3. le séisme et les bâtiments

8/8/2019 3. Le sisme et les btiments

1/20

Le sisme et les btiments page 1

Direction Dpartementale delEquipement de la

Guadeloupe

Document dinformation lusage du constructeur - VOLUME 3Conu par Mme Patricia BALANDIER

LE SEISME ET LES BATIMENTSPourquoi il ne suffit pas quun btiment soit costaud

pour rsister aux sismes

Cest bien une erreur de conception architecturale qui est lorigine de leffondrement de cet immeuble de parking, conforme aux rgles de construction parasismiques amricaines. La qualit des btons et les dimensions ne sont pas en cause cest la conception de la rampe daccs qui est lorigine de leffondrement ! (Sisme de Northridge, 1994 Document EQUIIS)

POURQUOI ETUDIER LA FACON DONT LES BATIMENTS SE DEFORMENT?

Les scientifiques nous expliquent comment un btiment se dforme, se dgrade, puis se cassesous leffet des secousses. Les architectes et ingnieurs se forment pour en tenir compte dansleurs projets en zone sismique. Sur le chantier, nous avons lultime responsabilit, celle deraliser correctement les travaux.

Mais dabord, essayons de comprendre que les phnomnes internes au btimentqui peuvent amener sa ruine sont multiples. Mais galement que tous lesdommages qui surviennent pendant un sisme ne sont pas signe de danger aucontraire !


2/20


POURQUOI ETUDIER LA FACON DONT LES BATIMENTS SE DEFORMENT?

Dans ltat actuel des choses, il est question de prvoir les modes de dformationdes constructions sous leffet des secousses, et de matriser limportance de cesdformations et contraintes sur lensemble de la structure porteuse et sur chacundes lments qui la composent. Puis, la rsistance des matriaux utiliss, leurmise en uvre et leurs caractristiques diverses dfinies par lingnieur doiventpermettre la construction de rpondre aux sollicitations dorigine sismique.

Mais cest bien la conception architecturale qui va conditionner la faon dont lesbtiments se dforment. Plus celle-ci est rgulire, plus le btiment a de chancesde bien se comporter lors dun sisme majeur.Un comportement rgulier nimplique pas une architecture pauvre, mais laprise en considration de la rponse dynamique de la structure auxsecousses.

PREVOIR EN SAPPUYANT SUR LES CONNAISSANCES SCIENTIFIQUES

Cest possible aujourdhui. Ca ne ltait pas il y a cinquante ans :

- Estimer lavance les niveaux et modes possibles de dformation dela structure sur un sol donn.

- Estimer lavance son aptitude transformer le mouvementdorigine sismique en chaleur, ventuellement au prix de dommages.

- Connatre lavance les zones de la structure les plus exposes larupture en cas de fortes secousses.

- Etablir des rgles de construction efficaces partir de ces connaissances.

Ce Fascicule nous donne, sous la forme de 13 questions rponses , desexplications sur les phnomnes et nous permettra de comprendre que larglementation sappuie sur des connaissances objectives.

LES REGLES SONT LA POUR NOUS PROTEGER.

ELLES EVOLUENT AVEC LAVANCEMENT DES CONNAISSANCES.

COMPRENONS-LES. RESPECTONS-LES.


3/20


Dsolidarisation des faades, destruction des tages suprieurs, intermdiaires ou infrieurs

1. Les btiments ragissent-ils dune seule manire auxsismes ?

Non ! Et cest ce quil faut comprendre pour concevoir un btiment parasismiqueLes photos suivantes nous montrent des destructions dimmeubles dont la structure est enbton arm. Elles illustrent bien le fait quil existe une grande varit de modes de ruine pourun mme type apparent de construction. Nous pourrions illustrer une mme varit deffets surles petits btiments comme les maisons individuelles ou pour dautres matriaux de structurecomme le bois, lacier ou la maonnerie porteuse. Le fait quune construction soit dtruitedune faon ou dune autre ou ne soit pas dtruite nest pas leffet du hasard. Si nousregardons de plus prs comment la construction a t conue, nous pouvons expliquer lesphnomnes en cause.

