Salam

Ci-joint quelques paragraphes explicatifs sur la condition de l’effort tranchant à la base (articles 4.3.6. des RPA 99 Ver 2003) et la condition de 30% la période empirique (articles 4.2.4. des RPA 99 Ver 2003)

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Pourquoi vérifier la condition de l’effort tranchant à la base ?

Et

Quelle signification de la condition des 30% la période empirique ?

Introduction

La réponse des structurale aux séismes est un phénomène dynamique qui dépend des caractéristiques dynamiques des structures, l'intensité, la durée, et le contenu fréquentielle du mouvement au sol. Bien que l'action sismique soit dynamique par nature, les règlements parasismiques de bâtiment recommandent souvent l'analyse statique équivalente pour la conception des bâtiments pour sa simplicité, sous l’hypothèse que la réponse dynamique du bâtiment est dominée par le premier mode de vibration et les forces statiques équivalentes produisent la forme correspondante du mode, avec quelques ajustements empiriques pour les effets des modes supérieurs.

L'utilisation de l'analyse statique équivalente pour le dimensionnement sismique est justifiée en raison des complexités et des difficultés liées à l'analyse dynamique. L'analyse dynamique devient bien plus complexe et incertaine quand les non-linéarités liées aux matériaux et à la géométrie sont à considérer. Quoi que les outils et les méthodes analytiques utilisés dans l’ingénierie parasismique ont été un sujet a un développement permanent avec des avances significatives réalisées ces dernières années.

Condition de l’effort tranchant minimal à la base (0,8 V)

Les prescriptions des RPA 99 Ver 2003 sont basées sur l'approche statique équivalente avec l'analyse dynamique autorisée pour obtenir une distribution améliorée de l’effort tranchant à la base sur la hauteur du bâtiment. C'est particulièrement avantageux pour les bâtiments irréguliers avec des irrégularités significatives en plan et en élévation, ou avec des variations significatives de rigidité et/ou de masse. De même, l’analyse dynamique est également préférée pour le cas des bâtiments avec des excentricités de torsion significatives.

L'analyse dynamique dans les RPA 99 Ver. 2003 n'est pas cependant prévue pour la détermination indépendante de l’effort tranchant à la base pour le dimensionnement du bâtiment. L’effort tranchant à la base obtenu par l'approche statique équivalente est spécifié comme l’effort tranchant minimal à la base (= 0,8*VMSE), avec l’implication que ceux obtenus par des analyses dynamiques devraient être ajustés par rapport à la valeur obtenue par le calcul statique équivalent si inférieur.

Il est possible d'obtenir les efforts tranchant à la base sensiblement inférieures par l'analyse dynamique, selon les hypothèses faites dans les modèles de structures et les modèles de comportement ainsi que les mouvements au sol utilisés. Les ingénieurs ont été découragés pour l'emploi de l'analyse dynamique comme moyen d'établir des efforts sismiques en raison de sa sensibilité aux caractéristiques des mouvements au sol choisis et les hypothèses de calcul faites, qui dépendent à leur tour de l'expérience et le jugement de l'ingénieur de calcul.

En outre, les limitations des logiciels de calcul disponibles, parfois très graves, qui ne sont pas toujours claires aux utilisateurs, soulevant des inquiétudes là-dessus sur l'exactitude des résultats. Des études dans le passé ont prouvé que des résultats distinctement différents pourraient être obtenus à partir des analyses du même bâtiment conduisent par différents ingénieurs de calcul. Par conséquent, les procédures dynamiques d'analyse ont été considérées comme peu sûres, à moins qu’elles soient conduites par les ingénieurs expérimentés et bien formés.

En conséquence, les RPA 99 Ver. 2003 ont limités le calcul de l’effort tranchant à la base par rapport à l'approche statique équivalente, qui avait été calibrée en se basant sur des études expérimentales ultérieures pour fournir un niveau de protection acceptable.

En dépit des soucis mentionnés ci-dessus sur l'utilisation de l'analyse dynamique dans le dimensionnement parasismique, elle est couramment utilisée dans la pratique pour l’étude des bâtiments de grandes hauteurs et des structures irrégulières en raison de sa supériorité de produire une réponse sismique plus exacte, une fois utilisé correctement. Ces études incluent souvent un grand nombre d'analyses sous différents mouvements au sol et différents paramètres structuraux pour fournir la perspicacité dans le comportement structural.

