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Le projet deconstruction

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Victor DavidoviciLe projet de construction parasismiqueN o t e d ’ h y p o t h è s e s g é n é ra l e s – O rd r e d e g ra n d e u r – C h o i x d e l a s t r u c t u r e r é s i s t a n t e – A n a l ys e s t r u c t u ra l e – F o n d a t i o n s – M u rs d e s o u t è n e m e n t – U t i l i t a i r e s d e g é n i e p a ra s i s m i q u e

Unités de mesure et conversions

Pour effectuer des calculs « dynamiques », le principe de base est de bien respecter les unités du Système international (SI) pour ne pas oublier le facteur g.

Note A.1

En dynamique, il est nécessaire de bien différencier la masse et le poids et d’utiliser un système d’unités cohérent. Négliger cette précaution expose à des erreurs quantitatives graves : si on exprime les masses en kN et qu’on applique F = m ⋅ a, la force trouvée est 10 fois trop grande. Il faut donc exprimer la masse en kg ou en t, et l’accélération en m/s2 ainsi le résultat sera directement en kN.

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N kg= ×m

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• longueur : mètre, m• masse :

– kilogramme, kg – tonne, t

• force : – newton, N : force qui communique à un solide de masse 1 kilo-

gramme une accélération de 1 m/s2

– décanewton, daN – kilonewton, kN – méganewton, MN

• moment : – newton-mètre, Nm – décanewton-mètre, daNm – kilonewton-mètre, kNm – méganewton-mètre, MNm

• contrainte, modules de résistance : – pascal, Pa (1 Pa = 1 N/m2) – mégapascal : MPa (1MPa = 106 Pa = 1 N/mm2 = 10 bars) – gigapascal : GPa (1GPa = 1 000 MPa)

• densité : 1 kN/m3 = 100 daN/m3

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Suite en deuxième et en troisième pages de couverture

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Collection « Eurocode » Eyrolles/AfnorEC8Victor Davidovici, Conception-construction parasismique, préface de J.-A. Calgaro, introductions de M. Kahan, J. Attias & J. Stubler, 2017, 1 056 pages en couleurs, relié.Victor Davidovici, Dominique Corvez, Alain Capra, Shahrokh Ghavamian, Véronique Le Corvec et Claude Saintjean, Pratique du calcul sismique, 2e éd., 2015, 244 p.Claude Saintjean, Introduction aux règles de construction parasismique. Applications courantes de l’Eurocode 8 à la conception parasismique, 2014, 352 p.Wolfgang & Alan Jalil, Conception et analyse sismiques du bâtiment. Guide d’appli-cation de l’Eurocode 8 à partir des règles PS 92/2004, 2014, 368 p.Xavier Lauzin, Le calcul des réservoirs en zone sismique, 2013, 100 p.Alain Capra, Aurélien Godreau, Ouvrages d’art en zone sismique, 2e éd., 2015, 128 p.Victor Davidovici, Serge Lambert, Fondations et procédés d’amélioration du sol. Guide d’application de l’Eurocode 8, 2013, 160 p.Alain Billard, Risque sismique et patrimoine bâti. Comment réduire la vulnérabilité : savoirs et savoir-faire, 2014, 376 p.– Confortement du patrimoine bâti : treize études sur le risque sismique, préface de

V. Davidovici, 2016, 632 p.EC2Jean-Marie Paillé, Calcul des structures en béton. Guide d’application de l’Eurocode 2, 3e éd., 2016, 768 p.Jean-Louis Granju, Introduction au béton armé. Théorie et applications courantes selon l’Eurocode 2, 2e éd., 2014, 288 p.Jean Roux, Pratique de l’Eurocode 2, 2009, 626 p.– Maîtrise de l’Eurocode 2, 2009, 338 p.EC3Collectif APK/Jean-Pierre Muzeau, Manuel de construction métallique. Extraits des Eurocodes 0, 1 et 3, 3e éd., 2019, 256 p.– La construction métallique avec les Eurocodes. Interprétation, exemples de calcul,

2014, 476 p.EC5Yves Benoit, Construction bois : l’Eurocode 5 par l’exemple. Le dimensionnement des barres et des assemblages en 30 applications, 2014, 296 p.– Résistance au feu des constructions bois. Barres en situation d’incendie et assemblages

selon l’Eurocode 5, 2015, 192 p. en couleursYves Benoit, Bernard Legrand et Vincent Tastet, Dimensionner les barres et les assemblages en bois. Guide d’application de l’EC5 à l’usage des artisans, 2012, 256 p.– Calcul des structures en bois. Guide d’application des Eurocodes 5 et 8, 4e éd., 2019,

512 p.EC6Marcel Hurez, Nicolas Juraszek, Marc Pelcé, Dimensionner les ouvrages en maçon-nerie. Guide d’application de l’Eurocode 6, 2e éd., 2014, 336 p.

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Couverture : Studio Eyrolles © Éditions Eyrolles

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Prenant son origine dans les sciences de la Terre autant que dans celles de la construction, le génie parasismique est une science en continuelle évolution. Á ce titre, elle exige de ceux qui l’exercent une remise en cause incessante des acquis.Dans sa préface au précédent livre de l’auteur*, Jean-Armand Calgaro écrivait : « Cette passion pour la technologie est avant tout une passion pour protéger les hommes via les structures qui les entourent ». On admettra dès lors que chaque séisme majeur enrichit nos connaissances : il nous permet de progresser et de développer une construction parasismique constamment mieux adaptée, à la fois sûre et économique.André Plumier déclarait quant à lui que « l’objectif général des règles parasis-miques est d’éviter les pertes humaines tout en acceptant des dommages aux constructions. »Si l’on veut augmenter la � abilité des constructions parasismiques il convient donc – à chaque étape, de la conception à la réalisation – d’intégrer dans le cadre d’une coopération permanente les éléments suivants :

• les enseignements tirés des séismes récents• l’évolution des connaissances et de la réglementation• les résultats des recherches.

Une chose est sûre : architecte, ingénieur et constructeur doivent avoir l’intelligence des situations comme celle des critères débattus et explicités, mais aussi le courage d’en tirer les conclusions. C’est pourquoi formuler des critères économiquement jus-ti� és tout en étant techniquement cohérents demeure � nalement la meilleure façon de réussir les constructions parasismiques.

Avec ce nouveau livre, complémentaire de Conception-Construction parasismique, Victor Davidovici a pour ambition de guider les ingénieurs et d’aider les étudiants à organiser leur apprentissage. Fort de soixante ans d’expérience dans le domaine du génie parasismique (missions post-sismiques, normalisation, collaboration avec les architectes, modélisation numérique, di-mensionnement, réhabilitation, suivi de mise en œuvre), consultant appelé continuellement par les entreprises de construction autant que par les États confrontés à la prévention des séismes ou à la reconstruction, Victor Davidovici est président d’honneur de l’Association française de génie parasismique.

*Du même auteur chez le même éditeurConception-Construction parasismique, 1056 pages, 2017

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Victor DavidoviciLe projet de construction parasismiqueN o t e d ’ h y p o t h è s e s g é n é ra l e s – O rd r e d e g ra n d e u r – C h o i x d e l a s t r u c t u r e r é s i s t a n t e – A n a l ys e s t r u c t u ra l e – F o n d a t i o n s – M u rs d e s o u t è n e m e n t – U t i l i t a i r e s d e g é n i e p a ra s i s m i q u e


Pour effectuer des calculs « dynamiques », le principe de base est de bien respecter les unités du Système international (SI) pour ne pas oublier le facteur g.

