Propriétés dynamiques des bâtiments beyrouthins: résultats instrumentaux des vibrations ambiantes

Christelle Salameh (1) , Bertrand Guillier (1) , Jacques Harb (2) , Cécile Cornou (1) , Pierre-Yves Bard (1) , Armand Mariscal (1) , Christophe Voisin (1)

1 ISTerre - Institut des Sciences de la Terre
2 NDU - Notre Dame University-Louaize [Lebanon]

Dynamic parameters of buildings in Beirut (Lebanon) were investigated based on ambient vibration method for the risk and vulnerability assessment. Indeed the country is threatened by a high seismic hazard due to its location near major faults, combined to a high seismic risk caused by urban, economic and political chaos in addition to the lack of implementing a seismic design code (introduced recently in 2005). Researchers do not miss any opportunity to trigger the alarm and increase studies in the seismic field to reduce this risk. For this study, 330 RC buildings were measured, dynamic parameters extracted and a statistical analysis performed to identify correlations with geometrical characteristics. The regressions show that only the building height or number of floors N is statistically relevant for the estimation of the fundamental period T and the correlation between them is linear: T = N/25 for rock sites and N/18 for soft sites. The significant difference leads to the conclusion that the natural period of a structure depends on the type of soil. Moreover measured frequencies are compared to those estimated in seismic building codes. The latter significantly overestimates the recorded periods by 80%, while the measured damping exhibits a striking correlation with the frequency; the taller the building the lower is the damping. However results obtained in other areas based on ambient vibration are coherent. Part of the large discrepancy with building code recommendations may be due to the very low level of excitation. However it is a significant variation to be consistent with the observed frequency shifts for severely damaged structures.

Les paramètres dynamiques des bâtiments à Beyrouth (Liban) ont été mesurés en se basant sur la méthode des vibrations ambiantes pour l'évaluation du risque et de la vulnérabilité sismique. Le pays est menacé par un aléa sismique élevé en raison de son emplacement près de failles majeures, combiné à un risque sismique important dû au chaos urbain, économique et politique, en plus de l'absence de l'application d'un code parasismique (introduit récemment en 2005). Ainsi des travaux scientifiques plus poussés sont requis pour réduire ce risque. Pour cette étude, 330 bâtiments en béton armé ont été mesurés, les paramètres dynamiques extraits et une analyse statistique réalisée pour établir des corrélations avec les paramètres géométriques. Les régressions montrent que seule la hauteur du bâtiment ou le nombre d'étages N est statistique-ment pertinente pour l'estimation de la période fondamentale T, avec une corrélation linéaire: T = N/25 pour les sites rocheux et N/18 pour les sites mous. La différence significative conduit à la conclusion que la période fondamentale de la structure dépend du type de sol. Les fréquences mesurées sont également comparées à celles calculées dans le code parasis-mique. Ce dernier surestime considérablement les périodes enregistrées de 80%, tandis que l'amortissement mesuré montre une corrélation bien nette avec la fréquence; au plus grand bâtiment correspond le plus faible amortissement. Cependant, les résultats obtenus sont cohérents avec ceux obtenus dans d'autres régions. Une partie de l'écart important avec le code du bâtiment peut être dû au très faible niveau d'excitation. Mais cette différence est si large qu'elle n'est pas consistente avec les variations de fréquences observées pour de fortes excitations

Mots clés: Dynamic parameters; Seismic code; Beirut buildings; Period; Risk; Hazard; Ambient vibration

Mots clés: Vibration ambiante; Propriétés dynamiques; Code parasismique; Bâtiments beyrouthins; Période; Risque; Aléa

Domaines: Géophysique [physics.geo-ph]

Christelle Salameh, Bertrand Guillier, Jacques Harb, Cécile Cornou, Pierre-Yves Bard, et al.. Propriétés dynamiques des bâtiments beyrouthins: résultats instrumentaux des vibrations ambiantes. 9ème Colloque National AFPS2015, AFPS / IFSTTAR, Nov 2015, Marne-la-Vallée, France. ⟨insu-01742607⟩