Guide de base sur les charges sismiques

Généralités

Vous apprendrez à intégrer le chargement sismique de base dans votre modèle.
Vous saurez visualiser et vérifier les déformées modales sismiques

Il est très important de se référer au code sismique concerné pour une explication détaillée de l’analyse et du calcul sismiques.

Cet article utilise l’EuroCode 8 à titre d’illustration. La procédure sera similaire pour les autres codes sismiques.

Veuillez également consulter l’article sismique spécifique au pays pour plus d’indications :

Vous pouvez également consulter le guide de calcul et la vidéo ci-dessous pour en savoir plus sur l’isolation sismique.

Isolation à la base
Introduction à l’isolation sismique (Vidéo)

Procédures

Sélectionner un code de calcul

Sélectionner un code sismique : onglet Implantation du bâtiment > Centre de paramètres > Codes onglet > Choisissez un code sismique dans la liste.

Définir les cas de charge sismiques et les combinaisons

En référence à la figure ci-dessous :

1. Allez dans l’onglet Chargement > sélectionnez Cas de charge et combinaisons

2. L’éditeur de combinaisons de charge s’affiche (comme ci-dessus)

3. Sélectionnez Générateur de chargement > Éditeur de chargement automatique s’affiche

4. Allez dans Combinaisons de charge horizontales onglet > Cochez Chargement sismique > sélectionnez Charge statique équivalente ou Spectre de réponse modal.

Indications en référence à l’EuroCode 8 :

"Charge statique équivalente" ou "Méthode d’analyse par forces latérales" s’applique uniquement aux bâtiments dont la période fondamentale est inférieure à 2,0 s et aux bâtiments réguliers en élévation (peut varier selon le code spécifique du pays ou l’annexe nationale).
"Spectre de réponse modal" Il s’applique à tous les types de structures. Il donne une évaluation plus précise des forces sismiques. Nous recommandons fortement d’utiliser cette méthode pour tous les bâtiments.

Mettre à jour les paramètres de calcul sismique

Accédez à l’onglet Chargement, puis sélectionnez Paramètres sismiques

Vous pouvez définir les paramètres sismiques en parcourant tous les onglets de la boîte de dialogue Paramètres sismiques : Paramètres, Analyse, Irrégularités structurelles ou Réglages.

Par exemple, vous pouvez ajuster le nombre de modes de vibration dans 2 directions dans l’onglet Analyse

Augmentez le nombre de modes de vibration pour atteindre une participation de masse cumulée de 90 % (exigée par la plupart des codes sismiques). La valeur recommandée est 15.

Si le critère n’est pas respecté, un message d’avertissement approprié s’affiche et est consigné dans le Rapport de vérifications post-analyse.

Reportez-vous aux guides de calcul sismique propres à chaque pays pour plus de détails, comme indiqué au début de l’article.

Périodes définies par l’utilisateur dans l’analyse de charge statique équivalente (EQS)

Pour déterminer les modes propres de vibration, ProtaStructure effectue automatiquement une analyse aux valeurs propres en 3D. Une fois les modes de vibration détectés, ils sont classés selon leur participation de masse dans trois degrés de liberté : Translation X, Translation Y et Rotation Z. Les modes dominants dans les directions X et Y sont retenus comme modes candidats pour la méthode de charge sismique statique équivalente.

La période de vibration issue de ces modes ne peut toutefois pas être utilisée directement dans la méthode EQS. Les codes sismiques imposent toujours une limite supérieure à ces valeurs, au moyen de formules empiriques. Les conditions les plus courantes sont :

1. Teigen ≤ formule de Rayleigh

2. Teigen ≤ Cu.Ct.hnx

3. Teigen ≤ 0.1N

ProtaStructure vérifie automatiquement ces conditions et leur variation selon le code sismique sélectionné.

