Pour les structures admissibles à la méthode d'analyse dynamique, deux autres sous-méthodes sont définies dans le paragraphe 4.1.8.12 [1], y compris une analyse dynamique linéaire avec une méthode du spectre de réponse modale ou la Méthode de l'historique de temps linéaire avec intégration numérique ou Analyse dynamique non linéaire. Cet article technique se concentre sur la méthode du spectre de réponse modale (Modal Response Spectrum Method, RSA) et des autres exigences relatives aux efforts tranchants horizontaux définies dans le NBC 2020.
Variation des efforts tranchants horizontaux selon NBC 2020
Bien que la méthode du spectre de réponse selon le CNB ne soit pas détaillée dans cet article, les efforts tranchants horizontaux dans le plan de l’étage le plus bas peuvent être déterminés dans chaque direction orthogonale où s'applique une charge sismique latérale. Les étapes indiquées dans l’article 4.1.8.12 de [1] définissent les différents efforts tranchants horizontaux requis pour mettre à l’échelle les efforts tranchants et internes de l’étage, les efforts internes de barre et la flèche, le cas échéant.
Step 1
In Sentence (5) [1], the elastic base shear, Ve, should be determined from a linear dynamic analysis, which is the first step in understanding the NBC base shear requirements. Ve ne doit pas inclure de facteurs ou d’échelles supplémentaires pour le spectre de réponse.
Step 2
Determine the adjusted elastic base shear, Ved, also known as the "adjusted lateral earthquake elastic force at the base of the structure", according to Sentence (6) [1] using Ve determined from Sentence (5) [1]. Pour toutes les structures situées sur des sites autres que XF et ayant un système de résistance aux forces sismiques (SFRS) avec un coefficient de modification des forces relatives à la ductilité Rd, égal ou supérieur à 1,5, Ve doit être multiplié par le plus grand de les deux facteurs suivants pour obtenir Ved :
| S(0.2) | Accélération spectrale pour une période T = 0,2 s |
| S(0.5) | Accélération spectrale pour une période T = 0,5 s |
| S(Ta) | Accélération spectrale pour la durée de base d'oscillation de la structure dans la direction considérée |
Step 3
The previously determined Ved should be multiplied by the importance factor, Ie, given in Article 4.1.8.5 [1] and divided by the ductility-related force modification factor multiplied by the overstrength-related force modification factor, RdRo, found in Table 4.1.8.9 [1] to determine the specified lateral earthquake force, Vd.
Step 4
Determine the specified lateral earthquake force, V, given in Article 4.1.8.11 [1] according to the simplified ESFP.
Exigences relatives à la mise à l'échelle des efforts tranchants horizontaux selon NBC 2020
Compte tenu des informations déjà mentionnées dans cet article et selon la clause 4.1.8.12 (8) de [1], Vd doit être supposé être à 0,8V pour les structures de forme régulière et irrégulière, qui peuvent être vérifiées avec la méthode de la force statique équivalente ,si la valeur de Vd de l'étape 3 est inférieure à 80 % de la valeur de V à l’étape 4.
For all irregular structures, which require a dynamic analysis specified in 4.1.8.7 [1], as well as wood structures greater than 4 stories, which meet the criteria set forth in 4.1.8.12(12) [1], then Vd shall be taken as the larger of Vd or 100% of V stated in 4.1.8.12(9) [1].
In addition to these minimums, the scale factor Vd/Ve should be applied to elastic story shears, story forces, member forces, and deflections, including the effects of accidental torsion to determine the design values from 4.1.8.12(10) [1].
Application des efforts tranchants horizontaux selon NBC 2020 dans RFEM 6
En raison des nombreuses variantes des efforts tranchants horizontaux traités dans NBB 2020, il peut être difficile de déterminer quel type survient dans le plan de la fondation si on souhaite effectuer une analyse du spectre de réponse selon la norme dans le logiciel de calcul de structure RFEM 6.
Si on utilise le module complémentaire Analyse du spectre de réponse, deux types de spectre sont disponibles dans les détails de définition du spectre de réponse, y compris le « spectre élastique » et le « spectre de calcul ».
Le « spectre élastique » permet d’obtenir les efforts tranchants horizontaux élastiques Ve de la structure d’après la clause 4.1.8.12(5) de [1] ou d’après l’étape 1 ci-dessus. Ni Ie/RdRo ni d’autres facteurs ne sont considérés dans cette valeur.
The "Design Spectrum" will provide the structure’s design base shear, Vd, from 4.1.8.12(7) [1] or Step 3 above. Notez cependant que le facteur additionnel selon la clause 4.1.8.12(6) ou de l’étape 2 ci-dessus n’est pas inclus dans ce calcul. Ie/Rd Ro est inclus dans le calcul, car ces variables figurent directement dans les options « Spectre de calcul », bien qu’elles ne soient pas listées pour le « Spectre élastique ».
Pour chaque type de spectre, l’utilisateur peut mettre à l’échelle le spectre de réponse directement afin de considérer les exigences relatives au facteur d’échelle. Par exemple, le spectre élastique est nécessaire pour l’analyse des flèches car il ne considère pas les effets de Ie/Rd Ro et il doit être mis à l’échelle avec Vd/Ve comme spécifié à la clause 4.1.8.12(10). Pour le « spectre de calcul », le facteur d’échelle Vd/Ve peut aussi s’appliquer en complément du facteur d’après 4.1.8.12(6) ou l’étape 2 ci-dessus, non inclus dans le calcul. Le module complémentaire Analyse du spectre de réponse fournit une option de mise à l’échelle dans chaque direction globale X, Y et Z, dans laquelle la force sismique peut être appliquée.
Il convient également de noter que l’étage et les efforts tranchants horizontaux de la structure sont désormais automatiquement disponibles dans les résultats du tableau de l’analyse spectrale de RFEM 6 lorsque le module complémentaire Modèle de bâtiment est activé. Les « Résultats par étage » peuvent être sélectionnés dans la liste déroulante du tableau et l’onglet « Actions aux étages » affiche l’effort tranchant des étages pour chaque niveau.
En résumé, les exigences relatives à l’analyse dynamique et en particulier l’analyse modale du spectre de réponse selon NBC 2020 peuvent être considérées dans le logiciel d’analyse aux éléments finis RFEM 6 en plus du module complémentaire Analyse du spectre de réponse. The many base shear variations in Article 4.1.8.12 [1] are possible to obtain utilizing the program with either spectrum type and the the scaling factor options available.
Le webinaire « Analyse du spectre de réponse selon la norme NBC 2020 dans RFEM 6 (États-Unis) » est disponible via les liens ci-dessous et présente l'analyse du spectre de réponse selon le CNB 2020 dans RFEM 6.
