Introduction du facteur R dans la conception en performance:

Le facteur de comportement dans forme globale R (R_.C).R_s.R_Rserait bien approprié pour être incorporé dans une procédure de dimensionnement en performance.

Un dimensionnement en performance est bien fait si la structure est dimensionnée dans le détail de telle façon que les déformations locales restent inférieures à leurs limites correspondantes pour chaque niveau de performance. Les demandes et les de déformation sont vérifiées au niveau des zones critiques (rotules plastiques) en vérifiant la déformation max, la ductilité de déformation  ; la courbure max, la ductilité de courbure_ _; la rotation max, la ductilité de rotation  avec leurs limites respectives. Pour un dimensionnement_ préliminaire, la demande ductilité de niveau et la demande de déplacement relatif entre niveaux sontreliésentreeux parlademandedéplacementd’écoulement,ilsserontdecefait lesmieux indiquéspourpermettrel’implantation de R dans la conception en performance.

Malgréquecesparamètresneprennentpasen comptel’accumulation del’endommagement des éléments structuraux, ils présentent plusieurs avantages à savoir:

deplusqu’ilssontsimplesetlesingénieurssontfamiliers avec eux, la plupart du travail de recherche expérimentale a été établi en les prenant en considération. Cependant leurs limites nécessitent d’être calibrés avec attention afin d’établir un contrôle adéquat de

C’estpourcetteraison qu’on abesoin lorsdu dimensionnementpréliminaired’évaluerla capacité de résistance latérale de la structure nécessaire pour limiter la demande de ductilité de déplacement globale ainsi que la demande de déplacement global dans une certaine limite conduisant ainsi au control local de la ductilité de niveau et du déplacement relatif entre niveaux. Si le spectre de dimensionnement élastique est spécifié (connu) pour chaque niveau deperformance,lefacteurR permettraalorsl’estimation dela capacité de résistance requise particulièrement pour les niveaux de performance vie sauve, pré ruine et ruine.

L’implantation du facteurR danslaconception en performancesnécessitelaspécification des demandes max tolérables de ductilité de niveau ainsi que du déplacement relatifd’étagepour chaque système structurel et niveau de performance

Conclusion

L’identification du facteur modificateur de la réponse sismique est faite à travers une formulation incluant la demande de ductilité, la réserve de résistance, la redondance structurelle, MDOF et l’effetP. Le but de cette formulation est de fournir une base technique pour les valeurs à attribuer au coefficient de comportement R.

Cette étude a permis de faire ressortir les points suivants :

 Elargir le spectre de ductilité afin de répondre à une grande variété de structures.

 En spécifiant des valeurs pour le facteur de comportement indépendamment de la période et du niveau de ductilité le code Algérien s'est mis dans le côté non conservateur pour les structures appartenant aux plages de périodes courtes et intermédiaires où la force de calcul sera

inévitablement sous estimée.

 Le code RPA introduit l’effet de redondance, tout en faisant abstraction à la réserve de résistance et aux effets P

 Si le facteur de réserve de résistance reste sans effet sur le dimensionnement car le facteur R_

établi par le code ne concerne que le niveau de ductilité,cependantl’effetPpeut conduire à unesousestimation importantedel’efforttranchantdebase.

 Ilresteencorenécessaired’adapterlecoefficientR pourprendreen considération lesdegrésde liberté multiples.

Références:

[1]- A. Whittaker,G Hart,C Rojahn ‘SeismicResponseModification Factors’JournalStructural Engineering, April 1999 pp 438-444

[2]- Recommended Seismic Resistant Design Provisions for Algeria. T.C.Zsutty and H.C.Shah The John A.Blume Center; Stanford University. June 1978

[3]- R.Park,‘Capacity Design ofDuctileofRC Building StructuresforEarthquakeResistance’, The Structural Engineer, Aug.1992.

[4]- R.Park, T.Paulay,‘Reinforced ConcreteStructures’,J.Wiley,New-York, 1975.

[5]- T.Paulay,‘A CritiqueoftheSpecialProvisionsforSeismicDesign oftheBuilding Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-83)’,ACIJournal,March-April 1986.

[6]- H.Scholz ‘Ductility and Plastic Design of RC Sway Frames’, Magazine of Concrete Research, June 1993.

[7]- B.Bousalem, N.Djebbar, N.Chikh, ’Performance Parasismique des Portiques en Béton, Aspect Théorique et Constat Réglementaire, 2^èmePartie : Confinement des zones dissipatives

d’énergie’; Revue Algérie Equipement N°34 Janvier 2002.

[8]- NZS 4203 General Structural Design and Design Loadings for Buildings, Wellington, Standards Association of New Zealand, 1992.

[9]- Building Code Requirements for Reinforced Concrete, ACI 318-89. [10]- RPA99 Règles Parasismiques Algériennes,CGS Jan.2000

[11]- B.Borzi, A.S.Elnashai, ’Refined Force Reduction Factors for Seismic Design’, Engineering Structures, 22 (2000), 1244-1260. Elsevier

[12]- ATC,(1995a). Structural Response Modification Factors, ATC-19 Report, Applied Technology Council, Redwood City, California.

[13]- A.J.Kappos, ’Evaluation of Behaviour Factors on the Basis of Ductility and Overstrength Studies, Engineering Structures’, 21 (1999), 823-835. Elsevier

[14]- Nassar, A. and Krawinkler, H. (1991). "Seismic Demands for SDOF Report No. 95, The John A. Blume Earthquake Engineering Center, Stanford University.

