Guide de la conception parasismique

des bâtiments

Publié avec le soutien du ministère de l’Écologie et du Développement Durable

(MEDD/DPPR/SDPRM)

afps-pdt 13/10/03 16:43 Page 3

© AFPS et Groupe Eyrolles, 2004, ISBN 2-212-11347-1

7CCCCoooonnnnttttrrrreeeevvvveeeennnntttteeeemmmmeeeennnntttt

7777....1111 SSSSttttaaaabbbbiiiilllliiiittttéééé ddddeeeessss ccccoooonnnnssssttttrrrruuuuccccttttiiiioooonnnnssss vvvviiiissss----àààà----vvvviiiissss ddddeeeessss cccchhhhaaaarrrrggggeeeessss llllaaaattttéééérrrraaaalllleeeessss

Du point de vue de la stabilité sous charges horizontales (vent, séismes,…), ondistingue deux types de structures :

• structures autostables ou autocontreventées qui, de par leur conception vis-à-visdes charges gravitaires, sont stables également sous l’action des charges horizon-tales. C’est par exemple le cas des constructions comportant des portiques dans lesdeux directions principales, ainsi que celui des structures dites « spatiales » ou« tridimensionnelles » (coques, treillis 3D, structures gonflées, etc.) ;

• structures contreventées qui comportent un ensemble d’éléments de construc-tion appelé contreventement, dans le but d’assurer la stabilité (et la rigidité) del’ouvrage vis-à-vis des charges horizontales.

Lorsque le contreventement d’une construction non autostable est absent ouinsuffisant, sa stabilité horizontale est compromise. L’insuffisance de contrevente-ment a été souvent révélée par les séismes (fig. 7.1a,b).

7777....2222 RRRRôôôôlllleeee eeeetttt ccccoooonnnnssssttttiiiittttuuuuttttiiiioooonnnn dddduuuu ccccoooonnnnttttrrrreeeevvvveeeennnntttteeeemmmmeeeennnntttt

Le contreventement a donc principalement pour objet :

• d’assurer la stabilité des constructions non autostables vis-à-vis des chargeshorizontales (celle des structures autostables étant assurée intrinsèquement),donc de transmettre ces charges jusqu’au sol ;

• de raidir les constructions, car les déformations excessives de la structure sontsource de dommages aux éléments non structuraux et à l’équipement.

Dans le cas d’une construction parasismique, le contreventement comporte obli-gatoirement deux familles d’éléments :

• contreventement horizontal (diaphragme) ;

• contreventement vertical (murs, travées triangulées ou portiques).

07 chapitre 7.fm Page 53 Mardi, 7. octobre 2003 2:46 14

54 GUIDE AFPS DE LA CONCEPTION PARASISMIQUE DES BÂTIMENTS

Fig. 7.1. – Dommages sismiques dus à l’absence ou à l’insuffisance du contreventement.

7777....3333 DDDDiiiiaaaapppphhhhrrrraaaaggggmmmmeeeessss

■ 7777....3333....1111 NNNNoooottttiiiioooonnnn ddddeeee ddddiiiiaaaapppphhhhrrrraaaaggggmmmmeeeeLe diaphragme est un ouvrage plan rigide, horizontal ou incliné, assurant troisfonctions principales.

1/ Transmettre les charges sismiques horizontales sur les éléments de contre-ventement vertical (fig. 7.2).

La transmission des charges s’effectue par effet de poutre, car le diaphragme secomporte comme une poutre située dans le plan des charges horizontales (fig. 7.3).

a) Bâtiment dont le rez-de-chaussée s’est effon-dré en raison de l’absen-ce de contreventement.La stabilité de l’étage,contreventé par destirants croisés, a été assu-rée (séisme de Kobé, Ja-pon, 17 janvier 1995)

b) Rupture des poteauxsous l’effet de la chargehorizontale. La résistancedes portiques a été insuf-fisante pour assurer lastabilité (séisme de SanFernando, Californie, 9février 1971)

07 chapitre 7.fm Page 54 Mardi, 7. octobre 2003 2:46 14

Contreventement 55

Fig. 7.2. – Transmission des charges sismiques horizontales par les diaphragmes sur les murs decontreventement (présentation schématique).

Fig. 7.3. – Fonctionnement d’un diaphragme : les charges horizontales sont transmises sur les élé-ments de contreventement vertical qui, en résistant, produisent des réactions d’appui.

Afin de donner lieu à une distribution des charges favorable, il est hautementsouhaitable que les diaphragmes soient plus rigides dans leur plan que le contreven-tement vertical. Néanmoins, les diaphragmes « flexibles », c’est-à-dire moins rigidesque le contreventement vertical, ne sont pas interdits. Mais cette situation peutdonner lieu à une répartition défavorable des charges sur les éléments verticaux.

2/ Raidir les bâtiments à la manière d’un couvercle de boîte (fig. 7.4). Le raidis-sage vise à prévenir le déversement des éléments porteurs verticaux.

Fig. 7.4. – Effet raidisseur des diaphragmes.

a) Effet de poutre b) Analogie avec une poutre

07 chapitre 7.fm Page 55 Mardi, 7. octobre 2003 2:46 14