Destruction de tous les tages

Renversement de limmeuble

Peut-on viter leffondrement des constructions ?

Les architectes et les ingnieurs doivent tudier comment ne pas faire de mauvaischoix en fonction de chaque projet sur son site et viter les diffrents problmespossibles. Il sagit surtout de bien:

Localiser les masses de la construction (essentiellement les planchers) Contrler les possibilits de dformation des diffrents murs et poteaux, cest-

-dire leurs raideurs Savoir utiliser lendommagement de quelques lments qui ne compromettent

pas la scurit, pour freiner les secousses dans le btiment.


4/20


2. Quel comportement pour un btiment rsistant auxsecousses dun sisme futur ?

Les secousses qui agissent sur un btiment provoquent des contraintes et dformations quilfaut contrler en comprenant bien le comportement des lments de la construction en fonctiondes matriaux utiliss.

Le roseau ?

Pour des raisons de bon fonctionnement et de stabilit gnrale de la construction on nepeut pas laisser un btiment se dformer comme un roseau . Cest--dire beaucoup sanscasser, mme si cela peut sembler la solution idale. On ne tolre pas plus de 2-3 cm par tage(moins sur les grands immeubles).

Le chne ?

Ainsi, les lments de la construction sont tudis pour peu se dformer. Comme les forcesdues aux secousses peuvent tre trs leves, ces lments peuvent subir de fortes contraintesauxquelles ils rsistent jusqu un certain niveau, puis cassent brutalement, comme le chne dela fable si on ne prend pas des dispositions constructives propres aux zones sismiques. Si laviolence des secousses a mal t estime, cest la ruine assure.

A gauche, le chne : rupture fragile dune structure de bton arm, au del de la limite de rsistance, cest leffondrement.

A droite, la ductilit : rupture ductile dun poteau de bton arm. Au del de la limite de rsistance, le bton est rest confin dans les armatures. A chaque secousse il est broy lintrieur des armatures, ces frottements contribuent freiner la construction. Leffondrement ne se produit pas.

Mieux que le chne ou le roseau ?En concertation avec larchitecte, lingnieur va dfinir des qualits de matriaux, desdispositions constructives et des dimensions pour chaque lment de la construction quipermettent de limiter les dformations de celle-ci. Et, qui permettent, si les secousses sontvraiment trop fortes, de contrler leur endommagement en empchant la rupture brutale etleffondrement. Un peu limage dun morceau de carton, dune tige dacier doux ou dunebarre de caramel mou qui, si on les dforme trop fort, vont rester dforms dfinitivementmais sans casser. On appelle ce comportement la ductilit .

Les rgles de construction parasismiques expliquent comment on peut obtenir ce rsultat de

faon plus ou moins remarquable selon le type de matriau.Par exemple, pour le bton arm, on choisira le type de bton, la nature et le positionnementdes aciers, selon des critres diffrents de ceux du projet en zone non sismique.


5/20


3. Pourquoi ne pas faire uniquement des btimentsgarantis sans dommages ?

Il faudrait tre absolument sr de la force de laction du sisme sur la construction

Les sismologues et les gotechniciens ont donn larchitecte et lingnieur une pr-estimationdes acclrations du sol dues aux secousses possibles sur chaque site. La rglementation nousdonne des valeurs minimum lgales pour chaque type de site et de construction. (Voir fasciculen1)

Lingnieur sait valuer si la construction amplifie ces secousses du sol ou non (en se mettant en rsonance ) grce loutil spectre de rponse du site , et valuer les niveauxdacclration possibles dans le btiment. (Voir fascicule n1). Il peut alors calculer les forcesqui agiront sur le btiment en cas de fortes secousses. Connaissant la rsistance et lecomportement des matriaux utiliser il peut dfinir les caractristiques (nature, dosages,dimensions) qui permettront la construction de rsister ces forces.

Mais que ce soit pour les acclrations du sol ou celles du btiment qui les subit, il existetoujours une marge derreur. Organiser lendommagement sans effondrement permet degrer cette marge.

