Regles de calcul interimaires pour les batiments en Haiti

15Fvrier 2011

RPUBLIQUE DHATI

MINISTRE DES TRAVAUX PUBLICS, TRANSPORTS ET COMMUNICATIONS (MTPTC)

Rgles de calcul intrimaires pour les btiments en Hati

Surcharges dues lusage, au vent et considrations parasismiques

Financement

Banque mondiale

MTPTC Rgles de calcul intrimaires pour les btiments en Hati


MTPTC 15 Fvrier 2011 Page 2

En guise de prface

Le Ministre des Travaux Publics Transports et Communication (MTPTC), deux mois aprs le sisme du 12 janvier 2010 voulant imprimer la reprise des activits de construction dans une note de Presse date du 9 fvrier 2010 autorisait lutilisation de quatre (4) codes internationaux pour une priode dune anne. Ce Ministre croit quil est ncessaire aujourdhui de prciser certains paramtres propres Hati et indispensables la conduite de calculs plus scuritaires tout en indiquant les normes et codes quil autorise. Cest dans cette optique que les Rgles intrimaires pour le calcul de btiments en Hati sont publies. Elles compltent la note de presse du 9 fvrier 2010. Toutefois, il est ncessaire de mentionner que les exigences qui sy retrouvent sont considres par le MTPTC comme intrimaires puisque ds la parution de Normes propres Hati, actuellement en prparation, elles seffaceront pour leurs laisser la place. Ce document sadresse aux Ingnieurs, Architectes et Professionnels aviss de la construction. Le Ministre invite tous les utilisateurs du prsent document commenter les ambigits et les erreurs quils peuvent y rencontrer. Les suggestions pour renforcer le prsent ouvrage sont souhaitables et seront pris en compte dans la prochaine publication ce, aprs rvision du MTPTC. Ce Ministre dcline toute responsabilit rsultante derreurs provenant dune mauvaise interprtation des prsentes rgles. Le Ministre des Travaux Publics Transports et Communications informe que le prsent document est tir en grande partie du rapport titr tude code de construction Mesures durgence Hati labor par le Groupement SNC Lavalin, LGL S.A et Norbati. Ce Ministre remercie les entits et personnes suivantes pour leur contribution dans la prparation de ce document :

Groupement SNC Lavalin, LGL S.A, Norbati Banque Mondiale Ministre de lIntrieur et des Collectivits Territoriales LGL S.A Monsieur Patrick Paultre, Ing.

Madame Viviane Saint-Dic, Ing. Monsieur Willy Carrenard, Ing.

Monsieur Eric Calais, sismologue RWDI Consulting Engineers & Scientists

Jacques Gabriel, Ing. Ministre




Table des matires

1.0 INTRODUCTION.................................................................................................................. 6

2.0 EXIGENCES INTRIMAIRES EN VUE DE LA RECONSTRUCTION .................................. 7

3.0 CODES INTERNATIONAUX AUTORISS EN HATI ....................................................... 7

4.0 CATGORIES DE RISQUE DES BTIMENTS ................................................................ 8

5.0 SURCHARGES DUES LUSAGE.................................................................................. 8

6.0 CHARGES DUES AU VENT........................................................................................... 10

7.0 CONSIDRATIONS PARASISMIQUES POUR LES BTIMENTS................................. 13

7.1 Sismicit de la Rpublique dHati .......................................................................... 13

7.2 Cartes dala sismique dHati ................................................................................ 15

7.3 Utilisation des cartes dala sismique suivant la norme ASCE 7-05 et le code CNBC-05................................................................................................................ 25

8.0 CONCLUSION................................................................................................................ 28




Liste des figures

Figure 1 : Contour des vitesses du vent (en mi/h) pour lile dHispaniola Figure 2 : Zones de vent considrer pour Hati

Figure 3 :Failles et zones de subduction utilises dans le dveloppement des cartes dala sismique de la Rpublique dHati

Figure 4 : Sismicit historique de lile dHispaniola avant 1960

Figure 5 : Acclration maximale du sol (PGA,%g) pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, sans ala de rplique

Figure 6 :Spectre dacclration pour une priode de 0,2 s, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement

Figure 7 :Spectre dacclration pour une priode de 1 s, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement

Figure 8 : Spectre dacclration pour une priode de 0,2 s de la rgion de Port-au-Prince, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement

Figure 9 : Spectre dacclration pour une priode de 1 s de la rgion de Port-au-Prince, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement

Figure 10 :Spectre dacclration pour une priode de 0,2 s de la rgion Les Cayes, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement

Figure 11 :Spectre dacclration pour une priode de 1 s de la rgion des Cayes, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement

Figure 12 :Spectre dacclration pour une priode de 0,2 s de la rgion du Cap-Haitien, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement

Figure 13 :Spectre dacclration pour une priode de 1 s de la rgion du Cap-Haitien, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement

Figure 14 :Spectre dacclration pour une priode de 1 s de la rgion du Cap-Haitien, pour 2% de probabilit de dpassement en 50 ans, valeur de dimensionnement




Figure 15 : Spectre dacclration de la ville de Port-au-Prince (Sol B) daprs la norme ASCE 7-05 et le code CNBC-05, et spectre de rponse de la rplique du 23 Fvrier 2010 enregistr Port-au-Prince dans la direction N-S

Figure 16 : Spectre dacclration de la ville de Port-au-Prince (Sol C) daprs la norme ASCE 7-05 et le code CNBC-05, et spectre de rponse de la rplique du 23 Fvrier 2010 enregistr Port-au-Prince dans la direction N-S




1.0 INTRODUCTION Le prsent document contient des recommandations intrimaires pour le calcul des btiments en Hati, en raction au sisme du 12 janvier 2010 qui a dvast la capitale Port-au-Prince et de nombreuses municipalits du sud de la Rpublique.

