Considération de la torsion pour l'analyse sismique non-linéaire de noyaux en béton armé

Les noyaux en béton armé sont utilisés dans de nombreux bâtiments multi-étagés résidentiels comme principal système de résistance aux forces sismiques (SRFS). Dues à des limitations architecturales, ces bâtiments sont souvent flexibles en torsion. Afin d'évaluer l'effet de la torsion sur la réponse non-linéaire de noyaux en béton armé, un modèle basé sur la méthode des cadres équivalents (WCMM) utilisant des éléments fibres est proposés. Les comportements nonlinéaires en gauchissement et biaxial (P-Mx-My) cyclique sont validés à l'aide de résultats expérimentaux et montrent une excellente convergence avec ces derniers. Selon les analyses modale et linéaire temporelle, le modèle proposé peut capturer adéquatement les caractéristiques dynamiques et sismiques des noyaux et ce, incluant la torsion. Le WCMM est ensuite utilisé en régime non-linéaire afin de réaliser des analyses tridimensionnelles (3D) temporelles d'un bâtiment typique en béton armé localisé dans l'est de l'Amérique du Nord et qui est sujet à des tremblements de terre à contenu fréquentiel élevé (environ 10 Hz). Trois configurations de bâtiment avec une flexibilité en torsion croissante (B=1.7, B=2.1 et B=2.5, selon l'actuel Code National du Bâtiment du Canada) sont étudiées afin d'évaluer l'effet de la torsion sur le comportement sismique. Les enveloppes non-linéaires de paramètres importants pour la conception sont similaires aux enveloppes de dimensionnement obtenues à partir d'une analyse spectrale linéaire d'un modèle à éléments coques (B=1.7) incluant les facteurs appropriés de réduction des forces inélastiques. Hormis pour le torque à chaque étage, les demandes en cisaillement et en moment demeurent relativement constantes peu importe la valeur de B. La rigidité effective en cisaillement doit être sélectionnée avec soin pour le WCMM afin d'éviter de larges rotations questionnables. Un délai corrélé est observé entre les crêtes en translation et en rotation lors des analyses temporelles non-linéaires des bâtiments.