01 Problematique Des Batiments Existants

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Victor DAVIDOVICI Problématique des bâtiments existants

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  • Victor DAVIDOVICI

    Problmatique des

    btiments existants

  • TYPOLOGIEdes BATIMENTS

    EXISTANTS

    Bti ancien antrieur 1900

    Fondations (?) Murs en maonnerie Murs en pan de bois ou de fer Poteaux et piliers (pierre, brique, fonte...) Votes, planchers, Charpentes de couvertures

    Bti de transition 1900 1940 Maonnerie porteuse Portiques BA + remplissages maonnerie Structures en charpente mtallique

    Btiments construits 1945 1970

    Voiles et portiques B.A. Portiques B.A. et remplissage

    en maonnerie Structures prfabriques :

    lments filaires et grands panneaux Structures en charpente mtallique

    Victor DAVIDOVICI

  • Btiments isolsBtiments groups

    Immeubles dhabitationImmeubles de bureaux, htelsBtiments commerciauxBtiments publicsBtiments industrielsEnsembles socioculturelsEquipements sportifs

    Victor DAVIDOVICI

    TYPOLOGIEdes BATIMENTS

    EXISTANTS

  • 29 fvrier 1960 Agadir

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    1900

    1940

    1960

    1970

    1950

    1980

    1990

    2000

    Circulaire 1936

    BA 45NV 46

    NV 56

    NV 65CCBA 68 PS 69BAEL 80 PS 69/82BAEL 91 PS 92BAEL 99

    PS 92/2004

    Coffrage tunnel

    Grands panneauxprfabriqus

    1934 Carnot Algrie : premires rgles

    10/09/1954 Orlansville

    A.F.P.S.1984

    BA 60AS 1955/DTU

    25 mai 1960

    1716 Alger, 20000 victimes : 1er rglement parasismiqueau monde promulgu par le Dey dAlger

    BAEL 82

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    6

    9

    2

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    6

    9

    Instructions BA 1906

    NV 65/95

    RPA 81/83RPA 88

    RPA 9921 mai 2003 - Boumerds

    10 octobre 1980 - Chlef

    RPA 2004

    Victor DAVIDOVICI

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    1906

    2008

    2011

    1995

    Eurocode 8 PS92/2004

    Eurocode 8

    AS 1955

  • Do

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    Bas niveau de performance

    Pertes importantes

    Haut niveau de performance

    Faibles pertes

    Classe D

    Classe C

    Classe B

    Classe A

    PS 92 EC 8

    Classe I

    Classe II

    Classe III

    Classe IV

    Victor DAVIDOVICI

  • AVANT SEISME APRES SEISME

    Maintien de la fonctionnalitdu btiment

    Fonctionnalit assure

    OBJECTIFS DE LA REHABILITATION DES OUVRAGESClasse IV

    Regroupe les btiments, les quipements et les installations dont lefonctionnement est primordial pour la scurit civile, pour la dfense ou

    pour le maintien de lordre public

    Scurit civile,Communications,Hpitaux L.711-2,Stockage deau potable,Distribution de lnergie

    Victor DAVIDOVICI

  • OBJECTIFS DE LA REHABILITATION DES OUVRAGES Classe III

    tant donn limportance socio-conomique du btiment, la dfaillance prsente un risque leve pour les personnes et pour leur activit

    AVANT SEISME APRES SEISME

    Niveau de renforcementpour obtenir le non effondrement du bt.et la sauvegarde des capacits dvacuation

    Btiment accessible, Endommagement des

    lments non structuraux, Fissuration des lments

    structuraux dorigine, Mise en place de qqs. tais

    Hauteur > 28 m ERP : 1er, 2me, 3me Etab. Sanitaires L.711-2 Bt. Industriels > 300 pers. Production collective de lnergie Ecoles

    Victor DAVIDOVICI

  • OBJECTIFS DE LA REHABILITATION DES OUVRAGES Classe II

    Lendommagement du btiment, prsente un risque moyen pour les personnes

    AVANT SEISME APRES SEISME Niveau de

    renforcement pourobtenir le non effondrement du btiment.

