Norme PS92(Fr)

Gnr par i-Reef - Edition S147 - mars 2007 Document : Rgles PS 92 (DTU NF P06-013) (dcembre 1995) : Rgles de construction parasismique - Rgles PS applicables aux btiments + Amendement A1 (fvrier 2001) + Amendement A2 (novembre 2004)

17/06/08 CSTB - Gnr l'usage exclusif de l'utilisateur HEI Page 1 sur 198

norme franaise

NF P 06-013

dcembre 1995

Rfrence DTU Rgles PS 92

rgles de construction parasismique

Rgles PS applicables aux btiments, dites Rgles PS 92

E : earthquake resistant construction rules - earthquake resistant rules applicable to buildings, called PS 92

D : Regeln fr erdbebensicheres Bauen - Regeln zum Schutz von Gebuden gegen Erdbeben, sogenannte PS 92-Regeln

Statut Norme franaise homologue par dcision du Directeur Gnral de l'AFNOR le 20 novembre 1995 pour prendre effet le 20 dcembre 1995.

Le prsent document remplace le document DTU Rgles PS 69 - Rgles parasismiques 1969 et annexes , de fvrier 1972 (Rfrence DTU P 06-003)

Il inclut l'Amendement A1 de fvrier 2001, l'Amendement A2 de novembre 2004

Correspondance A la date de publication du prsent document, des prnormes ENV (Eurocodes) sont, suivant les parties concernes, soit en cours d'laboration soit en cours de publication au sein du CEN/TC 250/SC 8 Structures en rgion sismique sur la conception et le calcul des structures en zone sismique.

Analyse Le prsent document constitue les rgles de conception et de calculs des btiments soumis l'agression sismique.

Ces rgles dfinissent les dispositions qui compltent celles applicables en situation non sismique.

Descripteurs Thsaurus International Technique : construction, construction rsistant au sisme, rgle de construction, conception, calcul, vrification, scurit, risque, fondation, bton arm, construction en bois, construction mtallique, paroi, faade, maonnerie.

Modifications Refonte complte du document.

AFNOR 1995

Membres de la commission de normalisation

Prsident : M PECKER

Secrtariat technique : M DOURY - CSTB

Secrtariat administratif : M RUTMAN - BNTB

- M AMIR-MAZAHERI SEEE STRUCTURES - ARIBERT INSA - ASANCHEYEV Ingnieur conseil - ASHTARI CETEN-APAVE - BALOCHE CSTB - BETBEDER-MATIBET EDF-DE - BIGER BUREAU VERITAS - BISCH SECHAUD ET METZ - BOULLARD CAPEB - BOUTIN SOCOTEC - BRIN CEP - BROZZETTI CTICM



- CALLIES AIMCC - CAPRA SPIE BATIGNOLLES - CHEYREZY BOUYGUES S.A. - CLAUZON U.N.MACONNERIE - COIN SAE - COMAIR CERIB - CONSTANTINIDIS BOUYGUES S.A. - COSTES IGPC - DARDARE CERIB - DEMANGE CTBA - DAVIDOVICI SOCOTEC

MME FERNANDEZ AFNOR

- M FOURE CEBTP - GUILLON EUROPE ETUDE GECTI - GROSJEAN U.N. MACONNERIE - HRABOVSKY BNTEC - JALIL SOCOTEC - LERAY CGPC - MARRAST UNSFA

MME MICHEL CTTB

- M MONTRELAY CAPEB - MOULIN Expert - PECKER GEODYNAMIQUE ET STRUCTURE - RAYNAUD CEBTP - SCHMOL SNBATI - SOLLOGOUB GEODYNAMIQUE ET STRUCTURE - SOULOUMIAC BUREAU VERITAS - THONIER FNTP - WALTER GEODYNAMIQUE ET STRUCTURE

Membres rdacteurs

Prsident : M JALIL

Groupe de rdaction :

- M ARIBERT CTICM - BIGER BUREAU VERITAS - BISCH SECHAUD ET METS - CAPRA SPIE BATIGNOLLES - COIN SAE - DARDARE CERIB - JALIL SOCOTEC - MOULIN Expert - SOULOUMIAC BUREAU VERITAS

Membres :

