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Mémoire présenté en vue de l’obtention Du diplôme de Magister Spécialité : Modé

Mémoire présenté en vue de l’obtention Du diplôme de Magister Spécialité : Modélisation Des Matériaux et des Structures Analyse Pushover Des Portiques En B.A Etude Comparative Présenté par : BADLA WALID Ingénieur D’état En Génie Civile Soutenue publiquement le :……………… Devant le jury composé de : Pr. R.CHEBIL M.C Président. Université De Biskra Dr. M.MELLAS M.C Directeur de mémoire Université De Biskra Dr. A.OUNISS M.C Examinateur Université De Biskra Dr. A.KADID M.C Examinateur Université De Batna Année : 2011 اﻟﺠﻤﮭﻮرﯾﺔ اﻟﺠﺰاﺋﺮﯾﺔ اﻟﺪﯾﻤﻘﺮاطﯿﺔ اﻟﺸﻌﺒﯿﺔ République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة اﻟﺘﻌﻠﯿﻢ اﻟﻌﺎﻟﻲ و اﻟﺒﺤﺚ اﻟﻌﻠﻤﻲ Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université Mohamed Khider – Biskra Faculté des Sciences et de la technologie Département : Génie Civile et hydraulique Réf :……………… ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﺤﻤﺪ ﺧﯿﻀﺮ ﺑﺴﻜﺮة ﻛﻠﯿﺔ اﻟﻌﻠﻮم و اﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﯿﺎ ﻗﺴﻢ :اﻟﮭﻨﺪﺳﺔ اﻟﻤﺪﻧﯿﺔ واﻟﺮي اﻟﻤﺮﺟﻊ: …………… i ﻣﻠﺧص اﻟﺗﺣﻠﯾ ل ﺳﻛوﻧﻲ ﻏﯾر اﻟﺧطﻲ) Pushover ( ، أﺻﺑﺢ ﻓﻲ اﻟﺳﻧوات اﻷﺧﯾرة ﻛﺑدﯾل ﻣﺛﯾر ﻟﻼھﺗﻣﺎم ﻣﻘﺎرﻧﺔ ﻣﻊ ﻟﻠﺗﺣﻠﯾل اﻟدﯾﻧﺎﻣﯾﻛﻲ ﻏﯾر اﻟﺧطﻲ و واﻗﻌﻲ ﺑﺎﻟﻣﻘﺎرﻧﺔ إﻟﻰ ،طرق ﺣﺳﺎب اﻟزﻻزل اﻟﻛﻼﺳﯾﻛﯾﺔ ﻟﻣﺑﺎﺷرة و ﻹﺟراء اﻟﺗﺣﻠﯾل ﺳﻛوﻧﻲ ﻏﯾر اﻟﺧطﻲ ﯾﻣﻛن اﺳﺗﻌﻣﺎل اﻟﻌدﯾد ﻣن رﻣوز اﻟﺣﺳﺎب) SAP2000, SEISMOSTRUCT, IDARC, ect… (و ﻟﻛل ﻣﻧﮭﺎ ﻣزاﯾﺎھﺎ و ﺣدوده. اﻟﮭدف ﻣن ھذ ا اﻟﺑﺣث ھو دراﺳﺔ ردة ﻓﻌل ﺑﻌض ھﯾﺎﻛل اﻟﺧرﺳﺎﻧﺔ اﻟﻣﺳﻠﺣﺔ ﺑﺎﺳﺗﻌﻣﺎل اﻟرﻣوز اﻟﻣذﻛورة أﻋﻼه ﻟﻠوﺻول إﻟﻰ ﺗوﺻﯾﺎت ﻟﻠﻣﺳﺗﻌﻣﻠﯾن اﻟﻣﺳﺗﻘﺑﻠﯾﯾن. ﻣﻔﺎﺗﯾﺢ اﻟﻛﻠﻣﺎت: اﻟطﻠب، اﻟﻘدرة، ﻣﻧﺣﻧﻰ اﻟﺗﺣﻠﯾل ﺳﻛوﻧﻲ ﻏﯾر اﻟﺧطﻲ ، اﻟﺗﺣﻠﯾل اﻟدﯾﻧﺎﻣﯾﻛﻲ ﻏﯾر اﻟﺧطﻲ، اﻷداء اﻟزﻟزاﻟﻲ واﻟﺳﻠوك ﻏﯾر اﻟﺧطﻲ . RÉSUMÉ L` analyse pushover c’est composée ses dernier années comme étant une alternative attrayante par rapport à l’analyse dynamique non linéaire et réaliste par rapport aux technique de calcul sismique classique. Pour entreprendre une analyse pushover, l’analyse dispose de plusieurs codes de calcul (SPA2000, SEISMOSTRUCT, IDARC, ect…) ayant chacun ses avantages et ses limitations. Le bute de ce travail de recherche est d’étudier la repense pushover de certaines structures en B.A en utilisant les codes cites plus haut afin d’aboutir a l’éventuelles recommandation pour des futurs utilisateurs. Mots clés : demande, capacité, courbe pushover et déplacement cible, vulnérabilité curves, spectre de capacité, analyse dynamique non linéaire, analyse pushover, performance sismique, comportement non linéaire ABSTRACT The pushover analysis was composed his last years as an attractive alternative to nonlinear dynamic analysis and realistic compared to conventional seismic calculation technique. To enter take a pushover analysis, the analysis has several computer code (SPA2000, SEISMOSTRUCT, IDARC, ect...) each having its advantages and limitations. The stumbles of this research is to study the pushover rethinking of some structures in BA using the codes cited above in order to achieve to the possible recommendation for future users. Keywords: demand, capacity, and target displacement pushover curve, vulnerability curves, spectrum capacity, nonlinear dynamic analysis, pushover analysis, seismic performance, nonlinear behaviour ii REMERCIEMENTS C’est une tâche