Les recommandations sappliquent lensemble des btiments construire ou rhabiliter, lexception des petites constructions dont la ralisation est excute sans professionnel et souvent de faon informelle. Pour les petits btiments gnralement destins lhabitation et aux petits commerces dont les dimensions horizontales sont relativement modestes et dont la hauteur ne dpasse pas deux niveaux (un rez-de-chausse et un tage), un guide de construction intitul Guide de bonnes pratiques pour la construction de petits btiments en maonnerie chane en Hati [1] a t produit et est graduellement mis la disposition des utilisateurs.

Photo 1 - Divers types de petites habitations rsidentielles de moins de deux niveaux en Hati




2.0 EXIGENCES INTRIMAIRES EN VUE DE LA RECONSTRUCTION Le Ministre des Travaux Publics, Transports et Communication (MTPTC) recommande aux ingnieurs, aux bureaux dtudes et de supervision, aux entreprises et aux professionnels de considrer les exigences intrimaires contenues dans ce document dans les calculs de btiments. Les exigences intrimaires incluent principalement :

une identification des normes et de codes internationaux pouvant tre utiliss en Hati;

une dfinition des catgories de risque des btiments; une valuation globale mais scuritaire des charges de calcul considrer

(surcharges dues lusage, charges de vent et charges sismiques) que le gouvernement hatien impose aux ingnieurs trangers ou hatiens pour la reconstruction, en leur permettant dutiliser pour leurs calculs les normes et codes trangers autoriss par ltat.

Les charges permanentes ne sont pas spcifiques Hati et les charges dues la pluie ne devraient pas exiger de traitement particulier si des dispositions sont prises pour viter les accumulations sur les toitures des btiments. Si un toit plat est susceptible daccumuler de leau de pluie, il devra tre dimensionn en consquence.

3.0 CODES INTERNATIONAUX AUTORISS EN HATI En attendant que la Rpublique dHati soit dote de son propre Code de construction pour le btiment, il faut prvoir des mesures durgence pour accompagner les diffrents intervenants dans leffort collectif de la reconstruction. Les architectes, ingnieurs, techniciens et entrepreneurs hatiens et trangers sont dj pied duvre pour rparer ou reconstruire les structures dans les zones sinistres du pays en utilisant les codes et normes de divers pays dans leurs travaux de conception et de dimensionnement. Il existe une multitude de codes de construction (dispositions administratives, charges et rgles de calcul, conformit, protection contre lincendie, scurit des occupants, accessibilit, mcanique, plomberie, etc.) et de normes (acier, bois, bton arm, maonnerie, btiments, ponts, tours, etc.) publis en Amrique, en Europe ou ailleurs dans le monde dont ils peuvent disposer. Un intervenant a tendance utiliser les codes et normes de son pays dorigine, ce qui est tout fait comprhensible, mais ltat hatien, qui tient exercer un certain contrle sur la reconstruction dans le but den assurer la qualit, se doit dimposer certaines balises. Le Ministre des Travaux Publics, Transports et Communication (MTPTC) informe le public en gnral et tous les ingnieurs, firmes dtudes et de supervision et entreprises de construction quen attendant la parution du code de construction officiel de la Rpublique dHati, les codes suivants, sans prsance, sont en vigueur jusqu contre ordre pour toutes les nouvelles constructions et travaux de rparation et de renforcement de btiments dment autoriss : CNBC [2], ACI-318 [3], International Building Code [4], Eurocode 8 [5] et CUBiC 1985 [6]. Lutilisation dautres codes doit recevoir lautorisation expresse du MTPTC.




4.0 CATGORIES DE RISQUE DES BTIMENTS Quel que soit le code de construction utilis, il faut associer chaque btiment une catgorie de risque base sur lusage prvu, conformment un tableau quivalent au Tableau 1, emprunt du CNBC [2]. Les charges spcifies (gravit, vent, sisme, etc.) sont dtermines en fonction de la catgorie de risque de chaque btiment. Gnralement, pour les btiments de la catgorie de risque normal, les codes recommandent lutilisation dun coefficient gal 1,0 et pour ceux de la catgorie de risque faible, prsents au Tableau 1, ils recommandent lutilisation dun coefficient infrieur 1,0. Des coefficients plus leves sont prescrits pour les btiments de la catgorie de risque lev et des valeurs encore plus grandes sont recommandes pour les btiments de protection civile.