    Btiment non accessible Destruction des lments

    non structuraux Fissuration importante des

    lm. structuraux dorigine taiement en vue de rp.

    ou de dmolition

    Maisons individuelles Hauteur 28 m ERP < 300 pers. Bt. industr. 300 pers. Parc de stationnement

    publics

    Victor DAVIDOVICI

  • OBJECTIFS DE LA REHABILITATION DES OUVRAGES Classe I

    Risques minimes pour les personnes ou pour lactivit conomique

    Les btiments ne sont pas calculs au sisme

    AVANT SEISME APRES SEISME

    Effondrement probabledu btiment

    Reconstruction du btiment

    O il est exclue toute activithumaine ncessitant un sjourde longue dure

    Victor DAVIDOVICI

  • Victor DAVIDOVICI

    Temps ncessaire lvacuation dun btiment tages

    10Minutes

    1 2 3 4 5 6 7 8 9

    1

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    6

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    10

    11

    12

    Le temps ncessaire lvacuationaugmente avec la complexit du

    btiment et le nombre de personnes

    Magnitudedun sisme

    56

    78

    Indivi

    du en

    bonn

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    Dure dun sisme majeur

    Personnes ges ou handicapes

  • Bti group

    lots dhabitations dans le centre des vieilles villes

    Bti isol

    Edifices religieux Btiments dhabitations

    Monuments historiques

    Chteaux Palais Edifices religieux

    Rhabilitation, Renforcement

    Fragilit / Vulnrabilit

    Diagnostic Constat de situation

    Examen visuel Prdiagnostic

    Btiments tertiaires et industriels

    DfinitionsVictor DAVIDOVICI

  • Est la sensibilit laction sismique des btiments supposs isols.Le retour dexprience mis en vidence laspect alatoire de la vulnrabilit :

    ainsi deux constructions parfaitement identiques d.p.d.v. de la conception et de lexcution et soumises la mmeaction sismique peuvent tre affectes dune maniretrs diffrente.

    La vulnrabilit reprsente la tendance dendommagement dune construction face un seul vnement sismique.

    Vulnrabilit

    Victor DAVIDOVICI

    dun btiment unique diagnostic

  • Dune population de btiments, douvrages dart ou

    de rseaux, est le rapport :

    cot dommages / cot du remplacement

    Ce rapport dpend du niveau de laction sismique

    Fragilit

    Victor DAVIDOVICI

    dun ensemble de btiments microzonage

  • R = A F Risque

    sismique Ala

    sismique Fragilit

    douvrages Deux

    composantes

    La probabilit quau cours dune priodede rfrence, un sisme atteigne ou

    dpasse lintensit macrosismique ou les paramtres du mouvement :

    acclration, vitesse, dplacement

    Le rapport du cotdes dommages au

    cot de la reconstruction

    Rduirele risquesismique

    Rductiondes

    consquences

    +

    +Rduction

    de laprobabilit

    Victor DAVIDOVICI

  • Choix de laction sismique spcifique

    Les niveaux dacclrations peuvent tre choisis suite une tude spcifique toutefois le niveau maximal ne doit pas

    dpasser celui susceptible de se produire dans la rgion considre

    Victor DAVIDOVICI

  • Etats limites de limitation de dommages au deldesquelles certaines exigences dutilisation ne sont plus satisfaites

    Exigences de limitation des dommages

    DL 95 ans

    Etats limites ultimes

    Exigence de non-effondrementNC 475 ans ??

    Les acclrations EC8 sont des acclrations forfaitaires dfinies

    par arrt et ne sont associes quen thorie 475 ans (NC).

    Elles correspondent, daprs les modles physique, des priodes de retour beaucoup plus grandes

    (1000 3000 ans)

    Critres de conformit

    Exigences de performances

    Etat limite de limitation des dommages

    Limitation des dommagesDL 225 ans

    A valider partir de la capacitrsistante de la structure

    Rduction de la vulnrabilitRV 95 ans

    Etat limite de dommages significatifs

    Dommage significatifSD 475 ans

    Etats limites de quasi-effondrement

    Exploitation maxi. de la capacit de dformation des lments

    structurauxQuasi-effondrement

    NC 2475 ans

    Critres de conformit

    Exigences fondamentales font rfrence ltat

    dendommagement de la structure

    Btiments nouveaux Btiments existantsEurocode 8-1 Eurocode 8-3

  • Victor DAVIDOVICI

    (NC) : 2475 ans, le spectre correspondant une probabilitde dpassement de 2% en 50 ans,

    (SD) : 475 ans, le spectre correspondant une probabilitde dpassement de 10% en 50 ans,

    (DL) : 225 ans, le spectre correspondant une probabilitde dpassement de 20% en 50 ans

    (RV) : 95 ans, le spectre correspondant une probabilitde dpassement de 40% en 50 ans

  • Victor DAVIDOVICI

    COLLEGE DILLON 1. MARTINIQUEComparaison des spectres normatifs/spcifiques (site S2, classe C/III).

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Priode (sec.)