- M ASANCHEYEV Ingnieur conseil - CLAUZON UN MACONNERIE

MME CLAVAUD CTICM

- M COMAIR CERIB - CONSTANTINIDIS BOUYGUES S.A. - COSTES IGPC - FOURE CEBTP - SCHMOL SNBATI

Sommaire



Avant-propos

Prface

1 Objet, domaine d'application, conditions de validit

1.1 Objet

1.2 Rfrences normatives

1.3 Domaine d'application

1.4 Contenu

2 Dtermination de la scurit

2.1 Actions et situations sismiques

2.2 Objectifs de comportement

2.3 Vrifications de scurit

2.3.1 Actions de calcul

2.3.2 tats limites ultimes

2.3.3 tats limites de dformation

2.3.4 Scurit des lments non structuraux

3 Niveau minimal rglementaire de protection - valeurs de aN

3.1 Zones de sismicit

3.2 Classes de protection des ouvrages

3.3 Valeurs de aN

3.4 Surclassement des ouvrages

4 Rgles gnrales de conception

4.1 Choix du site

4.1.1 Voisinage des failles

4.1.2 Zones suspectes de liqufaction

4.2 Reconnaissances et tudes de sol

4.3 Fondations

4.3.1 Homognit du systme de fondations

4.3.2 Choix du systme de fondation

4.3.3 Solidarisation des points d'appui

4.3.4 Liaisonnement avec la structure

4.4 Structures

4.4.1 Ductilit

4.4.2 Monolithisme

4.4.3 Position des zones critiques



4.4.4 Espacement entre blocs ou ouvrages voisins

5 Dfinition du sisme de calcul

5.1 Modlisation du mouvement du sol

5.2 Dfinition de l'action sismique

5.2.1 Classification des sols

5.2.2 Classification des sites

5.2.3 Spectres de dimensionnement normaliss

5.2.4 Coefficient d'amplification topographique

5.3 Dplacement du sol

5.3.1 Dplacement absolu

5.3.2 Dplacement diffrentiel

6 Actions sismiques d'ensemble

6.1 Modlisation du mouvement sismique et nature des actions considrer

6.1.1 Orientation du mouvement sismique

6.1.2 Nature des actions sismiques

6.1.3 Coefficient sismique

6.2 Modlisation des structures

6.2.1 Masses prendre en compte dans les calculs

6.2.2 Discrtisation des masses

6.2.3 Liaisons

6.2.4 valuation des priodes propres

6.3 Prise en compte des comportements non linaires

6.3.1 Gnralits

6.3.2 Calcul linaire quivalent : spectre de dimensionnement - coefficient de comportement

6.3.3 Coefficient de comportement

6.4 Combinaison des effets des composantes du mouvement sismique

6.5 Notations

6.6 Mthodes de calcul

6.6.1 Mthodes simplifies

6.6.2 Mthode gnrale - analyse modale spectrale

7 Actions locales

7.1 lments passibles d'un calcul forfaitaire

7.2 Structures secondaires et sous-systmes

8 Rgles de vrification



8.1 Combinaison d'actions

8.2 Scurit vis--vis des tats ultimes

8.3 Scurit vis--vis des dformations

8.3.1 Limites de dformation

8.3.2 Espacements entre blocs ou ouvrages voisins

9 Fondations

9.1 Liqufaction des sols

9.1.1 Dfinition

9.1.2 Identification des sols liqufiables

9.1.3 Donnes sismiques

9.1.4 Mthodes d'essai

9.1.5 Critre de liqufaction

9.1.6 Traitement des sols ou de la construction

9.2 Stabilit des pentes

9.2.1 Principes gnraux

9.2.2 Coefficients sismiques

9.2.3 Caractristiques mcaniques des sols

9.2.4 Vrification de stabilit

9.3 Dispositions techniques concernant les ouvrages de fondation

9.3.1 Liaisons

9.3.2 Fondations profondes

9.4 Calcul des fondations profondes

9.4.1 Principes gnraux

9.4.2 Mthodes de calcul

9.5 Vrification de la force portante

9.5.1 Fondations superficielles

9.5.2 Fondations sur pieux-puits et sur barrettes

9.5.3 Fondations sur pieux flottants

9.6 Fondations sur sols substitus compacts

9.6.1 Domaine d'application

9.6.2 Dispositions gnrales

9.6.3 Principes gnraux de justification

9.7 Prise en compte de l'interaction sol-structure

10 Parois d'infrastructure et ouvrages de soutnement



10.1 Rgles gnrales

10.1.1 Mthodes de calcul

10.1.2 Acclrations nominales

10.1.3 Coefficients sismiques

10.2 Mthode de calcul simplifie

10.2.1 Forces prenant naissance dans l'ouvrage

10.2.2 Pousse active due au terrain

10.2.3 Raction passive due au terrain

10.2.4 Pousse due une surcharge uniforme

10.2.5 Cas des sols saturs

10.3 Vrifications de stabilit

10.3.1 Combinaisons d'actions lmentaires

10.3.2 Vrifications aux tats limites de stabilit

10.4 Vrifications de rsistance

10.5 Murs de soutnement isols