Tableau 1 Catgories de risque des btiments Usage Catgorie de risque

Les btiments dont leffondrement reprsente un risque faible de pertes de vie humaine : btiments faible occupation humaine, petits btiments de stockage, btiments de ferme, tables

Faible

Tous les btiments sauf ceux des trois autres catgories Normal

Les btiments susceptibles dtre utilise comme refuge de protection civile : coles, centres communautaires

Les installations contenant des produits toxiques, explosifs ou dangereux en quantit suffisante pour reprsenter un danger : entrepts, usines de fabrication

lev

Les btiments de protection civile o sont fournis les services essentiels en cas de catastrophe : hpitaux, centrales tlphoniques, centrales lectriques et sous-stations de distribution, centres de contrle pour tout type de transport public, stations de pompage, de traitement et de stockage de leau, btiments qui remplissent des fonctions de dfense nationales critiques, installations dintervention en cas durgence (postes de pompiers, postes de police, poste de sauvetage et installations qui abritent leurs vhicules), installations de communications (stations de radio et de tlvision)

Protection civile

5.0 SURCHARGES DUES LUSAGE Quel que soit le code de construction utilis, les surcharges dues lusage seront quivalentes celles dfinies aux Tableaux 2 et 3 ou les charges sont exprimes sous deux units (i) lunit Internationale et (ii) lunit Amricaine. Les surcharges dues lusage (ou surcharges de gravit) prsentes aux Tableaux 2 et 3 sont inspires des Tableaux 4.1.5.3 et 4.1.5.10 de ldition 2005 du Code National du Btiment du Canada [2]. Il sagit respectivement de surcharges uniformment rparties et de surcharges concentres spcifies sur une surface de plancher et de toit. Les valeurs proposes sont des valeurs minimales qui peuvent tre utilises de faon optimale en suivant les recommandations des codes autoriss quant leur application, leur rduction en fonction des surfaces considres et leur combinaison avec dautres charges. Chaque code a ses particularits et cest la responsabilit de lutilisateur dexercer son jugement dans lapplication des surcharges dues lusage.




On doit choisir entre la surcharge uniformment rpartie et la surcharge concentre celle qui produit leffet le plus critique, chaque surcharge tant place dans la position causant les efforts maximaux. La surcharge uniformment rpartie doit tre au moins gale la valeur correspondante indique au Tableau 2 et doit tre applique soit toute la surface, de manire uniforme, soit une partie quelconque de la surface, selon la valeur qui produit leffet le plus critique dans llment en cause.

Dans le cas de surcharges concentres rsultant de lutilisation dune surface de plancher ou de toit, la surcharge prvue ne doit pas tre infrieure aux valeurs du Tableau 3 en considrant quelle sapplique sur un carr de 75 cm de ct et quelle sexerce lendroit o elle produit un effet maximal.

Tableau 2 Surcharges rparties uniformment sur une surface de plancher ou de toit Utilisation de la surface Charge min.

spcifie, en kPa Charge min.

spcifie, en psf Aires de stockage1 Balcons intrieurs o peuvent se runir des spectateurs Cuisines (sauf celles des habitations) Espaces servant au commerce de gros et de dtail Issues et escaliers de secours Corridors, halls et alles de plus de 1,2 m de largeur (voir

exceptions plus bas) Mezzanines o peuvent se runir des spectateurs Passerelles Lieux de runion avec siges fixes ou non (auditoriums, glises,

foyers et halls dentre, gymnase, muses, pistes de danse, promenoirs, salles manger, salles de spectacle, stades, tribunes et gradins, autres lieux dutilisation semblable)

4,8 100

Garages : Automobiles Autobus non chargs et camions lgers Camions et autobus chargs

Trottoirs et voies daccs prives pour automobiles au-dessus dun espace dcouvert1

2,4 6,0

12,0

6,0

50 125 250

125

Usines1 6,0 125 Aires rserves lquipement et locaux techniques (chambres de

transformateurs, installations mcaniques sauf ascenseurs et monte-charges, salles des machines, salles des gnratrices)1

Locaux de rcration ne servant pas des runions Salles dopration et laboratoires

3,6 75

Bureaux (sauf les salles dentreposage des dossiers et les salles dordinateur)

Au rez-de-chausse et au sous-sol Aux tages au-dessus du rez-de-chausse

4,8 2,4

100 50




Bibliothques Salles de lecture et dtude Salles de rayonnage

2,9 7,2

60 150

Lieux de runion avec au moins 80% de la surface occupe par des siges fixes dossier (glises, salles daudience, salles de confrence, salles de spectacles)

Salles de classe avec siges fixes ou non Salles de toilette

2,4

50

Aires rsidentielles Chambres et pices de sjour dans les immeubles

dappartements, les htel et collges Autres aires que les chambres Escaliers intrieurs des logements

Chambres de patients

1,9 40

Toits 1,0 20 Corridors, halls et alles de 1,2 m de largeur ou moins Tous les corridors des aires rsidentielles des tages au-dessus du

premier tage dans les immeubles dappartements et les htels Les balcons intrieurs et les mezzanines o ne peuvent se runir

des spectateurs

Aires calcules pour rsister au moins la charge prvue pour les usages quelles desservent, condition quelles ne soient

pas utilises comme aires de spectacle

1 Le calcul des surcharges doit tenir compte de leur utilisation et les valeurs retenues doivent tre gales ou suprieures celles

indiques au Tableau 2.

