Dimensionnement sismique

G-MET TECHNOLOGIES effectue des calculs de dimensionnement sismique pour des structures support d’équipements tels que des châssis métalliques ou des structures porteuses. Le dimensionnement sous chargement sismique concerne la tenue mécanique des éléments structuraux, de leurs assemblages (soudures, boulonneries) et de leurs ancrages au génie civil.

Méthodes de calcul employées

Il existe plusieurs méthodes de dimensionnement sismique utilisées dans l’industrie, parmi lesquelles :

  • La méthode simplifiée d’analyse statique consistant à appliquer uniformément l’accélération au pic du spectre à la structure. Selon le type de structure, cette méthode n’est pas toujours conservative [1].
  • La méthode d’analyse modale spectrale qui consiste à déterminer les modes propres de la structure puis à effectuer la réponse spectrale par combinaison  des modes propres (SRSS ou CQC par exemple).
  • La méthode par analyse transitoire qui, contrairement aux deux précédentes, s’intéresse à la réponse temporelle de la structure sous l’effet du chargement sismique et non pas uniquement à une estimation des efforts maximaux induits. Cette méthode est beaucoup plus lourde en calcul.
[1] : calcul sismique – Non conservatisme du calcul au ‘pic’ du spectre, Philippe MAUREL 2010

La méthode la plus couramment employée est la méthode d’analyse modale spectrale.

Il est cependant parfois possible d’utiliser une méthode simplifiée moins lourde en calculs mais tout de même conservative selon la structure étudiée.

Cette méthode permettant de déterminer les ASE (Accélérations Statiques Equivalentes) à appliquer pour chaque direction du repère orthonormé direct est la suivante :

  • Si la fréquence du premier mode n’a pas été déterminée ou est inférieure à la fréquence du pic du spectre, l’ASE est prise égale à « k » fois l’accélération du pic du spectre,
  • Si la fréquence du premier mode est située entre la fréquence de pic et la fréquence de coupure du spectre, l’ASE est prise égale à « k » fois l’accélération lue sur le spectre à la fréquence du premier mode,
  • Si la fréquence du premier mode est située au-delà de la fréquence de coupure, l’ASE est prise égale à l’accélération de coupure du spectre.

La valeur de « k » étant :
o Pour les équipements qui ont un seul mode de vibration dans la zone d’amplification du spectre, k = 1,
o Pour les autres, k = 1,5.
L’utilisation du coefficient k = 1,5 sur la valeur de pic des spectres permet de couvrir un éventuel cumul défavorable de réponses modales.

Critères de dimensionnement

Les critères de dimensionnement mécanique employées par G-MET TECHNOLOGIES sont issues des recommandations des EUROCODES, du RCC-M ou bien des critères spécifiés par le client.

La vérification des assemblages (soudure, boulonnerie, ancrages) est menée grâce au calcul du torseur mécanique au centre de gravité de l’assemblage et au dimensionnement analytique effectué à l’aide de fiches de calculs excel dédiées.

Exemples de réalisations en dimensionnement sismique

Dimensionnement sismique d’un dispositif d’irradiation d’un réacteur nucléaire expérimental

  • Calcul des fréquences propres
  • Dimensionnement sismique des structures et assemblages
  • Méthode pseudo-statique
  • Calculs réalisés avec ANSYS sous environnement Workbench

Dimensionnement sismique d’une trémie de stockage

  • Dimensionnement sismique des structures et assemblages
  • Méthode pseudo-statique
  • Vérifications analytiques des platines, soudures et assemblages boulonnés
  • Calculs réalisés avec ANSYS sous environnement Workbench

Dimensionnement sismique de châssis métalliques supports d’armoires

  • Dimensionnement sismique de la structure et de ses assemblages
  • Méthode pseudo-statique
  • Vérifications analytiques des platines, soudures et assemblages boulonnés
  • Calculs réalisés avec ANSYS sous environnement Workbench
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