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Je dois évaluer la faisabilité d'ajouter un niveau sur un bâtiment en acier de 3 étages construit en 1979. Son système de résistance aux charges latérales se compose de cadres rigides dans les deux directions. Quelles sont mes options pour renforcer la structure selon l'article 27?
Selon ce que je comprends de l'article 27 :
- Je ne peux utiliser R=3.5 sans réaliser des essais en laboratoire (art. 27.2.5.1);
- Je ne peux utiliser R=2.0 car le bâtiment est dans une zone Za=4 (art. 27.4.1);
- Il me reste en dernier recours : R=1.5.
Dans ce dernier cas, je dois alors démontrer que l'assemblage existant est ductile ou que celui-ci peut résister au double des efforts sismiques calculés! Bien que la structure et les fondations du bâtiment concerné aient suffisamment de capacité pour l'ajout du niveau additionnel, je devrais renforcer la plupart des assemblages rigides du bâtiment.
Si mon interprétation est correcte, peut-on m'orienter sur la validation d'un assemblage ductile? À l'annexe J de S16-01, on se réfère à un document en préparation par l'ICCA. Est-ce qu'il y a une version préliminaire disponible?
Selon ma discussion avec Alfred Wong:
- Le document de l'ICCA ne sera pas disponible avant le cours (offert cet automne à Montréal, en anglais, et cet hiver, en français), et de toute façon ne serait pas très utile dans le cas présent.
- Il ne sera pas facile d'employer des cadres rigides avec R = 3.5 pour le bâtiment en question. Il faudra probablement renforcer les assemblages de la charpente existante. Mais plus problématique encore sera l'exigence du "strong column - weak beam" pour les éléments des cadres existants (S16-01 article 27.2.3.2).
- Référence proposée: Recommended Seismic Evaluation and Upgrade Criteria for Existing Welded Steel Moment-Frame Buildings, FEMA, 2000. Disponible gratuitement:
www.fema.gov/hazards/earthquakes/fema351.shtm
- Ajouter des contreventements (excentriques par exemple) serait peut-être plus pratique.
Charles Albert
Quelques remarques:
Selon CNB 1995 (4.1.9.3.2), on ne peut utiliser un facteur R = 1.5 (ou moins) pour une structure de plus de trois étages dans une zone sismique Za supérieure à 2.
Je ne me rappelle pas avoir vu de données ou de directives qui permettraient d'évaluer ou d'améliorer le comportement sismique des assemblages poutres-poteaux comme ceux du bâtiment existant.
Si elle est acceptable d'un point de vue fonctionnalité, l'ajout d'un contreventement (concentrique de type MD ou LD, ou, mieux encore, excentrique avec R = 4.0), comme suggéré par Charles Albert, serait probablement la solution la plus simple. On peut distribuer les diagonales sur plusieurs travées pour réduire les charges induites dans les poteaux et fondations. On peut aussi utiliser un contreventement concentrique avec des diagonales confinées ductiles (Buckling Restrained Braces) pour contrôler davantage les efforts dans la structure. Un facteur R = 4.0 pourrait être envisagé pour ce système (à vérifier).
J'espère que ces informations seront utiles.
Robert Tremblay
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Recommended Seismic Evaluation and Upgrade Criteria for Existing Welded Steel Moment-Frame Buildings, FEMA, 2000. Disponible gratuitement:
www.fema.gov/hazards/earthquakes
/fema351.shtm
Table des matières
Chapter 1: Introduction
Chapter 2: Evaluation Overview
Chapter 3: Performance Evaluation
Chapter 4: Loss Estimation
Chapter 5: Seismic Upgrade
Chapter 6: Connection Qualification
Appendix A: Detailed Procedures for Performance Evaluation
Appendix B: Detailed Procedures for Loss Estimation
References, Bibliography, and Acronyms |
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