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Les différentes charges sur un bâtiment
 Quelles sont les différentes charges que l’on peut trouver?
Enseignant chargé de module : Mr A. Siad
1- Les charges verticales
Poussée de la neige
(Charge climatique S)
Poids propre de la maison
(Charges permanentes G)
Poussée de
la terre
(charge permanente G)
Equipement du
bâtiment
(Charges exploitation Q )
1- Les charges verticales
4
Planchers
Poutres
Poteaux
Fondations
Sol
Les charges Les surcharges
efforts sismiques
(charges accidentelles E)
Poussée du
vent
(charge climatique W)
2- Les charges horizontales
Quand le scénario devient réalité !!!!
LE GÉNIE PARASISMIQUE
Concevoir et construire un bâtiment pour qu’il résiste aux séismes
 Le présent cours offre un large aperçu de l’art de la conception parasismique des
bâtiments.
 Il expose des principes de base à suivre pour réaliser des ouvrages aptes à résister aux
tremblements de terre.
 Points à traiter:
 Les systèmes de contreventement (RPA)
 Les joints
 Les principes de conception parasismique
Objectifs:
13
Planchers
Poutres
Poteaux
Fondations
Sol
Les charges Les surcharges
Le contreventement (Bracing)
Un contreventement est un système statique destiné à assurer la stabilité globale d'un
ouvrage vis-à-vis des effets horizontaux issus des éventuelles actions sur celui-ci (par
exemple : vent, séisme, choc….).
I- Généralités:
1- Contreventement vertical:
1. Contreventement par les palées de stabilité (bâtiment métallique)
2. Contreventement par des jarrets (hangar)
3. Contreventement par des voiles en béton armé (bâtiment métallique et en BA)
Palée de stabilité
01 02 03
Voile en béton armé
 Les murs et les palées résistent dans leur plan : ils s’opposent aux déplacements
horizontaux de la structure et aux efforts correspondants.
 Afin d'assurer la stabilité globale d'un bâtiment, il est nécessaire que celui-ci soit contreventé dans les deux
directions.
La Bank of China (305m)
Contreventement par des voiles en BA dans les deux directions
Le contreventement vertical devrait répondre à des critères spécifiques tels que :
1. Le nombre
2. La symétrie
3. La continuité
1. leur nombre : au moins trois cotés contreventées
Vue en plan
2. leur disposition : elles seront situées le plus symétriquement possible par rapport au
centre de gravité des planchers.
Faux Vrai
Bras de levier
Vrai Vrai
40 (1) = 4 (10)
40 = 40
28
01
02
03
Faux
Faux
Vrai
29
Vrai
Vrai
Vrai
30
Contreventement par un noyau central
Emplacement asymétrique
3. leur distribution verticale :
 Le contreventement transmet l’action horizontale vers la base du mur :
les murs et les palées de contreventement doivent descendre jusqu’aux fondations
(continuité)
fondations
34
Vrai
Faux Faux
Les critères de contreventement vertical
Le nombre
La symétrie
La continuité
2- Contreventement horizontal:
 Les planchers résistent dans leur plan, transmettent et répartissent l’action horizontale sur
les murs.
Effet de « diaphragme »
Le contreventement des plans horizontaux permet de transmettre et répartir les actions
latérales subies par la construction (et ses charges de fonctionnement) sur les éléments de
contreventement vertical.
Chaque niveau, y compris les pans de toiture, doit être contreventé.
42
séisme
Plancher
1-2 Natures des diaphragmes rigides:
43
Les diaphragmes plaques Les diaphragmes triangulés
A- Les diaphragmes « plaques » :
 Les différents types de planchers et toitures « plaques » ne constituent un « diaphragme
rigide » que dans le respect de certaines dispositions constructives:
1. Solidarisation impérative avec les chaînages périphériques et poutres qui assurent la
liaison avec les palées de stabilité.
44
Chainage
poutre-plancher
45
Chute de planchers non liaisonnes
Liaison poteau-poutre en acier
Liaison poteau-poutre BA
48
2. Si la « plaque » est constituée de plusieurs couches (éléments), liaisons entre
les couches de façon à assurer un comportement dynamique homogène.
La ségrégation dans les planchers
La ségrégation
La hauteur maximale de coulage est 1.5m
1.5 m
53
3. En cas du béton armé, éviter les reprises de bétonnage entre la dalle et les chaînages,
poutres, les poteaux……….etc.