Et puis, a cote cher

On pourrait prendre des marges de scurit pour valuer les acclrations dues aux secousses,qui excluent toute possibilit derreur. Cest ce quon va faire par exemple pour les centralesnuclaires. Mais a cote extrmement cher. On ne peut pas imposer chaque citoyen de se

protger comme un ouvrage risque spcial.La rglementation va mme plus loin, elle autorise lingnieur, en concertation avecson client, concevoir un btiment pouvant avoir des dommages pour desacclrations moins violentes que la rfrence rglementaire pour la zone, lacondition imprative que les caractristiques de la construction garantissent lenon-effondrement. On autorise alors le calcul de la construction avec un coefficient minorantappel le coefficient q . Ce coefficient doit tre justifi par lingnieur dans le respect desrgles de construction parasismique.

Des dommages comme ceux que lon peut constater au pied de ce poteau ne sont pas du tout interdits par les rgles de construction parasismique,

puisquils ne provoquent pas la perte de stabilit densemble de la construction. Pour cette structure

prcise, sur ce sol prcis, rsister

totalement ces dommages aurait cot beaucoup plus cher la construction.


6/20


4. Pourquoi le btiment se dforme-t-il lorsquil estsoumis des secousses ?

La dformabilit des lments de la construction

Soumis une force identique ( la pousse des secousses un moment donn) lesdiffrents lments dune construction se dforment plus ou moins selon leur forme (un poteause dforme plus quun mur), leurs matriaux (le bois se dforme plus que le bton arm), leursmasses (dont dpendent les fores dinertie) et la nature des liaisons entre les lments. Lessecousses dun sisme gnrent des forces alternes dans toutes les directions, forces quidforment le btiment de faon alatoire, mais selon ses caractristiques architecturales etconstructives.

Les forces dinertie

Comme le passager soumis aux secousses dun vhicule en mouvement (acclrations, coupsde frein, coups de volant droite et gauche, trous et bosses dans la chausse), les massesdun btiment soumis aux acclrations dsordonnes du sol (dans toutes les directions)pendant un tremblement de terre tendent rester l o elles se trouvent au dbut dechaque mouvement du sol.

Les forces qui le retiennent sa position dorigine sappellent les forces dinertie : elles sontdautant plus importantes que les masses sont leves et que les acclrations sontviolentes.

Les fondations, ancres dans le sol se dplacent avec celui-ci, et le haut du btiment suit avec un retard dautantplus important que les forces dinertie sont importantes etque le matriau peut se dformer.

(Acclration du sol)

Peut-on prvoir la valeur des dformations ?

Oui, en pr-estimant la valeur des acclrations possibles sur le site, et enconnaissant les caractristiques des matriaux utiliss: densit et dformabilit. Lesingnieurs peuvent calculer la valeur des dformations, et identifier les modes dedformation possibles. Un des enjeux sera de favoriser des dformations rgulireset limites sur lensemble du btiment, dans le plan et en lvation.


7/20


5. Comment se dforme un btiment ?

Les modes de dformation

Les caractristiques de chaque lment de la construction et celles de lensemble form par ceslments et leurs types de liaisons vont conditionner les modes de dformation en fonction des

caractristiques vibratoires du sol dimplantation.Les schmas ci-dessus illustrent des modes de dformation pour diffrents lments :

en traction , en flexion, en cisaillement ...

On peut savoir l'avance quel sera le mode de dformation de chaque lment constructif sous laction dun sisme et dterminer o il faut le renforcer pour viter sa rupture fragile. Il faut en outre prvoir les modes de dformation globale de la construction.

Lquilibre nergtique

Chne ? Roseau ? Caramel mou ? Ou pour adopter un vocabulaire plus appropri : rigidit,flexibilit et ductilit. Ces paramtres du comportement de la construction vont conditionner lebilan de lnergie dorigine sismique prsente chaque instant dans la construction. Onconsidre que si le bilan nergtique est quilibr le btiment rsiste aux secousses. Il absorbe toute lnergie sismique. Les partis architecturaux et constructifs vont conditionnerles paramtres de cet quilibre recherch entre rsistance des matriaux, dformabilittemporaire et dommages permanents.