Tableau 3 Surcharges concentres spcifies sur une surface de plancher ou de toit

Utilisation de la surface Surcharge min. concentre en kN

Surcharge min. concentre en lb

Surface de toit 1,3 290 Plancher de salle de classe 4,5 1 010 Plancher de bureau, de btiments industriels, de salles

dhpital, de scnes 9,0 2 020

Surfaces supportant des automobiles 11 2 470 Surfaces supportant des vhicules dun poids brut infrieur 3

600 kg 18 4 050

Surfaces supportant des vhicules dun poids brut suprieur 3 600 kg mais infrieur 9 000 kg

36 8 090

Surfaces supportant des vhicules dun poids brut suprieur 9 000 kg

54 12 140

Trottoirs et voies daccs pour vhicules au-dessus dun espace dcouvert

54 12 140

6.0 CHARGES DUES AU VENT

Des vitesses de rfrence et pressions dynamiques de rfrence du vent sont proposes pour permettre le calcul de btiments en se servant des cinq codes et normes de construction




suivants reconnus travers le monde: ASCE 7-05 [7], CNBC [2], BS 6399-2 [8], EN 1991-1-4 [9] et CUBiC [6]. Ces donnes permettent donc aux concepteurs dutiliser les codes et normes des tats Unis, du Canada, de la Grande Bretagne (seulement pour les charges dues au vent), de lEurope et des Carabes, en tenant compte des particularits de chacun. Les rsultats de quatre tudes exhaustives sur les vents extrmes causs par les ouragans dans les Carabes [Rfrences 10-13] ont t considrs pour produire les vitesses et pressions de calcul pour Hati. Les auteurs de la rfrence la plus rcente [13] avaient pour objectif de dvelopper des vitesses de vent pour les Carabes, qui pouvaient tre utilises avec la norme ASCE-7-2005. Toutes les vitesses de vent de cette rfrence ont t produites comme des valeurs associes des rafales de vent de 3 secondes mesures une hauteur de 10 mtres en terrain plat non obstru pour diffrentes priodes de retour. Des graphiques montrant des contours de vitesses de vent pour lle dHispaniola (Hati et la Rpublique Dominicaine) ont ainsi t drivs pour chacune des priodes de retour considres et sont montrs sur la Figure 1. Ces donnes ont servi dfinir les quatre Zones de vent montres sur la Figure 2 pour Hati. La vitesse de rfrence du vent pour la zone la plus faible (Zone I) est de 100 mi/h (160 km/h) et celle pour la zone la plus leve (Zone IV) est gale 130 mi/h (208 km/h). Ces valeurs sont consistantes avec celles considres pour la Rpublique Dominicaine et la Jamaque. Il convient de noter que les vitesses de vent considres dans les codes de construction sont des vitesses calcules pour une certaine probabilit de dpassement un site particulier plutt que la plus grande vitesse mesure lors dune tempte. Lil dun ouragan, o les plus grandes vitesses sont mesures, est petit compar la dimension de la dpression et ceci doit tre pris en considration dans lvaluation des facteurs de risques pour un site particulier.

Figure 1 Contours de vitesses de vent en mile/heure (mi/h) pour lle dHispaniola (Hati et Rpublique Dominicaine) [Rfrence 13]




Figure 2 Zones de vent considrer pour Hati

Les vitesses de rfrence et pressions dynamiques de rfrence du vent, compatibles avec les recommandations des cinq codes de construction retenus pour lvaluation des pressions spcifies exerces par le vent, sont prsentes dans le Tableau 4.

Tableau 4 Vitesses de rfrence et pressions dynamiques de rfrence du vent compatibles avec les recommandations des codes de construction retenus pour lvaluation des pressions spcifies exerces par le vent

ASCE ditions 7-98 7-05, Chapitres 2 et 6 (Code amricain) [Rfrence 7] Zone de vent I II III IV Vitesse de rfrence du vent (mi/h) 100 110 120 130 Vitesse de rfrence du vent (m/s) 45 49 54 58 Note: Vitesses de rfrence associes des rafales de vent de 3 secondes mesures une hauteur de 10 m en

terrain plat non obstru (exposition de Catgorie C de lASCE 7) BS 6399-2 :1997 (Code britannique) [Rfrence 8]

Zone de vent I II III IV Vitesse de rfrence du vent (m/s) 31 35 38 41 Note: Vitesses de rfrence associes des vitesses horaires moyennes de vent mesures une hauteur de 10 m en

terrain plat non obstru




CNBC 2005, Part 4 Rgles de calcul (Code canadien) [Rfrence 2] Zone de vent I II III IV Pression dynamique de rfrence du vent (kPa) 0,61 0,73 0,87 1,02 Note: Pressions dynamiques de rfrences associes des vitesses horaires moyennes de vent mesures une

hauteur de 10 m en terrain plat non obstru (exposition de Catgorie A du CNBC) Eurocode EN 1991-1-4 et EN 1990 (Code europen) [Rfrence 9]

