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

salut les amis j'ai une question qui me casse la tete :hurt1: mais je ne sais pas si elle a une relation avec le sujet..... en faite lorsque on modélise la structure on la considère encastrée dans la base ... mais dans le cas ou on a un voile périphérique qui absorbe un taux de l'effort tranchant à la base et qui n'est pas modélisé dans la plupart des cas sauf lorsqu'on a des vide sanitaires alors T diminu... mais si ce voile n'existe pas ???? en bref comment prendre en compte l'existance du voile périphérique dans la vérification de l'effort tranchant à la base ??????

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

Supposons qu’on va utiliser Tana pour vérifier que Vmms sup à 0.8 Vse.

Et supposons qu’on trouve Tana sup à 1.3 Temp donc on doit travailler avec 1.3 Temp.

La formule 4.2 est la formule du coefficient d’amplification dynamique pour la MSE :

J’ai supposé que T est sup à T2 donc j’ai utilisé la deuxième équation :

J’ai remplacé T par 1.3T donc je trouve :

Donc on trouve :

Vana = 0.84 Vemp

Pour la vérification Vmms inf à 0.8Vse on doit vérifier :

Vmms inf à ( 0.8 Vana = 0.8*0.84 Vemp)

Donc on va vérifier :

Vmms inf à 0.68 Vemp

Est-ce tu ça normale mon frère Rafik ?

???? ????

????

Salam mon frère Rabi3

Ok I get it, et je te remercie.

Ce que vous venez d'écrire est absolument vrai, lorsque la période analytique est supérieur 1,3 Tempirique (dans ce cas on dit que le bâtiment en question est assez flexible, cette flexibilité est liée soit a la réalité des choses, soit a des hypothèses de modélisation mal posez) , on fait le calcul de D (et donc de V-mse) par une valeur de la période égale à 1,3Temp et non pas Temp. "Le reglement dit" que si je fait la vérification avec V-mse calculé avec Temp, sa fait tros pénalisant.

j'aimerai aussi faire une remarques sur le choix de la période analytique de calcul (et donc de comparaison avec avec Temp et 1,3 temp)

si j'ai a vérifier la condition de l'effort tranchant a la base 0,8V/V, quelle période analytique (numérique) utilisée pour chaque direction principale de calcul:

dois-je utilisé pour chaque direction la période du premier mode? dois-je utiliser la période du mode de vibration correspondant a la direction de calcul de V?

que faire si j'ai le premier et/ou le deuxième mode vibration est un mode de torsion?

Salam mon frère Rabi3

En fait mon frère rabi3, je maintien toujours a ce que V-mse calculé pour faire la comparaison avec V-mms doit impérativement être calculé avec le critère de choix de la période de calcul, et non pas toujours utilisé Tempirique pour calculé V-mse. Je vais reformuler la synthèse des différents arguments

La seul preuve qui démontre votre interprétation c’est bien cette phrase RPA :

« 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. »

Mais dans un autre paragraphe des RPA (la partie sur la méthode statique équivalente), on trouve ce paragraphe, ctoire avec cette phrase RPA

« 4. Les valeurs de T, calculées à partir des formules de Rayleigh ou de méthodes numériques ne doivent pas dépasser celles estimées à partir des formules empiriques appropriées de plus de 30%. »

La seul explication « assez logique » pour ce problème est que (en fait c’est beaucoup plus pour ne pas tomber dans la contradiction):

La vérification de la condition de la période empirique est valable dans le cas ou j’utilise la méthode statique équivalente pour analyser ma structure. Par contre, si j’utilise la méthode modale spectrale pour analyser ma structure, et lorsque je calcul l’effort tranchant a la base par la méthode statique équivalente V-mse pour le comparer avec V-mms, je dois toujours le calculé (V-mse) en utilisant la période empirique, pourquoi ? parce que le règlement dit :

« ….pour une valeur de la période fondamentale donnée par la formule empirique appropriée. »

Mais remarqué bien mon frère Rabi3 que votre interprétation est faite sous pression, je veux dire sous la contrainte de la phrase : que le V-mse doit être calculé avec Tempirique, c’est pour cela que j’ai dit « assez logique »

A mon avis, il faut que l’un des deux paragraphes ci-dessus (écrit en gras) disparait des RPA 99 Ver 2003, pour être dans la logique totale.

La deuxième interprétation que j’ai présenté, qui est plutôt une constatation faite après consultation de plusieurs règlements parasismiques étrangers et plusieurs guides d’utilisation, elle est dans la logique totale.

Tous les règlements parasismiques exigent, pour le calcul de V-mse, la procédure que j’avais présentée dans les premiers posts, parce qu’il y a une procédure unique pour le calcul de V-mse. Ensuite, utiliser le V-mse pour faire une analyse statique équivalente du bâtiment, ou bien le comparer avec V-mms ; c’est une autre question.