Exemples :
Plancher en béton armé
(corps creux)
Plancher en béton armé
(dalle pleine)
Plancher collaborant
55
les planchers et toitures ne devraient pas être affaiblis par des percements trop grands ou mal
placés pouvant nuire à leur résistance et leur rigidité
56
Règle d’or :
Trémie
 Les planchers doivent présenter une rigidité suffisante vis-à-vis de celle des
contreventements verticaux pour être considérés comme indéformables dans leur
plan (diaphragme rigide). Dans ce cadre, la surface totale des ouvertures de
plancher doit rester inférieure à 15% de celle de ce dernier. 𝑆𝑜𝑢𝑣𝑒𝑟𝑡𝑢𝑟𝑒
𝑆𝑝𝑙𝑎𝑛𝑐ℎ𝑒𝑟
≤ 0.15
57
ouverture
S2
S1
S ouverture= S1 + S2
Tôle ondulée La triangulation
 Des planchers et pans de toiture flexibles ne constituent pas des plans de contreventement
horizontal.
B- Les diaphragmes « triangulés » :
Solution
Ce type de diaphragmes concerne plutôt les ossatures métalliques et les grandes portées.
59
Choix de système de contreventement 62
La rigidification
des nœuds:
Les portiques
autostables
en BA
Les jarrets
Le remplissage
en BA
La triangulation
B- Contreventement par portique autostable (les jarrets) :
64
Jarret
65
Jarrets
66
C- Contreventement assuré par pans rigides (le remplissage):
69
 voile en béton armé
Les voiles reprennent la totalisé des
sollicitations dues aux charges
horizontales et plus de 20% des
sollicitations dues aux charges
verticales.
Les lois de pré-dimensionnement:
Les voiles sont des éléments de contreventement verticaux minces et continus, généralement en béton
armé, servant de couverture ou d’enveloppe ayant une dimension plus petite que les autres qui est
l’épaisseur.
Elle est donnée par les conditions du RPA99/2003 suivantes :
1) 𝑒 ≥ ℎ𝑒 /25 pour les voiles simples tel que : he la hauteur libre d’étage
2) 𝑒 ≥ 15𝑐𝑚
3) 𝐿 ≥4 𝑥 𝑒 avec L : la largeur du voile
D- Contreventement assuré par des palées de stabilités (la triangulation):
Les travées triangulées sont des systèmes de contreventement assez rigides. Elles peuvent être constituées par
de barres en diagonale
72
Contreventement par palées de stabilités
Diagonales
simples
En croix (X)
En V
En K
Triangulation (en treillis), est formée en insérant
des éléments structurels diagonaux dans des
zones rectangulaires d'un cadre structurel,
aidant pour stabiliser le cadre. Si une seule
orthèse est utilisée, elle doit être suffisamment
résistante à la traction et à la compression.
1- Contreventement par palées de stabilités (diagonales simples)
2- Contreventement par palées de stabilités (en Croix)
Ou contreventement en X utilise deux éléments
diagonaux se croisant
3- Contreventement par palées de stabilités (en K)
Les bretelles en K se connectent aux poteaux à mi-
hauteur. Ce cadre a plus de flexibilité pour la
fourniture d'ouvertures dans la façade et entraîne
la moindre flexion des poutres de plancher.
Le contreventement en K est généralement
déconseillé dans les régions sismiques en raison du
potentiel en cas de défaillance de poteaux si
l'entretoise de compression se déforme
4- Contreventement par palées de stabilités (en V)
Deux éléments diagonaux formant une forme en V
s'étendent vers le bas à partir des deux coins
supérieurs d'un élément horizontal et se
rejoignent à un point central sur l'élément
horizontal inférieur.
5- Contreventement par palées de stabilités (en V inversé)
Contreventement en V inversé (diagramme de
droite, également appelé chevron
de contreventement) implique que les deux
membres se rencontrent en un point central sur
le membre horizontal supérieur
12m
03m 03m
système de contreventement
84
Portique
autostable en BA
La limite:
11m
Les jarrets
Les palées de
stabilités
Les hangars
Les voiles
BA
Structure en
BA Structure en
acier
La limite:
33m
Les noyaux
centrales en
BA
Les tours et
les IGH
La limite: ??
