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1 / 17 Trois bâtiments sur une table Les mêmes planchers et les mêmes poteaux, trois fois. Celui de gauche est ordinaire, celui du milieu repose sur des appuis en caoutchouc et celui de droite porte une masse accordée sur son toit. La table vibre une fois par seconde à 0,05 g. Faites glisser pour regarder autour.
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01 Trois bâtiments sur une table Les mêmes planchers et les mêmes poteaux, trois fois. Celui de gauche est ordinaire, celui du milieu repose sur des appuis en caoutchouc et celui de droite porte une masse accordée sur son toit. La table vibre une fois par seconde à 0,05 g. Faites glisser pour regarder autour.
02 Chaque bâtiment a son battement Chaque bâtiment a été poussé de côté puis lâché. L’ordinaire oscille toutes les 0,60 s et l’isolé toutes les 2,55 s. L’amortisseur de droite absorbe l’oscillation de son bâtiment en quelques cycles.
03 Secouez-le à sa propre période Le sol vibre maintenant toutes les 0,6 s, la période du bâtiment ordinaire. Chaque poussée arrive juste quand les planchers reviennent, et le mouvement croît jusqu’à ce que l’amortissement retire autant d’énergie par cycle qu’il en entre.
04 L’étage du bas fléchit le plus Les poteaux les plus bas portent l’inertie des six planchers, leur déplacement est donc le plus grand. À 0,05 g, il atteint 0,97 % de la hauteur d’étage, près des 1,5 % que le code coréen admet pour la classe d’importance I.
05 Des appuis souples changent la période Les appuis du bâtiment du milieu sont souples latéralement. Sa période devient 2,55 s, bien loin des secousses de 0,6 s, et le bâtiment bouge à peine pendant que la table vibre dessous.
06 Des secousses longues et lentes trouvent les appuis À 2,5 s, c’est le bâtiment isolé que le sol rejoint. Le bâtiment fléchit toujours peu, mais sa base glisse de 39,5 cm sur les appuis. C’est pourquoi le fossé périphérique doit être large.
07 L’amortisseur bouge contre le toit Près de 0,65 s, le bloc de l’amortisseur oscille avec environ un quart de cycle de retard sur le toit et le tire en arrière. Sur toutes les périodes d’excitation, le pire déplacement du bâtiment de droite à 0,05 g est de 0,21 %, contre 0,97 % pour l’ordinaire.
08 Verrouillez l’amortisseur Verrouillé, le bloc n’est qu’un poids supplémentaire. La période du bâtiment de droite passe à 0,615 s, et à 0,62 s il oscille presque aussi fort que l’ordinaire. Le troisième graphique montre pourquoi.
09 Un vrai enregistrement : El Centro, 1940 La table rejoue maintenant le mouvement du sol enregistré à El Centro. Le troisième graphique devient le spectre de réponse de l’enregistrement, avec un point à la période de chaque bâtiment. Le bâtiment ordinaire se trouve près du pic ; l’isolé est loin sur la pente.
10 Kobe sur dix étages Une onde synthétique avec les 0,82 g de Kobe et une impulsion de 1 s secoue des bâtiments de 10 étages. L’ordinaire se déplace de plus de 2 % ; les appuis en caoutchouc à noyau de plomb gardent les planchers sous 1 % mais bougent de 56 cm ; les amortisseurs à huile à chaque étage s’arrêtent à 0,91 %.
11 Loin, lent et long L’onde synthétique de Tohoku ne fait que 0,03 g mais garde un rythme de 6,5 s pendant des minutes. Les tours de 60 étages, dont les périodes sont proches de 6 s, oscillent de plusieurs mètres. L’isolation aggrave les choses ; les amortisseurs à chaque étage aident.
12 Onze dispositifs de près Choisissez un dispositif avec le curseur ou la liste en dessous. La boucle est la force en fonction du mouvement : une ligne fine emmagasine l’énergie et la restitue, une boucle épaisse la dissipe en chaleur.
13 Quand le sol devient liquide Un sable mouillé et lâche sous 0,15 g. Chaque cycle augmente un peu la pression de l’eau, jusqu’à ce que les grains ne s’appuient plus les uns sur les autres et que le sable ne porte plus rien. Essayez un sable plus dense ou une nappe plus profonde.
14 Pousser une balançoire au bon moment Huit pendules sont suspendus à une même barre secouée. Seul celui dont la période correspond à l’excitation prend de l’amplitude : à 3,17 s, la balançoire de 2,5 m. Les bâtiments répondent au sol de la même façon.
15 La sphère de Taipei 101 Les rafales de typhon font osciller la tour de 508 m à sa période de 7 s. La sphère de 660 t oscille derrière la tour et ses amortisseurs absorbent l’énergie. Verrouillez-la et comparez l’accélération du sommet.
