Vibrations des bâtiments

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Transcript of Vibrations des bâtiments

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Page 3: Vibrations des bâtiments

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amplification, atténuation,

ondes surface, mesure!

gêne, dommages,

transmission, isolation!

amplitude, fréquence,

directivité!

Propagation dans le sol

Vibrations des bâtiments

Caractérisation des sources

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Page 4: Vibrations des bâtiments

")

•  Des activités à l’origine de vibrations!

!  Transports terrestres (fer et route)

! Chantiers: démolition, construction, rénovation (engins, travaux!)

! Activités industrielles

! Activités humaines et équipements de bâtiment

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Page 5: Vibrations des bâtiments

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Page 6: Vibrations des bâtiments

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Page 7: Vibrations des bâtiments

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Page 8: Vibrations des bâtiments

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Page 9: Vibrations des bâtiments

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Page 10: Vibrations des bâtiments

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Page 11: Vibrations des bâtiments

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Vibratory Impact

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Page 12: Vibrations des bâtiments

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•  .0@)H5)X0<I//5@%A04;P39I5@)89;H;a1I5@)?=/I@0:/5@)@U@4;<0=>?5<514)

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Page 13: Vibrations des bâtiments

(M)

70)23/3115)\;@310145)Y89389I;4;@)HU10<I>?5@[)Amortissement et rigidité Dispositif expérimental

10-5

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

G(

)/G

γ0

déformation γ10

-410

-310

-210

-10

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

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Page 14: Vibrations des bâtiments

(")

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ondessismiques

HF0=Vs/4 H

F9?(HI:A?(E(L:?7H:?(

Physique de l’amplification (ondes sismiques)

%9<B(C:?(&M:8JH:?(C:(\B7HG:H(C:(

LB7S:L:;J?(L:?7HI?(

réflexions multiples

amplification

rocher

alluvion

rocher

Aa

Ar

F)0)

Aa/Ar=A)0)

fréquence)

Rapport d’amplitudes)

fréquence)principale)

Rocher

amplification

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Page 15: Vibrations des bâtiments

($)

Mine

Vibrations faibles

Formations rigides Formations sédimentaires

Vibrations fortes

Tirs explosifs, effondrements

Propagation d ’ondes

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Page 16: Vibrations des bâtiments

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Spectrum)

Frequency)

Spectrum)

Frequency)

Spectral ratio)

Frequency)

Horizontal channel)Vertical)channel)

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Page 17: Vibrations des bâtiments

(^)

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(H/V

) max

sédiments LAG

calcaires

CAL

Amplifications fortes dans zone sédimentaire, qualification et quantifications des ondes de surface !"#!$%!&%'!(")*+,-)

Page 18: Vibrations des bâtiments

$)13E5<:95)'!(!) (b)

f6)"R)<3H;/I@59)/0)89380P0=31)Éléments finis (FEM) Élts de frontière (BEM)

grand nombre de DDL

comportements simples

faibles hétérogénéités

milieux (semi-) infinis

modélisation des sollicitations

sismiques

comportements complexes

fortes hétérogénéités

dispersion numérique

réflexions parasites

Module DYNI

Module DYNF

+ MODE, SUMO, LINH/LINC

Page 19: Vibrations des bâtiments

$)13E5<:95)'!(!) (j)

f6)"R)<3H;/I@59)/0)89380P0=31C)@I<?/0=31@)'N)•  Configurations possibles: champ libre, fondation simple,

fondation semelle filante))

z L

F(t) ref

h d

P S

H

e Dimensions

L = 6 m

h = 0.5 m

d = 3.0 m

e = 0.4 m

H = 5 m

S = 0.5 m

P = 0.6 m

Béton et sol

E = 28000 MPa

rho = 2400 Kg/m^3

ν = 0.15

Qp = 100

Ε = 50 MPa

rho = 1500 Kg/m^3

ν = 0.15

Qp = 16

S  'J7C:(C:(APISBA7<B;(?M9<9A:(C:(A9(SGJ:??:)83?9)X9;>?51A5@)A51490/5@)H5@):01H5@)H5)=59@)HV3A40E5)H5)'"no)O)'$!nok)

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Page 20: Vibrations des bâtiments

$)13E5<:95)'!(!) '!)