[15]- T.Vidic, P.Fajfar, M.Fishinger,’Consistent Inelastic Design Spectra: Strength and Displacement’, Journal of Earthquake Engineering and Structural Dyn., 23 (1994), 507-521.

[18]- E.P.Popov, C.E.Grigorian, T.S Yang 'Developments in Seismic Analysis and Design'. Engineering Structures, 1195, Vol.17, N°3 pp 187-197.

[19]- A.M.Mwafy,A.S.Elnashai‘Calibration ofForceReduction FactorsofRC Buildings.Journal of Earthquake Engineering 2002; 6(2): 239-273.

[20]- M.R.Maheri,R.Akbari‘SeismicBehaviourFactor,R,forSteelX-Braced and Knee-Braced RC Buildings. Engineering Structures 25 (2003) 1505-1513

[21]- E.Miranda,‘Strength Reduction Factorsin Performance-Based Design’,NISEE,February 1997, Berkeley, California.

[22]- S.W.Han, O.S.Kwon, L-H.Lee‘Investigation ofDynamicP-δ Effecton Ductility Factor’ Structural Engineering and Mechanics, Vol. 12, N°3 (2001) pp 249-266

Introduction

Le code RPA préconise une limite sur la période comme facteur de contrôle dans le processus de dimensionnement fonction du système structurel. Comme le code RPA [1] est basé sur le dimensionnement en force; il recommande un coefficient de comportement global fixe fonction de la nature du contreventement tout en faisant abstraction du niveau de ductilité global concordant. Le facteur de modification R est un outil simple introduit dans le but de concrétiser un dimensionnement inélastique. Cependant les valeurs de ce facteur spécifiées par les codes dépendent des matériaux de construction et du type du système structurel adopté. Ces valeurs sont arbitraires et difficilement justifiables du moment qu’elles ne paraissent pasêtreétabliessurunebaseanalytiqueou expérimentale.Ils’avèredoncplus rationnel de définir une période limite en se basant sur une déformation limite que sur des expressions empiriques basées essentiellement sur une description générale du système structurel et de sa géométrie. Le travail entrepris consiste en l'évaluation de cette limite à travers deux procédures basées sur des méthodes approchées, en considérant un déplacement limite en tête (global drift). Le niveau de ductilité global (μ) à attribuer au coefficient réducteur de la force élastique R_R Q est déterminé en exploitant les relations

n

T

R communément reconnues à travers le monde, et par l'occasion l'amortissement équivalent du système structurel en utilisant des relations jugées satisfaisantes.

L’évaluation delapériodeestconduitedansl’espritdel’introduiredansun coffraged’un dimensionnement en capacité (Figure 4.1). Ce dimensionnement consiste à garantir une rigidité latérale minimale (période maximale, Tmax)d’où unecapacitéderésistanceminimale requise pour contrôler l’endommagement structurel à travers le contrôle d’un niveau de déformation tolérable ou un niveau de ductilité donné. Vu que la boucle de contrôle sur la déformation estinexistanteau sein denotrecode;laprocédured’évaluation tellequ’elleest proposéedanscette parties’accordeavecun dimensionnementen capacité du momentqu’elle permetd’ajusterle niveau dedemandederésistancerequisfonction d’un niveau deductilité introduit tacitement à travers les recommandations spécifiques aux aciers. Ceci permettra de hisserlaconception parasismiqueadoptéeparle codeRPA afin qu’ellepuisserépondreau

Figure 4.1. Dimensionnement à 2 niveaux de performance Système Structurel, H, R, T_N Niveau de qualité, Q Facteur de Réduction de la force élastique R_ Coffrage, T_NS max NS T T  M,N,T; Capacité de Résistance Capacité de Déformation D C      Fin

Niveau de ductilité globale

) T , R ( f _{ N}   ; eq. Krawinkler-Nasser 4   Proc.1;C_eq,_eq: eq.Iwan où Proc.2; C : eq. Miranda

Réduire µ, et Réévaluer R_ 4   , R_concordant ) T , ( f R_  _N ,T_maxtolérable drift  : tolérable

Ilestreconnu quel’augmentation delaductilitéglobale (pour une rigidité ou une capacité de résistance donnée) a un rôle trèsimportantsurl’endommagementlocal.Laconcentration de cedernieraugmenteavecl’augmentation delaductilité structurelle [2], c'est-à-dire avec le degréd’enfoncementde lastructuredansledomainenon linéaire.Pource,lecoefficient modificateur de la réponse sismique R_varie proportionnellement avec le niveau de ductilité recherché fonction de la période structurelle. Il a été par ailleurs reconnu que l’endommagement ainsi que la rupture ultime d’une structure parasismique sont principalementdépendantsd’un dépassementd’unecapacitédedéformation (déplacementou ductilité) plutôt que du dépassement d’une capacité de résistance. La conjugaison des méthodes utilisées dans cette partie, qui sont appropriées pour un dimensionnement en déplacement, contribueen l’amélioration delasécuritévis-à-visd’un éventueldépassement de déformation garantissant ainsi un acceptable niveau de performance en préservant la vie humainetouten limitantl’endommagement.

Le travail entrepris consiste en l'évaluation de cette limite à travers deux procédures utilisant des méthodes approchées basées essentiellement sur l’évaluation des déplacements inélastiques. L'étude a englobé trois cas de figure de structures en portiques autostables, nus et avec remplissage en maçonnerie rigide participante ou non participante; tout en considérant la spécifité du sol d'assise, rocheux, ferme et très meuble. Les résultats enregistrés ont montré que la limite préconisée par notre code en vigueur est très restrictive et ne s'accorde que pour les structures nues quelque soit la nature du sol considéré.