Ce schma illustre le fait que, pour quil ny ait pas destruction , la construction doit absorber (ou quilibrer ) lnergie du sisme : en se dformant et en transformant du mouvement en chaleur, ce qui ralentit le mouvement (comme les

plaquettes de frein dun vhicule). (Document Milan Zacek)


8/20


6. Comment viter ou matriser la mise en rsonance dubtiment par les oscillations du sol ?

Le problme : la mise en rsonance de la structure

Nous avons illustr ce problme dans le 1 volume de ces documents dinformation (questionn5). Lorsque la priode, doscillation dun sol donn correspond la priode propredoscillation dun btiment donn, celui-ci semballe et amplifie le mouvement : il y a mise enrsonance. Cest un facteur de ruine prvoir et estimer pour lviter.

Priode d'oscillation : dure d'un cycle d'oscillation mesure en secondes (inverse de la frquenced'oscillation).

Priode propre d'oscillation d'un btiment : priode selon laquelle le btiment oscille librementsuite un dplacement, cest--dire, vis--vis du sisme, aprs l'arrt des oscillations forces (et jusqu'l'amortissement complet du mouvement).

On dmontre que :

La priode propre doscillation dpend des masses mises en mouvement : ellecrot avec les masses.

La priode propre doscillation dcrot avec la raideur des lments porteurs .La raideur dpend de la nature des matriaux, de la forme des lments et de la naturedes liaisons entre les lments.

Eviter la mise en rsonance des structures

Or le projet architectural va conditionner ces paramtres (masses et raideurs). Si le programmele permet, le concepteur pourra opter pour un mode constructif et des lancements qui luipermettront dloigner la construction des priodes dominantes du sol (structures rigidessur sols souples, riches en basses frquences et structures flexibles sur sols rigides, riches enhautes frquences)

Les schmas ci-dessus illustrent le fait que les btiments peuvent se dformer :

de faon globale ( gauche)

ou de faon plus ou moins irrgulire ( droite).

Chaque mode de dformation a une priode propre doscillation.Lingnieur tudiera la possibilit de mise en rsonance pour les diffrents modes.

Le calcul dynamique des structures est complexe. Cest une affaire de spcialistes.Les prescriptions constructives en dcoulent. Respectons ces prescriptions.


9/20


7. Quel est le rle de larchitecte dans la constructionparasismique ?

De mme quil est prfrable pour la sant dun tre humain davoir une bonne hygine de vie,avant de se soigner si ncessaire, il est prfrable pour un btiment davoir une bonneconception pour optimiser lapplication des rgles de calcul parasismique en prvision duntremblement de terre. Le calcul rglementaire dun btiment mal conu ne garantit pas son boncomportement, cest--dire son non-effondrement.

La bonne conception architecturale vise :

- la non rsonance de la structure avec les oscillations du sol- lviction des phnomnes de torsion (voir plus loin)- la limitation des concentrations localises de contraintes (dformations trop irrgulires)

Pour ce faire il convient de faire des choix pertinents quant :

- la rpartition des volumes, cest--dire concrtement des masses et des rigidits,- la localisation des points faibles

Il faut arbitrer entre les dispositions plus ou moins favorables selon le projet et ses enjeux.

Ainsi, le btiment projet doit tre analys, de lesquisse au projet, selon lescritres de :

- sa forme globale,- son systme porteur et son mode de contreventement en fonction du choix des

matriaux de structure,- la forme et la constitution de ses diffrents lments constructifs.

Nous ne pouvons pas dans ce fascicule tudier les rgles de bonne conception

parasismique qui ncessitent un enseignement complet pour les spcialistes, maisnous pouvons en illustrer quelques exemples caractristiques.

On trouvera galement dans le volume 4 des exemples constructifs de bonneconception des btiments.


10/20


11/20


9. Des exemples de mauvaise conception architecturaleen lvation.

Il est vraiment important que les dformations sous leffetdes forces dinertie puissent se faire de faon rgulireentre les diffrents niveaux successifs dune construction. Siun niveau est moins rigide que les niveaux voisins ladformation ne peut pas tre rgulire, et cest un desprincipaux facteurs de ruine des constructions. Par exempleniveau comprenant des murs et niveau ne comprenant quedes poteaux. On peut, par exemple, ci-dessous, observer un coup de fouet dans les tages suprieurs .

