ISO 6897-1984 Guidelines for the evaluation of the response of occupants of fixed structures especially buildings and off-shore structures to low-frequency hori.pdf

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1、Norme internationale 6897 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEYHAPOHAR OPl-AHM3AlJMR ll0 CTAHAPTM3Al celles-ci sont soumises des actions du vent et des vagues si fortes que la raction dyna- mique de lensemble des structures ainsi que de leurs lments est devenue un sujet dtude du point d

2、e vue du mouvement transmis aux personnes travaillant et vivant sur les structures. Par consquent, lintgrit structurelle, la fatigue des matriaux et le fonctionnement des structures fixes en mer par gros temps ou tempte ont fait lobjet de beaucoup dattention bien qutant en dehors de lobjet de la prs

3、ente Norme internatio- nale. La prsente Norme internationale propose donc des amplitudes de mouvement horizontal de basse frquence qui devraient savrer satisfaisantes pour les personnes vivant et travaillant sur des structures fixes en mer. II a t tenu compte du fait que lon doit sattendre ce que le

4、 vent et les vagues provoquent un mouvement de ces structures, qui, de plus en plus, sont gnralement habites par du personnel entran, prt accepter un certain degr de mouvement, du moment que cela ne prsente pas de danger pour leur sant ou ne per- turbe pas le fonctionnement efficace de linstallation

5、. Souvent, le mouvement probable dune structure au stade de projet doit tre calcul en vue de dterminer la rponse aux vibrations quauront vraisemblablement les personnes qui vont utiliser la structure. Le mouvement probable dune structure donne en rponse laction du vent et des vagues peut gn- ralemen

6、t tre dtermin par la dynamique structurelle en utili- sant la rigidit et la masse de la structure, son aspect, sa rugo- sit et les paramtres topographiques intressants. Des tudes en soufflerie et en rservoir simulateur de vagues, utilisant des modles bass sur larodynamique et la mcanique des flui- d

7、es, peuvent galement tre faites pour dterminer le mouve- ment possible des structures. Dans certaines formes de construction de btiments de grande hauteur, des joints de mauvaise qualit entranent un certain mouvement relatif des tages, par consquent lors de la dter- mination de la rponse probable de

8、 telles structures, il faudrait tenir compte des effets de ces mouvements relatifs. Des indications concernant les amplitudes de vibrations satis- faisantes pour des situations spcifiques sont donnes dans lannexe. 1 Objet et domaine dapplication 1 .l La prsente Norme internationale traite des rponse

9、s typiques des personnes au mouvement horizontal de structures dans la gamme de frquences comprise entre 0,063 et 1 Hz. Les recommandations sont classes selon lutilisation des structu- res, et dans le cas de structures fixes en mer, selon la nature des travaux effectus. Les dommages causs aux occupa

10、nts dus aux vibrations struc- turelles sont exclus de lobjet de la prsente Norme inter- nationale. 1.2 Le mouvement global du corps, provoqu par des vibra- tions structurelles induites par des forces externes peu frquen- tes provenant de lenvironnement, est considr sparment du mouvement global du co

11、rps rsultant de vibrations structurelles provoques par laction de forces se produisant frquemment. Laction de forces se produisant frquemment peut rsulter de sources externes, de machines ou de services tels que les ascenseurs, les ventilateurs, les climatiseurs dair, les appareils de chauffage et l

12、a plomberie. Les amplitudes perceptibles du 1 ISO 68974984 (FI mouvement horizontal basse frquence des structures ainsi que les amplitudes susceptibles de soulever un minimum de commentaires dfavorables ont t incluses. NOTES 1 La perception visuelle du mouvement du btiment, linfluence des oscillatio

13、ns avec torsion des structures ainsi que les effets du bruit peu- vent influencer la rponse subjective aux vibrations des structures mais aucune valuation quantitative na t faite. 2 Les explosions, les tremblements de terre et autres vnements similaires ont t exclus de lobjet de la prsente Norme int

14、ernationale. 3 Une structure fixe en mer est une structure reposant sur le lit de la mer comme par exemple une plate-forme embase-poids ou une struc- ture mtallique en acier avec des fondations sur pieux. Les structures flottantes, les plates-formes sur jambes cbles tendus et les plates- formes osci

15、llantes sont exclues de lobjet de la presente Norme interna- tionale. 4 Dans les btiments la rponse des occupants correspond une population normale et, bien quil soit connu que les niveaux de vibra- tion considrs comme satisfaisants varient en fonction des groupes dge et du sexe, aucun facteur de co

16、rrection prcis ne peut tre pro- pos pour le moment pour adapter les amplitudes dacclration en vue de tenir compte de ces influences. Sur les structures fixes en mer les recommandations sont seulement applicables un personnel entran. 5 La prsente Norme internationale sapplique au mouvement hori- zont