difficile de trouver les plus justes mots pour exprimer ses «mercis », c’est Paradoxalement la dernier page qu’ont rédigé et qu’on croise en premier. Je tiens à exprimer mes sincères et profonds remerciements et reconnaissance au Dr.M.MELLAS, qui m’a encadré durant ce travail ; reconnu pour sa modestie, et Ses idées pertinentes et encourageantes, je voudrais aussi remercier le Dr.A.KADIDqui m’a fait l’honneur de bien vouloir guider mes pas tout au long de ce travail. Ses conseils, ses encouragements m’ont été d’un soutient particulièrement précieux et indispensable pour mener à bien ce travail. Qu’il me soit permis aussi de traduire toute la reconnaissance qui j’éprouve au Dr. R.CHEBILI, qui m’a honoré en présidant le présent jury. Que monsieur le Dr. A.OUNIS reçoit l’expression de ma profonde reconnaissance pour avoir bien voulu accepter dévaluer la présente thèse iii DEDICACES Je dédie ce travail à : Mes parents Mes frères et sœurs Ma fiancée Mes amis iv LISTE DES FIGURES 2.1 : Méthode des accélérations spectrales 15 2.2 : Système d`un degré de liberté élastoplastique 16 2.3 : Système linéaire correspondant au système inélastique 17 2.4 : Spectres de réponse de ductilité constante 18 2.5 : Courbes R-  - Tn 19 2.6 : Méthode pushover 20 2.7 : Idéalisation bi-linéaire de la courbe pushover (FEMA 450,2003) 22 2.8 : Conversion de la courbe pushover vers la courbe de capacité. 25 2.9 : Modèle bi-linéaire équivalent. 26 2.10 : Conversion du spectre 28 2.11 : Détermination du point de performance PP. 29 2.12 : Bâtiment soumise à un séisme 32 2.13 : Incorporation des effets d’interaction sol-structure. 34 3.1 : Comportement non-linéaire idéalisé d’un élément structurel 37 3.2 : Relation Moment-Courbure idéalisée d’un élément structurel 38 3.3 : Distribution du Moment-Courbure au niveau des zones critiques 39 3.4 : Courbure d’une section de poutre rectangulaire 39 3.5 : Distribution réelle et idéalisée de la courbure dans le domaine inélastique d’une poutre soumise à une charge sismique 41 3.6 : Diagramme moment –rotation 42 3.7 : Courbure d’une section rectangulaire soumise à un moment et effort axial 43 3.8 : Système local de membrure [SeismoStruct, 2011] 3.9: Modèle de l'élément fibre model [SeismoStruct, 2011] 46 47 3.10 : Caractéristiques générales Force – Déplacement d’un élément 49 4.1: Loi de comportement de béton 51 4.2: Loi de comportement de l’acier 52 4.3 : Modèle en acier bilinéaire – st-bl 53 4.4 : Modèle du béton confiné constant non- linéaire con_cc 54 4.5 : Modèle du béton non confiné constant non- linéaire con_cc 56 4.6 : Différentes perspectives du bâtiment vue en plan 57 4.7 : Spectre lissé RPA99/ 2003 5% 58 N° Figures Page v 4.8 : Différentes sections et armatures du bâtiment ; (a) : poteau 50 cm x 50 cm, (b) : poteau 40 x 40, (c) : poutre 30 cm x 50 cm 59 4.9 : Modèle de distribution des charges 62 4.10 : Localisation des rotules plastiques 63 4.11 : Loi moment-courbure des poutres 64 4.12 : Courbe d’interaction moment-effort normal pour poteaux 50x50 66 4.13 : Loi moment-courbure des poteaux 50x50 du niveau RDC en fonction des différentes valeurs des efforts normaux existants 66 4.15 : Idéalisation de la courbe Pushover 68 4.16: Courbe de capacité –SAP2000 70 4.17: Courbe de capacité -SeismoStruct -Lp=0.08L+0.022FY.db 71 4.18: Courbe