Note A.1

En dynamique, il est nécessaire de bien différencier la masse et le poids et d’utiliser un système d’unités cohérent. Négliger cette précaution expose à des erreurs quantitatives graves : si on exprime les masses en kN et qu’on applique F = m ⋅ a, la force trouvée est 10 fois trop grande. Il faut donc exprimer la masse en kg ou en t, et l’accélération en m/s2 ainsi le résultat sera directement en kN.

1 12

N kg= ×m

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• longueur : mètre, m• masse :

– kilogramme, kg– tonne, t

• force : – newton, N : force qui communique à un solide de masse 1 kilo-

gramme une accélération de 1 m/s2

– décanewton, daN– kilonewton, kN– méganewton, MN

• moment :– newton-mètre, Nm – décanewton-mètre, daNm– kilonewton-mètre, kNm– méganewton-mètre, MNm

• contrainte, modules de résistance : – pascal, Pa (1 Pa = 1 N/m2)– mégapascal : MPa (1MPa = 106 Pa = 1 N/mm2 = 10 bars)– gigapascal : GPa (1GPa = 1 000 MPa)

• densité : 1 kN/m3 = 100 daN/m3

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Collection « Eurocode » Eyrolles/AfnorEC8Victor Davidovici, Conception-construction parasismique, préface de J.-A. Calgaro, introductions de M. Kahan, J. Attias & J. Stubler, 2017, 1 056 pages en couleurs, relié.Victor Davidovici, Dominique Corvez, Alain Capra, Shahrokh Ghavamian, Véronique Le Corvec et Claude Saintjean, Pratique du calcul sismique, 2e éd., 2015, 244 p.Claude Saintjean, Introduction aux règles de construction parasismique. Applications courantes de l’Eurocode 8 à la conception parasismique, 2014, 352 p.Wolfgang & Alan Jalil, Conception et analyse sismiques du bâtiment. Guide d’appli-cation de l’Eurocode 8 à partir des règles PS 92/2004, 2014, 368 p.Xavier Lauzin, Le calcul des réservoirs en zone sismique, 2013, 100 p.Alain Capra, Aurélien Godreau, Ouvrages d’art en zone sismique, 2e éd., 2015, 128 p.Victor Davidovici, Serge Lambert, Fondations et procédés d’amélioration du sol. Guide d’application de l’Eurocode 8, 2013, 160 p.Alain Billard, Risque sismique et patrimoine bâti. Comment réduire la vulnérabilité : savoirs et savoir-faire, 2014, 376 p.– Confortement du patrimoine bâti : treize études sur le risque sismique, préface de

V. Davidovici, 2016, 632 p.EC2Jean-Marie Paillé, Calcul des structures en béton. Guide d’application de l’Eurocode 2, 3e éd., 2016, 768 p.Jean-Louis Granju, Introduction au béton armé. Théorie et applications courantes selon l’Eurocode 2, 2e éd., 2014, 288 p.Jean Roux, Pratique de l’Eurocode 2, 2009, 626 p.– Maîtrise de l’Eurocode 2, 2009, 338 p.EC3Collectif APK/Jean-Pierre Muzeau, Manuel de construction métallique. Extraits des Eurocodes 0, 1 et 3, 3e éd., 2019, 256 p.– La construction métallique avec les Eurocodes. Interprétation, exemples de calcul,

2014, 476 p.EC5Yves Benoit, Construction bois : l’Eurocode 5 par l’exemple. Le dimensionnement des barres et des assemblages en 30 applications, 2014, 296 p.– Résistance au feu des constructions bois. Barres en situation d’incendie et assemblages

selon l’Eurocode 5, 2015, 192 p. en couleursYves Benoit, Bernard Legrand et Vincent Tastet, Dimensionner les barres et les assemblages en bois. Guide d’application de l’EC5 à l’usage des artisans, 2012, 256 p.– Calcul des structures en bois. Guide d’application des Eurocodes 5 et 8, 4e éd., 2019,

512 p.EC6Marcel Hurez, Nicolas Juraszek, Marc Pelcé, Dimensionner les ouvrages en maçon-nerie. Guide d’application de l’Eurocode 6, 2e éd., 2014, 336 p.

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Prenant son origine dans les sciences de la Terre autant que dans celles de la construction, le génie parasismique est une science en continuelle évolution. Á ce titre, elle exige de ceux qui l’exercent une remise en cause incessante des acquis.Dans sa préface au précédent livre de l’auteur*, Jean-Armand Calgaro écrivait : « Cette passion pour la technologie est avant tout une passion pour protéger les hommes via les structures qui les entourent ». On admettra dès lors que chaque séisme majeur enrichit nos connaissances : il nous permet de progresser et de développer une construction parasismique constamment mieux adaptée, à la fois sûre et économique.André Plumier déclarait quant à lui que « l’objectif général des règles parasis-miques est d’éviter les pertes humaines tout en acceptant des dommages aux constructions. »Si l’on veut augmenter la � abilité des constructions parasismiques il convient donc – à chaque étape, de la conception à la réalisation – d’intégrer dans le cadre d’unecoopération permanente les éléments suivants :

• les enseignements tirés des séismes récents• l’évolution des connaissances et de la réglementation• les résultats des recherches.

Une chose est sûre : architecte, ingénieur et constructeur doivent avoir l’intelligence des situations comme celle des critères débattus et explicités, mais aussi le courage d’en tirer les conclusions. C’est pourquoi formuler des critères économiquement jus-ti� és tout en étant techniquement cohérents demeure � nalement la meilleure façon de réussir les constructions parasismiques.

Avec ce nouveau livre, complémentaire de Conception-Construction parasismique, Victor Davidovici a pour ambition de guider les ingénieurs et d’aider les étudiants à organiser leur apprentissage. Fort de soixante ans d’expérience dans le domaine du génie parasismique (missions post-sismiques, normalisation, collaboration avec les architectes, modélisation numérique, di-mensionnement, réhabilitation, suivi de mise en œuvre), consultant appelé continuellement par les entreprises de construction autant que par les États confrontés à la prévention des séismes ou à la reconstruction, Victor Davidovici est président d’honneur de l’Association française de génie parasismique.

*Du même auteur chez le même éditeurConception-Construction parasismique,1056 pages, 2017

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Le projet de construction parasismique

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Les échanges permanents avec les entreprises et les bureaux d’études permettent d’avoir un regard sur les problèmes rencontrés

et les réponses qu’on peut apporter.Ce livre souhaite en être la structure d’accueil.

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Victor Davidovici

Le projet de construction parasismique

Utilitaires de génie parasismique


Sauf mention spéciale, les schémas sont de l’auteur. Droits réservés pour toutes les photos.

Aux termes du Code de la propriété intellectuelle, toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle de la présente publication, faite par quelque procédé que ce soit (reprographie, microfilmage, scannérisation, numérisation...) sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite et constitue une contrefaçon sanctionnée par les articles L.335-2 et suivants du Code de la propriété intellectuelle. L’autorisation d’effectuer des reproductions par reprographie doit être obtenue auprès du Centre français d’exploitation du droit de copie (CFC) – 20, rue des Grands-Augustins – 75006 Paris.

© Éditions Eyrolles, 2019ISBN : 978-2-212-67542-9

ÉDITIONS EYROLLES61, bd Saint-Germain75240 Paris Cedex 05

www.editions-eyrolles.com

Du même auteur chez le même éditeurConception-construction parasismique, préface de J.-A. Calgaro, introductions de M. Kahan, J. Attias & J. Stubler, 2017, 1 056 p. en couleurs, relié.Sous la direction de Victor Davidovici avec les contributions de Dominique Corvez, Alain Capra, Shahrokh Ghavamian, Véronique Le Corvec et Claude Saintjean, Pratique du calcul sismique, 2e éd., 2015, 244 p.