85
Système de contreventement constitué par des voiles porteurs en béton armé
Hotel de ville de Franqueville Saint Pierre
4° degrés
La tour de Capitale Gate (18 degrés)
La tour de Montréal (45 degrés)
V- Réponse des bâtiments en torsion:
 le centre de masse CM, point de passage de
la force d'inertie engendrée par le
tremblement de terre, n'est généralement pas
confondu avec le centre de torsion CR de cet
bâtiment. Il en résulte une torsion
93
Cg
CR
 la torsion résultant de la non-coïncidence des centres de masse CM avec les centres de
torsion Cg, qu’on appelle dans la suite "la torsion naturelle" , cependant que la distance
entre CM et Cg est appelée excentricité structurale e0.
94
Loi:
A chaque niveau et pour chaque direction de calcul, la distance entre le centre de
gravité et le centre de rigidité ne dépasse 15 % de la direction du bâtiment
mesurée perpendiculairement à la direction de l’action sismique considérée
𝑋𝐶𝑅 =
𝐼𝑥𝑖 𝑋𝑖
𝐼𝑥𝑖
𝑌𝐶𝑅 =
𝐼𝑦𝑖𝑌𝑖
𝐼𝑦𝑖
Avec ;
𝐼𝑥𝑖, 𝐼𝑦𝑖 les moments d’inerties des voiles sur l’axe x et y
respectivement
𝑋𝑖, 𝑌𝑖 la distance de centre de gravité de voile et les
axes x et y respectivement
Cg ?
CR ?
e0 ?
 Dans une construction multi - étagée, les centres
de masses CMi des différents étages i ne sont pas
nécessairement sur une même verticale, pas plus
que les centres de torsion CRi .
 Un niveau j dont le centre de masse CMj serait
confondu avec le centre de torsion CRj peut donc
quand même être soumis à une torsion résultant
des décalages entre CM et CR aux niveaux
supérieurs.
97
98
Température ↑↑
Fissures
Vide = Joint de dilatation
Joint de dilatation
VI. 1 les joints de dilatations (joints de mouvements):
 Avec le temps, plusieurs facteurs peuvent impacter les matériaux de constructions (béton,
acier): l’humidité ambiante (qui s'infiltre), les variations de température…
 Sous l’effet des variations hygrométriques ou de température, le béton armé se met en
“mouvement” : il se rétracte ou se dilate.
 Or, ce changement de dimension crée des zones de faiblesse qui influencent gravement les
caractéristiques mécaniques de structure.
103
 La pression peut créer des fissures dans la construction.
 Le joint de dilatation est mis en place pour compenser le mouvement de béton armé et
donc pour éviter le phénomène de fissuration
 Il s’agit d’un joint d’une largeur moyenne comprise entre 20 et 50 mm.
104
 La pose de joints de dilatation du béton pour éviter les fissures est à prévoir dans le cas de
dalles ou de murs dont la longueur dépasse typiquement 30 mètres.
106
107
108
La représentation sur plan:
 Le joint de dilatation ou le joint sismique du bâtiment
descend jusqu’aux fondations, la semelle n’est pas
fractionnée.
Joint
VI-2 les joints sismiques :
Un joint parasismique est un espace vide de tout matériau, présent sur toute la hauteur
de bâtiment (la superstructure + l’infrastructure).
les dimensions sont calculées en fonction des déformations possibles des constructions,
avec un minimum de 4cm en zone Ib et 6 cm en zones II et III, de façon à permettre le
déplacement des blocs voisins sans aucune interaction (chocs).
110
Joint sismique
112
VI-2 les joints sismiques :
Irrégularité en plan:
La présence d'ailes, de saillies ou de retraits d'étages conduit dans une direction donnée, à des
différences de rigidité. Lors d'un séisme, ces parties ont tendance à osciller à des fréquences
différentes et se déforment dans le sens opposé, Il en résulte de fortes concentrations d'efforts
dans les angles rentrants
Méthode de disposition des joints parasismiques pour une construction irrégulière en plan
bon
Méthode de disposition des joints parasismiques pour une construction irrégulière en plan
115
bon
mauvais bon bon
116
pour une conception en sécurité Le RPA préconisent :
1. La forme du bâtiment doit être compacte avec un rapport longueur/largeur du plancher
inférieur ou égal 4
2. La somme des dimensions des parties rentrantes ou saillantes du bâtiment dans une
direction donnée ne doit pas excéder 25% de la dimension totale du bâtiment dans
cette direction
5
25
60
5
25
= 0.2 < 0.25
118
Deux bâtiments qui se sont entrechoqués en l’absence de joints parasismiques
Exemple de dommage dû à l’irrégularité en plan.
