ECOLE NATIONAL POLYTECHNIQUE DÉPARTEMENT : GÉNIE CIVIL CHARGEMENT TEMPOREL ET CALCUL DYNAMIQUE NONLINEAIRE PRÉSENTÉ PAR : ELKOLEI SADEK-ABDELKARIM BELMIHOUB ABDELKRIM COURS : DYNIMIQUE DES STRUCTURES-2- O B J E C T I F D E T R AVA I L : L’o b j e c t i f d e c e t r a v a i l e s t d e d é f i n i r u n chargement sismique temporel conforme a u R PA 2 0 2 4 à l’a i d e d e s l o g i c i e l s SeismoSelect, SeismoMatch et S e i s m o A r t i f, p u i s d ’ét u d i e r l e comportement dynamique non-linéaire d’un portique à contreventement excentrique de 7 étages soumis à des accélérogrammes réels, synthétique et artificiel. SPECTRE CIBLE : Le spectre de réponse élastique cible a été défini conformément aux p re s c r i pt i o n s d u R PA 2 0 2 4 . C e s p e c t r e r e p r é s e nt e l’a c t i o n s i s m i q u e de référence utilisée pour la sélection, l’a j u s t e m e nt e t l a g é n é r at i o n d e s accélérogrammes sismiques appliqués d a n s l’a n a l y s e d y n a m i q u e t e m p o r e l l e n o n linéaire de la structure. → → zoneVI A=0.3 , spectre type 1 sol S1 sol rocheux rigide S=1 class d’importance 2 I=1 amortissement xi = 5% n=1 → → SELECTION DES SEISMES RÉELLE: Le logiciel SeismoSelect permet de rechercher et de télécharger des enregistrements sismiques réels depuis des bases de données internationales, en les filtrant selon des critères spécifiques définis par l’utilisateur : magnitude, distance à la source, type de sol et composante du mouvement. SELECTION DES SEISMES RÉELLE: les parametres qu’on a utilisé pour selectionné des séime dans la base de donnés sont : la magnitude (Mw) la vitesse d’onde de cisaillement (Vs30) le peak ground acceleration (PGA) SELECTION DES SEISMES RÉELLE: les séismes selectionnés à partir de seismoselect: SELECTION DES SEISMES RÉELLE: AJUSTEMENT AVEC LE SPECTRE CIBLE SeismoMatch ajuste des enregistrements sismiques réels pour les faire correspondre à un spectre de réponse cible, en modifiant leur amplitude et leurs fréquences tout en préservant leur nature réelle On introduit le spectre cible puis les accelerogrammes des seisme selectionnés dans seismoselect. AJUSTEMENT AVEC LE SPECTRE CIBLE aprés on fait le matching avec un nombre d’iteration 50 sur une plage de période de [0.05 ; 1.5] et une tolerence de 30%puis on observe la convergence: AJUSTEMENT AVEC LE SPECTRE CIBLE comparaison de spectres de réponse avant et aprés le matching avec le spectre cible GÉNERATION D’UN ACCELEROGRAMME ARTIFICIELLE: SeismoArtif est un logiciel dédié à la génération d’accélérogrammes artificiels compatibles avec un spectre de réponse cible donné.Il permet de produire des enregistrements d’accélération au sol entièrement numériques, en ajustant le contenu fréquentiel et l’amplitude du signal afin de reproduire fidèlement les caractéristiques dynamiques imposées par un règlement sismique ou un spectre moyen issu de séismes réels. GÉNERATION D’UN ACCELEROGRAMME ARTIFICIELLE: paramétres utilisés pour la géneration de l’accelerogramme : Tmin = 0.02s Tmax = 3s time step =0.01s duration = 9.6s amortissement : 5% GÉNERATION D’UN ACCELEROGRAMME ARTIFICIELLE: Accélerogramme artificielle en fonction de temps: spectre de réponse en acceleration artificielle en fonction de temps : GÉNERATION D’UN ACCELEROGRAMME SYNTHETIQUE: Un accélérogramme synthétique généré par SeismoArtif est un enregistrement simulé des accélérations au sol, basé sur des caractéristiques sismiques telles que le spectre cible, la magnitude, la durée et la zone sismique. GÉNERATION D’UN ACCELEROGRAMME SYNTHETIQUE: Paramétrage et génération de l’accélérogramme. régime : inter-plate regime (near field) moment magnétude : 6.5 distence between the main event and station : 9Km soil type Vs30 : 960m/s GÉNERATION D’UN ACCELEROGRAMME SYNTHETIQUE: Paramétrage et génération de l’accélérogramme. Tmin = 0.05s Tmax = 9s amortissement = 5% time step : 0.01s PGA = 0.3 GÉNERATION D’UN ACCELEROGRAMME SYNTHETIQUE: résultats : accélerogramme synthetique en fonction de temps : GÉNERATION D’UN ACCELEROGRAMME SYNTHETIQUE: comparaison entre le spectre synthetique avec le spectre cible MODÉLISATION DE LA STRUCTURE À CONTREVENTEMENT EXENTRIQUE DÉFINITION DES CHARGES: 1-CHARGES PARMANANTES ET EXPLOITATION: Les charges permanentes et les charges d’exploitation ont été définies conformément aux hypothèses de calcul et appliquées simultanément sur l’ensemble des étages. Une charge permanente de 50 kN a été appliquée, sans inclure le poids propre de la structure, celui-ci étant automatiquement pris en compte par le logiciel SAP2000. Les charges d’exploitation ont été considérées avec une valeur de 24 kN et appliquées à tous les étages. La définition des charges a été effectuée à l’aide de la commande Define > Load Patterns, puis leur affectation sous forme de charges uniformément réparties sur les éléments structuraux via Assign > Frame Loads > Distributed. DÉFINITION DES CHARGES: 1-CHARGES PARMANANTES ET EXPLOITATION: DÉFINITION DE LA SOURCE DE MASSE: La masse sismique est définie à partir de la combinaison W = G + 0,2Q, en considérant un coefficient de 1 pour les charges permanentes et 0,2 pour les charges d’exploitation, via la commande Define > Mass Source DÉFINITION DE L’ELEMENT LINK: Le link Plastic (Wen) modélise un ressort de rotation non linéaire actif selon R3, permettant de représenter un comportement dissipation hystérétique d’énergie. avec Les translations et autres rotations sont bloquées INTRODUCTION DE L’ACCELEROGRAMME pour L'analyse de la structure on utilise l'accélérogramme artificiel défini préalablement. Pour définir cet accélérogramme : menu DEFINE Functions Time History Add New Function. → → → INTRODUCTION DE L’ACCELEROGRAMME L'analyse non-linéaire utilise la méthode FNA avec excitation sismique artificielle en direction horizontale. Paramètres : amortissement 5%, pas de temps 0,01s, durée 15s. Cette approche capture le comportement hystérétique de manière efficace.. RÉSULTATS OBTENUS: Après l’exécution du calcul, les boucles d’hystérésis suivantes ont été obtenues pour chaque étage É TA G E 7 É TA G E 6 RÉSULTATS OBTENUS: É TA G E 5 É TA G E 4 RÉSULTATS OBTENUS: É TA G E 3 É TA G E 2 RÉSULTATS OBTENUS: É TA G E 1 INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS: L’analyse des boucles d’hystérésis révèle une évolution nette et logique du comportement dissipatif selon la hauteur de la structure. Au dernier niveau (étage 7), la boucle observée est de très faible étendue, traduisant une dissipation d’énergie quasi‑nulle et un comportement encore largement élastique En descendant aux étages 5 et 4, les boucles s’élargissent sensiblement, témoignant d’une dissipation modérée qui marque le début de la plastification localisée des éléments dissipatifs. Aux étages 3 et 2, les boucles présentent une forme bien développée et une aire significative, signe d’une bonne capacité de dissipation : les rotules plastiques y sont pleinement activées et contribuent efficacement à l’amortissement de la réponse sismique. Enfin, à la base (étage 1), la boucle devient très étendue, avec une aire maximale, indiquant une dissipation énergétique intense et des efforts internes considérables ; ce niveau, le plus sollicité, C E T T E G R A DAT I O N I L LU S T R E L E M É CA N I S M E AT T E N D U D ’ U N CONTREVENTEMENT E XCENTRIQUE : LES D É F O R M AT I O N S E T L A D I S S I PAT I O N S ’A C C U M U L E N T P R O G R E S S I V E M E N T V E R S LE BAS MERCI POUR VOTRE ATTENTION. !