Comportement sismique des structures en maçonnerie

Pierino Lestuzzi EPFL

Résonance Ingénieurs-Conseils SA

EVALUATION DE L'HABITABILITE DES IMMEUBLES APRES UN SEISME MAJEUR

Test de formation à l'utilisation de la fiche de relevé post-sismique du bâti

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -2-

Table des matières

•  Types de maçonnerie, matériaux

•  Plancher, toiture

•  Comportement global

•  Modes de rupture

•  Application de la fiche (section 4)

•  Conclusions

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -3-

Table des matières

•  Types de maçonnerie, matériaux

•  Plancher, toiture

•  Comportement global

•  Modes de rupture

•  Application de la fiche (section 4)

•  Conclusions

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -4-

•  Maçonnerie de pierre naturelle

Moellons (calcaire)

Types de maçonnerie, matériaux

Maçonnerie en moellons secs (source : protection civile italienne)

Maçonnerie en moellons à joints remplis d’un mortier

(source : Ghislaine Verrhiest)

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -5-

•  Maçonnerie de briques

Terre cuite

Types de maçonnerie, matériaux

Maçonnerie en briques cuites (source : protection civile italienne)

Brique pleine (source : protection civile italienne)

Briques creuses (source : protection civile italienne)

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -6-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Qualité des murs

Types de maçonnerie, matériaux

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -7-

Types de maçonnerie, matériaux •  Propriétés

mécaniques

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -8-

•  Maçonnerie chaînée

(pratiquement absente en Suisse)

Types de maçonnerie, matériaux

(source : Coopération suisse – Atelier Ecole Petit Goâve)

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -9-

•  Maçonnerie armée

La maçonnerie armée est une maçonnerie dont les joints horizontaux et/ou verticaux sont renforcés par une armature métallique. (très peu présente en Suisse)

Types de maçonnerie, matériaux

(source : CSTC)

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -10-

Table des matières

•  Types de maçonnerie, matériaux

•  Plancher, toiture

•  Comportement global

•  Modes de rupture

•  Application de la fiche (section 4)

•  Conclusions

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -11-

mezzane  

orditura  principale  

orditura  secondaria  

riempimento  incoerente  

impalcato  di  tavole  

Alle3amento  povero  *  

Alle3amento  povero  *   Voutin

¨Plancher bois + chape mortier

¨Plancher bois + chape mortier

Types de plancher

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -12-

Profilé métallique + brique + Chape mortier

Plancher bois

Poutrelle hourdis

Types de plancher

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -13-

•  Plancher-voûte

Types de plancher

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -14-

Types de toiture

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -15-

Table des matières

•  Types de maçonnerie, matériaux

•  Plancher, toiture

•  Comportement global

•  Modes de rupture

•  Application de la fiche (section 4)

•  Conclusions

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -16-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Qualité des murs => dislocation

Comportement d’ensemble sous séisme

Haiti 2009, F. Dunand

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -17-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Liaisonnement des murs?

Comportement d’ensemble sous séisme

Harpage

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -18-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Liaisonnement entre les murs indispensable

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -19-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Comportement d’ensemble sous séisme

RESUME: Déversements liés à la poussée de la charpente sur une maçonnerie non chaînée

(source : Victor Davidovici)

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -20-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

poinçonnement des chevrons

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -21-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -22-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -23-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -24-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -25-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -26-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -27-

•  Maçonnerie non armée, non chaînée

Comportement d’ensemble sous séisme

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -28-

Table des matières

•  Types de maçonnerie, matériaux

•  Plancher, toiture

•  Comportement global

•  Modes de rupture

•  Application de la fiche (section 4)

•  Conclusions

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -29-

Maçonnerie non chaînée séisme de Kobé, 1995

(source : Milan Zacek)

Essai sur table vibrante (source : Milan Zacek)

Modes de rupture

•  Dislocation

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -30-

(source : Milan Zacek)

Modes de rupture

•  Dislocation due à la poussée de la toiture

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -31-

(source : Milan Zacek)

Dans le plan du mur

Hors du plan du mur

Modes de rupture

•  Conséquences de l’absence de chaînage

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -32-

Déformations hors plan : flexion et renversement

Mouvement du sol (source : EC8)

Modes de rupture

•  Ruine due aux sollicitations hors plan

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -33-

(source : Coopération suisse – Atelier Ecole Petit Goâve)

Modes de rupture

•  Effondrement hors plan du mur

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -34-

Modes de rupture

•  Hors plan

L’Aquila (photo : AFPS DGIC)

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -35-

État initial

Action sismique

État final

Modes de rupture

•  Comportement dans le plan

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -36-

Modes de rupture

•  Fissures en croix

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -37-

Modes de rupture

•  Fissures en croix

Réseau horizontal de fissures diagonales

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -38-

Modes de rupture

•  Fissures en croix

Réseau vertical de fissures diagonales

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -39-

Table des matières

•  Types de maçonnerie, matériaux

•  Plancher, toiture

•  Comportement global

•  Modes de rupture

•  Application de la fiche (section 4)

•  Conclusions

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -40-

EMS 98 •  Dégâts aux

bâtiments en maçonnerie

D1

D2-D3

D4-D5

Impo

rtant

s Tr

ès g

rave

s Lé

gers

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -41-

Application de la fiche post-sismique •  Section 4

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -42-

Séisme Boumerdés Algérie; 21 mai 2003 (Source : AFPS)

Application de la fiche: section 4

D4

D5

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -43-

(Source : AFPS)

Application de la fiche: section 4

D1

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -44-

(Source : AFPS)

Application de la fiche: section 4

D3

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -45-

(Source : AFPS; 1/2)

Application de la fiche: section 4

D2

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -46-

(Source : AFPS; 2/2)

Application de la fiche: section 4

D3

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -47-

•  La dislocation des blocs est due à :

La présence du bâtiment voisin sans JD La présence de la fenêtre

Droits réservés

Application de la fiche: section 4

D4

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -48-

Application de la fiche: section 4

D1

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -49-

Application de la fiche: section 4

D1

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -50-

(Source : AFPS)

Application de la fiche: section 4

D4

Structures en maçonnerie Pierino Lestuzzi, EPFL - RSA -51-

Conclusions

  Types de maçonnerie: pierre, brique

  En Suisse: seul. non armée et non chaînée

  Planchers: souples (bois, mixte?, etc.)

rigides (béton armé, hourdis?, voutins)

  Modes de rupture: dislocation, hors plan,

dans le plan

  Fiche section 4: degrés de dommage