Introduction
ASCE/SEI 41-17 (« Évaluation sismique et renforcement des bâtiments existants ») est la norme de référence pour évaluer la performance sismique des structures existantes. Elle repose sur les principes du calcul basé sur la performance. Elle définit un processus en trois niveaux : vérification préliminaire, analyse détaillée (linéaire et non linéaire) et contrôles d’acceptation selon des objectifs de performance clairs. Elle couvre les approches fondées sur les déficiences et celles fondées sur la capacité. Les fondations, les ossatures (acier, béton, maçonnerie, bois, acier formé à froid), les éléments non structuraux et les systèmes spéciaux (isolation sismique, dissipation d’énergie) doivent tous respecter des niveaux de sécurité et de fonctionnalité définis sous chargement sismique.
Définitions sismiques de l’ASCE 41/17
La norme définit quatre niveaux de performance : Opérationnel (1-A), Occupation immédiate (1-B), Sécurité des personnes (3-C) et Prévention de l’effondrement (5-D). Elle définit aussi quatre niveaux d’aléa : BSE-1E, BSE-2E, BSE-1N et BSE-2N. Chaque niveau correspond à une probabilité de dépassement sur 50 ans. Les sols de site sont classés en six catégories pour l’amplification spectrale. Les paramètres spectraux (Ss, S1, SXS, SX1) et un spectre de réponse horizontal général sont introduits.
Évaluation des bâtiments selon l’ASCE 41-17
ProtaStructure applique l’évaluation systématique de niveau 3. Elle exige une collecte de données approfondie et des relevés de l’état existant. L’ingénieur construit des modèles linéaires et non linéaires avancés. Il attribue un facteur de connaissance (κ) et fixe les objectifs de performance. Les rapports demande/capacité (DCR) sont calculés pour chaque composant. Des mesures de renforcement sont ensuite dimensionnées là où c’est nécessaire.
Procédures linéaires
La procédure statique linéaire (LSP) applique des forces statiques équivalentes selon le §7.4.1. La procédure dynamique linéaire (LDP) utilise une analyse modale ou par spectre de réponse selon le §7.4.2.1. Les composants sont contrôlés soit par la force (fragiles), soit par la déformation (ductiles). L’acceptation exige que les capacités modifiées dépassent les demandes :
• Contrôlé par la déformation : mk·QCE > QUD
• Contrôlé par la force : k·QCL > QUF
Procédures non linéaires
La procédure statique non linéaire (NSP) utilise l’analyse pushover avec les courbes squelettes complètes et les charges gravitaires. Ces courbes sont ensuite idéalisées en approximations bilinéaires avec les facteurs C0, C1 et C2. La procédure dynamique non linéaire (NDP) exécute des analyses temporelles sous des mouvements du sol réels. Les deux méthodes comprennent des contrôles de convergence. Elles doivent satisfaire les critères d’acceptation :
• Contrôlé par la force : γ·χ·(QUF – QG)+QG ≤ QCL
• Contrôlé par la déformation : limites de rotation plastique
Application de l’ASCE 41-17 dans ProtaStructure
L’utilisateur définit la géométrie du modèle, les matériaux et le maillage. Il saisit les armatures existantes en détail ou par ratios globaux ou par élément. ASCE7 [2016] est sélectionné comme code sismique. L’utilisateur renseigne les paramètres sismiques (SDS, SD1, Fa, Fv, amortissement). Les coefficients de réduction de résistance sont enfin attribués aux poteaux, aux voiles et aux poutres.
Évaluation d’un bâtiment existant
L’Assistant d’évaluation guide l’utilisateur dans le choix de la méthode (LSP, LDP, NSP, NSP multimodale, NDP). Il couvre l’attribution du facteur de connaissance et la définition des objectifs de performance. L’utilisateur sélectionne et met à l’échelle les mouvements du sol pour la NDP. L’assistant lance ensuite les analyses et affiche les journaux en temps réel et des barres de progression pour chaque direction et chaque mode.
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Ressources complémentaires
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