Le problme particulier des constructions sur pilotis est illustr par le clich ci-dessous.Dans ce cas, contrairement lexemple ci-dessus, cest le bas de la construction qui est plusflexible, ce qui sollicite de faon trop importante les ttes de poteaux, sous leffet forcesdinertie des tages suprieurs peu dformables.

Sisme de Tokachi Oki, 1968 Ci-contre, deux tagesrelativement rigides sur un niveau flexible (portiques)ont entran la ruine de celui-ci.

Sisme de Northridge, 1994 Document FEMA Habitations constitues dun rez-de-chausse parking transparent sous deux niveaux de logement rigides.Les RdC plus flexibles nont pu absorber sans rupture les dformations dues aux dplacements des deux niveaux

suprieurs.

Sisme de Mexico, 1985 Document EQIIS Coup de fouet dans les tages suprieurs dun btiment mis en rsonance avec le sol.

Manque de rigidit longitudinale. Les trois premiers niveaux ont t contrevents et raidis par les constructions voisines mais pas les quatre niveaux suprieurs, beaucoup trop flexibles.


12/20


Il faut veiller ce que la distribution des espaces et le choix de leurs enveloppes ne crent pasde noyaux rigides excentrs. Dans le cas ci-dessous, le niveau flexible du rez-de-chaussecomporte un noyau rigide excentr (cage descalier). Sous leffet des secousses, le btimenta subi une torsion autour de ce noyau rigide peu dformable .

Document NISEE et

Sisme de Kob, 1995,Document x

A gauche reprsentation schmatique du moment de torsion autour dun noyau rigide et droite illustration du

phnomne autour dune cage descalier rigide.

Ce serait une erreur de penser renforcer des poteaux en les raidissant par un remplissagepartiel des espaces intermdiaires. Ainsi les maonneries partielles sont lorigine dedommages graves pouvant provoquer leffondrement .

Sisme de Tokachi Oki,1968 Les allges rigides ont brid le

poteau qui a eu un appel de dformation sur une

petite hauteur. Il aurait peut-tre rsist si la dformation ncessaire avait pu tre rpartie sur la hauteur du poteau.Schma Milan Zacek.

Un autre principe qui doit guider larchitecte est celui du dimensionnement en capacit ,cest--dire dimensionner plus gnreusement les lments indispensables lastabilit densemble . Ainsi, il adoptera le principe poteau fort poutre faible pour lesstructures (sauf bois : dissipation dans les assemblages) : les dommages ne doivent pas seformer dans les lments porteurs, ni dans les nuds. En amont du calcul de la structure, ilconvient dviter les mauvaises dispositions gomtriques qui seront difficiles compenser par

la technique.

Document NISEE USA - Ce btiment dont les poutres sont dimensionnes plus largement que les poteaux, a eu un comportement viter absolument sous sisme : la rupture des ttes de poteaux qui aurait entran la ruine totale pour des secousses plus violentes.


13/20


Figure 1 : (Japon, Document X) - Joint parasismique vertical large entre deux constructions susceptibles de prsenter des dformations importantes en

partie suprieure

Figure 2 : (Basse-terre,Document P. Balandier) - Joint

parasismique vertical troit entre deux parties dun mme btiment. Le joint PS est couvert dun couvre joint souple

Figure 3 : (Document X) Entrechoquement de btiments

pour cause de joint PS trop troit au regard des dplacements rels.

10. Quelle est la diffrence entre un joint de dilatationet un joint parasismique ?

Le joint parasismique a pour but dviter tout entrechoquement entre les corps de btiment quilspare. Ce nest pas le cas du joint de dilatation qui est trop faiblement dimensionn et nestpas vide. De fait, en zone sismique, tout joint de dilatation doit tre remplac par un jointparasismique en raison de ces impratifs de non entrechoquement.Un joint parasismique est un espace vide de tout matriau , prsent sur toute la hauteurde la superstructure des btiments ou parties de btiments quil spare.

