Un exemple de la structure d'histoire douce typique de la Californie Photo avec l'aimable autorisation d'Adan Engineering Le 17 janvier, 1994, un séisme de magnitude 6,7 a frappé le quartier de Reseda à Los Angeles. Le tremblement de terre de Northridge, comme on l'a connu, a attiré l'attention nationale sur un défaut structurel fondamental qui afflige des milliers de bâtiments situés dans certaines des villes américaines les plus sujettes aux tremblements de terre. Alors que la secousse secouait la ville, le rez-de-chaussée du complexe d'appartements de Northridge Meadows s'est effondré sous les deux étages au-dessus. Seize résidents, le tout au premier étage, en est mort [source :Reich]. Pourquoi le complexe s'est-il effondré alors que tant d'autres bâtiments sont restés debout ? Parce que Northridge Meadows était un bâtiment à étages.
Bâtiments à étages , ainsi appelé pour avoir des premières histoires beaucoup moins rigides que les histoires ci-dessus, sont particulièrement sensibles aux dommages causés par les tremblements de terre en raison de ouvertures non renforcées à leurs rez-de-chaussée et dans leur construction typiquement à ossature bois. Ces ouvertures accueillent souvent des places de parking, de grandes fenêtres et de vastes halls d'entrée dans les bâtiments résidentiels et commerciaux. Sans une conception appropriée, de telles structures sont beaucoup moins capables de résister aux forces latérales -- forces qui poussent une structure d'un côté à l'autre -- que les tremblements de terre génèrent. Une fois le premier étage plié, les étages supérieurs s'écrasent dessus, écraser quoi que ce soit en dessous.
C'est clairement un gros problème dans une population dense, zones sujettes aux tremblements de terre comme Los Angeles et San Francisco (et, théoriquement, toute ville à forte densité, zone sismique lourde avec une construction similaire), Pourtant, ces villes ont encore des milliers de bâtiments à étages qui ont besoin d'être améliorés. Une étude menée par le California Institute of Technology a révélé que, des 20 estimés de Los Angeles, 000 immeubles à étages, seulement 800 avaient été améliorés [source :Jessup]. San Francisco fait face à une situation similaire avec ses quelque 10, 800 bâtiments à étages [source :Association of Bay Area Governments]. Pire encore, les experts prédisent un tremblement de terre majeur dans la région de la baie au cours des prochaines décennies. Si un tel séisme se produit, 80 pour cent des bâtiments à étages de San Francisco s'effondreraient ou seraient endommagés de manière irréparable [source :Selna].
Que faire pour éviter une telle catastrophe ? C'est là qu'interviennent les ingénieurs en structure comme le Dr Scott Adan. Fondateur et directeur d'Adan Engineering, il se spécialise dans un processus connu sous le nom de modernisation sismique soft-story .
« La rigidité latérale et la résistance sont les ingrédients clés pour rendre les bâtiments « sismiques ». Dans un immeuble à étages, les composants latéraux n'ont jamais été pris en compte ou ne sont tout simplement pas assez solides pour résister aux forces sismiques imposées, " explique Adan.
La modernisation sismique soft-story résout ces oublis, ajouter les composants structurels nécessaires pour que les bâtiments restent debout après un tremblement de terre. Lisez la suite pour découvrir comment fonctionne le processus et comment les villes encouragent les propriétaires de bâtiments à apporter ces améliorations.
Les bâtiments avec de multiples ouvertures non soutenues au rez-de-chaussée peuvent être en difficulté lorsqu'un tremblement de terre s'abat sur la ville. Cette maison californienne a été sérieusement reconstruite après le tremblement de terre de Northridge en 1994. Photo avec l'aimable autorisation de la FEMA News Les premières étapes de toute modernisation sismique d'un étage mou consistent à analyser la structure et à déterminer la meilleure façon de renforcer la propriété. Les ingénieurs en structure et les entrepreneurs doivent peser plusieurs facteurs lorsqu'ils décident de la meilleure façon d'aborder un tel projet. Non seulement doivent-ils s'assurer que le bâtiment répondra aux normes structurelles requises des bâtiments rénovés, mais ils doivent également minimiser l'impact sur la fonctionnalité du bâtiment. Aussi facile (et potentiellement inesthétique) que cela puisse être de renforcer les bâtiments en remplissant leurs parkings au rez-de-chaussée avec des croisillons ou des murs au-dessus de leurs baies vitrées, les lois de zonage de la ville et les propriétaires de bâtiments prudents garantissent que ce n'est pas une option. Au lieu, les ingénieurs et les entrepreneurs utilisent généralement quelques approches différentes pour effectuer une modernisation sismique d'une histoire douce.
