EN 1998
Les murs en béton armé ductile constituent un élément central des structures porteuses dans la conception parasismique, car ils contribuent de manière significative à absorber les actions horizontales et à dissiper l'énergie. Leur comportement structural lors d'un séisme est principalement influencé par des effets dynamiques non linéaires, des surcapacités ainsi que la formation de zones plastiques.
L'Eurocode 8 prend en compte ces incertitudes en exigeant pour la conception le calcul des efforts internes basés sur des enveloppes ainsi que l'application de coefficients d'agrandissement, notamment pour les efforts tranchants.
Fondements normatifs et comportement structural
Détermination des moments fléchissants dimensionnants
Le comportement non linéaire d'un mur en béton armé non couplé est déterminé par une seule rotule plastique à la base. Cette section de mur doit être dimensionnée pour le moment fléchissant issu de l'analyse de la situation de conception parasismique. Pour éviter un allongement au-dessus de la rotule plastique à la base, l'EC 8 [1] stipule que le diagramme des moments fléchissants dimensionnants doit être basé sur une enveloppe, dérivée du diagramme de moment fléchissant obtenu par l'analyse, et déplacée verticalement. Cette méthode est appelée Tension Shift (TS ou décalage de la ligne de traction) et est illustrée dans la figure suivante.
Selon l'EC 8 [1], l'enveloppe peut être supposée linéaire, à condition que la structure ne présente pas de discontinuités significatives en termes de masse, de rigidité ou de capacité portante sur sa hauteur. Le Tension Shift (al) doit correspondre à l'inclinaison de barrette (θ), supposée pour la vérification de la capacité portante au cisaillement dans l'état limite ultime (ULS) selon l'EC 2 [2]. La dimension du décalage est déterminée comme suit (EC 2 [2], (9.2)).
Détermination des efforts tranchants dimensionnants
La valeur du moment fléchissant à la base du mur et l'approche en console isolée ne suffisent pas pour déterminer de manière fiable les efforts tranchants sismiques maximaux à différentes hauteurs de mur. Cette restriction est due à la nature dynamique des forces transmises par les étages à travers le mur pendant un séisme [4].
- Pour résoudre ce problème, l'hypothèse fondamentale suivante est faite :
Si le moment de capacité MRd dépasse le moment fléchissant basé sur l'analyse élastique à la base du mur pour la charge sismique de dimensionnement MEd, alors les efforts tranchants sismiques à toute hauteur de mur dépassent ceux calculés par la même analyse élastique de manière proportionnelle au rapport MRd/MEd.
- Cela conduit à la mesure suivante :
Les efforts tranchants déduits de l'analyse sismique de dimensionnement (V’Ed) sont ajustés à l'aide d'un coefficient d'agrandissement de calcul de capacité (ε). Ce facteur dépend directement du rapport MRd/M’Ed et règle la force de cisaillement en conséquence, comme proposé par Fardis et al. [3].
De plus, l'EC 8 [1] stipule que l'augmentation potentielle des forces de cisaillement à la base d'un mur sismique principal dans les structures à ductilité moyenne (DCM) doit également être prise en compte. Les efforts tranchants dimensionnants (V Ed) sont, comme illustré dans l'équation suivante, augmentés de 50 % par rapport aux forces obtenues par l'analyse (V’Ed). Pour cette classe de ductilité spécifique, un facteur d'amplification ε = 1,5 est ainsi supposé.
Le coefficient d'agrandissement peut être décrit par la formule suivante (EC 8 [1], (5.25) et 5.4.2.4(7)).
|
q |
Coefficients Qm utilisés projet |
|
MEd |
Moment de flexion de calcul à la base du voile |
|
MRd |
Moment de capacité de résistance (porteur) au pied du voiles |
|
|
Facteur de sur-résistance, Si aucune information plus précise n’est connue, |
|
T1 |
Période fondamentale du bâtiment en direction des forces de cisaillement VEd |
|
TC |
Période de base de l’intervalle d’accélération spectrale constante (EC8, 3.2.2) |
|
Se(T) |
Ordonnée du spectre de réponse élastique (EC 8, 3.2.2) |
La figure suivante illustre d'une part le diagramme initial des efforts tranchants calculé (a), le diagramme augmenté par le coefficient d'agrandissement (b) et d'autre part l'enveloppe des efforts tranchants dimensionnants (c).
