiques à la base du bâtiment 228
5.6.6 Étape 6 -édition des torseurs à la base des voiles 229
5.6.7 Étape 7 -calcul du ferraillage des voiles 229
5.6.7.1 Calcul de la section des chaînages 229
5.6.7.2 Calcul des annatures d'effort tranchant 230
5.6.7.3 Vérification du non-glissement au niveau des reprises de bétonnage à la base du voile 230
5.7 Modélisation à l'aide du logiciel Hercule -prise en compte de l'interaction sol-structure 231
5.7.1 Hypothèses concernant le sol............................................................. 231

5.7.2 Détermination des ressorts de sol.......... 231

5.7.3 Calcul des modes propres 232
5.7.4 Étape 4 -application du spectre 233
5.7.5 Étape 5 -édition des torseurs sismiques 233
5.7.6 Étape 6 -édition des torseurs à la base des voiles 234
5.7.7
Étape 7 -calcul du ferraillage des voiles 235

5.7.1.1
CalcuL de La section des chaînages........................ 235

5.7.1.2
CalcuL des armatures d'effort tranchant 235

5.7.1.3
Vérification du non-gLissement au niveau des reprises

de bétonnage à La base du voile 235

5.8
Modélisation à l'aide du logiciel Hercule -modèle brochette 236

5.8.1
Calage de la brochette 236

5.8.1.1
Étape 1-appLication d'une charge horizontale de 10 000 kN
répartie sur Le plancher haut.. 236

5.8.1.2
Étape 2-détermination des caractéristiques géométriques

des barres de La brochette......................................................... 237

5.8.1.3
Étape 3-vérifications du modèle............................................. 237

5.8.2
Calcul des effortS sismiques à la base du bâtiment 238

5.8.3
Calcul des accélérations à chaque niveau du bâtiment 239

5.8.4
Ajustement des accélérations 239

5.8.5
Injection des accélérations dans le modèle 3-D et édition des effortS.. 240

5.8.6
Calcul du ferraillage des voiles 240

5.8.6.1
CalcuL de La section des chaînages 240

5.8.6.2
CalcuL des armatures d'effort tranchant 241

5.8.6.3
Vérification du non-gLissement au niveau des reprises

de bétonnage à La base du voile...... 241

Bibliographie 243







NOUVELLE EDITION

Pratique du calcul sismique
Guide d'application de l'Eurocode 8
Editeur : EYROLLES
Collection : Eurocode
Année : 12/2014