Zone de vent I II III IV Vitesse fondamentale de rfrence du vent (m/s) 32 35 39 42 Note: Vitesses de rfrence associes des vitesses fondamentale moyennes de vent mesures sur une priode de

10 minutes une hauteur de 10 m en terrain plat non obstru

CUBiC 1985 (Code des Carabes) [Rfrence 6] Zone de vent I II III IV Pression dynamique de rfrence du vent (kPa) 0,68 0,82 0,98 1,15 Vitesse de rfrence du vent (m/s) 33 37 40 43 Note: Pressions dynamiques de rfrence et vitesses de rfrence associes des vitesses moyennes de vent

mesures sur une priode de 10 minutes une hauteur de 10 m en terrain plat non obstru. Il convient de noter que la prochaine dition de CUBiC, en phase de rdaction, proposerait ladoption des recommandations de lASCE 7 pour le vent [14].

7.0 CONSIDRATIONS PARASISMIQUES POUR LES BTIMENTS Il faut imprativement que les structures soient conues pour dmontrer un comportement sismique ductile en respectant certaines rgles de conception prvues cet effet. Cependant, lanalyse du comportement sismique de telles structures devient un problme complexe car il sagit dun phnomne dynamique o les proprits de la structure changent lorsque la plastification des composantes de la structure se produit pendant les oscillations de la charpente. Le problme est dautant plus complexe quil est difficile de prdire ce que seront les caractristiques des mouvements du sol produits par dventuels sismes importants, tant sur le plan de la dure et de lamplitude des mouvements forts, que des frquences dominantes ou encore de la forme et de la squence des ondes de forte amplitude.

Sismicit de la Rpublique dHati

Le problme en Hati vient du fait que, malgr la connaissance de la tectonique des Carabes, peu ou pas de mesures des mouvements et des acclrations des sols ont t prises diffrents endroits stratgiques du pays lors de sismes rcents (quelques dcennies) pour permettre llaboration de spectres de calcul qui sont couramment utiliss dans les calculs parasismiques des btiments. Les ingnieurs doivent disposer de ces donnes pour dimensionner convenablement les structures de la Rpublique dHati pour quelles rsistent aux sismes, quels que soient les codes et normes de calcul utiliss.




Lle dHispaniola est incontestablement une zone de forte sismicit puisquelle est traverse dest en ouest par plusieurs failles et quelle est borde au nord et au sud par dimportantes zones de subduction, comme le montre la Figure 3. Plusieurs tremblements de terre majeurs se sont produits sur lle dHispaniola au cours des ans. La figure 4 montre les principaux sismes qui ont t rpertoris avant 1960. La ville de Port-au-Prince a t dtruite par des tremblements de terre en 1751 et 1771. Elle a t partiellement dtruite par le sisme du 12 janvier 2010 et la probabilit quun autre tremblement de terre important se produise au sud-est de Port-au-Prince est assez leve. Il faut donc imposer la prise en compte de considrations parasismiques dans le calcul des btiments en Hati et principalement dans sa capitale, Port-au-Prince.

Figure 3 Failles et zones de subduction utilises dans le dveloppement des cartes de lala sismique de la Rpublique dHati




Figure 4 Sismicit historique de lle dHispaniola avant 1960

Cartes dala sismique dHati

Des cartes dala sismique ont t drives spcifiquement pour Hati par lUnited States Geological Survey (USGS) en appliquant la mme mthode qui a t utilise pour driver les cartes des tats-Unis et du Canada [15]. Les cartes obtenues sont reproduites aux Figures 5 7. La figure 5 prsente la carte des acclrations maximales du sol (PGA) exprimes en pourcentage de lacclration due la pesanteur (g = 9,81 m/s2), avec une probabilit de dpassement de 2 % en 50 ans (priode de retour de 2 500 ans) compatible avec les probabilits de dpassement utilises dans les codes modernes. On note la trs haute sismicit dHati et en particulier de sa capitale, Port-au-Prince (68 % de g).

Rcemment une carte de macrozonage sismique de la rgion Mtropolitaine de Port-au-Prince a t ralise, les utilisateurs pourront y retrouver les aires de cette Rgion correspondantes au sol de catgories B et C mentionn dans les pages suivantes du prsent document. Cette carte pourra tre tlcharge partir des adresses suivantes :

http://web.ics.purdue.edu/~ecalais/haiti/macrozonation/out/PaP_geomap_2010_FR.zip ou bien

http://www.lnbtp.gouv.ht/macrozonage/out/PaP_geomap_2010_FR.zip




Figure 5- Acclration maximale du sol (PGA, %g) pour 2 % de probabilit de dpassement en 50 ans, sans ala de rplique (donnes USGS)

Les acclrations spectrales 0,2 seconde (courte priode T) et 1,0 seconde (longue priode T) avec une probabilit de dpassement de 2 % en 50 ans sont prsentes aux Figures 6 et 7. Des agrandissements de ces cartes pour Port-au-Prince, Les Cayes et Cap-Hatien sont prsents aux Figures 8 13. Ces cartes sont spcifiques Hati et sont susceptibles dvoluer dans le temps. Elles sont la base des recommandations de la plupart des codes de calcul parasismique internationaux.