Ceci dit, l’objet de mon post ce n’est pas d’essayer de démontrer que votre interprétation est fausse, mais d'arriver aux trois pistes :

1. Soit le bug dans les RPA, est dans la phrase

« ….pour une valeur de la période fondamentale donnée par la formule empirique appropriée. »

qui n’a pas de place dans le règlement. (Personnellement, je suis pour ce chemin)

2. Soit le bug dans les RPA est dans le paragraphe

« 4. Les valeurs de T, calculées à partir des formules de Rayleigh ou de méthodes numériques ne doivent pas dépasser celles estimées à partir des formules empiriques appropriées de plus de 30%. »

qui n’a pas de place dans le règlement.

3. soit les auteurs des RPA sont bien conscient du problème, et sous entend l’interprétation que vous défendez (càd toujours utiliser T-empirique pour calculé V-mse et vérifier 0,8V-mse/V-mms), dans un souci d’assurer plus de sécurité. (et j’en suis sure que ce n’est pas vrai)

J’aimerai poster aussi a titre d’exemple, la fenêtre ETABS pour le calcul statique équivalent qui montre clairement qu’il y a un critère de choix de la période de calcul de V-mse

La fenêtre corresponde au code Canadien CNBC2005, mais c’est bien le cas des autres règlements introduits dans ETABS (UBC, IBC, NZ, NEHRP, …)

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Une fois tous ça démontrer, cela nous ramène à répondre a la question posée :

si j'ai a vérifier la condition de l'effort tranchant a la base 0,8V/V, quelle période analytique (numérique) utilisée pour chaque direction principale de calcul, afin de justifier la condition de la période.

dois-je utilisé pour chaque direction la période du premier mode? dois-je utiliser la période du mode de vibration correspondant a la direction de calcul de V?

que faire si j'ai le premier et/ou le deuxième mode vibration est un mode de torsion?

Indice : cela dépend des taux de participation des modes dans la direction de calcul

Salam mon frère Rabi3

Je ne voulais pas arriver à dire ceci, mais je vous assure mon frère Rabi3, avec tous mon respect au membre du GTS chargé de l’établissement des RPA99 ver 2003, je vous assure qu’il y a une seule personne en Algérie parmi les membres du GTS apte a donné l’interprétation de ce problème (je ne veux pas citer son nom). Cette personne pensait qu’il faut toujours rigidifier le bâtiment pour que Tanalytique soit <1,3 Tempirique. J’ai personnellement discuté avec lui en lui expliquant le point de vue des autres règlements (sachant que cette personne fait toujours référence à l’UBC source des RPA) et j’ai pu le convaincre de l’interprétation que j’ai présentée.

Nous avons arrivé à la conclusion suivante :

1. il y a bien une « petite » contradiction avec l’UBC et les autres règlements anglo-saxons

2. l’article tel qu’il est rédigé (calcul de V-mse avec Tempirique), va dans le sens de la sécurité, sa ne pose aucun problème, mais doit être réviser ultérieurement.

et je vous assure que inchallah le problème sera bien éclaircit dans la prochaine révision des RPA99 ver 2003

?????? ?????

T_analy ? 1.3Tempir est applicable que dans la méthode statique équivalente dans les autres méthode n'est pas applicable voir le chapitre de RPA

Je vais l’expliquer

Dans les structures mixte par exemple (voile. portique) pour assuré la condition T>1.3T’ et assuré L’interaction impossible

1- T>1.3T’ augmente le quantité des voiles

2- L’interaction donne une fourchette qui n’est pas incluse dans la 1er condition

Merci j’attends vous réponse (?? ???????(

Salam mon frère naas

j'ai pas compris la phrase phrase, qu'entendez-vous par interaction?

je vous remercie mon frère

Dans les structures mixte par exemple (voile. portique) pour assuré la condition T>1.3T’ et assuré L’interaction impossible

1- T>1.3T’ augmente le quantité des voiles

2- L’interaction donne une fourchette qui n’est pas incluse dans la 1er condition

Bon soir ?? ????? ??

L’interaction c’est d’avoir distribuer une quantité d’effort préconisé par le règlement ou limité par le règlement) par exemple le rapport entre l’effort tranchant a la base et l’effort tranchant de l’étage ou l’effort normal a la base et l’effort normal de l’étage voir RPA (structure mixte avec interaction). j’attends vous réponse mes frere

Salam mon frère naas

je me permet de vous proposer cette définition plus précise du phénomène d'interaction voiles-portiques.

Quelques mots sur l’interaction voile-portique ?

Les codes parasismique se base sur le faite qu’une structure construite en zone sismique doit assurée deux fonctions : (1) sous les séismes faible mais plus fréquent, la structure doit être capable de contrôler l’endommagement des éléments non-structuraux (le cout des éléments non structuraux peut dépassée les 50% du cout total du bâtiment), (2) pour les séisme fort moins fréquent, la structure doit avoir une bonne ductilité pour pouvoir subir de grandes déformations sans, ou avec peut de, perte de capacité.

Le système de contreventement mixte peut assurer ces deux fonctions

Si le portique seul est considéré prendre la totalité de la force latérale, il développera des moments dans les poteaux et les poutres pour résister à l’effort tranchant de l’étage tandis que l’effet du renversement sera normalement considérée comme secondaires et, dans la plupart des cas, négligeables. Dans ce cas, la déformée du portique sera celle donnée par la Fig (a) les planchers resterait pratiquement horizontaux.