???!!!
Les Figures illustrent la dernière des solutions présentées sur le synoptique précédent: les
angles de cette étoile à trois branches ont été adoucis pour éviter les dommages localisés
dans les angles rentrants.
Solution: éviter les dommages localisés dans les angles rentrants
Irrégularité en élévation :
 Dans la vue en élévation, les principes de simplicité et de continuité se traduisent par un
aspect régulier de la structure primaire, sans variation brutale de raideur. De telles
variations entraînent des sollicitations locales élevées.
127
Irrégularité en élévation :
 Dans la vue en élévation, les principes de simplicité et de continuité se traduisent par un
aspect régulier de la structure primaire, sans variation brutale de raideur. De telles
variations entraînent des sollicitations locales élevées.
128
Méthode de disposition des joints parasismiques pour une construction irrégulière en élévation
pour une conception en sécurité Les RPA préconisent :
1. Dans le cas de décrochements en élévation, la variation des dimensions en plan du
bâtiment entre deux niveaux successifs ne dépasse pas 20% dans les deux directions de
calcul et ne s’effectue que dans le sens d’une diminution avec la hauteur.
30 − 19
30
= 0.36 > 0.2
La forme est irrégulière en élévation
24 − 19
24
= 0.2 > 0.1
30 − 19
30
= 0.36 > 0.3
30
27
25
27 − 25
27
= 0.07 < 0.1
30 − 25
30
= 0.16 < 0.3
135
Deux bâtiments qui se sont entrechoqués en l’absence de joints parasismiques
136
137
Mosquée de Boudouaou – Minaret effondré Séisme de 2003, Boumerdes, Algérie
la mosquée de la ville de Zemmouri -minaret effondré après le séisme de 2003, Boumerdes
une mosquée qui possède deux minarets indépendants du reste de la structure, séisme de
2003, Boumerdes (Ville de SIDI DAOUD), Algérie
Le centre culturel à Bakou
60m
20m
20m
Joint sismique Joint de dilatation
Vue en plan
60m
20m
20m
4m Joint de dilatation
Vue en plan
60m
20m
20m
Vue en plan
10m
5m
15m
Joint sismique Joint sismique
60m
20m
20m
Vue en plan
10m
3m
13m
Joint sismique
Joint de dilatation
30m
25m
Vue en plan
Sols sableux Sols argileux
Joint de rupture
154
VI-3- les joints de ruptures:
Les joints de ruptures s’imposent lorsque :
 l’ouvrage est constitué par des volumes de hauteurs différentes, transmettant au même sol
homogène des charges inégales.
Ancien bâtiment
Nouvelle construction
Joint de rupture
 l’ouvrage repose sur des fondations hétérogènes dans un terrain homogène.
 L’ouvrage repose sur des fondations homogènes, mais les niveaux de bon sol se trouvent à
des altitudes différentes.
Joint de dilatation
Joint de rupture
Joint sismique
166
167
VII- La résonance :
 Tout bâtiment possède une fréquence propre d'oscillation qui dépend de ses
caractéristiques géométriques (sa forme) et mécaniques (sa rigidité, sa masse).
 Au passage d'ondes sismiques, si ces fréquences sont proches de la fréquence propre du
bâtiment, on observe un phénomène de résonance, c'est-à-dire de voir ses mouvements
amplifiés de façon importante, voire dramatique.
VII- La résonance :
 La hauteur de l’ouvrage a une influence sur son comportement parasismique.
 Plus le bâtiment est grand, plus sa fréquence propre sera faible.
 Les scientifiques ont établi une formule pour évaluer la fréquence propre d’un bâtiment
en fonction de sa hauteur :
f = 10/n ; n étant le nombre d’étages
 Un immeuble de 10 étages aura donc une fréquence propre de 1 Hz.
