samedi 2 avril 2011

Les normes parasismiques


Comme il a été décrit précédemment dans un article concernant le Japon, les gratte-ciel ont réussi à résister au séisme. Cela n'est pas arrivé par hasard, mais bien par le bon travail des ingénieurs et des architectes qui ont su répondre aux critères des normes parasismiques. 



Les modifications parasismiques s'appliquent aux bâtiments afin d'augmenter leur résistance aux différentes secousses du sol, comme un séisme. Pour y arriver, les sols doivent être étudiés, les nouveaux bâtiments doivent être parasismiques et les bâtiments déjà construits doivent être renforcés.

Lors de l'étude des sols, il est essentiel de s'assurer que la période de vibration du sol lors d'une secousse est différente de celle du bâtiment construit afin d'éviter le phénomène appelé résonance. Ce phénomène augmente l'amplitude des mouvements d'oscillations de l'immeuble et nuit à sa stabilité. À la suite de recherches scientifiques, il a été établi que les grands immeubles sont plus stables sur des sols durs ayant une faible épaisseur (par exemple: des sols granitiques). Les petits bâtiments, quant à eux, sont plus stables sur des sols argileux, c'est-à-dire des couches molles très épaisses. Cette différence de terrain idéal s'explique par le fait que les gratte-ciel oscillent, alors que les bâtiments plus petits bougent en bloc. Ensuite, lors de l'étude des sols, il faut tenir compte de la liquéfaction. En effet, il arrive souvent qu'après un séisme, un glissement de terrain ou un raz-de-marée, les sols se liquéfient. Le sol devient saturé de fluide, donc les chocs augmentent la pression dans les fluides du sol. Cela provoque des effondrements de terrains.

Pour ce qui est de la construction des nouveaux bâtiments parasismiques, il est important d'éviter les asymétries puisqu'elles créent des zones de faiblesse. Cela nuit donc à la stabilité. Des matériaux adéquats de qualité doivent aussi être utilisés lors de la construction. Par exemple, le choix d'un béton de qualité est indispensable (voir article sur les bétons). Il faut également s'assurer d'avoir des structures renforcées, telles que les barres métalliques, afin de soutenir les dalles de béton. Il est à comprendre qu'il est inutile d'avoir des matériaux de qualité si la structure n'est pas stable, qu'elle ne résiste pas à la corrosion et qu'elle se brise au premier choc. 

Lors de la construction, il y a une différence majeure entre les petits bâtiments et ceux de grande taille. Pour les petits bâtiments, il est nécessaire d'unifier le bâtiment en bloc unique. Des chaînages horizontaux et verticaux sont donc conçus pour permettre aux murs de former un «caisson» plus résistant que les murs indépendants. Avec un caisson, les contraintes sont supportées par l'ensemble des murs au lieu que chacun des murs supporte les forces à lui seul. Pour les bâtiments plus petits, des fondations très profondes peuvent aussi être réalisées. Le bâtiment devient ancré avec des pieux. Cet ancrage assure que le bâtiment est fixé à une couche de qualité et qu'il sera plus stable face aux mouvements du sol. De leur côté, les bâtiments plus hauts ne doivent pas casser. Il faut donc les rendre plus souples pour qu'ils puissent bouger. De cette façon, la résistance aux secousses est augmentée. L'édifice est fixé sur des vérins et non sur le sol lui-même. Cela, en plus des joints souples, permet la liberté de mouvement.




http://eost.u-strasbg.fr/pedago/fiche2/parasismique.GIF

Sur cette image, il est possible d'observer la différence entre les gratte-ciel et les bâtiments plus petits lorsqu'ils sont soumis à une certaine force.




Finalement, les ingénieurs et les architectes ont comme travail de renforcer les vieux bâtiments. Toutefois, avant d'entreprendre des rénovations, il est essentiel d'évaluer les coûts. La construction d'un nouveau bâtiment parasismique augmente les coûts de 5% à 10%, alors que le renforcement des édifices est bien plus dispendieux. C'est pourquoi seuls les petits bâtiments peuvent être rénovés. Dans ce cas, les joints reliant les murs sont solidifiés et des longrines sont rajoutées. Les longrines ressemblent à des colonnes et donnent la chance à l'édifice de résister à de grandes forces. Ces longrines ainsi que les joints renforcent les discontinuités qui sont des zones de faiblesse.



http://www.hellopro.fr/images/produit-2/4/3/0/couvre-joint-para-sismique-murs-plafonds-esodil-jsm-tl-1158-97034.gif

Cette image représente les joints utilisés pour solidifier la structure des bâtiments.

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