Vulnérabilité sismique des ouvrages : évaluation des réponses et des dommages structuraux

Seismic vulnerability of buildings : Response and damage assessment

• Auteur / Autrice : Sandra Jerez Barbosa
• Direction : Ahmed Mébarki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance le 10/03/2011
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie, Matériaux, Modélisation et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 1994-2009)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Modélisation et Simulation Multi-Échelle
• Jury : Président / Présidente : Christian La Borderie
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ahmed Mébarki, Ménad Chenaf, Frédéric Mercier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Djillali Benouar

Mots clés

Mots clés contrôlés

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Génie parasismique

Risques naturels

Mots clés libres

Risques naturels

Vulnérabilité sismique

Dommage

Seismic risk

Vulnerability

Damage assessment

Pushover analysis

Résumé

Dans le cadre de l'analyse et de la gestion intégrée des risques sismiques, deux approches sont proposées. La première, une méthode pseudo - adaptative de réponse modale (PSA), qui estime la réponse sismique des bâtiments à portiques, avec une précision acceptable et un temps de calcul et d'analyse réduit. En effet, dans le cadre de l'analyse de pushover multimodale (MPA), la courbe de capacité se construit sur la base d'une approche énergétique et le changement des propriétés modales après plastification est évalué à partir des vecteurs de déplacement pendant l'analyse de pushover. L'estimation des réponses en termes de déplacements absolus et relatifs, forces de cisaillement et rotations est satisfaisante comparativement aux résultats d'analyses non linéaires complètes. La seconde approche porte sur l'évaluation post-sismique des dommages structuraux à partir de dommages locaux observés. Elle est fondée sur une relation postulée entre le dommage et la probabilité résiduelle de ruine, à deux niveaux : l'étage et le bâtiment complet. Quatre portiques sont analysés et les résultats sont comparés à une approche mécanique qui estime l'endommagement du système à partir de la perte de raideur de la courbe de capacité. Les résultats obtenus montrent de bonnes estimations du niveau de dommage global. Ainsi, cette approche pourrait bien faire partie d'un outil d'aide à la décision dans le cadre des programmes d'évaluation urbaine des dommages qui requièrent des estimations simultanément rapides et précises

Within the overall framework of seismic risk analysis and management two approaches are presented. First, the Pseudo-Adaptive Uncoupled Modal Response Analysis (PSA) aims to provide improved estimates of seismic response for framed buildings, with an acceptable accuracy and a reduced calculation time duration. It relies on an energy-based equivalent displacement to develop the capacity curve and a pseudo-adaptive feature that considers changes in modal shapes after yielding, within the framework of the widely used Modal Pushover Analysis. According to the results, PSA is able to provide good estimates of structural responses such as displacements, storey drifts, shear forces and rotations, in comparison to a complete Nonlinear Time History Analysis. Second, a strategy for post-seismic evaluation of structural global damage is proposed on the basis of observed local damages and the postulation of adequate relationships between damage and residual probability of failure at two levels: a storey level prior to a building level. Three factors are proposed to reflect the influence of components damage at each of those levels. The obtained results appear as good predictions of the global damage. Accordingly, this strategy has the potential for being a first step within the implementation framework of a decision-making tool for rapid and accurate estimates of structural damages