Avec l'arrivée des PC et l'évolution en technologie de l'information, couplées à la recherche très poussée dans la modélisation du comportement non-linéaire des matériaux, des outils de calcul plus fiables sont devenus disponibles pour l'usage de la conception des bâtiments

Détermination de la période

La période fondamentale est un paramètre de conception important qui joue un rôle significatif dans le calcul de l’effort tranchant à la base. Les RPA 99 Ver 2003 fournissent des expressions empiriques approximatives pour estimer la période fondamentale. Bien que l'utilisation des méthodes numériques plus précises soit autorisée dans le règlement, il est exigé que la valeur obtenue par de telles méthodes ne doive pas excéder 1,3 fois la valeur de la période déterminée par les formules empiriques. Cette limite peut être justifiable d’un point de vue sécuritaire pour trois raisons : (i) incertitudes liées à la participation des éléments non-structuraux, dont les effets ne sont pas considérés dans la détermination de période et la réponse dynamique ; (ii) inexactitudes possibles dans le modèle analytique en appliquant des méthodes complexes de la mécanique ; et (iii) différences potentielles entre les paramètre de calcul et les conditions réelles du bâtiment, particulièrement en termes de rigidité et de masse structurales. Noter que la limite de 1,3 fois la valeur de la période déterminée par les formules empiriques peut ne pas être appliquée aux cas des bâtiments avec voiles de contreventement car dans ce cas la période calculée par des méthodes numérique est proche de la valeur réelle mesuré.

Comme mentionné ci-dessus, les restrictions imposées aux valeurs de conception obtenues à partir d'une analyse dynamique sont justifiées par les incertitudes liées à la modélisation, ainsi il n’est pas considéré prudent de trop éloigner des valeurs de conception obtenues par le calcul statique équivalent. Ainsi, selon les prescriptions des RPA 99 Ver 2003, si la période déterminée à partir d'une analyse dynamique est plus longue que celle obtenue à partir des formules empiriques, jusqu'à une limite de 30% plus long que la période empirique, la valeur de la période empirique pondéré du coefficient 1,3 est utilisée pour le calcul de l’effort tranchant à la base par la méthode statique équivalente.

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document téléchargeable

Pourquoi vérifier la condition de l’effort tranchant à la base ?

Et

Quelle signification de la condition des 30% la période empirique ?

http://www.4shared.com/file/56411352/f5 ... _base.html

il y a également ce document explicatif sur le choix de la période de calcul de VMSE

Quelle période prendre pour le calcul de l’effort tranchant à la base V par la MSE (Méthode Statique Équivalente)

http://www.4shared.com/file/26592836/4b ... a_MSE.html

Salam

Merci Rafik pour ces précieuses précisions.

Cependant j'avoue que je suis un peu dans le flou :drapeaublanc:

Dis moi s'il te plait que ce passe t-il lorsque la méthode statique équivalente n'est plus applicable.Comment re calibrer les efforts tranchants à la base pour un ouvrage auquel la MSE est inapplicable et pour lequel seuls les méthodes dynamiques restent les seules valables? On peux parfois tomber sur des sur dimensionnements flagrants !!!!

affaire a suivre merci

Amine

Salam Mr amine lemdani

Effectivement, lorsque les conditions d’application de la méthode statique équivalente ne sont pas remplient, on doit avoir recours aux méthodes de calcul dynamique, notamment les méthodes modales spectrales.

Ce pendant, les auteurs des codes parasismiques utilise le paramètre « effort tranchant a la base » comme le paramètre clé pour le dimensionnement parasismique des bâtiments, et c’est bien ce paramètre qui définie le niveau de sollicitation ensuite la distribué sur les éléments résistant et faire le dimensionnement.

Lorsqu’on on calcul l’effort tranchant a la base par la méthode statique équivalente, cela ne veux pas dire qu’on a utilisé la méthode statique équivalent pour le dimensionnement du bâtiment, on dit qu’on a « utiliser » la MSE pour le dimensionnement si « après calcul de V a la base », cet effort est distribué aux étages est distribué sur les éléments résistant, pour ensuite utilisé ce schéma de distribution des efforts dans le dimensionnement des élément.

Maintenant la problématique telle que posé par les auteurs des codes parasismique est la suivante : les auteurs des codes parasismiques ne font pas confiance aux ingénieurs lorsqu’il s’agit d’utiliser les méthodes dynamiques parce qu’il y a toujours risque d’erreur sur les hypothèses de la modélisation, ils font plus confiance au calcul statique équivalent parce que c’est une méthode facile et maitrisable même par un ingénieur débutant.

