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Caractérisation structurale et évaluation de la vulnérabilité sismique des bâtiments historiques en maçonnerie du Vieux-Montréal

Lefebvre, Karine (2004). Caractérisation structurale et évaluation de la vulnérabilité sismique des bâtiments historiques en maçonnerie du Vieux-Montréal. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Au Québec, zone de sismicité modérée, le risque sismique peut être relativement élevé puisque le risque inclut la vulnérabilité des bâtiments, en plus de l'aléa sismique. Or, les bâtiments historiques, non conçus pour résister aux charges latérales, sont très vulnérables aux tremblements de terre. L'objectif de ce mémoire est de caractériser des structures anciennes typiques et de vérifier l'applicabilité des méthodes d'évaluation de la vulnérabilité sismique existantes à l'ensemble du bâti du Vieux-Montréal.

Le Vieux-Montréal, où plusieurs périodes de construction se côtoient, est le secteur à l'étude choisi pour la concentration de bâtiments historiques. Un relevé photographique et l'analyse des îlots ont permis de conclure que les blocs sont tous hétérogènes. Des bâtiments dispersés ont alors été étudiés, soit 89 sur un total de 450 construits avant 1930. Un inventaire concernant le type de structure, l'année de construction et le nombre d'étages de ces bâtiments a permis de cibler les typologies les plus représentatives: bâtiments à murs porteurs en maçonnerie non armée (MNA) antérieures à 1860 (44%) et structures d'acier construites après 1860 (40%).

À partir des résultats de l'inventaire, on a évalué la classe de vulnérabilité sismique d'un bâtiment en MNA, la Maison du Calvet, à l'aide de l'Échelle Macrosismique Européenne (EMS-98) et d'un modèle analytique simple. Le comportement de cet édifice a été associé à la classe de vulnérabilité A, soit la plus faible de l'EMS-98. Le modèle analytique a permis de tracer la courbe de capacité du bâtiment et de comparer son comportement aux courbes du logiciel HAZUS® américain.

L'applicabilité de la méthode décrite précédemment a ensuite été vérifiée de façon positive pour d'autres typologies. Enfin, une méthode sommaire d'analyse de la vulnérabilité sismique a été appliquée aux 89 bâtiments de l'inventaire. Des courbes de fragilité ont été tracées à partir des typologies du CNRC ainsi que des classes et matrices de probabilités de dommages de l'EMS-98.

En conclusion, cette étude a démontré qu'il est possible d'évaluer la vulnérabilité sismique de bâtiments historiques au Québec, à l'instar d'autres pays, avec des méthodes relativement simples et rapides.

Titre traduit

Structural characterisation and evaluation of the seismic vulnerability of old buildings in Quebec, in the same way as other countries are doing it, with relatively simple and rapid methods.

Résumé traduit

ln Quebec, a moderate seismicity zone, the seismic risk may be relatively important. This is due to the fact that the vulnerability of buildings is enclosed in the seismic risk, in addition to the seismic hazard. Therefore, historical buildings, not designed to resist lateral loads, are most vulnerable to earthquakes. The objective of this master's thesis is to characterize typical old structures and to verify the applicability of existing methods to assess the seismic vulnerability of the buildings in Old Montreal.

The Old Montreal, with its wide range of construction periods, was chosen as the area under study for this project. A photographical survey followed by the analysis of the blocks lead to the conclusion that these are all heterogeneous. Therefore, 89 out of 450 buildings distributed among this sector and constructed before 1930 were studied. An inventory of these buildings including structural type, year of construction and number of storeys was created to identify dominant structural typologies through the zone. These are unreinforced masonry buildings (URM) built before 1859 (44 %) and steel structures erected after 1860 (40 %).

Based on this inventory, it has been decided to evaluate the seismic vulnerability of a URM building, the Maison du Calvet, using the European Macroseismic Scale (EMS-98) in combination with a simple analytical madel. The seismic behaviour of this building corresponds with the vulnerability class A, the weakest of the scale. The simple analytical model was used to create the capacity curve of the building and then to compare it to the curves provided in the American HAZUS® documentation.

The applicability of the method described above to other structural types was then verified and proven to be applicable. Finally, a quick analysis method was employed to assess the seismic vulnerability of the complete inventory. Fragility curves were traced utilizing the NRC's typologies as well as vulnerability classes and damage probability matrix included in EMS-98.

ln conclusion, this study proves that it is feasible to evaluate the seismic vulnerability of old buildings in Quebec, in the same way as other countries are doing it, with relatively simple and rapid methods.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la construction". Bibliogr.: f. [203]-208.
Mots-clés libres: Ancien, Batiment, Caracterisation, Evaluation, Historique, Maconnerie, Sismique, Structural, Vulnerabilite, Vieux-Montreal
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Nollet, Marie-José
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 29 avr. 2011 17:38
Dernière modification: 22 oct. 2016 00:05
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/707

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