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Sommaire

Introduction .................................................................................................. XV

CHAPITRE 1. Note d’hypothèses générales ..................................... 1

CHAPITRE 2. Ordre de grandeur ........................................................... 73

CHAPITRE 3. Choix de la structure résistante ................................. 95

CHAPITRE 4. Analyse structurale ........................................................... 191

CHAPITRE 5. Fondations ........................................................................... 261

CHAPITRE 6. Murs de soutènement .................................................... 345

CHAPITRE 7. Utilitaires de génie parasismique ............................. 359

Bibliographie ................................................................................................ 441


Table des matières

Introduction ............................................................................................. XV

CHAPITRE 1. Note d’hypothèses générales ................................ 1

1.1 Eurocode 8 et la notion de sécurité ................................................. 3

1.2 Charges permanentes (G) ................................................................. 5

1.3 Charges d’exploitation (Q) ................................................................ 7

1.4 Neige (S) .............................................................................................. 11

1.5 Sensibilité à l’action du vent (W) ..................................................... 12

1.6 Retrait (R), température (T), fluage (F) ........................................... 13

1.7 Caractéristiques géotechniques ........................................................ 141.7.1 Conditions de sol ...................................................................... 151.7.2 Caractéristiques dynamiques ...................................................... 16

1.8 Actions sismiques ................................................................................ 211.8.1 Décrets, arrêtés .......................................................................... 211.8.2 Spectres pour les bâtiments dits « à risque normal » ................... 241.8.3 Spectres pour les ICPE .............................................................. 321.8.4 Accélérogrammes ....................................................................... 331.8.5 Action sismique en cas d’amélioration du sol ............................. 341.8.6 Action sismique en phase de construction .................................. 361.8.7 Action sismique en cas de travaux sur l’existant .......................... 361.8.8 Plans de prévention des risques naturels prévisibles, PPR-S ........ 39


VIII | Table des matières

1.9 Combinaisons d’actions accidentelles ELU-A ................................. 421.9.1 Structures porteuses ................................................................... 431.9.2 Fondations ................................................................................ 461.9.3 Planchers ................................................................................... 461.9.4 Soutènements ............................................................................ 461.9.5 Isolateurs sismiques ................................................................... 471.9.6 Nappe phréatique ...................................................................... 48

1.10 Choix a priori du coefficient de comportement ............................. 491.10.1 Structures en béton armé ........................................................... 511.10.2 Structures en acier, classe DCL .................................................. 541.10.3 Structures en bois ...................................................................... 541.10.4 Structures en maçonnerie porteuse ............................................ 551.10.5 Établissements de santé .............................................................. 551.10.6 Interaction sol-structure, ISS ..................................................... 561.10.7 Structures sur isolateurs sismiques ............................................. 57

1.11 Matériaux : caractéristiques mécaniques, coefficients partiels .... 581.11.1 Béton armé ................................................................................ 58

1.11.1.1 Qualité du béton .......................................................... 591.11.1.2 Qualité de l’acier pour le béton armé ............................. 60

1.11.2 Acier pour constructions métalliques ......................................... 611.11.3 Maçonnerie ............................................................................... 621.11.4 Matériaux composites ................................................................ 631.11.5 Bétons fibrés à ultra hautes performances, BFUP ....................... 67

1.12 Structuration de la note d’hypothèses ............................................. 69

CHAPITRE 2. Ordre de grandeur ........................................................ 73

2.1 Effets des séismes, perception humaine ......................................... 75

2.2 Fréquences / périodes propres ......................................................... 82

2.3 Masses / sollicitations ........................................................................ 84

2.4 Limitation des déformations ............................................................. 88

2.5 Ratios « béton armé » ......................................................................... 91

2.6 Portance du sol .................................................................................... 94


Table des matières | IX

CHAPITRE 3. Choix de la structure résistante ........................... 95

3.1 Objectifs de performance .................................................................. 97

3.2 Ductilité / Dimensionnement en capacité ...................................... 1003.2.1 Conception en ductilité DCL .................................................... 1003.2.2 Conception en ductilité DCM .................................................. 101

3.3 Régularités / Irrégularités ................................................................... 107

3.4 Planchers, effet diaphragme .............................................................. 111

3.5 Joints parasismiques ........................................................................... 1143.5.1 Généralités ................................................................................ 1143.5.2 Appui réciproque de deux blocs ................................................. 1153.5.3 Nouvelle construction dans les centres historiques ..................... 118

3.6 Éléments structuraux primaires et secondaires.............................. 123

3.7 Bâtiments en béton armé .................................................................. 1283.7.1 Du possible usage de la classe DCL ........................................... 1293.7.2 Portiques, classe DCM .............................................................. 1323.7.3 Murs, classe DCM ..................................................................... 1353.7.4 Ancrages, recouvrements, coutures ............................................ 138

3.7.4.1 Contraintes d’adhérence ................................................ 1383.7.4.2 Ancrage droit et recouvrement des armatures

longitudinales .............................................................. 1413.7.4.3 Présence de crochets ....................................................... 1453.7.4.4 Jonction par soudure ..................................................... 1463.7.4.5 Coupleurs .................................................................... 1473.7.4.6 Couture des recouvrements ............................................ 1493.7.4.7 Ancrages des armatures transversales .............................. 153

3.7.5 Attentes / Scellements ................................................................ 155

3.8 Bâtiments en acier, classe DCL ......................................................... 1653.8.1 Règles générales pour la classe de ductilité DCL ........................ 1673.8.2 Règles particulières DCL, q = 1,5 .............................................. 1693.8.3 Règles particulières DCL(+), q = 2 .............................................. 1703.8.4 Comportement des assemblages, REX ....................................... 1723.8.5 Interface CM → BA, DCL ........................................................ 174


X | Table des matières

3.9 Bâtiments en maçonnerie chaînée .................................................. 1763.9.1 Critères de dimensionnement .................................................... 1763.9.2 Dispositions constructives ......................................................... 1813.9.3 REX des maçonneries chaînées .................................................. 186

CHAPITRE 4. Analyse structurale ....................................................... 191

4.1 Avant de procéder à l’analyse ........................................................... 193

4.2 Choix de la méthode de calcul ......................................................... 196

4.3 Analyse par forces latérales, analyse statique ................................ 198

4.4 Modélisation aux éléments finis (EF)............................................... 2014.4.1 Comment construire les modèles ? ............................................. 2014.4.2 Modélisation des structures........................................................ 2034.4.3 Incidences dues aux remplissages en maçonnerie........................ 2084.4.4 Modélisation des masses ............................................................ 2114.4.5 Torsion accidentelle d’axe vertical .............................................. 2124.4.6 Prise en compte de la précontrainte ........................................... 2144.4.7 Validation des modèles aux éléments finis, 3D ........................... 214

4.4.7.1 Maillage ...................................................................... 2154.4.7.2 Vérification du poids propre en cours de modélisation ...... 2164.4.7.3 Vérification du contreventement avec le poids propre

à « l’horizontale » ......................................................... 2194.4.7.4 Visualisation des modes propres ..................................... 220

4.5 Analyse modale ................................................................................... 2214.5.1 Analyse des modes propres......................................................... 2214.5.2 Les modes locaux ....................................................................... 2224.5.3 Les modes rigides / résiduels ...................................................... 2284.5.4 Méthodologie des calculs ........................................................... 2294.5.5 Exploitation des résultats ........................................................... 232