Ses dimensions sont calcules en fonction des dformations possibles des constructions,avec un minimum rglementaire pour les ouvrages risque normal de 4 cm en zone Ib et6 cm en zones II et III, de faon permettre le dplacement des blocs voisins sans aucuneinteraction (chocs).


14/20


11. Peut-on isoler un btiment des secousses en leposant sur des caoutchoucs ?

Lisolation parasismique qui est en gnral dispose entre les massifs de fondation et lasuperstructure permet de dcoupler linfrastructure, qui se dplace avec le sol sans se dformer(dplacements horizontaux), de la superstructure, qui ragit laction du sol et se dforme sousleffet des forces dinertie. Dans ce cas ce sont les isolateurs, infiniment plus flexibles, qui sedforment et pas le btiment.

Dans ce cas, la dformation se concentre sur les isolateurs qui sont conus pour la supportersans dommages. Lisolation est gnralement associe des dispositifs amortisseurs quilimitent lamplitude des dplacements de la structure sur ses appuis.

La conception des isolateurs doit imprativement tre confie un bureau d'tudesspcialis qui assiste le BET structure dans sa mission : la dtermination de larponse de la structure, la localisation, le nombre et le dimensionnement des appuis

et des amortisseurs ntant pas du tout une application de rgles traditionnelles .

Dformation des isolateurs dont lamplitude est limite par lamortisseur fix entre le massif de soubassement qui se dplace avec le sol et une poutre de fixation la superstructure (Document P. Sorel)

Avantages de lisolation parasismique :

Le niveau de protection pouvant tre obtenu est trs suprieur au niveau exig par lesrgles parasismiques pour les ouvrages risque normal. Les ouvrages restent normalementoprationnels, mme aprs les sismes violents.

Les dgts aux lments non structuraux et l'quipement, qui reprsentent parfois uninvestissement considrable (dans le cas des hpitaux par exemple), sont faibles ou nuls.

Les appuis restent en principe intacts aprs un sisme et sont oprationnels vis--vis

des nouvelles secousses (rpliques du sisme principal par exemple).

Base de la su erstructure

Dplacement du sol sous leffetdu sisme

Isolateurs qui se dforment de faonimportante sous leffet des forcesdinertie et prviennent lesdformations notables de la structure

Amortisseur pour limiterlamplitude du mouvement

Forces dinertie


15/20


Poutre superstructure

Profil AmortisseurLiaison massif infrastructure

Inconvnients de lisolation parasismique :

Tous les ouvrages traversant le plan des appuis (escaliers, tuyauterie,) ou reliant lebtiment avec ses abords immdiats (rseaux, marches extrieures,) doivent tre conus demanire tolrer sans dommages les dplacements relatifs de la superstructure et desfondations. Ces mesures sont impratives dans le cas des rseaux de gaz, de protection contrel'incendie et des rseaux contenant des fluides polluants.Les joints de sparation entre deux btiments ou parties de btiment sur isolateursncessitent des largeurs importantes en raison des dplacements de chaque bloc, pouvantatteindre des valeurs dcimtriques.Les transformations ultrieures de la structure, des cloisons, des faades et d'autreslments lourds ou rigides ne doivent pas modifier d'une manire significative le comportementdynamique initial du btiment pris en compte pour le dimensionnement des isolateurs, souspeine dentraner des cots dadaptation levs.

Incidence sur le cot :

L'isolation parasismique augmente sensiblement le cot des btiments mais elle offreune protection suprieure la protection rglementaire. Toutefois, on peut sensiblementrduire ce surcot en optimisant ses diffrents paramtres du projet. On doit rapprocher cesurcot au cot de lendommagement vit, rapport la probabilit de rcurrence des sismespouvant provoquer ces niveaux de pertes.