Figu

re 6-

Sp

ectr

e d

acc

lra

tion

po

ur

un

e p

riode

de

0,

2 s,

po

ur

2 %

de

pr

oba

bilit

de

d

pass

emen

t en

50

an

s. Va

leu

rs de

di

men

sio

nn

emen

t (do

nn

es

USG

S)




Figu

re 7-

Sp

ectr

e d

acc

lra

tion

po

ur

un

e p

riode

de

1,

0 s,

po

ur

2 %

de

pr

oba

bilit

de

d

pass

emen

t en

50

an

s. Va

leu

rs de

di

men

sio

nn

emen

t (do

nn

es

USG

S)




Figu

re 8-

Sp

ectr

e d

acc

lra

tion

po

ur

un

e p

riode

de

0,

2 s

de la

r

gio

n de

Po

rt-au

-Pr

ince

, po

ur

2 %

de pr

oba

bilit

de

d

pass

emen

t en

50

an

s. Va

leu

rs de

di

men

sio

nn

emen

t (do

nn

es

USG

S)




Figu

re 9-

Sp

ectr

e d

acc

lra

tion

po

ur

un

e p

riode

de

1,

0 s

de la

r

gio

n de

Po

rt-au

-Pr

ince

, po

ur

2 %

de

pr

oba

bilit

de

d

pass

emen

t en

50

an

s. Va

leu

rs de

di

men

sio

nn

emen

t (do

nn

es

USG

S)




Figure 10 Spectre dacclration pour une priode de 0,2 s de la rgion de Les Cayes, pour 2 % de probabilit de dpassement en 50 ans.

Valeurs de dimensionnement (donnes USGS)




Figure 11 Spectre dacclration pour une priode de 1,0 s de la rgion de Les Cayes, pour 2 % de probabilit de dpassement en 50 ans.

Valeurs de dimensionnement (donnes USGS)




Figu

re 12

- Sp

ectr

e d

acc

lra

tion

po

ur

un

e p

riode

de

0,

2 s

de la

r

gio

n de

Ca

p Ha

tien

, po

ur

2 %

de

pro

babi

lit

de d

pass

emen

t en

50

an

s. Va

leu

rs de

di

men

sio

nn

emen

t (do

nn

es

USG

S)




Figu

re 13

- Sp

ectr

e d

acc

lra

tion

po

ur

un

e p

riode

de

1,

0 s

de la

r

gio

n de

Ca

p Ha

tien

, po

ur

2 %

de pr

oba

bilit

de

d

pass

emen

t en

50

an

s. Va

leu

rs de

di

men

sio

nn

emen

t (do

nn

es

USG

S)




7.3 Utilisation des cartes dala sismique suivant la norme ASCE 7-05 et le code CNBC-05

Pour la norme ASCE 7-05 [17], il est recommand dutiliser les valeurs du coefficient de surcapacit Wo telles que prsentes dans le code. Ces valeurs vont de pair avec le coefficient de modification de la force sismique R dont les valeurs sont trs leves, compares aux valeurs du coefficient de modification de force lie la ductilit Rd du code CNBC-05. Il est toutefois recommand que le coefficient de modification de la force sismique R ne soit jamais suprieur 5,0. Le coefficient de surcapacit Wo ne doit pas tre rduit car il majore la charge et correspond des valeurs trs leves du coefficient R. Les structures ductiles ncessitent en effet un trs bon contrle de la qualit des matriaux et de la construction (ce qui nest pas toujours le cas en Hati) et ne devraient tre considres quen tenant compte de ces impratifs. Il convient de noter que le type de sol de rfrence est le Type B avec des valeurs de coefficients dacclration et de vitesse de lemplacement Fa et Fv gaux 1,0 pour toutes les valeurs de SS et S1, les rponses spectrales de lacclration avec un amortissement de 5%, exprimes par rapport lacclration gravitationnelle (g) pour une courte et une longue priode T, respectivement. Pour le Code CNBC-05 [2], il est recommand dutiliser une valeur de 1,0 pour le coefficient de modification de force li la sur-rsistance Ro pour toutes les structures (Ro est quivalent Wo de la norme ASCE 7-05), tant quun meilleur contrle de la qualit des matriaux, particulirement du bton, ne sera pas assur. tant donn les mthodes de construction en Hati, le coefficient Ro devrait rarement dpasser 1,3. Les valeurs du coefficient de modification de force lie la ductilit Rd peuvent tre utilises mais un contrle strict de la qualit des matriaux doit tre assur pour des valeurs de Rd suprieures ou gales 2,0. Dans le code canadien, le type de sol de rfrence est le Type C avec des valeurs de coefficients dacclration et de vitesse de lemplacement Fa et Fv gaux 1,0 pour toutes les valeurs de Sa(0,2) et Sa(1,0), les rponses spectrales de lacclration avec un amortissement de 5 %, exprimes par rapport lacclration gravitationnelle (g) pour une priode T de 0,2 et de 1,0 seconde, respectivement. On notera la diffrence de type de sol de rfrence entre les deux codes considrs, mme si les tableaux des Catgories de sol en fonction de la rponse sismique des emplacements sont les mmes. Lutilisation des cartes dala sismique dHati suivant le code CNBC-05 peut se faire en calculant les valeurs dacclration spectrale pour les priodes manquantes (T = 0,5 et 2,0 s) en utilisant les formules proposes larticle 9.4.1.2.6 de la Rfrence [7]. Ainsi, Sa(0,5) = 2 x Sa(1,0) et Sa(2,0) = 0,5 x Sa(1,0). Toutefois, considrant les mthodes de construction en Hati, il est fort peu probable que la priode T soit aussi leve que 2,0 secondes.

