Contribution à l'étude des effets endommageants des séisme proches et lointains sur des voiles en béton armé : approche simplifiée couplant la dégradation des caractéristiques dynamiques avec un indicateur de dommage

par Michael Brun

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Jean-Marie Reynouard et de Louis Jézéquel.

Soutenue en 2002

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Une démarche est mise en oeuvre afin de questionner la pertinence d'indicateurs caractéristiques de l'excitation sismique comme indicateur de nocivité a priori des effets destructifs des séismes sur les structures en béton armé. Tout d'abord, le dommage subi par un voile en béton armé est estimé à l'aide d'une modélisation fine, reproduisant le comportement local des matériaux béton et acier constitutifs. Est introduit le concept de couplage entre les caractéristiques dynamiques du voile et un indicateur chargé de quantifier le dommage de façon globale. Il conduit à la proposition d'un modèle global original du comportement non linéaire de la structure. La validité de l'approche simplifiée est finalement étendue à deux nouveaux voiles, de même géométrie mais pourvus de taux de ferraillage moindres. Dans la seconde partie de ce travail, une étude statistique des effets endommageants des séismes est entreprise en appréhendant l'aléa sous la forme d'une large base de données d'enregistrements sismiques. La pertinence des indicateurs de nocivité a priori proposés dans la littérature est explorée en examinant leur niveau respectif de corrélation avec le dommage estimé à l'aide du modèle simplifié de voile. Un indicateur, prenant en compte la dégradation des caractéristiques dynamiques au cours de l'excitation, améliore sensiblement la corrélation. En outre, la prédiction de la nocivité a priori apparaît davantage homogène vis-à-vis de la magnitude et de la distance focale du séisme envisagé, permettant ainsi d'atténuer le conservatisme exhibé pour les séismes proches et de faible magnitude. Enfin, la représentativité de signaux synthétiques est scrutée sous l'angle des dommages par rapport à la base de signaux réels. Une méthode de génération d'accélérogrammes synthétiques, représentatifs d'une zone magnitude-distance donnée, est proposée, en introduisant l'incertitude des lois d'atténuation dans un processus de dispersion des spectres cibles.


  • Résumé

    The study intends to compare the damaging effects of a great variety of seismic ground motions included in a large data base. First of all, a low-rise shear wall is modelled by means of local models of concrete and steel materials. A simplified model, based on a original coupling concept of the fundamental frequency decrease with a simple non-cumulative damage indicator, is derived. Finally, the validity of the simplified approach is extended to two others structures, with the same geometry, but different reinforcement ratios. Owing to the drastic reduction of computation times, the simplified model allows to assess the damage undergone by the reinforced concrete shear wall submitted to a large data base. The relevance of seismic parameters as potential indicators of the earthquake destructive effects, is assessed by computing their degree of correlation with the damage issued from the simplified model of wall. A spectral intensity, taking into account the degradation of the fundamental frequency during seismic excitation, allows to improve significantly the correlation with the damage with respect to the widely used seismic parameters. On the other hand, the spectral intensity provides a relevant homogeneous tool for estimating the damage potential of low-magnitude near-field earthquakes as well as greater and further ones. Eventually, the representativeness of synthetic strong motions is scrutinised by comparing their damage statistical characteristics generated on the shear wall under consideration, with those issued from the real strong motion data base.

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Informations

  • Détails : 223 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 202-210

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  • Cote : C.83(2683)

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  • Cote : 02 ISAL 0085
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