En utilisant les mouvements du sol générés pour une gamme de tremblements de terre de magnitude 9 simulés dans le nord-ouest du Pacifique, les chercheurs testent la résistance des murs en béton armé à de tels événements sismiques.

Les murs ne s'en sortent peut-être pas si bien, surtout dans la ville de Seattle, a déclaré Nasser A. Marafi, chercheur postdoctoral à l'Université de Washington, qui a étudié le phénomène pour son doctorat. thèse.

Les mouvements du sol produits par une longue durée, un séisme de grande magnitude serait amplifié dans le bassin sédimentaire profond qui sous-tend la ville, et la plupart des bâtiments de moins de 24 étages dans la ville ne sont pas conçus pour prendre en compte les dommages potentiels produits par de tels effets de bassin, Marafi a fait un rapport lors de la réunion annuelle de la SSA 2019.

"Ce que nous avons découvert, c'est que les résultats sont en fait beaucoup plus dommageables que ce à quoi nous nous attendions, ", a déclaré Marafi.

Avec un séisme de magnitude 9, les dérives d'étage maximales - décrivant le déplacement entre les étages consécutifs d'un bâtiment - prévues pour les structures en béton armé sont en moyenne 11 % plus grandes et sont plus variables que celles utilisées pour les codes de construction sismiques qui ne tiennent pas compte des effets de bassin.

L'analyse de Marafi ne peut pas toujours prédire si une structure particulière en béton armé s'effondrera lors d'un tremblement de terre de magnitude 9 à Seattle, mais l'étude suggère que les structures conçues selon les normes sismiques minimales actuelles peuvent avoir jusqu'à 33% de probabilité d'effondrement en moyenne, en fonction de leurs spécifications de conception.

Son projet fait partie d'un effort de recherche plus large mené par des scientifiques de l'Université de Washington et du US Geological Survey pour en savoir plus sur ce à quoi s'attendre d'un tremblement de terre de magnitude 9 dans le nord-ouest du Pacifique. Bien qu'il existe un enregistrement historique et préhistorique de ces tremblements de terre massifs et destructeurs dans la zone de subduction de Cascadia, il n'y a pas d'enregistrements sismiques de séismes de grande magnitude dans la région.

Pour y remédier, les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques pour générer un ensemble de mouvements du sol auxquels on pourrait s'attendre dans de nombreux scénarios de magnitude 9 dans la région. « Ensuite, mon travail prend les mouvements du sol que ces simulations prédisent et demande ce que cela signifie pour la réponse des bâtiments. Comment les bâtiments réagissent-ils à ce genre de secousses que nous prédisons à partir de cette simulation ? » dit Marafi.

Marafi a utilisé 30 de ces mouvements du sol pour tester 32 modèles générés par ordinateur de structures de murs en béton armé, entre quatre et 40 étages. Avant de concevoir les modèles concrets, il a rencontré des ingénieurs exerçant à Seattle pour s'assurer que ses conceptions étaient représentatives de la façon dont les bâtiments sont actuellement construits dans la ville.

Les ondes sismiques qui traversent les sédiments profonds et mous qui se trouvent sous Seattle ralentissent et accumulent leur énergie, entraînant des ondes de grande amplitude dommageables qui peuvent être piégées dans le bassin. Les bâtiments de Seattle de 24 étages ou moins n'ont pas besoin d'être conçus pour résister à ces effets de bassin, mais Marafi a dit que cela changeait. La prochaine version des cartes nationales des risques sismiques qui informent les codes du bâtiment, par exemple, comprendra des effets de bassin pour Seattle, et la ville est susceptible d'inclure certains effets de bassin dans ses codes de conception pour les structures de 24 étages ou moins d'ici 2021, il a dit.

Les changements signifient que les bâtiments existants de la ville pourraient devoir être rénovés et que les nouveaux bâtiments seraient construits avec « plus d'acier et plus de béton, de sorte que la structure est légèrement plus grande et finit par être plus solide, bâtiment plus rigide, ", a déclaré Marafi.