Le Tableau 5 prsente les valeurs des acclrations maximales du sol (PGA) et des acclrations spectrales (Ss et S1) pour les priodes de 0,2s et 1,0s obtenues des cartes dala sismique proposes par lUSGS pour les principales villes dHati. Les acclrations spectrales (Sa) pour les priodes de 0,5s et 2,0s, requises pour lutilisation du code CNBC-05, sont aussi prsentes. Les valeurs retenues pour le dimensionnement ont t obtenues en utilisant la mthode propose par le NEHRP [16], puisquil est plus raliste dutiliser ces valeurs plutt que les valeurs interpoles, dans ltat actuel des choses. .




Tableau 5- Acclrations maximales du sol (PGA) et acclrations spectrales avec une probabilit de dpassement de 2 % dans 50 ans. Valeurs de dimensionnement pour diffrentes villes dHati

Ville Latitude Longitude PGA Ss Sa(0,2) Sa(0,5)1

S1 Sa(1,0) Sa(2,0)

2

Cap-Hatien 19.7562 -72.1997 0,66 1,51 1,15 0,58 0,29

Gonaves 19.4500 -72.6833 0,35 0,81 0,58 0,29 0,15

Hinche 19.1434 -72.0039 0,36 0,88 0,66 0,33 0,17

Jacmel 18.2381 -72.5341 0,34 0,81 0,57 0,29 0,14

Jrmie 18.6500 -74.1167 0,26 0,62 0,44 0,22 0,11

Logane 18.5108 -72.6339 0,55 1,42 0,98 0,49 0,24

Les Cayes 18.2000 -73.7500 0,40 0,99 0,65 0,33 0,16

Mirebalais 18.8333 -72.1053 0,77 2,05 1,21 0,61 0,30

Ption-Ville 18.5135 -72.2852 0,85 1,79 1,33 0,67 0,33

Port-au-Prince 18.5393 -72.3364 0,68 1,57 1,16 0,58 0,29

Port-de-Paix 19.9397 -72.8312 0,81 1,54 1,19 0,59 0,30

Saint-Marc 19.1089 -72.6976 0,55 1,44 0,87 0,44 0,22

Saint-Raphal 19.4392 -72.1997 0,35 0,80 0,63 0,32 0,16

1 Sa(0,5) = 2 x Sa(1,0)

2 Sa(2,0) = 0,5 x Sa(1,0)

Les Figures 14 et 15 montrent, titre dexemple, les spectres dacclration selon la norme ASC7-05 et le code CNBC-05 pour la ville de Port-au-Prince, correspondant une probabilit de dpassement de 2 % en 50 ans (priode de retour de 2 500 ans). Les figures 14 et 15 montrent les spectres correspondant aux sols de catgorie B et C, pour le Code CNBC-05 et pour la norme ASCE 7-05. La rduction de 2/3 recommande par le Code CNBC-05 pour les courtes priodes est montre en ligne pointille et la rduction de 2/3 sur toutes les priodes recommande par la norme ASCE 7-05 a t applique sur le spectre de lASCE. Pour la construction du spectre correspondant au code CNBC-05, les valeurs spectrales ont t obtenues daprs les formules de lASCE 7-05 qui nutilise que les valeurs spectrales 0,2 s et 1,0 s. Il convient de noter que le coefficient de vitesse de lemplacement Fv, pour le sol de catgorie B, est gal 1,0 pour la norme ASCE 7-05 et 0,8 pour le Code CNBC-05 pour Sa(1,0) 0,5. En effet, les catgories de sol de rfrence pour lesquelles les facteurs Fa et Fv sont gaux 1,0 ne sont pas les mmes pour la norme ASCE (sol de catgorie B) et le code CNBC (sol de catgorie C). Les deux spectres se comparent bien lorsque lon considre les courbes par catgorie de sol dont la dfinition est strictement identique dans les deux codes.




Le spectre dacclration de la rplique du 23 fvrier 2010 de magnitude 4,7 enregistre Port-au-Prince, dont lacclration maximale du sol (PGA) dans la direction horizontale N-S tait de 0,159g, est aussi trac sur les Figures 14 et 15 (voir les figures B.6 et C.16 du rapport prsent lAnnexe 4 de la Rfrence [17]). Ce spectre dune rplique de faible magnitude est compatible avec les spectres proposs quand on considre que le sisme du 12 janvier 2010 a relch au-del de 900 fois plus dnergie que la rplique du 23 fvrier 2010. Il souligne la grande acclration spectrale mesure pour les structures avec des courtes priodes, structures trs rigides et de faible hauteur trs courantes en Hati.

