Question d'origine :
Bonjour,
Le Japon est régulièrement secoué par de nombreux séismes. Cependant malgré leur forte amplitude les dégats matériels et pertes humains restent très faibles, ce qui montre l'efficacité des constructions parasismiques japonaises et leur importance.
J'aimerais savoir quelles sont les particularités (matières, structures...) de ces batiments.
Merci d'avance.
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 29/09/2005 à 09h17
Les effets d'un tremblement de terre varient principalement selon plusieurs facteurs :
- l'intensité du séisme,
- la profondeur de l'épicentre du séisme,
- la distance des habitations à l'épicentre du séisme,
- le type de constructions.
Même si l’on reste dans le domaine du bâtiment courant, la bonne utilisation d’un code parasismique par un ingénieur de structures suppose, de la part de celui-ci, des bases suffisantes en sismologie et la
Source : Structures de Construction des dossiers des Techniques de l'ingénieur (article C 3 290)
Si la construction para sismique représente souvent un surcoût, il existe des principes et des solutions simples et adaptables, même dans les régions pauvres :
- ossatures de bois,
- renforcement des angles,
- solidarité de la structure
- et matériaux traités contre le pourrissement.
Source : Catastrophes naturelles, les enjeux de la prévention
Dispositions d'architecture à mettre en oeuvre :
L’analyse des dégâts sismiques montre clairement que lesbâtiments à structure régulière et symétrique se comportent mieux que ceux dont les formes géométriques et la distribution des éléments résistants sont complexes, même lorsque les règlements parasismiques ont été correctement appliqués . Les calculs prescrits par ces règlements ne représentent, en effet, les sollicitations sismiques subies par les bâtiments que d’une façon assez grossière et cette représentation est sans doute plus proche de la réalité dans le cas des bâtiments réguliers, dont la réponse sismique est plus simple, que dans celui des bâtiments irréguliers. En outre, il est essentiel de comprendre que la sécurité sismique repose au moins autant sur le respect de règles empiriques que sur des vérifications par le calcul et que ces règles empiriques sont mieux connues pour les bâtiments réguliers, plus répandus et plus simples, que pour les bâtiments irréguliers, dont chacun constitue un cas particulier.les structures fortement dissymétriques, en effet, ont le plus souvent des modes de transmission des efforts et des moments entre les différentes parties qui conduisent à des accumulations de sollicitations dans certaines zones sous l’action des mouvements sismiques . En d’autres termes, si l’on cherche à faire « tenir ensemble » des éléments structuraux ayant des réponses sismiques et des capacités de déformation très différentes, on doit s’attendre à ce que les liaisons entre ces éléments « souffrent » particulièrement ; de telles structures sont, notamment, très sensibles aux effets de torsion
Lorsque la fonction de l’ouvrage impose l’adoption d’une structure fortement dissymétrique , on peut, dans certains cas, améliorer le comportement sismique en découpant la structure en sous-structures relativement symétriques séparées par des jointsConcernant les matériaux utilisés, il faut tenir compte de leur ductilité.
La ductilité est la capacité de déformation d’un élément de structure au-delà de sa limite élastique. Cette capacité de déformation inélastique permet la dissipation de l’énergie sous chargement cyclique
La ductilité dépend des matériaux utilisés mais aussi du mode de travail de l’élément considéré (flexion, cisaillement, traction-compression) et, pour les matériaux composites, des dispositions prises pour tirer parti des qualités spécifiques des composants. Si l’élément comporte des assemblages, ceux-ci peuvent être moins ductiles que la partie courante de l’élément.
En ce qui concerne lesavantages et les inconvénients des différents matériaux , on ne peut donner ici que quelques appréciations tirées de l’expérience.
—Structures en acier : elles présentent en général une bonne ductilité sous réserve que les phénomènes d’instabilité de forme mentionnés ci-avant ne produisent pas de dégradation sensible des raideurs et que les assemblages ne soient pas fragiles ; la qualité des soudures est évidemment essentielle pour la sécurité de ces structures.
—Structures en béton armé : d’une façon générale, c’est le risque de rupture du béton comprimé qui limite la ductilité des éléments en béton armé ; le ferraillage des sections doit être conçu de manière que l’allongement plastique des armatures du côté tendu précède l’écrasement du béton côté comprimé dans les pièces qui travaillent en flexion ; cette condition est plus facile à réaliser lorsque le taux de ferraillage n’est pas trop grand. Il est également essentiel que les armatures transversales soient en nombre suffisant pour éviter que le béton fissuré ne se désagrège et ne laisse les armatures longitudinales à nu, ce qui conduit très souvent à leur ruine par flambement sous l’action de l’effort normal
—Structures en maçonnerie : l’expérience montre que ces structures, sous réserve qu’elles soient convenablement chaînées, résistent bien jusqu’à un certain niveau d’excitation, mais qu’au-delà leur dégradation est rapide suite à la désolidarisation des blocs et la chute de certains d’entre eux. Bien qu’il soit difficile de définir avec précision la limite élastique pour de telles structures, le comportement observé est typique des structures peu ductiles.
—Structures en bois : la diversité de ces structures, notamment par leurs modes d’assemblage, et le manque d’informations d’origine expérimentale pour certaines d’entre elles ont jusqu’ici conduit, en France, à des estimations très prudentes de leurs capacités ductiles ; cette situation pourrait changer rapidement si un programme d’expérimentation adéquat était réalisé.
Pour conclure sur la ductilité, il convient de remarquer que la ductilité d’ensemble d’une structure est généralement plus faible que celle de ses éléments structuraux. La ductilité d’ensemble, dont le calcul cherche à rendre compte par le biais du coefficient de comportement q, dépend pour une large part du type de la structure et de l’arrangement de ses composants.
Source : Structures de Construction des dossiers des Techniques de l'ingénieur (article C 3 290)
Vous trouverez d'autres renseignement dans ce même dossier ainsi que dans les ouvrages suivants, présents à la Bibliothèque Municipale de Lyon :
- Construire parasismique : risque sismique, conception parasismique des bâtiments, réglementation de Milan Zacek ;
- La construction en zone sismique : approche réglementaire, modèles d'analyse des structures, diagnostic des bâtiments existants, exemples de calculs de Victor Davidovici ;
- Le guide de la conception parasismique des bâtiments de l'Association française du génie parasismique ;
- Règles de construction parasismique : règles PS applicables aux bâtiments - PS 92 : normes NF P 06-013 .
Enfin, pour info, voici le site d'un forum français au Japon (Tokyo) sur les précautions et les réflexes à connaître en cas de séisme : Urgences-Tokyo
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