Polycopie de conception niveau concepteur

Introduction à la dynamique des structures à l’usage des architectes et ingénieurs
Patricia BALANDIER pour DDE Martinique – SECQUIP – Juillet 2001 - page 1/108
COURS DE CONSTRUCTION PARASISMIQUE – VOLUME 2
CONCEPTION PARASISMIQUE
DES BATIMENTS (STRUCTURES)
INTRODUCTION A LA DYNAMIQUE DES
STRUCTURES
Introduction à la conception PS des
structures
- Approche qualitative du comportement dynamique
- Eléments du bilan énergétique de la structure
- Optimisation de la réponse d’une structure en réponse à
la sollicitation d’origine sismique
- Application au projet d’architecture
à l’usage des architectes et ingénieurs
Patricia BALANDIER
Figure 1 – Taiwan, 1999. Groupe d’immeubles présentant les mêmes
qualités constructives (bonne qualité des matériaux et de la mise en œuvre).
Seule la conception architecturale et structurelle différait entre ces immeubles.
OBJECTIFS DE LA CONCEPTION PARASISMIQUE
- Identification qualitative des phénomènes en jeu.
- Préparation et optimisation de la phase calcul de dimensionnement.
- Traduction réglementaire des connaissances.

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INTRODUCTION A LA DYNAMIQUE DES STRUCTURES ET
A LA CONCEPTION PARASISMIQUE DES BATIMENTS
POUR L’ARCHITECTE ET L’INGENIEUR
1. Introduction, avertissement
2. Préambule : quelques observations post-
sismiques
PREMIERE PARTIE : LES PHENOMENES PHYSIQUES
3. Déformation élastique des éléments soumis à
des forces
3.1. Généralités
3.1.1. Déformations élastiques ou plastiques
3.1.2. Déterminer le type et l’importance des contraintes pour
dimensionner la structure
3.2. Types de contraintes et modes de déformations
3.2.1. Effets des actions normales : traction et compression
3.2.2. Effets des actions composées
3.2.2.1. Cisaillement ou flexion ?
3.2.2.2. Flexion
3.2.2.3. Cisaillement
3.2.2.4. Torsion
3.2.3. Paramètres de la rigidité/flexibilité des systèmes soumis à
une force latérale
4. Les forces d’inertie : représentation de l’action
d’un séisme
4.1. Paramètres des forces d’inertie, conséquences pour la
conception des structures
4.1.1. Généralités
4.1.2. Maîtrise de la masse
4.1.3. Maîtrise des accélérations

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4.2. Bilan énergétique d’une structure en mouvement
4.2.1. Equilibre des forces en présence
4.2.2. Notion d’équilibre énergétique : absorption de l’énergie
sismique par la structure
4.2.3. Energie stockée par la structure déformée
4.2.4. Energie dissipée par la structure en mouvement (Dissipation
anélastique)
4.2.5. Stratégies pour l’absorption de l’énergie sismique par la
structure
4.3. Paramètre de la durée du séisme
4.4. Le bâtiment doit-il résister à une force ou absorber
l’énergie d’un séisme ?
5. Introduction à la dynamique de l’oscillateur
simple (domaine élastique)
5.1. Généralités
5.2. Période propre d’oscillations : oscillations libres
5.2.1. Définitions
5.2.2. Paramètres de la période propre d’oscillation
5.2.3. Définition physique de la période propre d’oscillation
5.3. Comportement sous oscillations forcées
5.3.1. Notion de « réponse » de l’oscillateur
5.3.2. Paramètres déterminant la période propre d’un oscillateur
simple
5.3.3. Equation du mouvement oscillatoire
5.3.4. Résolution de ces équations du mouvement oscillatoire
5.3.5. Analyse spectrale

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6. Introduction à la dynamique des oscillateurs
multiples
6.1. Généralités
6.2. Modes d’oscillations d’une structure
6.3. Analyse modale spectrale, généralités
6.4. Analyse modale spectrale, méthodologie
6.5. Problématique de la localisation irrégulière des
raideurs
6.5.1. Accumulation localisée de la charge sismique
6.5.2. Phénomène de torsion
7. Utilité des incursions dans le domaine
plastique
7.1. Généralités
7.2. Equilibre énergétique incluant un comportement non
linéaire
7.2.1. Notion de limitation des contraintes par
l’endommagement
7.2.2. Coefficient de comportement
7.2.3. Conséquences pour le projet
8. Application réglementaire aux ouvrages à
risque normal : paramètres de l’action sismique

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SECONDE PARTIE : LA DEMARCHE DU PROJET PARASISMIQUE
9. Dès l’esquisse détecter les problèmes
potentiels à résoudre par les caractéristiques
définitives du projet
9.1. Généralités
9.2. Forme globale du bâtiment
9.2.1. Généralités
9.2.2. Approche du projet en plan
9.2.2.1. Critère de la symétrie selon deux axes
9.2.2.2. Critère de la simplicité des volumes, des transitions
géométriques
9.2.2.3. Critère des dimensions limitées et rapports entre les
dimensions limités
9.2.3. Approche du projet en élévation
9.2.3.1. Généralités
9.2.3.2. Maîtrise des conséquences de l’élancement
9.2.3.3. Critère de la symétrie et simplicité des volumes
9.2.3.4. Critère de l’abaissement du centre de gravité
9.2.3.5. Critère des variations de rigidité très limitées entre les
différentes parties du bâtiment
9.3. Critère de la localisation des locaux de volumétries
sensiblement différentes d’un bâtiment
9.3.1. Généralités
9.3.2. Hauteurs d’étages différentes
9.3.3. Niveaux décalés, planchers intermédiaires
9.3.4. Noyaux rigides ponctuels et excentrés
9.4. Autres conséquences des choix architecturaux
9.4.1. Généralités
9.4.2. Traitement des angles de la construction
9.4.3. Les variations de section des éléments constructifs
9.4.4. Les excentrements
9.4.5. Les allèges sur ossatures
9.4.6. Les proportions d’une ossature : dimensionnement en
capacité