VII- La résonance :
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  • 1. Les différentes charges sur un bâtiment  Quelles sont les différentes charges que l’on peut trouver? Enseignant chargé de module : Mr A. Siad
  • 2. 1- Les charges verticales Poussée de la neige (Charge climatique S) Poids propre de la maison (Charges permanentes G) Poussée de la terre (charge permanente G)
  • 3. Equipement du bâtiment (Charges exploitation Q ) 1- Les charges verticales
  • 5. efforts sismiques (charges accidentelles E) Poussée du vent (charge climatique W) 2- Les charges horizontales
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10. Quand le scénario devient réalité !!!!
  • 11. LE GÉNIE PARASISMIQUE Concevoir et construire un bâtiment pour qu’il résiste aux séismes
  • 12.  Le présent cours offre un large aperçu de l’art de la conception parasismique des bâtiments.  Il expose des principes de base à suivre pour réaliser des ouvrages aptes à résister aux tremblements de terre.  Points à traiter:  Les systèmes de contreventement (RPA)  Les joints  Les principes de conception parasismique Objectifs:
  • 14.
  • 15.
  • 16. Le contreventement (Bracing) Un contreventement est un système statique destiné à assurer la stabilité globale d'un ouvrage vis-à-vis des effets horizontaux issus des éventuelles actions sur celui-ci (par exemple : vent, séisme, choc….). I- Généralités:
  • 17. 1- Contreventement vertical: 1. Contreventement par les palées de stabilité (bâtiment métallique) 2. Contreventement par des jarrets (hangar) 3. Contreventement par des voiles en béton armé (bâtiment métallique et en BA) Palée de stabilité 01 02 03
  • 19.  Les murs et les palées résistent dans leur plan : ils s’opposent aux déplacements horizontaux de la structure et aux efforts correspondants.
  • 20.  Afin d'assurer la stabilité globale d'un bâtiment, il est nécessaire que celui-ci soit contreventé dans les deux directions. La Bank of China (305m)
  • 21. Contreventement par des voiles en BA dans les deux directions
  • 22. Le contreventement vertical devrait répondre à des critères spécifiques tels que : 1. Le nombre 2. La symétrie 3. La continuité
  • 23. 1. leur nombre : au moins trois cotés contreventées Vue en plan
  • 24. 2. leur disposition : elles seront situées le plus symétriquement possible par rapport au centre de gravité des planchers.
  • 27. 40 (1) = 4 (10) 40 = 40
  • 30. 30 Contreventement par un noyau central
  • 32. 3. leur distribution verticale :  Le contreventement transmet l’action horizontale vers la base du mur : les murs et les palées de contreventement doivent descendre jusqu’aux fondations (continuité) fondations
  • 33.
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
  • 39.
  • 40. Les critères de contreventement vertical Le nombre La symétrie La continuité
  • 41. 2- Contreventement horizontal:  Les planchers résistent dans leur plan, transmettent et répartissent l’action horizontale sur les murs. Effet de « diaphragme »
  • 42. Le contreventement des plans horizontaux permet de transmettre et répartir les actions latérales subies par la construction (et ses charges de fonctionnement) sur les éléments de contreventement vertical. Chaque niveau, y compris les pans de toiture, doit être contreventé. 42 séisme Plancher
  • 43. 1-2 Natures des diaphragmes rigides: 43 Les diaphragmes plaques Les diaphragmes triangulés
  • 44. A- Les diaphragmes « plaques » :  Les différents types de planchers et toitures « plaques » ne constituent un « diaphragme rigide » que dans le respect de certaines dispositions constructives: 1. Solidarisation impérative avec les chaînages périphériques et poutres qui assurent la liaison avec les palées de stabilité. 44 Chainage poutre-plancher
  • 45. 45 Chute de planchers non liaisonnes
  • 46.
  • 47. Liaison poteau-poutre en acier Liaison poteau-poutre BA
  • 48. 48 2. Si la « plaque » est constituée de plusieurs couches (éléments), liaisons entre les couches de façon à assurer un comportement dynamique homogène. La ségrégation dans les planchers
  • 50. La hauteur maximale de coulage est 1.5m
  • 51. 1.5 m
  • 52.
  • 53. 53 3. En cas du béton armé, éviter les reprises de bétonnage entre la dalle et les chaînages, poutres, les poteaux……….etc.
  • 54.
