Effets des dispositifs d'amortissement sur les déplacements, vitesses et accélérations des structures

Chapitre V : Application (pont et

portique) et développement d'un logiciel

de dimensionnement des amortisseurs

Applications (pont et portique) et dimensionnement des amortisseurs

V.1. Introduction

La prise en compte du risque sismique pour les structures conduit à des actions horizontales de dimensionnement qui peuvent être très importantes. On est parfois amené à changer le schéma de fonctionnement de la structure pour diminuer les efforts induits. Il s'agit, par exemple, d'assouplir la structure en isolant la superstructure (isolateur sismique) et de diminuer ainsi les efforts au niveau des appuis, aux prix de déplacements relatifs plus importants de la superstructure sur ceux-ci. On peut encore diminuer forfaitairement ces efforts en acceptant un certain niveau d'endommagement (notion de la rotule plastique et coefficient de comportement) des dispositifs parasismiques. Les structures équipées d'appareils d'appuis spéciaux (fusible, amortisseur, etc...) destinés à améliorer le comportement de ces ouvrages sous sollicitations sismiques connaissent un développement important. Ces dispositifs sont utilisés aussi bien dans la réalisation de structures neuves que dans la réhabilitation sismique d'ouvrages existants.

Parmi les dispositifs spéciaux, les amortisseurs ont pour objectif de diminuer à la fois les efforts et les déplacements en dissipant l'énergie induite dans l'ouvrage.

Dans ce chapitre, on se propose de faire une application de l'utilisation des amortisseurs dans le domaine du génie civil notamment le domaine des ouvrages d'arts qui sont très sensibles au séisme.

Parmi les rares outils automatiques qui traitent de ce genre d'organes parasismiques, le SAP2000 qui permet d'analyser des structures avec amortisseurs (damper) à travers une interface graphique puissante et facile d'utilisation. Cette facilité est rendue possible par le fait que la création du modèle structurel, son analyse et ses résultats sont réalisés à l'aide des interfaces simples et conviviales. De même plusieurs fonctions relatives aux éléments non linéaires tels que les dispositifs d'isolation et les amortisseurs sont disponibles.

L'utilisation des amortisseurs nécessite la caractérisation de la capacité portante de ces derniers. Motivés pour ce souci, nous allons développer un logiciel de dimensionnement des amortisseurs.

V.3. Exemples étudiés

Nous nous proposons donc comme modèles à étudier un portique en béton armé et un pont caisson à deux travées de 60 m chacune

V.3.1. Cas d'un portique

Nous considérons un portique (figure V.1) en béton armé de 5 m de hauteur et de 4 m de portée et de section transversale constante égale 30x30 cm².

Ce portique est considéré soumis au signale de référence d'El Centro. Nous allons déterminer les diagrammes des réponses déplacements, vitesses et accélérations pour les deux cas de figures : portique sans amortisseur et portique avec amortisseur.

V.3.1.1. Portique sans amortisseur

Les réponses sont représentées graphiquement et suivies d'un tableau récapitulatif de leurs valeurs maximales.

Figure V.1 : modèle d'un portique sans amortisseur

A. Déplacement :

Graphe V.1 : déplacement du portique sans amortisseur

B. Vitesse :

Graphe V.2 : vitesse du portique sans amortisseur

C. Accélération :

Graphe V.3 : accélération du portique sans amortisseur
Tableau V.1 : tableau récapitulatif du model 1 (portique sans amortisseur)

	valeurs
Déplacement maximal (cm)	1.62
Vitesse maximale (cm/s)	28.26
Accélération maximale (cm/s^2)	914.55