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    PS 92, zone III, site S2, CEC8Spcifique, NC, 2475 ansSpcifique, SD, 475 ansSpcifique, LD, 225 ansSpcifique, RV, 95 ans

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    PS 92, zone III, site S2, CEC8Spcifique, NC, 2475 ansSpcifique, SD, 475 ansSpcifique, LD, 225 ansSpcifique, RV, 95 ans

    COLLEGE DILLON 1. MARTINIQUEComparaison des spectres normatifs/spcifiques (site S2, classe C/III).

    Avec application du coefficient rducteur de 0.6

    475 ans ??

    106 / 266177 / 443RV-95

    DL-225

    SD-475

    NC-2475

    EC8-475 ?PS92

    148 / 370246 / 616

    196 / 490327 / 817

    328 / 820546 /1365

    248 / 620414 /1034

    / 540/ 900

    x 0,60Nominales / PlateauAcclrations dancrage cm/s

    NC 2475 ans

    SD-475 ans

    LD-225 ans

    RV-95 ans

    EC8-475 ans ??

    PS 92

    Exigence en cas de travaux, btiments nouveaux

    Niveau 0 du Renforcement progressif

  • 0,20 g0,28 g0,36 g0,47 g0,41 gD0,32 gS30,18 g0,25 g0,33 g0,43 g0,35 gC0,36 gS20,16 g0,22 g0,30 g0,38 g0,36 gBS10,14 g0,19 g0,25 g0,32 g0,30 gA0,40 gS0

    95 ans(RV) Sisme

    29/11/2007

    225 ans(DL)

    475 ans(SD)

    975 ansAcclrationdancrage 475 ans

    (NC)

    SiteAcclrationdancrage

    Site

    Acclrations au niveau du sol spcifiques aux sites, extraites de ltude GEOTER

    EC8 + Nouveau zonage

    PS92

    (SD) Renforcement dfinitif

    (DL) Renforcement conservatoire

    (RV) Amlioration de structures pourla rduction de la vulnrabilit

    Victor DAVIDOVICI

  • 0,33 g0,46 g0,61 gD0,30 g0,42 g0,56 gC0,27 g0,37 g0,49 gB0,23 g0,31 g0,42 gA

    95 ans(RV)

    225 ans(DL)

    475 ans(SD)

    Acclrations du plateau / q = 1,5

    Site

    (SD) Renforcement dfinitif

    (DL) Renforcement conservatoire

    (RV) Amlioration de structures pour la rduction de la vulnrabilit Sisme 29 novembre 2007Niveau de renforcement valider partir de lacapacit sismique rsistante

    Renforcement progressif

    Victor DAVIDOVICI

  • Victor DAVIDOVICI

  • Victor DAVIDOVICI

  • Ac

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    SD : 0,545 g

    DL : 0,410 g

    0,33 g0,46 g0,61 gD0,30 g0,41 g0,55 gC0,27 g0,37 g0,49 gB0,23 g0,31 g0,42 gA

    95 ans ( au sisme du 29/11/2007)

    225 ans (DL)475 ans (SD)Acclrations du plateau / q = 1,5Site

    Victor DAVIDOVICI

  • Victor DAVIDOVICI

    Etat limite de limitation des dommages

    Limitation des dommagesDL 225 ans

    Rduction de la vulnrabilitRV 95 ans

    Etat limite de dommages significatifs

    Dommage significatifSD 475 ans

    Etats limites de quasi-effondrement

    Exploitation maxi. de la capacit de dformation des lments structuraux

    Quasi-effondrementNC 2475 ans

    Critres de conformit

    Exigences fondamentales font rfrence ltat

    dendommagement de la structure

    Btiments existantsEurocode 8-3

    Niveau 0 du Renforcement progressif coles

    Coefficient de comportement : q = 1,5

    Niveau souhaitable

    ?

  • Quel est le Niveau de Risque Acceptable ou le Niveau de Protection Souhait

    Une relation doit tre tablie entre le montant que la collectivit est prte investir pour la protection contre les sismes et lamplitude du dsastre social et conomique quelle est prte supporter.