  • 55. Exemples : Plancher en béton armé (corps creux) Plancher en béton armé (dalle pleine) Plancher collaborant 55
  • 56. les planchers et toitures ne devraient pas être affaiblis par des percements trop grands ou mal placés pouvant nuire à leur résistance et leur rigidité 56 Règle d’or : Trémie
  • 57.  Les planchers doivent présenter une rigidité suffisante vis-à-vis de celle des contreventements verticaux pour être considérés comme indéformables dans leur plan (diaphragme rigide). Dans ce cadre, la surface totale des ouvertures de plancher doit rester inférieure à 15% de celle de ce dernier. 𝑆𝑜𝑢𝑣𝑒𝑟𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑆𝑝𝑙𝑎𝑛𝑐ℎ𝑒𝑟 ≤ 0.15 57 ouverture S2 S1 S ouverture= S1 + S2
  • 58. Tôle ondulée La triangulation  Des planchers et pans de toiture flexibles ne constituent pas des plans de contreventement horizontal. B- Les diaphragmes « triangulés » : Solution
  • 59. Ce type de diaphragmes concerne plutôt les ossatures métalliques et les grandes portées. 59
  • 60.
  • 61.
  • 62. Choix de système de contreventement 62 La rigidification des nœuds: Les portiques autostables en BA Les jarrets Le remplissage en BA La triangulation
  • 63. B- Contreventement par portique autostable (les jarrets) :
  • 66. 66
  • 67.
  • 68.
  • 69. C- Contreventement assuré par pans rigides (le remplissage): 69  voile en béton armé Les voiles reprennent la totalisé des sollicitations dues aux charges horizontales et plus de 20% des sollicitations dues aux charges verticales.
  • 70. Les lois de pré-dimensionnement: Les voiles sont des éléments de contreventement verticaux minces et continus, généralement en béton armé, servant de couverture ou d’enveloppe ayant une dimension plus petite que les autres qui est l’épaisseur. Elle est donnée par les conditions du RPA99/2003 suivantes : 1) 𝑒 ≥ ℎ𝑒 /25 pour les voiles simples tel que : he la hauteur libre d’étage 2) 𝑒 ≥ 15𝑐𝑚 3) 𝐿 ≥4 𝑥 𝑒 avec L : la largeur du voile
  • 71.
  • 72. D- Contreventement assuré par des palées de stabilités (la triangulation): Les travées triangulées sont des systèmes de contreventement assez rigides. Elles peuvent être constituées par de barres en diagonale 72
  • 73. Contreventement par palées de stabilités Diagonales simples En croix (X) En V En K
  • 74. Triangulation (en treillis), est formée en insérant des éléments structurels diagonaux dans des zones rectangulaires d'un cadre structurel, aidant pour stabiliser le cadre. Si une seule orthèse est utilisée, elle doit être suffisamment résistante à la traction et à la compression. 1- Contreventement par palées de stabilités (diagonales simples)
  • 75. 2- Contreventement par palées de stabilités (en Croix) Ou contreventement en X utilise deux éléments diagonaux se croisant
  • 76.
  • 77. 3- Contreventement par palées de stabilités (en K) Les bretelles en K se connectent aux poteaux à mi- hauteur. Ce cadre a plus de flexibilité pour la fourniture d'ouvertures dans la façade et entraîne la moindre flexion des poutres de plancher. Le contreventement en K est généralement déconseillé dans les régions sismiques en raison du potentiel en cas de défaillance de poteaux si l'entretoise de compression se déforme
  • 78. 4- Contreventement par palées de stabilités (en V) Deux éléments diagonaux formant une forme en V s'étendent vers le bas à partir des deux coins supérieurs d'un élément horizontal et se rejoignent à un point central sur l'élément horizontal inférieur.
  • 79. 5- Contreventement par palées de stabilités (en V inversé) Contreventement en V inversé (diagramme de droite, également appelé chevron de contreventement) implique que les deux membres se rencontrent en un point central sur le membre horizontal supérieur
  • 80.
  • 81.
  • 83.
  • 84. système de contreventement 84 Portique autostable en BA La limite: 11m Les jarrets Les palées de stabilités Les hangars Les voiles BA Structure en BA Structure en acier La limite: 33m Les noyaux centrales en BA Les tours et les IGH La limite: ??
  • 85. 85 Système de contreventement constitué par des voiles porteurs en béton armé
  • 86.
  • 87. Hotel de ville de Franqueville Saint Pierre
  • 88.
  • 89.
