Analyse dynamique 3-d des bâtiments isolés à la base sous excitations sismiques en champ proche

Abstract

Les performances des structures des bâtiments isolées à leurs bases lors des tremblements de terre passés ont confirmé l’efficacité des isolateurs sismiques en caoutchouc fritté avec un noyau en plomb (LRB). Afin d'évaluer l'efficacité des systèmes d'isolation avec des isolateurs de type LRB, des analyses sismiques non linéaires, des modèles tridimensionnels (3D) d’un bâtiment à plusieurs étages, certains étant fixes à leur base, tandis que d’autres sont isolés, sont effectuées pour trois enregistrements de mouvements de sol en champ proche provenant de trois stations situées à différentes distances, soit environ 5,54, 11,39 et 17,82 km de la faille sismique active du séisme de Northridge de 1994 d'une magnitude de 6,7 Mw. Les résultats numériques montrent que la dissipation d'énergie de l'isolateur diminue considérablement avec l'augmentation de la distance la plus proche de la source sismique. Cela indique une forte atténuation des caractéristiques des mouvements sismiques du sol et du déplacement total de conception de l'isolateur. De plus, les résultats du niveau sismique de conception (DBE) montrent clairement l'efficacité du système d'isolation pour réduire de manière significative et simultanée la réponse sismique en termes d'accélérations du sol, de déplacements inter étages et de cisaillements à la base. Cependant, il est démontré que pour finaliser la conception géométrique et vérifier la stabilité de l’isolateur sous la charge sismique au niveau du séisme majeur (MCE) requis par l'UBC 97, l'inclusion de l'effet de la source sismique proche et de l’effet de torsion augmente le déplacement de l’isolateur, plus important dans le cas des mouvements du sol en champ proche avec courte distance à la source sismique. Dans ce cas, il est démontré que la déformation de cisaillement sous des charges permanentes, d’exploitation et sismiques et que les conditions de stabilité soient remplies, une attention particulière devrait être accordée pour répondre aux exigences de la condition de renversement « Rollout » en raison du grand déplacement de l'isolateur au niveau MCE, provoqué par l’impulsion de vitesse de longue durée et de grande amplitude, indiquant la nécessité d'utiliser des dispositions spéciales, entre autres, des amortisseurs visqueux supplémentaires pour améliorer l'efficacité d'isolation désirée