Les utilisateurs peuvent imposer directement des périodes définies par l’utilisateur pour l’analyse EQS. Pour saisir des périodes définies par l’utilisateur :

1. Accédez à l’onglet “Paramètres sismiques > Analyse”.

2. Cochez l’option “Utiliser les périodes définies par l’utilisateur dans l’analyse statique équivalente”.

3. Saisissez les valeurs de période pour les directions X et Y.

4. Fermez la fenêtre en cliquant sur le bouton OK.

Les périodes définies par l’utilisateur seront utilisées directement dans le calcul de l’effort tranchant statique équivalent à la base, sans application d’aucune limite supérieure.

Définir la charge d’exploitation / le facteur de présence simultanée

Vous pouvez définir le coefficient de charge d’exploitation ou de simultanéité dans l’onglet Implantation du bâtiment > Opérations d’étage > menu Modifier l’étage .

Facteur de charge d’exploitation

influe sur le calcul du poids sismique de chaque étage :

Poids sismique, W = [Charge permanente] + .[Charge d’exploitation]

Définir le nombre de sous-sols rigides

Si des sous-sols sont également modélisés, ils peuvent être exclus des vérifications d’irrégularité de masse. Le nombre de sous-sols peut être indiqué dans la boîte de dialogue « Modifier l’étage ».

Dans l’exemple ci-dessous, l’étage 1 est en réalité un sous-sol. Le Nombre de sous-sols rigides est donc défini sur 1.

Après avoir exécuté l’Analyse du bâtiment, ouvrez le Rapport de vérification post-analyse du rapport sismique et repérez la section « Vérification de l’irrégularité de masse entre étages ». L’étage 1 est correctement exclu de cette vérification comme illustré ci-dessous.

Analyse du bâtiment

1. Accédez à Analyse du bâtiment > Options du modèle > Facteurs de rigidité effective des matériaux

2. Vérifiez et modifiez les facteurs de rigidité conformément à la norme applicable. Les cas de charge sismique prennent toujours en compte les propriétés des sections fissurées.

3. Lancez l’analyse. Un rapport récapitulatif s’affiche à la fin du calcul. Les détails figurent dans le Rapport de vérification post-analyse.

4. Cliquez sur OK pour continuer.

Post-analyse : Modèle analytique

La vue Modèle analytique peut être créée et ouverte une fois l’Analyse du bâtiment terminée.

Accédez à l’onglet Analyse > Modèle analytique > Modèle d’analyse du bâtiment (voir ci-dessous)

La vue Modèle analytique est créée comme illustré ci-dessous, pour l’exemple du modèle du guide de démarrage rapide.

Dans l’onglet Résultats, vérifiez que Déplacement est activé.
Cliquez sur Animation pour bien visualiser le mode de vibration du bâtiment.
Cliquez sur " + Augmenter l’échelle " ou "Échelle automatique" si la vibration n’est pas visuellement significative.
Sélectionnez Formes modales dans le panneau de droite.

L’animation ci-dessous montre les 3 premiers modes :

Quelques directives et remarques :

Les 3 premiers modes doivent être "Direction X" ou "Direction Y" ou "Torsion" pour un modèle stable.
Si les premiers modes de vibration ne correspondent pas à ce qui précède, une instabilité locale est probable (par exemple due à une modélisation incorrecte, un nombre excessif de rotules appliquées, ou un élément isolé mal retenu)
Observez attentivement l’animation du bâtiment pour déterminer la position de l’instabilité, et corrigez le modèle en conséquence.
Pour obtenir des conseils sur la vérification du modèle analytique, regardez cette vidéo de formation en ligne : 15 Post Analysis, Analytical Model

Rapports

Les résultats de l’analyse sismique se trouvent dans la boîte de dialogue Analyse du bâtiment > onglet Rapports

Rapport de vérifications post-analyse : contient les détails des résultats de l’analyse sismique et la conformité aux clauses
Vérifications des poteaux forts : créé uniquement pour une analyse à ductilité moyenne ou élevée
Vérifications du cisaillement des nœuds : créé uniquement pour une analyse à ductilité moyenne ou élevée
Rapport des résultats de valeurs propres : contient les informations de fréquence propre et de période

Autrement, tous les rapports sont accessibles depuis l’onglet Plans et rapports > la liste déroulante Rapports.

Table of Contents