  • 91. La tour de Capitale Gate (18 degrés)
  • 92. La tour de Montréal (45 degrés)
  • 93. V- Réponse des bâtiments en torsion:  le centre de masse CM, point de passage de la force d'inertie engendrée par le tremblement de terre, n'est généralement pas confondu avec le centre de torsion CR de cet bâtiment. Il en résulte une torsion 93 Cg CR
  • 94.  la torsion résultant de la non-coïncidence des centres de masse CM avec les centres de torsion Cg, qu’on appelle dans la suite "la torsion naturelle" , cependant que la distance entre CM et Cg est appelée excentricité structurale e0. 94
  • 95. Loi: A chaque niveau et pour chaque direction de calcul, la distance entre le centre de gravité et le centre de rigidité ne dépasse 15 % de la direction du bâtiment mesurée perpendiculairement à la direction de l’action sismique considérée 𝑋𝐶𝑅 = 𝐼𝑥𝑖 𝑋𝑖 𝐼𝑥𝑖 𝑌𝐶𝑅 = 𝐼𝑦𝑖𝑌𝑖 𝐼𝑦𝑖 Avec ; 𝐼𝑥𝑖, 𝐼𝑦𝑖 les moments d’inerties des voiles sur l’axe x et y respectivement 𝑋𝑖, 𝑌𝑖 la distance de centre de gravité de voile et les axes x et y respectivement
  • 97.  Dans une construction multi - étagée, les centres de masses CMi des différents étages i ne sont pas nécessairement sur une même verticale, pas plus que les centres de torsion CRi .  Un niveau j dont le centre de masse CMj serait confondu avec le centre de torsion CRj peut donc quand même être soumis à une torsion résultant des décalages entre CM et CR aux niveaux supérieurs. 97
  • 98. 98
  • 100. Vide = Joint de dilatation
  • 102.
  • 103. VI. 1 les joints de dilatations (joints de mouvements):  Avec le temps, plusieurs facteurs peuvent impacter les matériaux de constructions (béton, acier): l’humidité ambiante (qui s'infiltre), les variations de température…  Sous l’effet des variations hygrométriques ou de température, le béton armé se met en “mouvement” : il se rétracte ou se dilate.  Or, ce changement de dimension crée des zones de faiblesse qui influencent gravement les caractéristiques mécaniques de structure. 103
  • 104.  La pression peut créer des fissures dans la construction.  Le joint de dilatation est mis en place pour compenser le mouvement de béton armé et donc pour éviter le phénomène de fissuration  Il s’agit d’un joint d’une largeur moyenne comprise entre 20 et 50 mm. 104  La pose de joints de dilatation du béton pour éviter les fissures est à prévoir dans le cas de dalles ou de murs dont la longueur dépasse typiquement 30 mètres.
  • 105.
  • 106. 106
  • 107. 107
  • 108. 108 La représentation sur plan:  Le joint de dilatation ou le joint sismique du bâtiment descend jusqu’aux fondations, la semelle n’est pas fractionnée. Joint
  • 109.
  • 110. VI-2 les joints sismiques : Un joint parasismique est un espace vide de tout matériau, présent sur toute la hauteur de bâtiment (la superstructure + l’infrastructure). les dimensions sont calculées en fonction des déformations possibles des constructions, avec un minimum de 4cm en zone Ib et 6 cm en zones II et III, de façon à permettre le déplacement des blocs voisins sans aucune interaction (chocs). 110
  • 112. 112 VI-2 les joints sismiques : Irrégularité en plan: La présence d'ailes, de saillies ou de retraits d'étages conduit dans une direction donnée, à des différences de rigidité. Lors d'un séisme, ces parties ont tendance à osciller à des fréquences différentes et se déforment dans le sens opposé, Il en résulte de fortes concentrations d'efforts dans les angles rentrants
  • 113. Méthode de disposition des joints parasismiques pour une construction irrégulière en plan
  • 114. bon
  • 115. Méthode de disposition des joints parasismiques pour une construction irrégulière en plan 115 bon mauvais bon bon
  • 116. 116 pour une conception en sécurité Le RPA préconisent : 1. La forme du bâtiment doit être compacte avec un rapport longueur/largeur du plancher inférieur ou égal 4 2. La somme des dimensions des parties rentrantes ou saillantes du bâtiment dans une direction donnée ne doit pas excéder 25% de la dimension totale du bâtiment dans cette direction
  • 118. 118 Deux bâtiments qui se sont entrechoqués en l’absence de joints parasismiques
  • 119. Exemple de dommage dû à l’irrégularité en plan.