de capacité-SeismoStruct - LP=0.5h 71 4.19: Courbe de capacité-SeismoStruct –LP=0.08L+6db 72 4.20 : Courbe de capacité –Poteaux 40X40 72 4.21 : Courbe de capacité –Poteaux 50X50 73 4.22: Courbe de capacité –Poteaux 50X40 73 4.23 : Courbe de capacité-SeismoStruct –Poteaux 40x40 74 4.24 : Courbe de capacité-SeismoStruct –Poteaux 50x40 74 4.25 : Courbe de capacité-SeismoStruct –Poteaux 50x50 74 4.26: Courbe de capacité-demande 75 4.27: Courbe de capacité –SAP2000 76 4.28: Courbe de capacité -SeismoStruct -Lp=0.08L+0.022FY.db 77 4.29: Courbe de capacité-SeismoStruct - LP=0.5h 77 4.30 : Courbe de capacité-SeismoStruct –LP=0.08L+6db 78 4.31: Courbe de capacité –Poteaux 50X40 79 4.32 : Courbe de capacité –Poteaux 40X40 79 4.33: Courbe de capacité –Poteaux 50X50 80 4.34 : Courbe de capacité-SeismoStruct –Poteaux 40x40 80 4.35 : Courbe de capacité-SeismoStruct –Poteaux 50x40 81 4.37: Courbe de capacité-demande 82 4.38: Courbe de capacité –SAP2000 83 vi 4.39: Courbe de capacité -SeismoStruct -Lp=0.08L+0.022FY.db 84 4.40: Courbe de capacité-SeismoStruct - LP=0.5h 84 4.41 : Courbe de capacité-SeismoStruct –LP=0.08L+6db 85 4.42: Courbe de capacité –Poteaux 50X50 86 4.43 : Courbe de capacité –Poteaux 70X50 86 4.44: Courbe de capacité –Poteaux 70X70 87 4.45 : Courbe de capacité-SeismoStruct –Poteaux 70x50 87 4.47 : Courbe de capacité-SeismoStruct –Poteaux 70x70 88 4.48: Courbe de capacité-demande 89 4.6.5 : Motif des distributions des rotules plastiques bâtiment R+5 pour différents niveaux du déplacement 90 4.6.6 : Motif des distributions des rotules plastiques bâtiment R+8 pour différents niveaux du déplacement 91 4.6.7 : Motif des distributions des rotules plastiques bâtiment R+12 pour différents niveaux du déplacement 92 vii LISTE DES TABLEAUX N° Figures Page 4.1 : Caractéristiques du béton 52 4.2 : Caractéristiques de l’acier 52 4.3 : Détails des sections des poteaux et poutres 57 4.4 : Périodes et masses modales des quatre premiers modes par SAP2000 60 4.5 : Périodes et masses modales des quatre premiers modes par SEISMOSTRUCT 61 4.6 : Distribution des charges latérales selon FEMA 356 62 4.8 : Loi de comportement des poteaux 50 x 50 pour N = 2000 kN 65 4.9 : Loi de comportement des poteaux 50 x 50 pour N = 1500 kN 65 4.10 : Loi de comportement des poteaux 50 x 50 pour N = 1000 kN 65 4.11 : Loi de comportement des poteaux 50 x 50 pour N = 500 kN 65 Sommaire viii Sommaire Résumé i Remerciements ii Dédicaces Listes Des Figures Listes Des Tableaux sommaire iii iv vii viii Introduction générale 01 Chapitre -I- : Introduction générale et Synthèse bibliographique I-1 Etat de l’art 03 I-2 Travaux réalisés avec seismostructe 13 Chapitre -II- : Formulation de la théorie de l’analyse pushover II-1 Introduction 14 II-2 conceptions des bâtiments basés sur leur performance 14 II-2.1 système d’un degré liberté inélastique 16 II-2.2 Méthode d’analyse non-linéaire 19 II-2.2.1 diagramme de Capacité 20 II-2.2.2 Calcul de la demande de déplacement 25 II-2.2.3 Remarques 31 II-2.3 Prise en compte des effets d’interaction sol-structure 32 II-.2.3.1 effets cinématiques 34 II-2.3.2 amortissement de la fondation 36 Chapitre -III- : Formulation numérique III-1 Introduction 37 III-2 Comportement uploads/Ingenierie_Lourd/ analyse-pushover-des-portiques-en-b-a-etude-comparative.pdf