Si, par contre, un voile est considéré prendre la totalité de la charge latérale, il développera des moments à chaque plancher égal au moment de renversement à ce niveau et la déformée sera celle de la Fig (, c’est celle d'une console.

Si on couple le voile et le portique, chacun essayera d’obstruer l'autre de prendre sa déformée libre, et en conséquence une redistribution des forces entre les deux serait prévue.

Comme le montre la Fig ©, le portique retiendra ou retirera l’effet du voile dans les étages supérieurs, alors que dans les étages inférieurs l'opposé se produira.

Il est clair donc que l’interaction voile-portique se manifeste surtout pour les bâtiments de moyen et grand élancement.

Bon soir

Conclusion

La méthode d’analyse sismique qui produit les déplacements et les forces uniques dans les éléments. Elle peut être employée pour les structures régulières et irrégulières. Les étapes principales dans l'approche sont :

1/ On doit créer un modèle tridimensionnel dans lequel tous les éléments structuraux significatifs sont modélisés.

2/ Les modes propres tridimensionnelles devraient être à plusieurs reprises évalués pendant la conception de la structure. Une structure bien projetée devrait avoir une quantité minimale de torsion.

3/ La direction du mode propre liée à la fréquence fondamentale du système structurale est employée pour définir les directions principales de la structure tridimensionnelle.

4/ " Le Cisaillement de conception à la base " est basé sur la période obtenue à partir du modèle numérique, excepté une fois limitée à 1,3 fois la période calculée par une méthode empirique.

5/ En utilisant la méthode CQC Réfs. [2 & 3] " le cisaillement dynamique à la base " est calculé dans chaque direction principale à 100% du spectre de réponse normalisé pour une structure irrégulière et 90% pour une structure régulière. Employer la valeur minimale du cisaillement à la base dans les directions principales pour produire un spectre de conception majoré.

6/ Les déplacements et les forces dynamiques des éléments sont calculés en utilisant la méthode SRSS dans deux directions orthogonales quelconques.

7/ Une charge statique de torsion pure est produite en utilisant la répartition de force latérale verticale suggérée dans le règlement. La charge de torsion statique est traitée comme une charge séparée de sorte qu'elle puisse être convenablement combinée avec les autres cas de charges statiques et dynamiques.

F = FG+FQ± [ FDYNAMIQUE + | FTORSION | ] (10)

Si des charges dynamiques verticales doivent être considérées, un facteur de la charge permanente

peut être appliqué.

6- Conclusion

Le mouvement de torsion du sol, les incertitudes dans la localisation de la masse due à la charge d’exploitation et les variations des propriétés structurales sont trois raisons pour que des structures régulières ou irrégulières doivent être conçues pour les charges de torsion accidentelles (additionnelles).

Le facteur de majoration du spectre devrait être employé pour toutes les directions, il est basé sur le fait que le cisaillement dynamique à la base et le moment de renversement dynamique ne doivent pas être moins que les forces statiques à la base. Cette approche est plus appropriée que l'approche suggérée par le règlement parasismique.

Les propriétés de rigidité et de masse d’une structure définissent les directions de tous les modes propres tridimensionnelles. Le terme direction principale ne doit pas être employé à moins qu’il soit clairement et uniquement défini.

En conclusion, il n'est pas nécessaire de distinguer les structures régulières et irrégulières quand une analyse dynamique tridimensionnelle est effectuée. Il est possible que l’évaluation de la distribution dynamique de force dans une structure irrégulière et une structure régulière aient le même degré d'exactitude et de fiabilité. En conséquence, si la conception d'une structure irrégulière est basée sur une distribution dynamique de force réaliste, il n'y a aucune raison logique de compter que se sera moins résistant qu'une structure régulière qui a été conçue en utilisant le même chargement dynamique.

Le Facteur de majoration d'une analyse dynamique devrait être réexaminé de nouveau. L'utilisation de spectre du site est recommandée

salut rafik une seul question quel la sources (règlement) de cette formule:

Si : La période choisie pour le

calcul du facteur D est :

Tanalytique < Tempirique T=Tempirique

Tempirique < Tanalytique < 1,3Tempirique T=Tanalytique

1,3Tempirique < Tanalytique T=1,3Tempirique

ou

1,3Tempirique < Tanalytique

Supposons qu’on va utiliser Tana pour vérifier que Vmms sup à 0.8 Vse.

Et supposons qu’on trouve Tana sup à 1.3 Temp donc on doit travailler avec 1.3 Temp.

La formule 4.2 est la formule du coefficient d’amplification dynamique pour la MSE :

J’ai supposé que T est sup à T2 donc j’ai utilisé la deuxième équation :

J’ai remplacé T par 1.3T donc je trouve :

Donc on trouve :

Vana = 0.84 Vemp

Pour la vérification Vmms inf à 0.8Vse on doit vérifier :

Vmms inf à ( 0.8 Vana = 0.8*0.84 Vemp)

Donc on va vérifier :

Vmms inf à 0.68 Vemp

merci