4.5.5.1 Exploitation des cartes de ferraillage .............................. 2324.5.5.2 Utilisation de la méthode des coupures ........................... 2334.5.5.3 Cisaillement le long des surfaces de reprise ...................... 2334.5.5.4 Cisaillement en cas de flexion composée avec traction

prédominante ............................................................... 2354.5.5.5 Méthode de coupures pour le plancher « diaphragme » .... 238

4.5.6 Calculs pseudo-statiques ............................................................ 2394.5.6.1 Modélisation de type « brochette » ................................. 2404.5.6.2 Modélisation 3-D statique ............................................ 244


Table des matières | XI

4.6 Analyse pushover ................................................................................ 2454.6.1 Philosophie générale de la méthode ........................................... 2454.6.2 Application au diagnostic du bâtiment ...................................... 2504.6.3 Évaluation des marges sismiques ................................................ 256

CHAPITRE 5. Fondations ......................................................................... 261

5.1 Choix du système de fondation ........................................................ 2625.1.1 Dispositions générales ................................................................ 2625.1.2 Solidarisation des fondations ..................................................... 266

5.2 Fondations superficielles .................................................................... 2765.2.1 Fondations filantes et isolées ...................................................... 2765.2.2 Semelles excentrées .................................................................... 2795.2.3 Fondations semi-profondes ........................................................ 2825.2.4 Effets au contact structure / sol de fondation ............................. 286

5.2.4.1 Décollement ................................................................. 2865.2.4.2 Glissement ................................................................... 2945.2.4.3 Capacité portante, tassement ......................................... 298

5.3 Fondations profondes......................................................................... 3035.3.1 Transmission au sol de l’action sismique .................................... 3035.3.2 Bêches ....................................................................................... 3145.3.3 Fondations sur pieux ................................................................. 318

5.3.3.1 Détermination des sollicitations ..................................... 3205.3.3.2 Dispositions constructives .............................................. 3245.3.3.3 Groupe de pieux ........................................................... 329

5.3.4 Fondations sur micropieux ........................................................ 3305.3.5 Fondations sur barrettes ou parois moulées ................................ 3325.3.6 Fondations sur puits .................................................................. 333

5.3.6.1 Détermination des sollicitations ..................................... 3335.3.6.2 Dispositions constructives .............................................. 334

5.4 Interaction sol-structure, ISS .............................................................. 3355.4.1 Amortissement du sol ................................................................ 3375.4.2 ISS, cas des fondations superficielles .......................................... 338

5.4.2.1 Raideurs statiques ......................................................... 3395.4.2.2 Raideurs dynamiques .................................................... 339

5.4.3 ISS, cas des pieux isolés.............................................................. 341


XII | Table des matières

CHAPITRE 6. Murs de soutènement ................................................ 345

6.1 Généralités ........................................................................................... 346

6.2 Poussée statique ................................................................................. 347

6.3 Poussée dynamique, méthode de Mononobé-Okabé .................. 349

6.4 Parois d’infrastructure de bâtiments ................................................ 357

CHAPITRE 7. Utilitaires de génie parasismique ....................... 359

7.1 SEISTER / CM CONSULT ..................................................................... 3607.1.1 Calcul de l’aléa spécifique pour un projet ................................... 360

7.1.1.1 Éléments de contexte ..................................................... 3607.1.1.2 Objectifs des études spécifiques ....................................... 362

7.1.2 Particularités de l’approche spécifique ........................................ 3637.1.3 Suite logicielle SHEAR et exemples d’applications ..................... 365

7.1.3.1 Suite logicielle SHEAR ................................................. 3657.1.3.2 Exemples d’application ................................................. 370

7.2 Identification de la zone de sismicité du territoire français ......... 374

7.3 Spectres de l’Eurocode 8 dans le cadre de la réglementation parasismique française ....................................................................... 375

7.4 TERRASOL ............................................................................................. 3767.4.1 FONDSUP/FONDPROF (FOXTA) – Portance d’une fondation

superficielle ou profonde ........................................................... 3767.4.2 TASPLAQ (FOXTA) – Calcul des radiers et dallages ................. 3777.4.3 TASPIE+ (FOXTA) – Calcul des massifs renforcés

par inclusions rigides ................................................................. 3797.4.4 PIECOEF+ (FOXTA) – Calcul des pieux sous chargement

transversal .................................................................................. 3807.4.5 GROUPIE+ (FOXTA) – Calcul d’un groupe de pieux sous

chargement quelconque ............................................................. 3837.4.6 PLAXIS – Modélisation numérique par éléments finis

en deux ou trois dimensions ...................................................... 384


Table des matières | XIII

7.5 Autodesk Robot Structural Analysis Professional ........................... 3877.5.1 Modale ...................................................................................... 3887.5.2 Sismique et spectrale .................................................................. 3897.5.3 Pushover (dommage) ................................................................. 3917.5.4 Analyse temporelle ..................................................................... 3927.5.5 Vérification réglementaire (Eurocodes, ACI, LRFD…) .............. 393

7.6 ANSYS .................................................................................................... 3977.6.1 Capacité d’analyse dynamique ................................................... 3977.6.2 Analyse modale .......................................................................... 3987.6.3 Analyse spectrale ........................................................................ 3987.6.4 Analyse transitoire, analyse harmonique .................................... 399

7.7 GRAITEC ................................................................................................ 4007.7.1 GRAITEC / ADVANCE DESIGN ........................................... 4007.7.2 Arche Voile de contreventement ................................................ 403

7.8 SOCOTEC - HERCULE .......................................................................... 406

7.9 SETEC TPI .............................................................................................. 4087.9.1 PYTHAGORE .......................................................................... 4087.9.2 ARMATEC et BEAMTEC ........................................................ 410

7.9.2.1 ARMATEC ................................................................. 4117.9.2.2 BEAMTEC ................................................................. 411

7.10 ASTER - SIXENSE - NECS .................................................................... 4137.10.1 Modélisation ............................................................................. 4137.10.2 Modèle éléments finis et calculs ................................................. 4147.10.3 Modèle éléments finis et calculs béton armé ............................... 416

7.11 SCIA Engineer ...................................................................................... 4177.11.1 Analyse sismique dans SCIA Engineer ....................................... 4177.11.2 La méthode de condensation IRS – qu’est-ce que c’est ? ............. 419

7.12 EGF - BTP : constructions béton armé ............................................. 421

7.13 CTICM : constructions métalliques ................................................... 4267.13.1 PlatineX – Assemblages par platine d’extrémité ......................... 4267.13.2 CorniX – Assemblages par cornière ........................................... 4267.13.3 PotArtX – Vérification pied de poteau articulé ........................... 4277.13.4 SoudiX – Vérification des cordons de soudure ........................... 4277.13.5 Hertz – Évaluation de la surface de contact ................................ 428


XIV | Table des matières

7.13.6 Boulons – Calcul des capacités nominales en cisaillement et en traction ............................................................................. 428

7.13.7 Calcul de poutres avec connecteurs cloués Hilti ......................... 4287.13.8 TORSION – Calcul des sollicitations et des contraintes

dues à la torsion dans une poutre métallique .............................. 4287.13.9 A3C – Vérification d’une barre comprimée et fléchie selon

l’Eurocode 3 et l’Eurocode 4. Version 2.93 ................................ 4297.13.10 Portal+ – Calculs des portiques de bâtiments à simple

rez-de-chaussée y compris en zone sismique, classe DCL ........... 4297.13.11 Z4 – Propriétés efficaces d’une section métallique ...................... 4297.13.12 Périodes – Détermination de la période de vibration propre ...... 4297.13.13 PropSection – Calcul des propriétés des sections ........................ 429

7.14 CSTB : CPMI Version 1.3.0 ................................................................. 430

7.15 HILTI ....................................................................................................... 4317.15.1 HILTI / PROFIS Rebar ............................................................. 4317.15.2 Exemple de calcul ...................................................................... 432

7.16 APAVE – Solution 4D .......................................................................... 4347.16.1 Principe des mesures 4D ............................................................ 4347.16.2 Exemple 1 : mesures 4D pour évaluation sommaire

de la vulnérabilité au séisme ....................................................... 4367.16.3 Exemple 2 : analyse d’un bâtiment en vue d’une surélévation .... 4377.16.4 Exemple 3 : calage d’un modèle de calcul à partir

de mesures 4D ........................................................................... 438

Bibliographie ........................................................................................... 441



Introduction

Être conscient que l’on est ignorant est un grand pas vers le savoir.

