Présentation
INTRODUCTION
Les aciers de construction répondant aux normes sont ductiles et cette caractéristique fait a priori des profilés, plats et tôles, d’excellents produits pour réaliser des constructions stables en zone sismique, car ces produits en acier permettent de réaliser une dissipation d’énergie élevée, et ce, dans plusieurs schémas de déformation.
Les observations effectuées après des tremblements de terre majeurs confirment généralement le caractère parasismique efficace des constructions métalliques, mais des exceptions existent. Ainsi, le séisme de Northridge (USA), en 1994, et celui de Kobe (Japon), en 1995, ont conduit à des fissurations locales nombreuses dans certains bâtiments. Le caractère métallique d’une construction n’est donc pas nécessairement synonyme de qualité parasismique et seules des options réfléchies permettent d’assurer le comportement global ductile recherché.
Le projet de construction devra favoriser la formation de zones dissipatives saines où se développent des déformations locales ductiles, lesquelles devront se produire à des endroits choisis. Ceci sera réalisé par le respect de règles particulières relatives aux matériaux, aux éléments et aux assemblages, ainsi que par l’application de critères de hiérarchie découlant tous du concept général de « dimensionnement en capacité » spécifiques à chaque type d’ossature.
Ces règles et critères, dont le développement est récent, n’étaient pas inscrits dans la première version des règles PS92. On les présente ici dans le contexte de la formulation retenue dans l’Eurocode 8, code parasismique en vigueur dans toute l’Europe en 2011. Le choix a été fait de garder dans le texte qui suit les symboles utilisés dans la version française de l’Eurocode 8, qui comprennent parfois des indices en terminologie anglaise.
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Logique et effets du dimensionnement en capacité| Plan de la page |
I - Dissipatifs
Les zones dissipatives doivent être réalisées dans un matériau ductile. Si des aciers de construction corrects sont fournis, l’allongement du matériau à rupture dépasse 17 % et la ductilité du matériau est caractérisée par un rapport ε u /ε y entre l’allongement relatif sous charge maximale ε u et l’allongement relatif à la limite élastique ε y supérieur à 10.
Le caractère adéquat d’un acier se réfère aux propriétés requises pour la ductilité des éléments structuraux :
- allongement élevé ;
- rapport entre la contrainte de rupture f u et la limite élastique f y , tel que f u / f y > 1,1 ;
- ténacité suffisante à la température de service (27 J minimum dans un essai Charpy à entaille en V) ;
- soudabilité.
Le caractère adéquat concerne aussi le métal d’apport (soudures) et les boulons. En France, ces caractéristiques sont précisées dans l’Annexe nationale à l’Eurocode 8 ( cf. norme NF EN 1998-1/NA).
Si ces matériaux adéquats sont mis en œuvre, le concepteur peut viser la formation de mécanismes plastiques locaux dissipatifs et empêcher l’apparition de phénomènes locaux non dissipatifs. Ceci implique la connaissance des phénomènes locaux dissipatifs et non dissipatifs. La figure 1 reprend les différents mécanismes dissipatifs et non dissipatifs. Le tableau 1 résume le concept du projet.
| Concept de... |
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Mécanismes locaux dissipatifs et non dissipatifs
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