Donc lorsqu’on calcul VMSE pour le comparer avec Vdynamiq, on dit qu’on utilise toujours la méthode dynamique mais « calibrée » par rapport au paramètre clé du calcul sismique, l’effort tranchant à la base calculé par la MSE.

merci mon frere rafik je suit tres heureux de voir ton nom dans le forum de retour oua allah ya khoya t'a laissé un grand vide :super: rafik tu est le meilleur

Merci mon frere Rafik pour ces explications mais pour moi la condition: T_analy ?1.3Tempir

reste toujour flou car tu as mentionne si T_analy ? 1.3Tempir la valeur de 1.3Tempir est utlisée pour determiner l"effort tranchant à la base mais le Rpa dans l'article 4.3.6. Résultante des forces sismiques de calcul indique que:

La résultante des forces sismiques à la base Vt obtenue par combinaison des valeurs modales ne

doit pas être inférieure à 80 % de la résultante des forces sismiques déterminée par la méthode

statique èquivalente V pour une valeur de la période fondamentale donnée par la formule

empirique appropriée.

Donc sur la base de cet article la determination de l'effort tranchant à la base est effectué pour une valeur de la période fondamentale donnée par la formule empirique quelque soit la valeur de T_analy

Ou est le probleme !!!!!!!!

Car vraiment je souffre de la verification de cette condition

Merci.

Salam mon frère Nouari

Je me rappelle bien que tu m’as fait un jour la remarque sur l’interprétation de cet article, et franchement je n’ai une réponse fiable et bien référencé sur ce point, mais je vais seulement donner mon avis personnel :

Je proposes deux interprétations a le paragraphe :

« La résultante des forces sismiques à la base Vt obtenue par combinaison des valeurs modales ne doit pas être inférieure à 80 % de la résultante des forces sismiques déterminée par la méthode statique équivalente V pour une valeur de la période fondamentale donnée par la formule

empirique appropriée. »

Interprétation 1 :

La phrase suivante « pour une valeur de la période fondamentale donnée par la formule empirique appropriée. » na pas de place dans ce paragraphe,

et dire que

« La résultante des forces sismiques à la base Vt obtenue par combinaison des valeurs modales ne doit pas être inférieure à 80 % de la résultante des forces sismiques déterminée par la méthode statique équivalente V » est très suffisent.

Interprétation 2 :

Je suppose que ce paragraphe pourra être reformulé comme suit :

« La résultante des forces sismiques à la base Vt obtenue par combinaison des valeurs modales ne

doit pas être inférieure à 80 % de la résultante des forces sismiques déterminée par la méthode

statique équivalente V pour une valeur de la période fondamentale donnée par la formule

empirique appropriée et respectant l’alinéa 4.2.4.(4) »

A la limite mon frère Nouari, cela n’est pas grave si la période analytique ne vérifie pas la condition de 30% la période empirique, du faite que calculé l’effort tranchant a la base par la MSE par la valeur de Tempirique et non pas 1,3*Tempirique, viens du coté de la sécurité.

Le but primaire de cet exposé est celui de dire : qu’il n’y a pas de limitation de période fondamentale des bâtiments a 1,3 Tempirique, et que cet article est mal interprété.

Et finalement pour répondre a ta question « ou est le problème », moi je pense que le problème est au niveau du règlement.

Salam Mr amine lemdani

Effectivement, lorsque les conditions d’application de la méthode statique équivalente ne sont pas remplient, on doit avoir recours aux méthodes de calcul dynamique, notamment les méthodes modales spectrales.

Ce pendant, les auteurs des codes parasismiques utilise le paramètre « effort tranchant a la base » comme le paramètre clé pour le dimensionnement parasismique des bâtiments, et c’est bien ce paramètre qui définie le niveau de sollicitation ensuite la distribué sur les éléments résistant et faire le dimensionnement.

Lorsqu’on on calcul l’effort tranchant a la base par la méthode statique équivalente, cela ne veux pas dire qu’on a utilisé la méthode statique équivalent pour le dimensionnement du bâtiment, on dit qu’on a « utiliser » la MSE pour le dimensionnement si « après calcul de V a la base », cet effort est distribué aux étages est distribué sur les éléments résistant, pour ensuite utilisé ce schéma de distribution des efforts dans le dimensionnement des élément.

Maintenant la problématique telle que posé par les auteurs des codes parasismique est la suivante : les auteurs des codes parasismiques ne font pas confiance aux ingénieurs lorsqu’il s’agit d’utiliser les méthodes dynamiques parce qu’il y a toujours risque d’erreur sur les hypothèses de la modélisation, ils font plus confiance au calcul statique équivalent parce que c’est une méthode facile et maitrisable même par un ingénieur débutant.