    Victor DAVIDOVICI

  • Disposant dune reprsentation probabiliste de

    lala local et du cot de la protection,

    et tant entendu quil ny a de protection absolue possible,

    la dcision en matire de niveau de protection relve

    dun compromis conomique et thique

    Victor DAVIDOVICI

  • Le compromis conomique et thique se pose dans les termes suivants

    Soit il ny a rien faire, le renforcement ou la rparation tant trop importantes et la dmolition nest pas dune premire urgence

    Soit le btiment est trait , cest--dire (1) renforc ou(2) dmoli et reconstruit aprs une tude conomique dans laquelle les cots globaux des deux solutions sont compars

    Victor DAVIDOVICI

  • Il sagit dabord de dfinir les priorits de renforcement avant de passer aux phases de prdiagnostic et diagnostic

    Il y a lieu de traiter en premire urgence les btiments dont leffondrement est probables

    On traite en deuxime urgence les btiments pour lesquels des dtrioration importantes sont prvisibles avec un danger certain pour les occupants, sans effondrement total

    On ne traite pas les btiments pour lesquels les dgts prvisibles sont limits et ne mettent en danger la vie des occupants

    La vtust : inutile de soccuper de btiments qui doivent tre dmolis court terme

    La servitude : inutile de soccuper de btiments condamns disparatre court terme en raison dun nouvel amnagement des locaux

  • Recherche des documents

    Examen visuel :- de la structure,- des lments non-structuraux- des btiments dans le voisinage

    Informations concernant le site et le sol de fondations

    Propositions de renforcementstude du cot

    Calculs simplifis de prdimensionnement

    Victor DAVIDOVICI

    PREDIAGNOSTIC : Reconnaissance du bti par examen visuel

    Est lapprciation qualitative de ltat du btiment et donc de son comportement sous laction sismique

  • Quel btiment le maitre douvrage est prt acheter ?

    Dans quelles conditions est-il possible de renforcer ou rparer le btiment ?

    Victor DAVIDOVICI

  • DIAGNOSTIC :

    Est un constat dtaill de ltat du btiment. Il sagit donc de faire lanalyse de la rsistance laction sismique du btiment en recherchant et en examinant :

    les donnes du site, linteraction avec les btiments voisins,la qualit des matriaux, les plans darchitecte, de coffrage, de ferraillage, etc.,le calcul dynamique le plus adapt,la faisabilit des diffrents solutions de renforcement.

    Cest une dmarche complte et coteuse qui peut tre adapte et ventuellement simplifie cas par cas, en fonction de la complexit du btiment.

    Victor DAVIDOVICI

  • Analyse de linteraction avec les btiments voisins

    Analyse du rapport de sol et du systme de fondations

    Visite des lieuxet relevs

    Vrification des hypothses de base

    Examen des plans et des notes de calculs

    DIAGNOSTIC : validation du dossier

    Victor DAVIDOVICI

  • DIAGNOSTIC : calculs

    OUI Avec renforcements

    Calcul statique quivalent ou calcul dynamique

    Propositions derenforcements

    Vrification au sisme du btiment stabilit densemble analyse des dtails lm. non structuraux

    quipements

    OUISans renforcements

    NON

    Victor DAVIDOVICI

  • tude de faisabilit et choixdfinitif du renforcement

    tude du cot durenforcement

    Dcision de renforcement

    Projet abandonntrop coteux

    Btiment dclassou dmoli

    Renforcement diffrprovisoirement

    NON OUI

    DIAGNOSTIC : faisabilit / cot / dcision

    Vulnrabilit:Que peut-il arriver ?

    Que peut-on accepter ?Victor DAVIDOVICI

  • RENFORCEMENT

    Il sagit de vrifier le comportement au sisme du btiment renforc.

    PROJET DEXECUTION

    REALISATION

    Choix dfinitif du renforcement Il faut procder ltude des dtails de renforcement et dela mthodologie de la miseen uvre avec ltablissement desplans dexcution correspondants

    Victor DAVIDOVICI

  • STRATEGIE DE RENFORCEMENT /

    / REPARATION

    Renforcementsismique

    Augmenter les performances

    initiales

    Diminuer laction sismique

    Rparationaprs sisme

    Retrouver ou Augmenter les

    performances initiales

    Renforcer pour viter les ruptures fragiles

    Amliorer la ductilit

    Augmenter la rsistance globale

    Amliorer la rgularit

    Renforcement + Rparation des dommages

    Rduire la masse

    Introduire des appuis parasismiques

    Augmentation de la rsistance locale

  • Victor DAVIDOVICI

    Augmenter la rsistance pour viter les ruptures fragiles

    BC

    D Domaine du renforcement

    de btiments de classe

  • Collage de tissu de fibre de carbone : poteaux, poutres, dalles, attentes

    RENFORCEMENT / REPARATION

    Prcontrainte additionnelle : chanages,

    Engravures : dalles,

    Adjonction de la matire B.A. : chemisage poteaux, chemisage poutres,surpaisseur dalles, doublage murs B.A.

    Adjonction de la matire C.M. : chemisage poteaux, chemisage poutres,contreventement planchers

    Renforcement des fondations

    Renforcement par murs en bton arm

    Renforcement par une structure en charpente mtallique

    Renforcement des btiments en maonnerie