Un cadre de moment est un cadre en forme de boîte avec des connexions ou des joints de moment spéciaux qui aident à la résistance aux dommages causés par le vent et les tremblements de terre. Le cadre aide un bâtiment à fléchir si nécessaire pour conserver l’intégrité du bâtiment. Il existe trois types de cadres de moment : les cadres de moment ordinaires (OMF), les cadres de moment intermédiaires (IMF) et les cadres de moment spéciaux (SMF).
Le mot moment dans le terme cadre de moment, ou joint, fait référence à la force subie par un bâtiment dans des conditions de vent ou de tremblement de terre. Lorsqu’une force est appliquée à un élément structurel de telle sorte que l’élément se plie, cela s’appelle moment de flexion. Un bâtiment est confronté à deux principaux types de force. L’un est extérieur, causé par la pression du vent. C’est la même pression appliquée à une personne si elle se tient debout dans un vent fort. L’autre est une force intérieure, comme celle d’un tremblement de terre, qui vient de la base. Une personne éprouve quelque chose de similaire lorsqu’elle se tient debout dans un train qui décolle rapidement et qu’elle est secouée des pieds vers le haut.
Les bâtiments sont destinés à fléchir avec un moment modéré et à revenir à leur état antérieur. C’est ce qu’on appelle l’élasticité. Tout comme un élastique, le bâtiment ne devrait pas subir de changement permanent après avoir été étiré ou plié légèrement et temporairement.
Afin de survivre à un fort tremblement de terre, le principe inverse est vrai. Un bâtiment construit correctement devrait subir des dommages permanents à la suite d’un tremblement de terre majeur. Le cadre doit se plier et absorber l’énergie sans tomber. Un cadre mal construit deviendra cassant et se brisera dans des conditions difficiles. Ce fut le cas à Northridge, en Californie, en 1994, lorsqu’un tremblement de terre a décimé des bâtiments et encouragé la mise en œuvre de nouvelles pratiques de construction à ossature momentanée.
L’Agence fédérale de gestion des urgences (FEMA) a mis en place des règlements pour protéger les structures contre les dommages importants. Ils fournissent les normes que les bâtiments situés dans les régions à haute sismicité sont censés respecter, y compris la construction de cadres de moment. Les systèmes de cadres peuvent être classés en trois types principaux.
Un cadre de moment ordinaire (OMF) est utilisé dans les zones à faible séisme et devrait rester élastique dans des conditions régulières. Ils n’ont pas les normes rigides en place qu’un cadre de moment utilisé dans une région sismique élevée doit avoir. Ils ne sont pas destinés à gérer une dérive entre les étages, ce qui signifie que les étages ne doivent pas se déplacer les uns par rapport aux autres.
Un cadre de moment intermédiaire (IMF) est utilisé dans les zones sismiques faibles à moyennes. Ils sont destinés à résister à des dommages permanents suite à une force limitée. Ils sont tenus de maintenir une dérive interétage modérée.
Un cadre de moment spécial (SMF) est utilisé dans les zones sismiques moyennes à élevées. Ils sont destinés à résister à des dommages permanents importants suite à des efforts de haut niveau. Ils doivent supporter un niveau élevé de dérive entre les étages.