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Philippe BISCH

Conception et construction parasismiques des

immeubles de grande hauteur

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ASPECTS RÉGLEMENTAIRES

Situation réglementaire en France :

• Lois du 22 juillet 1987 et du 2 février 1995

• Décret du 22 octobre 2010 modifiant le décret du 14 mai 1991

• Décret « zonage » du 22 octobre 2010

• Arrêté bâtiment du 22 octobre 2010

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Nouvel Arrêté « bâtiment » :

En France, les immeubles de hauteur supérieure à 28m sont classés en catégorie III et doivent être justifiés avec l’Eurocode 8 dans les zones 2 à 5

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LA NORMALISATION PARASISMIQUE

• SAN FRANCISCO 1906 • MESSINE 1908

CODES DE PREMIERE GENERATION

ACCELERATIONS HORIZONTALES DE L’ORDRE DE 0,1g

• LONG BEACH 1933 0,5g DISSIPATION D’ENERGIE

CODES DE SECONDE GENERATION (PS69 EN FRANCE)

AMPLIFICATION DUE AU COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES OUVRAGES

PRISE EN COMPTE DE LA DISSIPATION D’ENERGIE PAS DE DIFFERENCIATION DE COMPORTEMENT DES DIFFERENTS MATERIAUX ET DIFFERENTS TYPES DE CONTREVENTEMENT

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• EL ASNAM 1980 INSUFFISANCES DES PS69 (DETAILS CONSTRUCTIFS) ADDENDA DE 1982

CODES DE TROISIEME GENERATION (PS92 EN FRANCE)

APPROCHE SEMI-PROBABILISTE DE VERIFICATION DE LA SECURITE (« DIRECTIVES COMMUNES » DE 1979)

PRISE EN COMPTE DE LA DISSIPATION D’ENERGIE SELON LE TYPE DE CONTREVENTEMENT ET LE TYPE DE MATERIAU UTILISE

ELARGIR LE CHAMP D’APPLICATION DES REGLES : GEOTECHNIQUE, DIFFERENTS ELEMENTS STRUCTURAUX

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L’EUROCODE 8 EST A LA JONCTION ENTRE LES CODES DE 3EME GENERATION ET LES CODES DE

4EME GENERATION

PLUS FIABILISTES PLUS PERFORMANCIELS MEILLEURE MAITRISE DES DIFFERENTES COMPOSANTES DU COMPORTEMENT SISMIQUE (DISSIPATION D’ENERGIE) METHODES DE JUSTIFICATION EN DEPLACEMENT ETC !

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LES OBJECTIFS DE COMPORTEMENT

DEFINIR UN NIVEAU DE PERFORMANCE DE SECURITE QUI PROCURE UNE SECURITE SUFFISANTE POUR LES PERSONNES VIS-A-VIS D’EVENEMENTS SISMIQUES APPROPRIES

DEFINIR UN NIVEAU DE PERFORMANCE ECONOMIQUE QUI PROCURE UNE PROTECTION SUFFISANTE DES BIENS VIS-A-VIS D’EVENEMENTS SISMIQUES APPROPRIES

DEFINIR UN NIVEAU DE PERFORMANCE FONCTIONNEL QUI PERMETTE LA CONTINUITE DE L’USAGE DU BATIMENT VIS-A-VIS D’EVENEMENTS SISMIQUES APPROPRIES

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L’ACTION SISMIQUE

• Une accélération au rocher définie par zone• Des spectres normalisés par zone

Spectres Zones 1 à 4

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3

Période

Acc

élér

atio

n

Site A

Site B

Site C

Site D

Site E

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LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES IMMEUBLES DE GRANDE HAUTEUR

• Bon comportement lors des séismes de Loma Prieta, en 1989, de Northridge, en 1994 (par exemple)

• Approximation de la période fondamentale : T 0,05 h3/4

Accélération sismique en fonction de la hauteur

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Hauteur

Période

Spectre

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MÉTHODES DE CALCUL

• Linéaires équivalentes (classiques) avec coefficient de comportement Multimodale spectrale Forces latérales ► insuffisante pour un IGH Chronologique

Mo

dè

le d

e c

alc

ul

d’I

GH

pa

r IO

SIS

IN

DU

ST

RIE

S

• Non linéaires Chronologique Poussée progressive ► intéressante

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LE COMPORTEMENT DUCTILE

• Un bon dimensionnement vise à assurer la résistance des matériaux constitutifs et à maintenir leur ductilité et un comportement stable au cours des cycles

ES

SA

I C

ST

B +

IO

SIS

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Types d’éléments Types de structures

COEFFICIENT DECOMPORTEMENT

Classe de ductilité

Régularité

Dispositions constructives

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CLASSES DE DUCTILITÉ POUR LE BÉTON ARMÉ

Classe de ductilité L M H Conditions matériaux Oui Oui Oui

Coefficient de comportement 1,5 De base Majoré avec prise en compte de l’hyperstaticité

Conditions géométriques Non Oui Dimensionnement en capacité

Non Effort tranchant

Vérifications de ductilité locale

Non Oui

Dispositions renforcées

Mur en béton armé 3 à 4

Portique en béton armé 4,5 u/1

Maçonnerie porteuse chaînée 2 à 3

Croix de St André métallique 4

Cadres métalliques 5 u/1

Charpente en bois 2 à 4

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LE DIMENSIONNEMENT EN CAPACITÉ

objectifs : imposer la position des zones dissipatives

empêcher les ruptures fragiles

Photo Philippe Bisch

empêcher la formation de mécanismes instables

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moyens : dimensionnement des éléments non-dissipatifs prenant en compte la capacité résistante des zones dissipatives

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Quelques aspects d’une bonne conception

Maîtrise de la stabilité d’ensembleMaîtrise des comportements d’ensembleMaîtrise de la ductilité d’ensemble

Maîtrise de la résistance des élémentsMaîtrise de la stabilité localeMaîtrise de la ductilité locale

Maîtrise des comportements de niveaux particuliers

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Maîtrise de la stabilité d’ensemble

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20Maîtrise des comportements d’ensemble

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LA REGULARITE EN PLAN

Photo Philippe Bisch Photo Philippe Bisch

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Maîtrise des comportements de niveaux particuliers

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LA REGULARITE EN ELEVATION

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26Maîtrise de la résistance et de la ductilité

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27Maîtrise de la stabilité locale

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Une conception non ductile mais efficace

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29,5 mm

1 MN

1,52 s

0,05 g

Système d’isolation

4,6 mm

4,7 MN

0,1s 0,25 s

1,96 g

Sa

0,25 g

0,1g

T

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La bonne conception de détail

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