Benjamin Disraeli (1804-1881)

Doutes et certitudes en génie parasismique… à lire et à relire avant chaque utilisation du livre

Le génie parasismique est une science en constante évolution ; il implique une remise en cause permanente du savoir acquis. Il trouve son origine à la fois dans les sciences de la terre et dans celles de la construction. Chaque séisme majeur permet de progresser et d’engranger de nouveaux éléments pour une construction parasismique toujours plus adaptée, à la fois sûre et économique.On comprendra donc que pour obtenir des performances de qualité pour les construc-tions en zone sismique, il est essentiel de conserver une attitude critique, qu’il s’agisse de l’application des divers textes et règlements, ou de la remise en cause du savoir acquis, autant de fois qu’il sera nécessaire.Le retour d’expérience après séisme nous permet d’affirmer que la protection parasis-mique est fiable si elle est intégrée très en amont, dès la conception, et si elle est suivie d’une excellente qualité d’exécution.

Identifier les besoins

Le projet parasismique s’intéressera donc aussi bien au site, aux fondations, à la forme architecturale, à la structure porteuse, qu’aux éléments non structuraux, aux façades et aux équipements, particulièrement en milieu hospitalier et industriel. Les choix qui seront faits dans chacun de ces domaines techniques auront des répercussions sur le comportement d’ensemble.Cette approche pose le problème de la coordination des divers intervenants et des priorités à établir entre les différentes exigences, inévitablement contradictoires.


XVI | Introduction

C’est pourquoi il convient, pour augmenter la fiabilité des constructions parasis-miques, d’intégrer les éléments suivants à chaque étape, de la conception à la réalisa-tion, dans le cadre d’une coopération permanente : – les enseignements tirés des séismes récents, – l’évolution des connaissances et de la réglementation, – les résultats des recherches.

Évolution des règles parasismiques

Les règles de conception et de calcul des constructions en zone sismique suivent et adaptent les progrès en permanence. À ce titre, les Eurocodes constituent un exemple remarquable de mise en commun du savoir à l’échelle européenne.Il ne s’agit pas seulement d’appliquer un certain nombre de prescriptions réglemen-taires, mais d’avoir une approche globale qui prend en compte tous les facteurs pouvant avoir une incidence sur le comportement du bâtiment.Quand un bâtiment est calculé en conformité avec les prescriptions des règles parasis-miques, il ne possède qu’un certain degré de résistance aux séismes. Les accélérations nominales définies par les règles parasismiques sont hypothétiques, bien que détermi-nées d’après les connaissances disponibles à travers des enregistrements dans des zones équivalentes.

Utiliser les logiciels à bon escient

Bien que faisant appel à des développements informatiques de plus en plus élaborés, la construction parasismique n’est pas une science « exacte » : le bon comportement global dépend d’un ensemble de paramètres plus large. Les logiciels, aussi indispensables soient-ils, compartimentent et découpent inévita-blement la réalité, en la modélisant. C’est précisément parce qu’on s’abrite derrière cette fausse sécurité qu’apporte, croit-on, la modélisation, que le danger guette. On ne travaille jamais sur un modèle originel mais sur un modèle simplifié, linéarisé.

Le rôle fondamental de la conception de l’ensemble et de détail

Une chose est sûre : architecte, ingénieur, constructeur doivent avoir l’intelligence des situations, des critères débattus et explicités, tout comme le courage d’en tirer les conclusions. La réponse à question « Est-ce que ça tient ? » se trouve à la fois au niveau de l’architecte dans l’acte de création-conception, au niveau de l’ingénieur dans l’acte de conception-calculs et au niveau de l’entreprise dans l’acte de vérité de l’exécution-réalisation de l’ouvrage. Ceux d’entre nous qui ont eu la chance de travailler très en amont avec les architectes savent à quel point, au bout de quelques mois de collaboration, les consciences


Introduction | XVII

communiquent, les esprits s’interpénètrent ; chacun finit même rapidement par utiliser le langage de l’autre : l’équipe du projet est constituée dans la confiance et le respect réciproque.Bien entendu, le champ est vaste, les compétences multiples autant que variées, les avis peuvent diverger, mais la réalité est la même pour tous et pour chacun : les points d’application du génie parasismique sont essentiellement projetés vers l’avenir.Finalement, la meilleure façon de réaliser des constructions parasismiques consiste à formuler des critères à la fois économiquement justifiés et techniquement cohérents.

Ce livre d’accompagnement de Conception-construction parasismique (Éditions Eyrolles, 2017) a pour ambition d’être une feuille de route destinée aux ingénieurs et un guide qui permette aux étudiants d’organiser leur apprentissage.

Comme il faut toujours garder un lien avec la réalité, j’ai sollicité pour conseil et relec-ture :

Alain CAPRA (VINCI Grands Travaux), Nicolas CASENAVE (VERITAS), Ménad CHENAF (CSTB), Fahd CUIRA (SETEC), Shahrokh GHAVAMIAN (SIXSENS – NECS), Arnaud JOYEUX (GINGER), Pierre-Olivier MARTIN (CTICM), Pierre MOUROUX (BRGM), Jean-Marie PAILLÉ (SOCOTEC), Yannick SALAÜN (HILTI), Sylvain LOO, Yves MONTHOUEL et Alex TELEMAQUE (ANTILLES-ÉTUDES), Manuel TANGUY (ANTILLES GEOTECHNIQUE), Pierre-Éric THÉVENIN (APAVE).

Mes remerciements vont également aux concepteurs-utilisateurs des logiciels qui ont accepté de participer au recueil des utilitaires de génie parasismique.Je remercie particulièrement mon éditeur Marc Jammet (Eyrolles) pour sa disponibi-lité, son accompagnement et ses conseils judicieux.

Note

Les « Notes » regroupent les divers points de vue et/ou commentaires qui permettent de mieux comprendre certains aspects spécifiques.

➠


CHAPITRE 1

Note d’hypothèses générales

Définir les données est un préalable à une bonne relation entre les participants à l’acte de construire.


La note d’hypothèses générales doit être un document établi initialement par la maîtrise d’œuvre et approuvé ensuite, au fur et à mesure des modifications, par la maîtrise d’ouvrage et par le bureau de contrôle.Ce document, qui évolue avec les phases du projet (APS, APD, PRO, DCE…), est repris par l’entreprise chargée de l’exécution avec son bureau d’études et remis en fin d’exécution au maître d’ouvrage.Cette note doit contenir non seulement toutes les hypothèses de génie civil, mais aussi les hypothèses spécifiques de génie parasismique. Le Tableau 1.12-1 donne une trame non limitative pour l’établissement de cette note d’hypothèses.


