Comportement dynamique non-linéaire des systèmes de contreventement des ossatures métalliques

Abstract

Le comportement des structures sous l'action d'une charge sismique est juge principalement selon deux critères : la rigidité latérale et la capacité de dissipation d’énergie introduite par le séisme. Ces critères sont fortement liés à la performance du système de contreventement utilise. Cette étude évalue les performances et compare entre les différents systèmes de contreventement utilises en construction métallique. Ce travail est mené par une analyse dynamique et quasi-statiques non-linéaire en terme de rigidité latérale, de résistance et de capacité de dissipation d’énergie. Ce dernier paramètre est illustre par les courbes énergétiques qui montrent les différentes formes de dissipation d’énergie. Les dommages subis par les éléments des structures sont appréciés par le nombre d'incursions ainsi que la difficulté maximale. Les résultats issus des calculs non-linéaires montrent que les portiques auto-stables ont une grande capacité de dissipation d’énergie mais présentent l’inconvénient de la faible rigidité latérale. Par contre les contreventements en diagonales concentriques constituent des systèmes qui conservent la rigidité latérale, cependant leur aptitude a dissiper de l’énergie est faible. Les contreventements a jarrets et a diagonales excentriques sont des systèmes qui assurent a la fois la bonne dissipation d’énergie et la grande rigidité latérale. Le calcul non-linéaire est une méthode rigoureuse mais complexe, ce qui limite son champ d'application. Cependant tous les codes sismiques récents proposent l'emploi d'un facteur de comportement qui permet un calcul linéaire, en tenant compte de la capacité de dissipation d'énergie dans le domaine non-linéaire. Une partie de cette étude est consacrée à l'évaluation des facteurs de comportement des différents systèmes de contreventement pour des structures de hauteurs différentes, en se basant sur un critère d'égalité des déplacements.