La page précédente permet de définir le spectre élastique. Ce spectre n'est cependant pas celui utilisé pour les calculs sismiques suivant Eurocode 8.

En effet, l'EC8 intègre la notion de ductilité pour diminuer les spectres élastiques. La ductilité est la capacité d'un matériau à plastifier. On recherche ainsi des matériaux capables de plastifier longtemps, et des structures pouvant plastifier dans un maximum de zones, et ainsi d'absorber un maximum d'énergie (dissipation).

Les zones dissipatives (zones critiques) sont appelées rotules plastiques, et sont prédéfinies par le concepteur de l'ouvrage. On effectue pour cela un dimensionnement en capacité : afin de garantir que la structure plastifiera aux zones prédéfinies (rotules plastiques), garantissant ainsi un comportement maîtrisé (pas de mode de ruine imprévu), on surdimensionne le reste avec le coefficient de surésistance γRd. Ce coefficient permet de garantir le comportement élastique de la structure en dehors des rotules plastiques.

 

L'objectif est de prévoir un maximum de zones plastiques (plus la structure est hyperstatique plus la possibilité de rotules plastiques est importante), dans des zones permettant d'éviter des mécanismes instables. Ainsi, on fera en sorte que les mécanismes ne mettent pas en jeu des rotules plastiques dans les poteaux.

 

On définit ainsi des classes de ductilité : la classe L (limitée), la classe M (moyenne) et la classe H (haute). On choisira couramment une classe M.

Une fois connus la géométrie de la structure et la classe de ductilité, on peut déterminer le coefficient de comportement q, lequel caractérise la capacité de dissipation de l'énergie de la structure. Ce coefficient permet de diviser de manière significative le spectre élastique.

 

Principe de dimensionnement Classe de ductilité de la structure Intervalle des valeurs de référence du coef de comportement q

Principe a)

Comportement de structure faiblement dissipatif

DCL (limitée) ≤ 1.5 - 2

Principe b)

Comportement de structure dissipatif

DCM (moyenne)

uniquement pour sections classe 1 à 3 (3 si q≤2)

 ≤ 4 et également limité par les valeurs du tableau 6.2

DCH (haute)

uniquement pour sections classe 1

uniquement limité par les valeurs du tableau 6.2

(tableau 6.1 NF EN 1998-1 de sept 2005 "Règles particulières aux bâtiments en acier")

Pour les structures à comportement dissipatif, on voit donc que les profilés de classe 4 sont proscrits (§6.5.3 NF EN 1998-1 de sept 2005).

 

 

Type de structure
Classes de ductilité
DCM
DCH
a) Ossatures en portique
4
5 αu/ α1

b) Ossature avec triangulation à barres centrées

Entretoises diagonales

Entretoises en V

 

4

2

 

4

2.5
c) Ossature avec triangulation à barres excentrées
4
5 αu/ α1
d) Pendule inversé
2
2 αu/ α1
e) Structures avec noyaux ou murs en béton
voir article 5
f) Ossature en portique avec triangulation centrée
4
4αu/ α1

g) Ossature en portique avec remplissages

Remplissage en béton ou en maçonnerie non connectés, en contact avec l'ossature

Remplissage en béton armé connectés

Remplissages isolés de l'ossature en portique (cf ossatures en portique)

 

2

voir article 7

4

 

2

voir article 7

5 αu/ α1

(tableau 6.2 NF EN 1998-1 de sept 2005 "Règles particulières aux bâtiments en acier")

 

Si le bâtiment est irrégulier, le coefficient de comportement q est diminué de 20% (§4.2.3.1 (7)).

 

 

 

 

Le coefficient q permet de créer un spectre dit de calcul en divisant les accélérations du spectre élastique par q. On obtient avec ce spectre de calcul directement les efforts, mais les déplacements doivent être multipliés par q (dans le cas d'une analyse linéaire, les déplacements produits par l'action sismique de calcul doivent être calculés sur la base des déformations élastiques du système).

 

Valeur recommandée de β = 0.2

Spectre de calcul Sd avec le coefficient q abattant le spectre élastique (§3.2.2.5)

 

 

 

 

 

 

Exemple de détermination de spectre de calcul avec le coefficient de comportement q

 

 

(éléments primaires = poteaux, traverses, croix St André, planchers = diaphragmes et éléments secondaires = solivage des plancher, non modélisé)

 

On suppose une classe de ductilité DCH (dans ce cas il faut obligatoirement des profilés de classe de section 1).

Spectre suivant X : on a une ossature portique où q = 5 αu/ α1 = 5 x 1.2 = 6 (cf figure 6.1)

Spectre suivant Y : on a des contreventements en croix de St André (entretoises diagonales) donc q = 4

 

 

On rappelle que pour combiner les effets du séisme dans les différentes directions X, Y et éventuellement Z (si la composante verticale n'est pas négligeable), on peut utiliser la combinaison quadratique ou les combinaisons de Newmark.