17、al de structures percu par des personnes tant dans nimporte quelle attitude, assise, debout ou allonge. 2 Rfrences ISO 2631 Il, Estimation de rexposition des individus des vibrations globales du corps - Partie 1 : Spcifications gn- rales. ISO 263112, Estimation de lexposition des individus des vibra

18、tions globales du corps - Partie 2 : Estimation de lexpo- sition des individus aux vibrations et aux chocs dans les bti- ments (1 80 Hz). 1) dintensit particulire est maintenu chaque fois. La percep- tion du mouvement est suppose tre ressentie par des sensa- tions proprioceptives ou par les organes

19、vestibulaires plutt que par des sensations visuelles. La prsence de trs petites vibra- tions avec torsion peut fortement influencer les sujets dans la dtermination de Iacceptabilit de la vibration dune structure (voir A.l.3 et note 2 de A.3.2). 3.3 Dans les btiments usages gnraux, le critre est que

20、probablement pas plus de 2 % de ceux occupant les parties du btiment o le mouvement est le plus fort se plaignent du mou- vement caus par les 10 min de crte de la plus forte tempte avec une priode de retour de cinq ans ou plus. Dans les rgions o les modles de reproduction de tempte ne sont pas bien

21、dfinis, une priode de retour plus longue devrait tre con- sidre. Le manque de donnes empche actuellement de sti- puler de faon dfinitive des courbes acclration/frquence pour des temptes se produisant intervalles de moins de cinq ans et les indications concernant le niveau envisag de com- mentaire df

22、avorable pour de telles temptes sont actuellement limites celles mentionnes en 3.6, note 3. 3.4 Pour les structures fixes en mer o sont effectues des oprations non routinires ou des oprations manuelles spcia- lises, les critres pour le mouvement horizontal basse fr- quence de ces structures, induit

23、de facon peu frquente, sont lis aux performances des personnes engages dans ces opra- tions (voir chapitre A.2). 3 Critres de rponse NOTES 3.5 Les critres pour des mouvements horizontaux dun bti- ment se produisant de facon rgulire sont lis aux seuils de perception du mouvement horizontal par des in

24、dividus moyens et par des individus sensibles, cest-dire aux seuils moyen et infrieur. 3.6 Les critres pour un mouvement horizontal des structu- res se produisant de faon rgulire des frquences au-dessus de 1 Hz sont donns dans IISO 2631 et dans les documents associs. 3.1 i .a prsente Norme internati

25、onale considre trois ries de rponse humaine la vibration des structures : catgo- a) effets des seuils de base (voir 3.5 et chapitre A-3); b) intrusion, inquitude et peur qui peuvent tre associes des niveaux de commentaires dfavorables dordre mineur ou majeur (voir 3.3, 3.4 et les notes 1 et 2 de 3.6

26、); CI perturbation des activits (voir 3.4, 3.5 et chapitre A.2). 3.2 Le critere pour des vibrations de btiment horizontales de basse frquence induites de faon peu frquente et qui sont causes par des temptes, est linquitude ressentie par les occupants de la structure catgorie b) ci-devant. Le niveau

27、de commentaire defavorable d une telle inquitude dpend de la priode de retour, plus lintervalle entre les vnements est court, plus le niveau de commentaire dfavorable sera lev; il dpend galement de la dure pendant laquelle un mouvement 1 Les btiments sont supposs avoir un revtement correct et tre is

28、ols du point de vue acoustique de facon ce que les bruits significa- tifs provoqus par le vent et les mouvements du btiment soient rduits au minimum pour les occupants. Si tel ntait pas le cas, les amplitudes satisfaisantes peuvent tre rduites tant donn que leffet du bruit sur les occupants va influ

29、encer la raction subjective au mouvement. 2 Les personnes habitues depuis longtemps vivre dans certaines formes de btiments peu levs, comme par exemple dans des mai- sons deux tages structure en bois flexible, sont parfois prtes accepter des amplitudes de mouvement dues des vnements se pro- duisant

30、rgulirement, comme par exemple laction du vent ou le pas- sage de vhicules lourds alors que cela provoque de linquitude chez le visiteur occasionnel. Inversement les occupants de btiments de grande hauteur ne sadaptent pas aisment aux mouvements qui ont provoqu leur inquitude la premire fois. 3 Pour

31、 une tempte se reproduisant un intervalle dun an et qui pro- voque des amplitudes de mouvement recommandes comme satisfai- santes pour un intervalle de cinq ans, le niveau de commentaire dfa- vorable de la part des personnes occupant les parties du btiment o le mouvement est le plus lev est estim 12

32、 %. II est donc suggr 1) Actuellement au stade de projet. 2 ISO 6897-1984 (FI titre dessai que, pour obtenir un niveau de commentaire dfavorable probable de 2 % pour des temptes se produisant intervalle dun an, les amplitudes dacclration suggres comme satisfaisantes soient 0,72 fois celles que lon a