Eurocode 8 et la notion de sécurité | 3

1.1 Eurocode 8 et la notion de sécurité

L’Eurocode 8, entièrement consacré à la conception parasismique, se situe au même niveau que les principaux autres Eurocodes et doit être utilisé simultanément avec l’Eurocode 0 pour les bases de calcul, 1 pour les charges, 2, 3, 4, 5 et 6 pour les maté-riaux utilisés et 7 pour les aspects géotechniques Il est à noter que l’Eurocode 8 n’est pas un texte unique, mais est composé de cinq textes ayant chacun une annexe nationale.

Note 1.1

Le contenu d’un texte réglementaire est toujours de reflet des connaissances au moment de la rédac-tion. Une nouvelle édition de l’Eurocode 8 est envisagée vers 2022…

Les principes d’une analyse de la sécurité des constructions sont basés sur les étapes suivantes : – définir les phénomènes (états limites) ou les situations que l’on veut éviter, – estimer la gravité des risques liés à ces phénomènes, – choisir, pour la construction, des dispositions telles que la probabilité de chacun

de ces phénomènes soit limitée à une valeur assez faible pour être acceptée en fonction de cette estimation.

En pratique, cette démarche se traduit par des règles partiellement forfaitaires, qui introduisent la sécurité : – par des valeurs représentatives des actions et des résistances, – par des coefficients partiels appliqués aux actions et aux résistances, – par des marges plus ou moins apparentes introduites dans les divers modèles (de

chargement, de structure, etc.) utilisés pour faire les calculs.L’analyse des conditions d’une possible défaillance structurale conduit à sélectionner, pour une structure donnée, des situations de projet suffisamment sévères et variées pour couvrir toutes les situations physiques que l’on peut raisonnablement s’attendre à rencontrer lors de l’exécution et de l’utilisation de la structure. Les situations de projet sont classées en : – situations durables ; conditions d’utilisation normale, – situations transitoires ; conditions temporaires en cours d’exécution ou d’opéra-

tions de maintenance ou réparation, – situations accidentelles ; conditions exceptionnelles : incendie, choc, défaillance

localisée, – situations sismiques ; conditions exceptionnelles applicables à la structure lors

d’un séisme.

➠

[PRA 02]


4 | Note d’hypothèses générales

La principale valeur représentative d’une action est sa valeur caractéristique, dont la définition dépend de la nature de l’action considérée en fonction de la variation dans le temps (voir Tableau 1.1-1).

Tableau 1.1-1 Définitions des actions

Actions Exemples Valeurs caractéristiques Fk d’une action

Actions permanentes

(G)

– poids propre des structures1, directement déterminé au moment de la modélisation (voir § 1.2)

– poussée statique des terres – équipements fixes – revêtement de chaussée – retrait – tassements différentiels

– si la variabilité de G peut être considérée comme faible, une valeur unique de Gk peut être utilisée

– en cas de variabilité de G, deux valeurs doivent être utilisées : une valeur supérieure Gk,sup et une valeur inférieure Gk,inf par exemple :

Gk,sup = 1,1 G et pour Gk,inf = 0,9 G

Actions variables

(Q)2

– charges d’exploitation sur plan-chers

– actions du vent – charges de la neige

– valeur caractéristique supérieure Qk,sup corres-pondant à une probabilité recherchée de ne pas être dépassée pendant la durée de référence

– valeur caractéristique inférieure Qk,inf corres-pondant à une probabilité recherchée d’être atteinte pendant la durée de référence

– valeur nominale spécifiée dans des cas où il n’existe pas de distribution statistique connue

Actions accidentelles

(A)

– chocs de véhicules – action sismique – explosions

– valeur de calcul Ad à spécifier pour chaque projet

– valeurs sismiques caractéristiques AEk pour chaque projet et détermination des valeurs de calcul AEd

1 La valeur moyenne du poids propre des structures est souvent connue avec une bonne précision et son coefficient de variation est faible (environ 0,05 à 0,10). Les actions sont représentées par une valeur nominale unique calculée à partir des coffrages et des poids volumiques ; il s’agit donc de leur valeur moyenne, appelée valeur probable.2 Pour les actions variables, il s’agit de choisir a priori la durée de référence. Il s’agit principalement de la valeur de combinaison, de la valeur fréquente et de la valeur quasi permanente.

[EC 0] 4.1.2‑(2)P 4.1.2‑(3) 4.1.2‑(7)P 4.1.3‑(1)P


Charges permanentes (G) | 5

1.2 Charges permanentes (G)

Les actions permanentes, notées G, représentées par leur valeur nominale sont : – le poids propre des ouvrages, – le poids propre de l’équipement permanent, – la poussée des terres, – la poussée de la nappe phréatique dans le cas des structures comportant de parties

enterrées, – de l’action de la précontrainte P, – les déformations dues au retrait et au fluage des éléments en béton.

Sur les planchers, on peut retenir les valeurs suivantes pour les charges permanentes en plus du poids propre « automatique » obtenu lors de la modélisation de la struc-ture :

Bâtiments d’habitation

• Étage courant : 250 daN/m2 (cloisons 50 daN/m2 ; plafonds suspendus et divers réseaux 50 daN/m2 ; revêtement de sol avec chape 150 daN/m2).

• Terrasse : 500 daN/m2 (plafonds suspendus et divers réseaux 50 daN/m2 ; forme de pente 180 daN/m2, protection de l’étanchéité 270 daN/m2).

• Toitures : 110 daN/m2 (tuiles plates 40 daN/m2, panneau sous toiture 10 daN/m2, faux plafond 11 daN/m2, charpente bois traditionnelle 50 daN/m2).

Bureaux, hôtels

• Étage courant : 265 à 290 daN/m2 (cloisons 75 à 100 daN/m2 ; plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; revêtement souple sur chape 120 daN/m2).

• Salles de réunions : 290 daN/m2 (cloisons 100 daN/m2 ; plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; revêtement souple sur chape 120 daN/m2).

• Locaux techniques : 325 daN/m2 (socles 120 daN/m2 ; réseaux 80 daN/m2 ; chape ciment + carrelage 125 daN/m2).

• Logistique : 195 daN/m2 (plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; mortier de pose et carrelage 125 daN/m2).

• Halls, accueils : 250 daN/m2 (plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 80 daN/m2 ; mortier de pose et carrelage 150 daN/m2).

• Circulations : 105 daN/m22 (plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; revêtement souple 5 daN/m2).

• Faux plancher : 60 daN/m2.

[EC1‑1] 6.3.2.2‑(8)


6 | Note d’hypothèses générales

Hôpitaux

• Chambres : 110 à 180 daN/m2 (cloisons 50 à 120 daN/m2 ; plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 30 daN/m2 ; revêtement souple 10 daN/m2).

• Salles de réunions : 175 daN/m2 (cloisons 100 daN/m2 ; plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; revêtement souple 5 daN/m2).

• Bureaux : 175 daN/m2 (cloisons 100 daN/m2 ; plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; revêtement souple 5 daN/m2).

• Locaux techniques : 325 daN/m2 (socles 120 daN/m2 ; réseaux 80 daN/m2 ; chape ciment 125 daN/m2).

• Logistique : 195 daN/m2 (plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; mortier de pose et carrelage 125 daN/m2).

• Laboratoires : 320 daN/m2 (cloisons 100 daN/m2 ; plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; mortier de pose et carrelage 150 daN/m2).

• Halls, accueils : 250 daN/m2 (plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 80 daN/m2 ; mortier de pose et carrelage 150 daN/m2).