Donc lorsqu’on calcul VMSE pour le comparer avec Vdynamiq, on dit qu’on utilise toujours la méthode dynamique mais « calibrée » par rapport au paramètre clé du calcul sismique, l’effort tranchant à la base calculé par la MSE.

Bonsoir,

Permettez-moi de m'introduire dans ce débat et de donnez mon point de vue sur cette question.

1. Limitation de la période fondamentale.

Tout d'abord la limitation de la période fondamentale à 30% des périodes calculées avec les formules empiriques n'est propre au RPA 99. On la retrouve dans plusieurs codes parasismiques et notamment les codes américains ( UBC97 - IBC 2000 etc...). Cette condition a été introduite pour obliger l'ingénieur à rester dans le domaine où le comportement de la structure est conditionné par l'accélération spectrale et éviter donc la plage des longues périodes où l'eefort tranchant à la base diminue de façon importante. Les structures, ayant de longues périodes, attirent très peu d'efforts sismiques.

2. Limitation de 80% des l'effort tranchant à la base.

De la même façon, cette limitation n'est pas propre au RPA 99. Pour les structures régulières, lorsque l'effort calculé avec la méthode spectrale est inférieur à 80% de l'effort tranchant calculé avec la méthode statique équivalente, on multiplie toutes les quantités par ce rapport. Pour les structures irrégulières, on doit égaler les deux efforts ( c'est à dire on doit avoir 100% que ce soit en plus ou en moins ). De cette façon, les caractéristiques dynamiques de la structure sont mieux modélisés et la distribution des forces convenablement exécutée ( en général la méthode statique équivalente est beaucoup plus sécurisante ). Il faut dire aussi que l'introduction des logiciels dans le calcul des structures a bouleversée un peu les habitudes. Pour une simple structure régulière, on se rabat directement sur l'utilisation des logiciels alors que la méthode statique équivalent est applicable.

Salam mon frère Rabi3

j'aimerai te demander de bien lire et relire mon premier post, en fait il ne s'agit pas d'un avis personnelle ou d'une tentative d'interprétation de ma part, il s'agit d'une synthèse de certains paragraphe des règlement FEMA, UBC (source des RPA), NBCC et plusieurs articles d'interprétation de ces codes, peut être que ma traduction de l'anglais n'ai pas a la hauteur mais l'essentiel c de faire passer le message.

et le message primaire que je veux passer c qu'il n'y a pas de condition de limitation de la période fondamentale 1,3Temp, et qu'il s'agit d'une condition de limitation pour le choix de la période a utiliser pour le calcul de l'effort tranchant a la base par la MSE. dans les USA, et même dans dans des zones sismiques, c tous a fait normale de trouver des R+10 en autostable

en matière de réglementation parasismique, personnellement je préféré toujours m'orienter vers l'école américaine (première main), avec tous mon respect a l'école française.

?????? ????? ?????

Salutation

Pour cette vérification on est obligé d’utiliser une formule empirique et on a pas besoin de respecter l’alinéa 4.2.4.(4) puisque nous somme dans le cas d’une analyse modale spectrale et non pas une analyse statique équivalant.

C’est mon avis personnel à partir de ce que j’ai compris du règlement algérien. Je n’ai jamais étudié ni le règlement américain ni le règlement français.

Salutation

??? ???? ??????

????

Bonsoir frere medeaing,

Je crois qu'il y a un amalgame autour de cette question de la limitation de la période. Beaucoup d'ingénieurs pensent que cette limitation est dûe uniquement lorsqu'on utilise la méthode statique équivalente et non pas la methode modale ( méthode dynamique ). Comme le RPA 99 semble ne pas être clair sur cette question, je vous envoie ces passages de la réglementation américaine ( IBC 2000 Provisions ), qui j'espère, leveront cette incomprhension.

BUILDING PERIOD T.

The building period can be estimated using the empirical formula Ta = Ct * h ( exp 3/4) . ( le coefficient Ct et h ont la même signification que dans le RPA99 sauf qu'ils sont donnés avec des unités USA )

An altenative formula is provided for steel and moment frame buildings twelve stories or less in height and with story heights ten feet or greater : Ta = 0.1 N ( N est le nombre des étages )

The period may also be determined by an analysis. The period used to determine the base shear is subject to an upper limit, which is based on the design spectral response acceleration at a period of one second, SD1.