16 Dans un étage d’isolation Sous un hôpital isolé : appuis, amortisseurs à huile, le vide autour du bâtiment, une plaque de recouvrement à la porte et des conduites en boucles souples. Le sol vibre bien plus fort que les étages au-dessus.
17 Un pont sur appuis La même idée sous un tablier de pont. Des appuis isolants laissent le tablier osciller lentement pendant que les piles restent calmes. Verrouillez les appuis et les piles reprennent toute la charge ; le tablier doit aussi rester sur son siège.
Table vibrante Une table d’acier qui porte les trois bâtiments, de sorte que chacun reçoit exactement le même mouvement du sol. Pour une accélération sinusoïdale, elle se déplace de A/ω² de chaque côté : 1,2 cm à 0,05 g et 1 s, 20 cm à 0,05 g et 4 s. Actionneur Le vérin hydraulique qui pousse la table, selon une sinusoïde, l’enregistrement d’El Centro de 1940 ou l’une des six ondes synthétiques. Planchers Chaque étage est une masse concentrée de 400 t, de 12 m de côté, avec des étages espacés de 3,5 m. Tout le poids d’un étage est traité comme s’il se trouvait au niveau de la dalle. Poteaux Les poteaux d’un étage forment un seul ressort latéral, choisi pour que la période du bâtiment ordinaire soit de 0,1 s par étage : 755 MN/m pour 6 étages et 0,60 s, avec 2 % d’amortissement. Fondation fixe Un bâtiment non isolé est boulonné à la table, de sorte que sa base bouge exactement avec le sol. Couche d’isolation Des appuis en caoutchouc, en caoutchouc à noyau de plomb, à pendule à friction ou à glissement sous une dalle de 400 t. Avec des appuis en caoutchouc réglés sur 2,5 s, la première période du bâtiment de 6 étages devient 2,55 s au lieu de 0,60 s. Fossé périphérique Le vide autour d’un bâtiment isolé. Dans les tâches, il fait 80 cm ; secoué toutes les 2,5 s à 0,05 g, la base du modèle de 6 étages sur appuis en caoutchouc bouge de 39,5 cm. Dispositifs d’étage Des amortisseurs à huile, des amortisseurs en acier, des contreventements à flambement empêché ou des voiles, posés à chaque étage du bâtiment qui les porte. Amortisseur de toit Une masse accordée, des réservoirs d’eau ou une masse active sur le toit. La masse accordée du bâtiment de 6 étages est de 66 t, soit 5 % de sa masse du premier mode de 1319 t, avec une période de 0,638 s et 13,5 % d’amortissement. Accéléromètres de toit Des boîtes rouges sur chaque toit. Elles ressentent l’accélération totale, celle du bâtiment plus celle du sol, ce que ressentent les personnes et les meubles au dernier étage. Dispositif de près Un dispositif à la fois, déplacé en va-et-vient à sa taille de calcul. La boucle à côté est la force en fonction du mouvement qu’utilise le modèle. Sable saturé Dix mètres de sable dessinés en dix tranches. Chaque tranche passe du brun clair au bleu quand la pression de l’eau monte vers le poids du sable au-dessus. Maison sur le sable Une petite maison posée en surface. Quand le sable dessous se liquéfie, elle s’enfonce et s’incline, comme les immeubles de Niigata en 1964. Pendules et balançoire Huit pendules de 1,0 s à 3,17 s sur une même barre secouée. Le plus long est une balançoire d’aire de jeux de 2,5 m. Taipei 101 La tour de 508 m dessinée d’après l’article de ses ingénieurs de structure : une base effilée, huit modules évasés de 8 étages et une flèche. Sa première période est d’environ 7 s. Sphère de l’amortisseur 660 t de plaques d’acier empilées, suspendues au niveau 92 par des câbles, avec des amortisseurs à huile dessous. Dessinée bien plus grande que la tour à côté. Hôpital isolé Un hôpital de 5 étages sur 12 appuis en caoutchouc à noyau de plomb et 4 amortisseurs à huile. Un dessin de concept, pas un bâtiment précis. Plaque de recouvrement et conduites Une plaque d’acier couvre le vide à la porte et les conduites le traversent en boucles souples, de sorte que rien ne casse quand le bâtiment bouge. Tablier du pont Un tablier à poutres de 2000 t en trois travées, posé sur des appuis sur deux piles et sur des sièges aux culées. Appuis du pont Des appuis en caoutchouc à noyau de plomb au sommet des piles. Verrouillés, ils font reprendre aux piles toute l’inertie du tablier.
