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Composantes non structurelles

par Rania Bedair, B. Eng

06/08/18

Les pertes économiques associées aux dommages structurels en raison des tremblements de terres peuvent atteindre des milliards de dollars dans des zones très peuplées. Par exemple, des pertes directes économiques de 25 milliards a été payé par le gouvernement et des sources d’assurances privées pour la récupération et la reconstruction en Californie suite du tremblement Northridge en 1994. Une étude par Air Worldwide (2013) commissionné par le Bureau d’assurance du Canada a déterminée qu’il y a deux chances majeures de tremblement de terre en Colombie-Britannique et au Québec avec des coûts de dommages estimés à 70$B et 60$B respectivement.

Les pertes économiques causées par les dommages non structurels peuvent être signifiant suite à un évènement sismique. Durant le tremblement de Northridge en 1994, les dommages des composantes non structurelles ont compté pour 50% des pertes totales et environ 18.5$B en pertes (Kircher, 2003). De plus, après le tremblement de San Fernando en 1971, les dommages du contenu et les finitions intérieures et extérieures ont comptés pour 97% des pertes économiques tandis que les composantes structurelles ont comptées pour 3% (FEMA E-74). Par conséquent, le niveau d’investissement les composantes non structurelles pour mieux développer une compréhension de leurs comportement sismique. Il faut aussi comprendre des dommages faits sur les composantes non structurelles peuvent créer des situations potentiellement mortelles ou peut diminuer la fonctionnalité de la structure.

Photo: Institut National des Standards

et la Technologie (NIST GCR 17-917-44)

Investissement typique pour la construction d’un édifice (E. Miranda)

Les composantes structurelles sont les éléments de base qui jouent le rôle de supporter et transférer les charges au sol sans effondrer. Les dommages sismiques des composantes structurelles causent des morts et blessés, des perturbations au bâtiment et les coûts de réparations. D’autre part, les composantes non structurelles (les composantes opérationnelles et fonctionnelles) sont ceux qui sont attachés sur les planchers et aux murs de la structure et ne font pas parti du système structurel, mais peuvent également être affectés par des forces sismiques. Alors que les composantes non structurelles ne jouent pas un rôle extraordinaire dans la conception d’un édifice, ils ont un impact important sur la performance de la structure durant un évènement sismique.

Types de composantes (CSA-S832)

Ceux-ci sont divisés en trois catégories: architecturelles (externes et internes), services (mécaniques, de plomberie, électriques et de télécommunications), et contenus (communs et spécialisés).

  

Les éléments non structurels ont quelques caractéristiques physiques et de réponses qui sont très différents de ceux des éléments structurels. Les composantes non structurelles sont attachées ou placées sur différents étages de la structure. Ces éléments ne sont pas directement exposés aux vibrations du sol générés par un tremblement de terre. Toutefois, ils sont exposés directement à la réponse d’accélération du niveau structurel qui dépend des caractéristiques de la structure. Les composantes non structurelles sont généralement légères et ont un poids minuscule comparé aux poids du plancher. De plus, ces éléments sont fabriqués de matériaux qui ne sont pas conçus pour résister les forces sismiques comme ceux structurels en plus d’avoir des propriétés d’amortissement plus faibles. Traditionnellement, certains éléments structurels, comme les systèmes de tuyauterie, peuvent avoir plusieurs points de rattachement à la structure qui fait que ses éléments sont exposés aux dérives entre les niveaux structurels durant un tremblement de terre.

Composantes non structurelles (CSA-S832)

Les composantes non structurelles peuvent être classifiées en trois catégories correspondant avec la nature de leur réponse sismique :

  1. Les composantes sensibles aux dérives entre les niveaux structurels

  2. Les composantes sensibles aux accélérations

  3. Les composantes sensibles aux dérives entre les niveaux structurels et aux accélérations

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