This provision insures that an excessively long analytical detemined period is not used to justify an unrealistically low design base shear.

DYNAMIC ANALYSIS.

The required base shear is equal to that determined by Equation V = Cs*W

whère the period used may be 20 percent longer than the maximum period allowed in the equivalent lateral force procedure. The justification for this is that a modal analysis is more accurate than a static analysis.

J'espère que ces extraits de la réglementation américaine léveront le doute sur la limitation de la période donnée par le RPA99.

J'espère aussi que les ingénieurs ayant participés à l'élaboration de la réglementation parasismique algérienne sont membres de ce forum et qu'ils puissent noter toutes les interventions pour nous rendre le RPA 99 VERSION xxxx plus maniable.

Salam mon frère Rabi3

Je t’assure que, il y a qlq mois, j’étais tous a fait convaincu de ce que tu viens d’exposer, mais j’ai toujours trouvé que cette condition de limitation de période n’est pas logique, j’ai fait pratiquement une semaine bloquée rien que pour comprendre le pourquoi de cette condition

Le pourquoi de la condition des « 0,8V/Vt » et le même pourquoi de la condition de « Tanalytique < 1,3*T empirique », parce que pour calculé V-MSE, a un certain moment on a besoin de la période T (pour calculé D), et se n’est pas par défaut Tempirique, ni par défaut la période numérique.

et je vais expliquer pourquoi, ou comment pense un auteur de code parasismique :

Un auteur de code sismique dit ce qui suit : c vrai que j’ai élaboré un code bien explicite, mais franchement je ne connais pas le niveau de connaissance de l’ingénieur qui va utiliser ce code pour dimensionner les bâtiments, et a vrai dire, je fais plus confiance au calcul par la MSE que celui par la MMS, je sais très bien que la MMS est supérieur en qualité de résultats, mais il y a toujours risque d’erreur dans la modélisation, j’ai surtout bien peur que l’ingénieur utilise un modèle tros flexible, donc une grande période, donc un effort tranchant a la base sous estimé, et donc un sous dimensionnement.

Par contre, si l’ingénieur utilise la MSE, sous l’hypothèse que les conditions d’application sont remplies, la méthode est facile est bien maitrisable et le risque d’erreur est réduit.

Maintenant lorsque le bâtiment ne rempli pas les conditions d’application de la MSE, j’ai eu l’idée de calé l’effort tranchant a la base calculé par la MMS a celui tiré par la MSE. (la condition des « 0,8V/Vt)

Maintenant, il me reste un petit problème à régler : quel période utilisée pour le calcul de V par la MSE ?

V-MSE = ADQW/R,

Il est claire que autant que la période est petite, autant que le coefficient D et grand (voir figure ci-dessous), et donc le V-MSE est grand aussi.

Alors qu’est ce que je vais faire ?

Es que je laisse l’ingénieur utilises la période numérique tiré de la modélisation 3d du bâtiment (et j’ai toujours le trac que l’ingénieur a trouvé une période « flexible », et franchement je ne doit pas laisser l’ingénieur utiliser facilement sa période numérique qui risque d’être « flexible » et donc justifier le design du bâtiment par un V réduit)

Ou bien,

la période empirique (T = Ct*hn^(3/4)), (sachant que cette formule est basée sur une analyse de régression à limite inférieure suite a une série de mesure des bâtiments en Californie, elle aura généralement la conséquence de produire des valeurs réduite de la période, et donc, plus conservatrice pour le calcul de l’effort tranchant a la base)

La première variante est douteuse pour moi, la deuxième est bonne mais assez rigide. Pourquoi pas ne pas laisser l’ingénieur utiliser sa période trouvé par sont calcul numérique, mais calée a la période empirique pondérée avec un coefficient supérieur a 1 pour ne pas tros rigidifier les choses (l’auteur à garder le même fil de réflexion que celui de calé le V-MMS a celui de V-MSE) (pour les RPA 1,3, pour les FEMA par exemple Cu = [1,2 – 1,7] selon le type de structure)

Et puis c’est surtout vrai, lorsqu’il a (l’auteur du code sismique) accepté de multiplier le V-MSE par 0,8, pour ne pas aussi tros rigidifier les choses)

Si je mais c’est deux conditions pour l’ingénieur de calcul, j’en suis sur que même s’il à fait des erreurs de modélisation, il n’ira pas loin car je lui ai mit des barrières a ne pas dépasser (je le garde toujours sur mon champs de vision,)

Je mais aussi c’est deux paragraphes tirés du FEMA 451, ils sont, a mon avis, très démonstratifs