Comportement sismique des murs de refend couplés

Comportement sismique des murs de refend couplés 

Plusieurs études ont été faites pour mieux comprendre le comportement complexe des murs de refend couplés soumis à des forces horizontales. Ces murs peuvent dissiper efficacement l’énergie induite par un séisme pour autant qu’ils soient conçus et détaillés selon certaines règles et exigences qui visent à leur assurer un comportement ductile. Comme ce fut mentionné dans l’introduction, les linteaux ou les poutres de couplage sont les éléments qui contribuent au bon comportement des murs couplés étant donné qu’ils sont considérés comme système primaire de dissipation d’énergie sismique et ce, en favorisant des rotules plastiques à leurs extrémités, avant la plastification des murs. Le comportement latéral des MRC est fortement influencé par la rigidité et la résistance des linteaux qui les relient. En effet les murs de cisaillement reliés par des linteaux flexibles se trouvent entre deux cas extrêmes :

1. Deux murs reliés par des linteaux rigides dont les déformations sont distribuées linéairement sur l’ensemble des deux murs .
2. Deux murs reliés par des tiges rigides aux extrémités rotulées qui transmettent seulement les forces axiales. Les déformations sont distribuées linéairement sur chaque mur .

Ces deux cas constituent ainsi les limites du comportement structural des murs de refend couplés (Stafford Smith et Coull, 1991).

De plus, 1′ action de déformation induit des efforts de cisaillement dans les linteaux qui exercent en retour des moments de flexion sur chaque mur et induisent des forces axiales de tension et de compression dans les deux murs. Le moment de renversement M est alors équilibré par la somme des moments de flexion dans les deux murs, et le couple des forces axiales Pl soit : M = M₁ + M₂ + PI

où P est la force axiale dans chaque mur.

Distribution des efforts dans les murs et les linteaux 

Dans la conception sismique, les murs couplés offrent de nombreux avantages. Les linteaux, plus précisément, jouent un grand rôle dans le comportement des murs couplés puisqu’ils font le transfert du cisaillement d’un mur à un autre pendant un tremblement de terre.

Un des effets majeurs des poutres de couplage est de réduire les moments à la base des deux murs. Si les linteaux sont parfaitement rigides les deux murs se comportent comme un seul et reprennent entièrement le moment de renversement . Beaucoup de linteaux ont été conçus de façon conventionnelle, c’est-à-dire un ferraillage orthogonal classique; cependant de tels linteaux échouent dans la tension diagonale comme indiqué à la figure suivante (Paulay, 1992).

Ils ne confèrent au béton qu’une ductilité limitée et conduit à une fissuration en croix. Un niveau de ductilité élevé peut être obtenu par une armature de barres disposées diagonalement . Cette disposition s’est avérée très efficace d’après Zacek (1996).

Méthodes d’analyse des MRC 

Les MRC utilisés dans les bâtiments sont un moyen très efficace pour reprendre les charges latérales dues au séismes ou au vent. Beaucoup de méthodes ont été utilisées pour bien comprendre le comportement des murs de refend couplés; parmi les plus courantes citons « la méthode des éléments finis, la méthode du cadre équivalent et la méthode à éléments continus». Cette dernière méthode permet de considérer le comportement des murs couplés dans son ensemble et donne simultanément une bmme compréhension qualitative et quantitative des influences relatives des murs et linteaux en résistant aux forces latérales (Stafford Smith et Coull, 1991 ). Elle permet entre autres d’optimiser le comportement des MRC selon différents paramètres (0. Challal et M.J. Nollet, 1997) et s’avère très utile lors de la conception préliminaire.

La méthode du cadre équivalent est également intéressante pour la modélisation des murs couplés. Elle permet d’obtenir tous les efforts et déplacements sous l’effet de charge statique ou dynamique. De plus, elle peut prendre en compte 1′ écrouissage et la dégradation de la rigidité de 1′ élément avec des modèles de comportement non linéaire.

Selon les récents développements sur la réponse SlSlmque des murs de refend, le comportement ductile des composantes résistant aux forces latérales, les éléments et le système tout entier, peuvent être simuler de façon satisfaisante par un modèle bilinéaire force-déplacement (Paulay, 2002).

La méthode des éléments finis est une méthode numérique pour analyser les structures et les milieux continus bi ou tridimensionnels. Cette technique est notamment utile lorsque les théories classiques échouent. Le principe de la méthode des éléments finis consiste à décrire le problème en fonction de ses degrés de liberté ( ddl) produisant ainsi un nombre d’équations simultanées à résoudre, égal au nombre de ddl. Compte tenu du nombre de ddl et donc du nombre d’équations simultanées à résoudre généralement très élevé, l’utilisation de l’outil informatique s’avère une nécessité.