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Analyse sismique des structures

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Méthodes de modélisation probabiliste appliquées aux problèmes de dynamique vibratoire
Compréhension des mécanismes d’excitation sismique des structures
Méthodes de modélisation et de résolution numérique
Relation avec la réglementation
Exemples d’application : ponts, barrages, grands ouvrages et composants de l’industrie nucléaire
Les constructions industrielles (bâtiments, grands ouvrages, composants,…) doivent respecter les normes de tenue aux séismes. Pour leur dimensionnement ou leur vérification, l’ingénieur dispose de textes réglementaires (Eurocodes). Pour les appliquer correctement et effectuer les modélisations correspondantes, il est très souhaitable qu’il maîtrise bien la physique des phénomènes et les outils de calcul associés. Cette maîtrise permet en particulier de mieux comprendre l’esprit des règles. Elle est tout à fait indispensable dans la résolution des cas non standard.

  • Dates :28/02/2017, 27/09/2017
  • Durée :3 jours
  • Lieu :Ecole polytechnique
  • Tarif : 2 190 euros HT
  • Langue :Français

Objectifs

  1. Panorama des éléments-clés de la sismologie de l’ingénieur
  2. Comprendre les mécanismes d'excitation sismique des structures
  3. Appréhender l’état de l’art des techniques de modélisation
  4. Faire le lien avec les derniers enjeux de la réglementation (Eurocodes)
  5. Appréhender des exemples de comportements de grands ouvrages industriels (ponts, barrages…), des installations nucléaires, etc.

Programme

Sismologie des mouvements forts

  • Généralités sur les séismes
  • Caractérisation du mouvement du sol
  • Principaux phénomènes physiques affectant les mouvements sismiques : source, propagation crustale, effets de site
  • Panorama des méthodes d'estimation du mouvement sismique : spectres et accélérogrammes temporels

Rappel sur les vibrations

  • Théorie linéaire des vibrations : oscillateur à 1 DDL
  • Systèmes à n DDL et continus
  • Théorie des modes propres
  • Exemples (poutres - coques...)
  • Amortissements

Méthode modale d’analyse sismique

  • Application à l'analyse sismique : Spectres de réponse d'oscillateurs
  • Méthode modale classique

Méthodes probabilistes, spectres de plancher

  • Critique de la méthode classique d'analyse sismique en la resituant dans le contexte plus général de la théorie des processus aléatoires
  • Applications : formules de combinaison quadratique – calcul direct des spectres de plancher - génération de signaux synthétiques
  • Incidence des non linéarités

Équipements : Interactions fluide-structure

  • Petits mouvements d'une structure plongée dans un fluide dense : effet de masse ajoutée, effet de compressibilité, effet de ballottement
  • Effets dissipatifs - incidence de l'existence d'un écoulement permanent
  • Exemple : flambage sous séisme des réservoirs à parois minces

Comportement sismique des structures de Génie Civil

  • Comportement des structures en béton armé et en maçonnerie soumises à un chargement sismique. Effet des dispositions constructives
  • Méthodes de dimensionnement : calculs spectraux et coefficient de comportement
  • Introduction aux méthodes de calcul non linéaires simplifiées (Push-over)

Comportement dynamique des sols

  • Comportement expérimental des sols sous sollicitation cyclique
  • Modélisation visco-élastique linéaire équivalente

Interaction sol-structure

  • Fondamentaux de l'interaction sol-structure : interaction inertielle et interaction cinématique
  • Conséquences de l'ISS sur la réponse des ouvrages
  • Méthode de sous-structure pour la prise en compte de l'interaction sol-structure

Liquéfaction des sols

  • Rappel du phénomène et conséquences pour les ouvrages
  • Mécanismes fondamentaux de la liquéfaction
  • Méthodes d'évaluation du risque de liquéfaction
  • Survol des méthodes de traitement
  • Exemple d'application

Les principes de conception parasismique dans la génération actuelle de normes. Application au bâtiment

  • Protection des vies humaines et limitation des dommages, sont à atteindre pour des événements sismiques ayant des probabilités de dépassement adéquates, ce qui se vérifie vis-à-vis d’états limites associés.
  • La conception des structures fait largement appel au comportement dissipatif des structures, ce qui conduit à maîtriser la ductilité des éléments structuraux, par le calcul et des dispositions constructives adaptées. Ceci permet de limiter les accélérations, donc les efforts dans la structure.
  • Le calcul avec coefficient de comportement permet d’évaluer simplement un tel comportement. Le dimensionnement en capacité permet en outre de maîtriser la position des zones critiques et de hiérarchiser les modes de rupture.
  • L'exposé se termine par un exemple de bâtiment contreventé par des murs

 
Méthode pédagogique
Présentation des fondamentaux, de l'état de l'art et des dernières avancées
Illustration par des exemples concrets issus de l'industrie
 

Intervenants

  1. Responsable scientifique
    René-Jean
    Conseiller scientifique au CEA - Saclay, Ingénieur conseil
  1. Intervenant(s)
    Pierre
    Consultant, ancien directeur de recherche au CEA Saclay
  2. Intervenant(s)
    Philippe
    Directeur scientifique, EGIS Industries
  3. Intervenant(s)
    Didier
    Ingénieur-Chercheur, Département ITER, Fusion For Energy (F4E),
  4. Intervenant(s)
    Pierre-yves
    Chercheur, Chargé de mission Risque Sismique, ISTerre/IFSTTAR, Ingénieur Général des Ponts, Eaux et Forêts

    Responsable de programme chez ANR
     
     

  5. Intervenant(s)
    Alain
    Consultant, Professeur - Ecole des Ponts ParisTech

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