• Circulations : 105 daN/m2 (plafonds suspendus 20 daN/m2 ; réseaux 50 daN/m2 ; revêtement souple 5 daN/m2).

Note 1.2

Les hôpitaux étant dans l’obligation de tout suspendre, le poids propre des cloisons « mobiles » devra être déterminé en fonction des équipements accrochés : armoires, éléments sanitaires, etc. On peut ainsi atteindre, dans certaines situations, 150 daN/m2.

Façades

• Mur rideau / façade légère : 60 à 90 daN/m2.• Mur en pans de bois : 60 daN/m2.• Façade en bardage : 40 à 45 daN/m2.• Double peau verre : 50 daN/m2 (valeur moyenne).• Écran ou grille acoustique : 70 daN/m2.• Façade BFUP + isolation + doublage : 125 daN/m2.• Protection solaire types 1 à 6 : 50 daN/m2.• Ventelles fixes en verre ou métalliques : 90 daN/m2.

Constructions métalliques

Pour couvrir le poids des assemblages et de la peinture, il est d’usage de prendre en compte une provision de charge de 10 % appliquée à la masse volumique, soit :

7 850 × 1,10 = 8 635 kg/m3

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1.3 Charges d’exploitation (Q)

La valeur caractéristique de l’action variable Qk peut être utilisée avec la valeur nomi-nale.

Note 1.3

La valeur nominale peut être utilisée s’il n’existe pas de distribution statistique connue de l’action considérée, rendant ainsi impossible la détermination de la valeur caractéristique.

La valeur de base de la combinaison est le produit Y0⋅Qk, utilisée pour la vérification d’états limites ultimes et pour la vérification d’état limite de service irréversible.La valeur fréquente représentée par le produit Y1⋅Qk est utilisée pour la vérification d’états limites comprenant les actions accidentelles et pour la vérification d’état limite de service réversible.

Tableau 1.3-1 Valeurs des coefficients Y0 et Y1

Catégorie Action Y0 Y1

A Habitations, zones résidentielles 0,7 0,5

B Bureaux 0,7 0,5

C Lieux de réunion 0,7 0,7

D Commerces 0,7 0,7

E Stockage 1,0 0,9

F Zones de trafic, véhicules de poids : ≤ 30 kN 0,7 0,7

G Zones de trafic, véhicules de poids : 30 à 160 kN 0,7 0,5

H Toits 0 0

La valeur quasi permanente représentée par le produit Y2⋅Qk est utilisée pour la véri-fication d’états limites comprenant les actions accidentelles et l’action sismique de calcul. Les valeurs quasi permanentes sont également utilisées pour le calcul d’effets à long terme.Valeurs des coefficients Y2 sont fixées (Tableaux 1.3-2 à 1.3-7) par l’annexe à la norme EC 0.

[EC 0] 4.1.2‑(7)P 4.1.3‑(1)P‑a

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[EC 0] 4.1.3‑(1)P‑b

[EC 0] 4.1.3‑(1)P‑c

[EC 0 / AN] A.1.2.2


Le projet de construction parasismiqueSommaireTable des matièresIntroductionDoutes et certitudes en génie parasismiqueIdentifier les besoinsÉvolution des règles parasismiquesUtiliser les logiciels à bon escientLe rôle fondamental de la conception de l’ensemble et de détail

CHAPITRE 1 Note d’hypothèses générales1.1 Eurocode 8 et la notion de sécurité1.2 Charges permanentes (G)Bâtiments d’habitationBureaux, hôtelsHôpitauxFaçadesConstructions métalliques

1.3 Charges d’exploitation (Q)1.4 Neige (S)1.5 Sensibilité à l’action du vent (W)1.6 Retrait (R), température (T), fluage (F)1.7 Caractéristiques géotechniques1.7.1 Conditions de sol1.7.2 Caractéristiques dynamiques

1.8 Actions sismiques1.8.1 Décrets, arrêtés1.8.2 Spectres pour les bâtiments dits « à risque normal »1.8.3 Spectres pour les ICPE1.8.4 Accélérogrammes1.8.5 Action sismique en cas d’amélioration du sol1.8.6 Action sismique en phase de construction1.8.7 Action sismique en cas de travaux sur l’existant1.8.8 Plans de prévention des risques naturels prévisibles, PPR-S

1.9 Combinaisons d’actions accidentelles ELU-A1.9.1 Structures porteuses1.9.2 Fondations1.9.3 Planchers1.9.4 Soutènements1.9.5 Isolateurs sismiques1.9.6 Nappe phréatique

1.10 Choix a priori du coefficient de comportement1.10.1 Structures en béton armé1.10.2 Structures en acier, classe DCL1.10.3 Structures en bois1.10.4 Structures en maçonnerie porteuse1.10.5 Établissements de santé1.10.6 Interaction sol-structure, ISS1.10.7 Structures sur isolateurs sismiques

1.11 Matériaux : caractéristiques mécaniques, coefficients partiels1.11.1 Béton armé1.11.1.1 Qualité du béton1.11.1.2 Qualité de l’acier pour le béton armé

1.11.2 Acier pour constructions métalliques1.11.3 Maçonnerie1.11.4 Matériaux composites1.11.5 Bétons fibrés à ultra hautes performances, BFUP

1.12 Structuration de la note d’hypothèses

CHAPITRE 2 Ordre de grandeur2.1 Effets des séismes, perception humaine2.2 Fréquences / périodes propres2.3 Masses / sollicitations2.4 Limitation des déformations2.5 Ratios « béton armé »2.6 Portance du sol

CHAPITRE 3 Choix de la structure résistante3.1 Objectifs de performance3.2 Ductilité / Dimensionnement en capacité3.2.1 Conception en ductilité DCL3.2.2 Conception en ductilité DCM

3.3 Régularités / Irrégularités3.4 Planchers, effet diaphragme3.5 Joints parasismiques3.5.1 Généralités3.5.2 Appui réciproque de deux blocs3.5.3 Nouvelle construction dans les centres historiques

3.6 Éléments structuraux primaires et secondaires3.7 Bâtiments en béton armé3.7.1 Du possible usage de la classe DCLB-1 Murs conventionnels (de grandes dimensions peu armés)B-2 Ossatures poutres-poteaux

3.7.2 Portiques, classe DCM3.7.3 Murs, classe DCM3.7.4 Ancrages, recouvrements, coutures3.7.4.1 Contraintes d’adhérence3.7.4.2 Ancrage droit et recouvrement des armatures longitudinales3.7.4.3 Présence de crochets3.7.4.4 Jonction par soudure3.7.4.5 Coupleurs3.7.4.6 Couture des recouvrements3.7.4.7 Ancrages des armatures transversales

3.7.5 Attentes / Scellements

3.8 Bâtiments en acier, classe DCL3.8.1 Règles générales pour la classe de ductilité DCL3.8.2 Règles particulières DCL, q = 1,53.8.3 Règles particulières DCL(+), q = 23.8.4 Comportement des assemblages, REX3.8.5 Interface CM → BA, DCL

3.9 Bâtiments en maçonnerie chaînée3.9.1 Critères de dimensionnement3.9.2 Dispositions constructives3.9.3 REX des maçonneries chaînées

CHAPITRE 4 Analyse structurale4.1 Avant de procéder à l’analyse4.2 Choix de la méthode de calcul4.3 Analyse par forces latérales, analyse statique4.4 Modélisation aux éléments finis (EF)4.4.1 Comment construire les modèles ?4.4.2 Modélisation des structures4.4.3 Incidences dues aux remplissages en maçonnerie4.4.4 Modélisation des masses4.4.5 Torsion accidentelle d’axe vertical4.4.6 Prise en compte de la précontrainte4.4.7 Validation des modèles aux éléments finis, 3D4.4.7.1 Maillage4.4.7.2 Vérification du poids propre en cours de modélisation4.4.7.3 Vérification du contreventement avec le poids propre à « l’horizontale »4.4.7.4 Visualisation des modes propres