A gauche, isolateurs sur les massifs de fondation au lyce de Ducos (Martinique). Clich pris avant la mise en uvre de la superstructure. A droite, gros plan sur un isolateur de la socit Gapec. A lintrieur de lenveloppe de caoutchouc se trouvent de fines plaques dacier entre des couches de caoutchouc. Lensemble, test selon des

mthodes trs prouvantes est trs rsistant aux dformations latrales. (Documents P. Balandier et J. Sainsilly) Exemple damortisseur visqueux fabriqu par la socit Jarret pour les btiments en zone sismique.(Documents P. Sorel et J. Sainsilly)


16/20


12. Il est prfrable davoir une structure homogne ethyperstatique.

Nous avons vu limportance dune conception rgulire de larchitecture. Cette rgle decomportement rgulier est galement applicable la structure constructive elle-mme. Il fautviter de juxtaposer les matriaux et les modes constructifs diffrents, si on nedcouple pas par un joint parasismique les parties douvrage ayant uncomportement diffrent. En lvation, il faut viter les variations brutales deraideur .

Lors du sisme de Kob en 1995, plusieurs btiments de conception architecturale rgulire et conformes aux rgles de calcul ont pri en raison dune importante variation de raideur entre les tages du bas et ceux du haut, due au changement de conception de lossature considrant que les charges taient moins leves dans le haut du btiment.

Les structures hyperstatiques supportent la rupture de quelques lments destructure sans que leur stabilit soit compromise (redondance). Cest bien ce queconstate en principe un coefficient q lev.

Document Milan Zacek Le degr dhyperstaticit dun ouvrage est donn par le nombre de ruptures que cet ouvrage peut supporter sans perte de stabilit densemble


17/20


13. Quappelle-t-on le contreventement ?

Pendant un sisme, une construction reoit des charges horizontales qui, comme les chargesverticales, doivent tre transmises jusquau sol dassise de la construction par les lmentsrsistants (travaillant en flexion ou en cisaillement).

Deux approches sont possibles:

- Structures autostables : les descentes de charges dynamiques horizontales passent parles mmes lments de structure que les charges statiques verticales ( murs, coques,treillis tridimensionnels, portiques croiss )

- Structures contreventes : les descentes de charges horizontales passent par desdispositifs spcifiques ( systmes articuls + contreventements trianguls parexemple ).

Dans tous les cas, ces efforts doivent tre repris par des fondations appropries.

Les structures contreventes sont, pour un grand nombre de partis architecturaux, moinscoteuses que les structures auto-stables.Le contreventement dune structure doit tre horizontal ( diaphragmes ) et vertical ( pales destabilit ) et dimensionn en fonction des acclrations attendues.La qualit des liaisons entre la structure et les lments de contreventement, et en gnral laqualit de leur mise en uvre, conditionne leur efficacit.

Sisme de Kalamata Document x - Ce type de ruine par empilement des dalles est typique dune absence de contreventement vertical.

Le contreventement des plans horizontaux permet de transmettre et rpartir lesactions latrales subies par la construction (et ses charges de fonctionnement) surles lments de contreventement vertical. Chaque niveau, y compris les pans detoiture, doit tre contrevent, cest--dire rsistant aux dformations .

Les lments du contreventement vertical , ou pales de stabilit , doivent

rsister aux efforts horizontaux dans leur plan chaque niveau de la construction etassurer la descente des charges dynamiques vers les fondations.


18/20


Les dformations acquises aprs sisme (Kob, 1995,document NISEE) de cette structure en bois qui nest

pas alle jusqu leffondrement illustrent bien les sollicitations auxquelles elle a d rsister.

Exemple de contreventement en faade par croix de St Andr sur chacune des traves. Il sagit dun

type de contreventement triangul plutt flexible qui autorise des dformations non ngligeables. Les tirants les plus sollicits se sont dforms, certains on rompu, mais la redondance des pales de stabilit a permis des reports de charges qui ont sauv ce btiment hyperstatique. Les tirants dfectueux

peuvent tre remplacs lissue du sisme.

Chantier du palais de justice de Grenoble. (Document P. Balandier) - Le parti constructif de cette ossature dacier a t de contreventer par des barres le noyau des cages descalier et dascenseurs (situ de faon symtrique en plan) et les extrmits du btiment.


19/20


NOTES :


20/20

NOTES :