Académie d'Aix-Marseille · Web viewLes séismes volcaniques résultent de la monté en pression...

STI 2D option AC Construction

ETUDE DES STRUCTURES

LA CONSTRUCTION PARASISMIQUE

1- Notion de sismique

1-1-Les séismes

Le séisme ou tremblement de terre est engendré par la libération brusque d’énergie accumulée par les contraintes exercées sur les roches.

Les 2 principales sources de séismes dangereux pour les structures sont :

Les séismes tectoniques sont générés par la tectonique des plaques. Les plaques terrestres se déplacent sur le noyau externe liquide de la terre. Ce déplacement se produit par à coup tout au long des failles ou se répartisse des mise en compression progressive des roches suivie d’une libération brusque.

Les séismes volcaniques résultent de la monté en pression ou dégazage du magma accumulé dans les chambres magmatiques des volcans.

L’activité sismique et volcanique est d’ailleurs souvent liée.

Lycée Jean Lurçat - Martigues page 1/14


Il existe d’autre source de séisme mais leurs actions ou la fréquence constitue un risque faible sur les structures.

1-2-Le phénomène sismique

Le séisme émet des ondes qui, en se propageant, engendrent des secousses à composantes horizontale et verticale. L’intensité des secousses verticales est en général plus faible que celle des secousses horizontales, mais ce n’est pas toujours le cas. Les vibrations verticales sont importantes près de l’épicentre du séisme.

L’importance des dommages diminue avec la distance à l’épicentre

1-3-Evaluation des séismes

La magnitude, appelée dans les média "degré sur l’échelle de Richter", est une grandeur calculée à partir de mesures (et non déterminée par une échelle comportant des degrés), qui caractérise la puissance des séismes à leur foyer. Pour une même magnitude, ces dommages diminuent avec la profondeur du foyer (les séismes superficiels sont les plus meurtriers) et avec la distance des constructions à l’épicentre du tremblement de terre.

Les magnitudes les plus grandes connues ont dépassé 9. Lorsque la magnitude s’élève de 1, la puissance du séisme est multipliée par 32 environ.



Ainsi, comme il n’y a pas forcement de relation entre la magnétique est les dégâts engendrés sur les constructions (ex : si on est loin d’un séisme de magnitude importante et survenu en profondeur, on peut avoir des dommages moins important que si on se trouve à proximité de l’épicentre d’un séisme de magnitude plus faible. Ainsi, on défini une intensité qui correspond à l’action ressenti sur le lieu de la construction

Intensité Constructions armées et bonnes constructions bois

Construction en brique, blocs de béton,

maçonnerie et boisMaison en pisé

ISecousses non ressenties Idem

II Secousses ressenties par peu de personne et surtout au étage élevés

Idem

III Secousses ressenties par quelques personnes. Vibration des vitres et balancement d’objets

Idem

IV Secousses ressenties par de nombreuses personnes à l’intérieur. Craquement des planchers et des cloisons. Vibrations de fenêtres, des portes et de la aisselle.

Idem

V Secousses ressenties par toute la population. Réveil de nombreux dormeurs. Projection de liquides.Balancement des objets suspendus

Idem

VI Réveil de tous les dormeurs. Des personnes sortent des maisons, tintement de toutes les sonnettes. Arrêt des pendules. Oscillation des arbres.

Fissurations et chute de débris et de

plâtras

Fissurations de murs. Chute de tuiles et de

cheminées.

VII

Fissuration et chute de débris et de plâtras.

Fissurations de murs. Chute de tuiles et de

cheminées.

Brèches dans les murs. Effondrements partiels, destructions

de cloisons intérieures

VIII

Lézardes profondes dans les murs, chute de cheminées.

Brèches dans les murs. Effondrements partiels, destructions

de cloisons intérieures

Effondrement total de la construction

IX Brèches dans les murs. Effondrements partiels, destructions de cloisons intérieures

Effondrement total de la construction

XEffondrement total de la construction

XI Catastrophe généraleXII Modification profonde du paysage

2- Les actions sur les ouvrages

L’onde sismique en se propageant engendre plusieurs types d’actions sur les ouvrages



2-1- Oscillations horizontales

L’oscillation horizontale est la principale cause du risque de mise en résonance de l’ouvrage

Dommages dus à la résonance du bâtiment avec le sol (Kobé, Japon 1995)

Dommages dus à la résonance du bâtiment(Mexico, Mexique 1985)

2-2- Oscillations verticales



Oscillations verticales

Rupture des porte-à-faux sous l’effet d’oscillations verticales

2.3- Oscillations de torsion

Oscillations de torsion

Effondrement dû à la torsion (El Asnam, Algérie, 1980)

Remarque : Au cours d’un séisme ces actions se combinent !3- Les textes réglementaires



Les constructions parasismiques sont réglementées par les textes suivant :

Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes Règles PS 92 à titre transitoire jusqu’au 31 octobre 2012 Règles PS-MI Guide CP-MI Antilles

3-1- Zonage réglementaire

Le risque sismique est fonction de la situation géographique définie par la nouvelle carte des zones sismiques d’octobre 2010.