  • 120. ???!!!
  • 121. Les Figures illustrent la dernière des solutions présentées sur le synoptique précédent: les angles de cette étoile à trois branches ont été adoucis pour éviter les dommages localisés dans les angles rentrants.
  • 122.
  • 123. Solution: éviter les dommages localisés dans les angles rentrants
  • 124.
  • 125.
  • 126.
  • 127. Irrégularité en élévation :  Dans la vue en élévation, les principes de simplicité et de continuité se traduisent par un aspect régulier de la structure primaire, sans variation brutale de raideur. De telles variations entraînent des sollicitations locales élevées. 127
  • 128. Irrégularité en élévation :  Dans la vue en élévation, les principes de simplicité et de continuité se traduisent par un aspect régulier de la structure primaire, sans variation brutale de raideur. De telles variations entraînent des sollicitations locales élevées. 128
  • 129. Méthode de disposition des joints parasismiques pour une construction irrégulière en élévation
  • 130. pour une conception en sécurité Les RPA préconisent : 1. Dans le cas de décrochements en élévation, la variation des dimensions en plan du bâtiment entre deux niveaux successifs ne dépasse pas 20% dans les deux directions de calcul et ne s’effectue que dans le sens d’une diminution avec la hauteur.
  • 131. 30 − 19 30 = 0.36 > 0.2 La forme est irrégulière en élévation
  • 132. 24 − 19 24 = 0.2 > 0.1 30 − 19 30 = 0.36 > 0.3
  • 133. 30 27 25 27 − 25 27 = 0.07 < 0.1 30 − 25 30 = 0.16 < 0.3
  • 134.
  • 135. 135 Deux bâtiments qui se sont entrechoqués en l’absence de joints parasismiques
  • 136. 136
  • 137. 137
  • 138. Mosquée de Boudouaou – Minaret effondré Séisme de 2003, Boumerdes, Algérie
  • 139. la mosquée de la ville de Zemmouri -minaret effondré après le séisme de 2003, Boumerdes
  • 140. une mosquée qui possède deux minarets indépendants du reste de la structure, séisme de 2003, Boumerdes (Ville de SIDI DAOUD), Algérie
  • 141.
  • 142.
  • 143.
  • 144.
  • 145.
  • 146. Le centre culturel à Bakou
  • 147. 60m 20m 20m Joint sismique Joint de dilatation Vue en plan
  • 148. 60m 20m 20m 4m Joint de dilatation Vue en plan
  • 149. 60m 20m 20m Vue en plan 10m 5m 15m Joint sismique Joint sismique
  • 150. 60m 20m 20m Vue en plan 10m 3m 13m Joint sismique Joint de dilatation
  • 151.
  • 152. 30m 25m Vue en plan Sols sableux Sols argileux Joint de rupture
  • 153.
  • 154. 154 VI-3- les joints de ruptures: Les joints de ruptures s’imposent lorsque :  l’ouvrage est constitué par des volumes de hauteurs différentes, transmettant au même sol homogène des charges inégales.
  • 155.
  • 157.  l’ouvrage repose sur des fondations hétérogènes dans un terrain homogène.
  • 158.  L’ouvrage repose sur des fondations homogènes, mais les niveaux de bon sol se trouvent à des altitudes différentes.
  • 159.
  • 163.
  • 164.
  • 165.
  • 166. 166
  • 167. 167
  • 169.  Tout bâtiment possède une fréquence propre d'oscillation qui dépend de ses caractéristiques géométriques (sa forme) et mécaniques (sa rigidité, sa masse).  Au passage d'ondes sismiques, si ces fréquences sont proches de la fréquence propre du bâtiment, on observe un phénomène de résonance, c'est-à-dire de voir ses mouvements amplifiés de façon importante, voire dramatique. VII- La résonance :
  • 170.  La hauteur de l’ouvrage a une influence sur son comportement parasismique.  Plus le bâtiment est grand, plus sa fréquence propre sera faible.  Les scientifiques ont établi une formule pour évaluer la fréquence propre d’un bâtiment en fonction de sa hauteur : f = 10/n ; n étant le nombre d’étages  Un immeuble de 10 étages aura donc une fréquence propre de 1 Hz. VII- La résonance :