33、urait avec un intervalle de cinq ans. 4 On peut supposer, en gnral, que les mouvements ayant une dure infrieure 10 min et qui sont associs des vents de tempte ne sont pas assez forts pour vritablement marquer la mmoire des individus. Lorsque la priode dexposition est infrieure 10 min, les amplitudes

34、 de vibration qui marquent fortement la mmoire provien- nent gnralement dune activit sismique. 5 Aux instants les plus levs des vents de tempte, les acclrations dpassant nettement les amplitudes satisfaisantes suggres se pro- duiront pendant des priodes brves, mais on considre que ces niveaux plus l

35、evs ressentis trs brivement ne contribuent pas vrai- ment au souvenir de la tempte sauf si les vibrations momentanes se situent dans la catgorie extrme mentionne la note 4. Des priodes brves dacclration plus forte qui se produisent pendant les 10 plus mauvaises minutes conscutives la tempte sont pri

36、ses en compte dans la valeur efficace de la vibration de la structure pour la crte de la tempte (voir 4.5, note 1). 4 Mesurage du mouvement dans les structures existantes 4.1 Les mesurages du mouvement destins dterminer lamplitude et la direction de lacclration horizontale la plus forte devraient tr

37、e effectus sur la surface structurelle suppor- tant le corps humain au point de pntration de la vibration dans le sujet humain. Dans certaines conditions, les mesurages peuvent tre effectus sur une surface distincte de cette der- nire. Dans de tels cas, il est ncessaire de dterminer les fonc- tions

38、de transfert. 4.2 Si lon constate quune vibration se produit simultan- ment diffrentes frquences discretes dans la gamme com- prise entre 0,063 et 1 Hz, lorsquon analyse un enregistrement continu du mouvement structure1 pendant la crte de la tem- pte, on devrait dterminer les acclrations efficaces c

39、es fr- quences discretes. Lamplitude maximale de lacclration hori- zontale (valeur efficace) chaque frquence discrte, obtenue pendant 10 min conscutives, de la crte de la tempte peut alors tre utilise pour valuer Iacceptabilit du mouvement structure1 horizontal chaque frquence discrete considre. Les

40、 vibrations en dehors de la gamme comprise entre 0,063 et 1 Hz devraient tre filtres une pente suprieure ou gale 24 dB par octave. 4.3 Lorsque la vibration se produit une frquence discrte simple, lenregistrement de lacclration cette frquence devrait tre analys comme en 4.2. 4.4 Lorsque le mouvement

41、horizontal dune structure se pro- duit simultanment dans plusieurs directions la fois, les com- posantes de lacclration dans les directions orthogonales peuvent tre analyses comme en 4.2 et les composantes peu- vent tre ajoutes de faon vectorielle en tenant compte des phases. 4.5 Lorsquun mouvement

42、horizontal alatoire dune struc- ture se produit lintrieur dune bande troite concentre dans une bande de largeur infrieure ou gale un tiers doctave, la valeur efficace de lacclration lintrieur de la bande devrait tre value par rfrence la frquence centrale de cette bande de la mme manire quen 4.2. NOT

43、ES 1 En valuant lenregistrement de lacclration dune structure comme ci-devant, on tient compte des amplitudes extrmes de mouve- ment mentionnes en 3.6, note 5. 2 Dans les btiments de grande hauteur, les amplitudes dacclra- tion les plus leves se produisent gnralement prs du sommet des btiments la pr

44、emire frquence naturelle de la structure, mais il ne faut pas liminer le fait que des acclrations inacceptables peuvent se produire un autre endroit, dans des modes de vibration plus hautes frquences. 3 Dans certains cas, des infrasons provoqus par un passage dair dans les canalisations peuvent crer

45、 une sensation de mouvement structure1 chez les occupants de la structure. Lors de lvaluation des commentaires dfavorables de la part des occupants, il faudrait veiller ce que lassociation des effets du mouvement et des infrasons agissant de faon simultane nexagre pas la sensation de mouvement (voir

46、 galement A. 1.3). 4 Les donnes peuvent tre mesures en enregistrant les valeurs de sortie de systmes talonns dacclromtres et damplificateurs associs en utilisant des enregistreurs magntiques modulation de frquence. Ltape ultrieure de rduction des donnes enregistres peut tre effectue laide de filtres

47、 conformment 4.2 et dun appa- reillage danalyse par transforme rapide de Fourier. Pour analyser mme un enregistrement minimal de 10 min, il sera sans doute nces- saire deffectuer un moyennage continu des segments denregistre- ment et, pour avoir une probabilit de 95 % dobtenir une erreur inf- rieure 10 % 0,08 Hz, par exemple, le temps de moyennage pour une analyse de frquence par tiers doctave devrait tre suprieur 200 s. Par consquent des segments denregistrement dpassant 200 s devraient tre utiliss