4.5 Analyse modale4.5.1 Analyse des modes propres4.5.2 Les modes locaux4.5.3 Les modes rigides / résiduels4.5.4 Méthodologie des calculsÉtape 1 : constitution du modèleÉtape 2 : calcul des modes propresÉtape 3 : application du spectre de calculÉtape 4 : édition des torseurs sismiques à la baseÉtape 5 : édition des torseurs à la base des voilesÉtape 6 : calcul du ferraillage des voilesÉtape 7 : en cas de renforcement de voiles, équivalence du ferraillage en TFC

4.5.5 Exploitation des résultats4.5.5.1 Exploitation des cartes de ferraillage4.5.5.2 Utilisation de la méthode des coupures4.5.5.3 Cisaillement le long des surfaces de reprise4.5.5.4 Cisaillement en cas de flexion composée avec traction prédominante4.5.5.5 Méthode de coupures pour le plancher « diaphragme »

4.5.6 Calculs pseudo-statiques4.5.6.1 Modélisation de type « brochette »4.5.6.2 Modélisation 3-D statique

4.6 Analyse pushover4.6.1 Philosophie générale de la méthode4.6.2 Application au diagnostic du bâtiment4.6.3 Évaluation des marges sismiques

CHAPITRE 5 Fondations5.1 Choix du système de fondation5.1.1 Dispositions généralesExemple 1Exemple 2

5.1.2 Solidarisation des fondationsExemple

5.2 Fondations superficielles5.2.1 Fondations filantes et isolées5.2.2 Semelles excentrées5.2.3 Fondations semi-profondes5.2.4 Eff ets au contact structure / sol de fondation5.2.4.1 Décollement5.2.4.2 GlissementExemple : REX

5.2.4.3 Capacité portante, tassement

5.3 Fondations profondes5.3.1 Transmission au sol de l’action sismique5.3.2 Bêches5.3.3 Fondations sur pieux5.3.3.1 Détermination des sollicitations5.3.3.2 Dispositions constructivesBâtiments DCLBâtiments DCM – prescriptions EC8Les armatures longitudinales :Bâtiments DCM – prescriptions AFPS Cahier n° 38Les armatures transversales, classe DCM :

5.3.3.3 Groupe de pieux

5.3.4 Fondations sur micropieux5.3.5 Fondations sur barrettes ou parois mouléesLes armatures verticales Al pour DCMLes armatures horizontales Ah en DCM pour la zone « spécifi que haute »Les armatures transversales At en DCM pour la zone « spécifi que haute »

5.3.6 Fondations sur puits5.3.6.1 Détermination des sollicitations5.3.6.2 Dispositions constructives

5.4 Interaction sol-structure, ISS5.4.1 Amortissement du sol5.4.2 ISS, cas des fondations superficielles5.4.2.1 Raideurs statiques5.4.2.2 Raideurs dynamiques

5.4.3 ISS, cas des pieux isolés

CHAPITRE 6 Murs de soutènement6.1 Généralités6.2 Poussée statique6.3 Poussée dynamique, méthode de Mononobé-Okabé6.4 Parois d’infrastructure de bâtiments

CHAPITRE 7 Utilitaires de génie parasismique7.1 SEISTER / CM CONSULT7.1.1 Calcul de l’aléa spécifique pour un projet7.1.1.1 Éléments de contexte7.1.1.2 Objectifs des études spécifiques

7.1.2 Particularités de l’approche spécifique7.1.3 Suite logicielle SHEAR et exemples d’applications7.1.3.1 Suite logicielle SHEAR7.1.3.2 Exemples d’application

7.2 Identification de la zone de sismicité du territoire français7.3 Spectres de l’Eurocode 8 dans le cadre de la réglementation parasismique française7.4 TERRASOL7.4.1 FONDSUP/FONDPROF (FOXTA) – Portance d’une fondation superficielle ou profonde7.4.2 TASPLAQ (FOXTA) – Calcul des radiers et dallages7.4.3 TASPIE+ (FOXTA) – Calcul des massifs renforcés par inclusions rigides7.4.4 PIECOEF+ (FOXTA) – Calcul des pieux sous chargement transversal7.4.5 GROUPIE+ (FOXTA) – Calcul d’un groupe de pieux sous chargement quelconque7.4.6 PLAXIS – Modélisation numérique par éléments finis en deux ou trois dimensions

7.5 Autodesk Robot Structural Analysis Professional7.5.1 Modale7.5.2 Sismique et spectrale7.5.3 Pushover (dommage)7.5.4 Analyse temporelle7.5.5 Vérification réglementaire (Eurocodes, ACI, LRFD…)

7.6 ANSYS7.6.1 Capacité d’analyse dynamique7.6.2 Analyse modale7.6.3 Analyse spectrale7.6.4 Analyse transitoire, analyse harmonique

7.7 GRAITEC7.7.1 GRAITEC / ADVANCE DESIGN7.7.2 Arche Voile de contreventement

7.8 SOCOTEC - HERCULE7.9 SETEC TPI7.9.1 PYTHAGORE7.9.2 ARMATEC et BEAMTEC7.9.2.1 ARMATEC7.9.2.2 BEAMTEC

7.10 ASTER - SIXENSE - NECS7.10.1 Modélisation7.10.2 Modèle éléments finis et calculs7.10.3 Modèle éléments finis et calculs béton armé

7.11 SCIA Engineer7.11.1 Analyse sismique dans SCIA Engineer7.11.2 La méthode de condensation IRS – qu’est-ce que c’est ?

7.12 EGF - BTP : constructions béton armé7.13 CTICM : constructions métalliques7.13.1 PlatineX – Assemblages par platine d’extrémité7.13.2 CorniX – Assemblages par cornière7.13.3 PotArtX – Vérification pied de poteau articulé7.13.4 SoudiX – Vérification des cordons de soudure7.13.5 Hertz – Évaluation de la surface de contact7.13.6 Boulons – Calcul des capacités nominales en cisaillement et en traction7.13.7 Calcul de poutres avec connecteurs cloués Hilti7.13.8 TORSION – Calcul des sollicitations et des contraintes dues à la torsion dans une poutre métallique7.13.9 A3C – Vérification d’une barre comprimée et fléchie selon l’Eurocode 3 et l’Eurocode 4. Version 2.937.13.10 Portal+ – Calculs des portiques de bâtiments à simple rez-de-chaussée y compris en zone sismique, classe DCL7.13.11 Z4 – Propriétés efficaces d’une section métallique7.13.12 Périodes – Détermination de la période de vibration propre7.13.13 PropSection – Calcul des propriétés des sections

7.14 CSTB : CPMI Version 1.3.07.15 HILTI7.15.1 HILTI / PROFIS Rebar7.15.2 Exemple de calcul

7.16 APAVE – Solution 4D7.16.1 Principe des mesures 4D7.16.2 Exemple 1 : mesures 4D pour évaluation sommaire de la vulnérabilité au séisme7.16.3 Exemple 2 : analyse d’un bâtiment en vue d’une surélévation7.16.4 Exemple 3 : calage d’un modèle de calcul à partir de mesures 4D

BibliographieUnités de mesure et conversions

Le projet de construction parasismique...courantes de l’Eurocode 8 à la conception parasismique,...

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