Le zonage réglementaire définit cinq zones de sismicité croissante basées sur un découpage communal. La zone 5, regroupant les îles antillaises, correspond au niveau d’aléa le plus élevé du territoire national.En fonction de la zone, on définit une accélération de calcul



3-2- Influence du sol

La nature locale du sol (dizaines de mètres les plus proches de la surface) influence fortement la sollicitation ressentie au niveau des bâtiments. L’Eurocode 8 distingue cinq catégories principales de sols (de la classe A pour un sol de type rocheux à la classe E pour un sol mou) pour lesquelles est défini un coefficient de sol S. Le paramètre S permet de traduire l’amplification de la sollicitation sismique exercée par certains sols.

3-3- Catégories de bâtiments

Les bâtiments à risque normal sont classés en quatre catégories d’importance croissante, de la catégorie I à faible enjeu à la catégorie IV qui regroupe les structures stratégiques et indispensables à la gestion de crise.

Le coefficient d’importance γI

A chaque catégorie d’importance est associé un coefficient d’importance γI qui vient moduler l’action sismique de référence conformément à l’Eurocode 8.



En conclusion : La construction parasismique nécessite de prendre en compte les 3 paramètres suivant :



4- Implantation

4-1- Étude géotechnique

Effectuer une étude de sol pour connaître les caractéristiques du terrain. Caractériser les éventuelles amplifications du mouvement sismique

Se protéger des risques d’éboulements et de glissements de terrain

Tenir compte de la nature du sol

4-2- Adaptation de la construction en fonction de la nature du sol

On privilégie les bâtiments souple et élancé sur les sols durs et les bâtiments massif et rigide sur les sols mous.



5- Conception architecturale

5-1- Préférer les formes simples

Oscillations asynchrones (différentielles) en plan et en élévation

Privilégier la compacité du bâtiment. Limiter les décrochements en plan et en élévation.Fractionner le bâtiment en blocs homogènes par des joints parasismiques continus.

Fractionnement d’un bâtiment en blocs rectangulaires compacts

Exemple de joints sismiques vides de tout matériau



5-2- Limiter les effets de torsion

Distribuer les masses et les raideurs (murs, poteaux, voiles...) de façon équilibrée.

Il faut équilibrer le centre d’inertie et le centre de masse. C’est pourquoi, on met des armatures à 45° dans les angles des bâtiments pour reprendre la torsion

Le bâtiment subi une torsion autour d’un noyau rigide peu déformableKobé, Japon, 1995



5-4- Eviter les « niveaux souples »

Murs en RdC destinés à prévenir l’effet de niveau souple

Malheureusement, cette solution qui permet de mettre des garages sous l’immeuble d’habitation répond à un besoin architectural important.

5-3- Assurer la reprise des efforts sismiques

Assurer le contreventement horizontal et vertical de la structure.

Palais de justice - Grenoble



Superposer les éléments de contreventement.

Créer des diaphragmes rigides à tous les niveaux

Mise en place Isolateur parasismique

Exemple d’isolateur sous un immeuble

Isolateurs sur les massifs de fondation au lycée de Ducos (Martinique)



6- Exécution

La mise en œuvre des solutions n’est valable qu’à la condition que l’exécution soit conforme à l’étude. En effet, la grande majorité des dommages relève d’une erreur dans la mise en œuvre.

Les malfaçons se trouvent généralement aux « nœuds » de ferraillages. Il faut assurer la continuité des chainages et la limitation du flambement pour les aciers comprimés (attentions, des aciers tendus peuvent se retrouver en compression !)

Quelques dispositions constructives :

(Figure extraite de « Construire para sismique, Ed. Parenthèses, Milan Zacek)

Doc : Cimbéton, planseisme.


Académie d'Aix-Marseille · Web viewLes séismes volcaniques résultent de la monté en pression...

Documents

Transcript of Académie d'Aix-Marseille · Web viewLes séismes volcaniques résultent de la monté en pression...