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10Hz composante verticale

hfK#)f>?04k)c14;Pk)54);/;<k)H5)X931=G95)

normalized mean velocity values on D segment

-6.00E-01

-4.00E-01

-2.00E-01

0.00E+00

2.00E-01

4.00E-01

6.00E-01

8.00E-01

1.00E+00

1.20E+00

1.40E+00

0.00E+00 5.00E+01 1.00E+02 1.50E+02 2.00E+02 2.50E+02

Frequency (Hz)

No

rma

lize

d m

ea

n v

alu

es

vibration on D

-1.50E-09

-1.00E-09

-5.00E-10

0.00E+00

5.00E-10

1.00E-09

1.50E-09

2.00E-09

0.00E+00 5.00E+01 1.00E+02 1.50E+02 2.00E+02 2.50E+02

Frequency (Hz)

dis

pla

cem

en

t valu

es

3.0m

3.25m

3.5

3.75m

4.01m

4.26m

4.53m

4.79m

5.06m

5.32m

5.6m

5.8m

6.15m

-1.50E-09

-1.00E-09

-5.00E-10

0.00E+00

5.00E-10

1.00E-09

1.50E-09

2.00E-09

2.50E-09

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

distanse (m)

dis

pla

cem

en

ts v

alu

es

10Hz

24HZ

31Hz

40Hz

50Hz

62Hz

79Hz

99Hz

124Hz

159Hz

199Hz

249Hz

Page 21: Vibrations des bâtiments

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5 Axes de recherche

–  Axe A Connaissance des propagations de la source au récepteur

–  Axe B Méthodes de mesure et traitement de donnée

–  Axe C Modélisation numérique

–  Axe D Méthodes d’atténuation

–  Axe E Effets des vibrations sur les structures et le vivant

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Page 22: Vibrations des bâtiments

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Page 23: Vibrations des bâtiments

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les produits envisagés sont :

•  un catalogue (ou base) de données documenté en formation de vibrations dans divers contextes (sources, transmission, etc.) !

•  une synthèse (rapport) sur les typologies des sources en fonction de

leurs caractéristiques (fréquence, durée, variabilité, etc..) en lien avec un type de source de substitution (sp. réponse?, ...) et le contexte

•  un cahier/rapport/réflexion destiné à sonder la faisabilité et/ou la

conception de prototypes de sources de substitution (analytiques et/ou matériels).

Outputs : données d’entrée pour les axes concernés par le cas d’étude, les analyses numériques et statistiques sur la base de données.

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Page 24: Vibrations des bâtiments

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Page 25: Vibrations des bâtiments

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!encore parmi les sujets de recherche:

•  la normalisation et les indicateurs à considérer, le choix de la mesure et ses contraintes pragmatiques (volume et poids des capteurs, mode de fixation, gamme fréquentielle de mesure!..)

•  variété des récepteurs (gêne aux personnes, faune!.) et des cibles des dégâts causés (perte de production d’activités industrielles, commerciales ou agricoles)

•  etc!

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Page 26: Vibrations des bâtiments

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A:?(MHBC7GJ?(:;SG?9ZI?(?B;J(E()

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)

•  H;a1I=31)H5)893A;H?95@)H5)490I45<514)H5)H311;5@)Y;>?IE0/51A5)51495)

<5@?95@)809):01H5@)H5)X9;>?51A5[)

•  9088394)@?9)/0)93:?@45@@5)H?)8090<G495)HV010/U@5)YEI45@@5C)0AA;/;90=31C)

0?495@)I1HIA045?9@[)

•  <;4F3H3/3PI5)4F;39I>?5)H5)89;EI@I31)H5@)@5?I/@)@5/31)@3?9A5%9;A5845?9)54)

I1HIA045?9)H5)9;X;951A5)YT95A3<:I10I@31)X9;>?51=5//5%@8;A4/5[k)))

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Page 27: Vibrations des bâtiments

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