Figure 14- Spectre dacclration de la ville de Port-au-Prince (CNBC-05 sol B et ASCE 7-05 et IBC 2006 sol B) daprs la norme ASCE 7-05 et le code CNBC-05, et spectre de rponse de la rplique du 23 fvrier 2010 enregistr Port-au-Prince dans la direction N-S

Figure 15- Spectre dacclration de la ville de Port-au-Prince (CNBC-05 sol C et ASCE 7-05 et IBC 2006 sol C) daprs la norme ASCE 7-05 et le code CNBC-05, et spectre de rponse de la rplique du 23 fvrier 2010 enregistr Port-au-Prince dans la direction N-S




Il convient de noter que le Code ASCE 7-05, larticle 9.5.5.2.1, permet une rduction apprciable de lacclration spectrale pour les btiments de 5 niveaux ou moins, dont la priode T nexcde pas 0,50 seconde. Il est toutefois scuritaire de ne pas tenir compte de cette rduction pour les btiments de catgorie de risque lev et les btiments de protection civile. Les donnes prsentes dans cette section peuvent tre utilises pour le dimensionnement des structures et btiments en Hati avec les codes modernes de construction utilisant une probabilit de dpassement de 2 % en 50 ans (priode de retour de 2 500 ans).

8.0 CONCLUSION

Les rgles intrimaires pour le calcul des btiments en Hati, sont tires en grande partie du document titr Mesures durgences prpar par le Groupement SNC Lavalin, LGL S.A et Norbati indiqu la rfrence [17] des prsentent rgles.

Pour une information plus dtaille sur les mesures intrimaires, il est propos de consulter la Rfrence [17] publie sur le site du MTPTC www.mtptc.gouv.ht




Rfrences

[1] MTPTC, MICT, Guide de bonnes pratiques pour la construction de petits btiments en maonnerie chane en Hati, 2010, 121p.

[2] CNRC, Code National du Btiment- Canada 2005 (CNBC-05), Conseil National de Recherche du Canada, 12e dition, Ottawa, Ontario, Canada 2005.

[3] American Concrete Institute, Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-95) and Commentary (ACI 318R-95), ACI, P.O. BOX 9094, Farmington Hills, MI 48333, 1995, 369p.

[4] International Code Council, IBC- International Building Code, ICC, 4051 West Flossmoor Road, Country Club Hills, Il. 60478, USA, 2nd printing, May 2009, 650p.

[5] Comit Europen de Normalisation, Eurocode 8 : Conception et Dimensionnement des Structures pour leur Rsistance aux Sisme, Parties 1-6, EN-1998, Bruxelles, Belgique, 1998.

[6] CUBiC, Caribbean Uniform Building Code, Parts 1-3, Caribbean Community Secretariat, Georgetown, Guyana, 1985.

[7] ASCE 7-05 Minimum design Loads for Buildings and Other Structures, American Society of Civil Engineers, 2005.

[8] BS 6399-2;1997 British Standard Loading for Buildings Part 2: Code of Practice for Wind Loads, 1997.

[9] Comit Europen de Normalisation, Eurocode 1 : Actions on structures Part 1-4 : General actions Wind actions, EN-1991, Bruxelles, Belgique, 1991.

[10] Shellard, H.C., Extreme wind speeds in the Commonwealth Caribbean, BAPE Journal, December 1972.

[11] Rocheford, B.A., Extreme wind speeds in Barbados and Antigua, Caribbean Meteorological Institute, 1972.

[12] Davenport, A.G., Georgiou, P.N. and Surry, D., A hurricane wind risk study for the Eastern Caribbean, Jamaica and Belize with special consideration to the influence of topography, Report for the Pan-Caribbean Disaster Prevention and Preparedness Project (PCDPPP), 1985.

[13] Vickery, P.J. and Wadhera, D., Development of design wind speed maps for the Caribbean for application with wind load provisions of ASCE 7, A report prepared for Pan American Health Organization and funded by United States Agency for International Development (USAID), 2008.




[14] Gibbs, T., Wind hazard maps for the Caribbean basin, A presentation prepared for Pan American Health Organization and funded by United States Agency for International Development, 2008.

[15] Frankel, A., Harmsen, S., Mueller, C., Calais, E. and Haase, J., Documentation for initial seismic hazard maps for Hati, U.S. Geological Survey Open-File Report 2010-1067, 2010, 12p

[16] NEHRP, Recommended Seismic Previsions for New Buildings and Other Structures, FEMA P-750/2009 Edition.

[17] SNC-Lavalin, LGL S.A. et Norbati Consultants, tude code de construction - Mesures durgence Hati (dossier # 502817), (disponible sur le site du MTPTC), 2010, 180p.




Edition MTPTC

15 Fvrier 2011

Regles de calcul interimaires pour les batiments en Haiti

Documents

Transcript of Regles de calcul interimaires pour les batiments en Haiti