"On peut renforcer les murs existants, ajouter de nouveaux « murs de contreventement » ou ajouter un cadre en acier dans les zones molles du bâtiment, " explique l'ingénieur en structure Adan. Pour renforcer les murs existants, les finitions comme les cloisons sèches ou le stuc sont remplacées par du contreplaqué plus robuste. L'ancrage des murs à la fondation fait également partie du processus. Ajouter murs de cisaillement -- les murs construits dans le seul but d'ajouter de la stabilité latérale -- peuvent également être très efficaces, à condition qu'ils n'interfèrent pas avec le fonctionnement de la structure. S'ils le font, un cadre en acier peut constituer la meilleure option, bien que de tels cadres puissent être plus coûteux et dangereux à installer (en raison du risque d'incendie et des fumées nocives générées par leur soudage en place) que d'autres techniques.
Plutôt que de rendre les bâtiments antisismiques, la modernisation vise à les rendre antisismiques, ce qui signifie qu'ils seront toujours debout lorsque les secousses cesseront. Adan s'empresse de souligner que, même avec ces améliorations, les bâtiments rénovés ne répondront toujours pas aux normes structurelles de la construction moderne.
"Dans la plupart des cas, les directives du [Conseil international du Code] pour la rénovation sismique des bâtiments existants exigent que les rénovations d'étages souples fournissent au moins 80 pour cent de résistance du niveau au-dessus (l'étage vulnérable) et que la rigidité modernisée soit d'environ 60 pour cent de celle requise pour les nouvelles constructions , " il dit.
Nous verrons ensuite combien coûtent les rénovations.
Le coût d'une rénovation soft-story varie considérablement selon la portée du projet, mais un grand bâtiment peut coûter jusqu'à 100 $, 000 à moderniser dans certains cas [source :Selna].
Clairement, la modernisation sismique soft-story n'est pas bon marché, mais cela peut être de l'argent bien dépensé. Une enquête Caltech a révélé un rapport avantages-coûts de 7:1 pour l'argent dépensé pour les murs de contreventement et un ratio de 4:1 pour l'argent dépensé pour les rénovations de charpente en acier [source :Association of Bay Area Governments]. Toujours, les propriétaires d'immeubles ne veulent souvent pas faire face aux tracas et aux dépenses du processus, les villes adoptent donc diverses approches pour encourager ou, dans certains cas, même exiger des propriétaires qu'ils rénovent leurs bâtiments.
A Berkeley, par exemple, les propriétaires de bâtiments à étage mou doivent faire évaluer leurs bâtiments pour les faiblesses structurelles. Qu'ils choisissent ensuite de rectifier ces faiblesses dépend d'eux, mais si un propriétaire décide de renoncer à la dépense, il ou elle doit afficher un avertissement informant tous les résidents et invités que le bâtiment est probablement dangereux en cas de tremblement de terre. D'autres villes encouragent les rénovations en renonçant aux exigences de zonage pour le stationnement et à d'autres codes du bâtiment, offrir des incitatifs fiscaux ou empêcher les propriétaires d'immeubles d'effectuer d'autres rénovations ou améliorations jusqu'à ce qu'ils aient d'abord modernisé leur immeuble. Aller plus loin, des villes comme Fremont demandent simplement aux propriétaires d'immeubles à étages construits avant 1978 de les rénover sous peine de lourdes amendes [source :Plan d'action communautaire pour la sécurité sismique]. Avec un peu de chance, des politiques comme celles-ci, plutôt qu'un autre tremblement de terre, apportera une attention bien nécessaire à la question de la modernisation des soft-story.
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Pourquoi la Californie ?En Californie, l'ampleur et le nombre d'histoires douces, ossature bois, plusieurs familles, les structures résidentielles éclipsent celles d'autres régions sismiquement actives, dit Adan, l'ingénieur en structure. Pourquoi? Après le grand tremblement de terre et l'incendie de 1906, une grande partie de San Francisco a été reconstruite, principalement grâce à l'abondante offre de bois disponible localement. Ce boom de la construction d'histoires douces n'a pas de précédent international, explique Adan. D'autres régions de Californie ont emboîté le pas dans le boom démographique et de la construction d'après-guerre, périodes où les risques de tremblement de terre n'étaient pas très bien compris et les codes du bâtiment ne s'attaquaient généralement pas à la menace.