11 Bton arm et bton prcontraint

11.1 Gnralits

11.1.1 lments principaux - lments secondaires

11.1.2 Dfinitions et conventions - notations

11.2 Spcifications concernant les matriaux

11.2.1 Bton

11.2.2 Aciers

11.3 Dispositions constructives des lments principaux des ossatures

11.3.1 Armatures longitudinales

11.3.2 Armatures transversales

11.3.3 Dispositions communes aux poutres et poteaux

11.3.4 Dispositions propres aux lments flchis

11.3.5 Dispositions propres aux lments comprims (poteaux)

11.3.6 Pices courtes

11.3.7 Noeuds

11.4 Dispositions propres aux murs et voiles de contreventement

11.4.1 Dimensions minimales

11.4.2 Zones critiques

11.4.3 Dispositions constructives minimales



11.5 Dispositions propres aux dalles et diaphragmes

11.6 Dispositions propres aux lments prcontraints

11.6.1 Zones d'ancrage

11.6.2 Noeuds

11.6.3 Coefficient de comportement

11.7 Coefficient de comportement

11.8 Vrification de scurit (des lments principaux)

11.8.1 Vrification des lments linaires (poutres, poteaux)

11.8.2 Vrification des murs et voiles de contreventement

11.9 Dispositions propres aux lments secondaires

12 Structures en maonnerie

12.1 Gnralits


12.1.2 Systmes constructifs

12.2 lments structuraux

12.2.1 Spcifications concernant les matriaux

12.2.2 Dispositions constructives

12.2.3 Calculs et vrifications des lments structuraux principaux

12.3 lments non structuraux

12.3.1 Dfinitions

12.3.2 Exigences de comportement


12.4 lments divers

12.4.1 Gnralits

12.4.2 Murs ou lments de mur isols

12.4.3 Murs de soutnement

12.4.4 Plafonds suspendus - plafonds fixs

12.4.5 Escaliers

13 Construction en acier

13.1 Symboles utiliss

13.2 Principes gnraux

13.2.1 Structures en acier comportement non dissipatif

13.2.2 Structures en acier comportement dissipatif

13.3 Types de structures en acier



13.3.1 Structures parasismiques comportement non dissipatif

13.3.2 Structures parasismiques comportement dissipatif

13.4 Coefficient de comportement des structures dissipatives

13.5 Exigences relatives la classe des sections

13.6 Calcul des dplacements lasto-plastiques

13.7 Assemblages situs au voisinage des zones dissipatives

13.8 Vrification de la rsistance et de la stabilit des barres

13.8.1 Poteaux

13.8.2 Poutres dissipatives

13.8.3 Diagonales de contreventement

13.A Constructions mixtes

13.A.1 Symboles utiliss

13.A.2 Principes gnraux

13.A.3 Types de structures mixtes

13.A.4 Coefficient de comportement des structures dissipatives

13.A.5 Exigences relatives la classe des sections

13.A.6 Analyse de la structure et tats limites de dformation

13.A.7 Assemblages mixtes situs au voisinage des zones dissipatives

13.A.8 Vrification de la rsistance et de la stabilit des barres

13.A.9 Connexion acier-bton

13.A.10 Condition de non fonctionnement en mixte d'une poutre

13.A.11 Transfert d'effort entre poteau et dalle

14 Constructions en bois

14.1 Principes gnraux


14.1.2 Dformabilit des assemblages

14.1.3 Rigidit des structures

14.1.4 Amortissement

14.1.5 Dissipation de l'nergie

14.2 Assemblages

14.2.1 Typologie des assemblages

14.2.2 Limite d'lasticit

14.2.3 Effets d'chelle

14.2.4 Ductilit statique



14.2.5 Classes de ductilit statique

14.2.6 Caractrisation des assemblages

14.3 Rgles particulires aux structures en bois


14.3.2 Rgularit

14.3.3 Priodes de vibration

14.4 Coefficients de comportement

14.4.1 Structures dont les assemblages sont caractriss par rfrence aux Rgles CB.71

14.4.2 Structures dont les assemblages sont caractriss par rfrence aux Rgles CB. 71 et par leur classe de ductilit

14.4.3 Structures hybrides

14.5 Vrifications

14.5.1 Combinaisons d'actions

14.5.2 Contraintes

14.5.3 Dformations maximales

15 Faades lgres

15.1 Gnralits

15.1.1 Objet


15.1.3 Niveau de protection

15.1.4 Comportement assurer

15.1.5 Terminologie

15.2 Actions

15.2.1 Gnralits

15.2.2 Dfinitions des efforts

15.2.3 Dformations imposes

15.2.4 Combinaisons d'actions

15.3 Rgles de vrifications

15.4 Mthodes de calcul

15.4.1 Mthodes simplifies

15.4.2 Mthode gnrale

15.5 Dispositions constructives

15.5.1 Gnralits

15.5.2 Critres de performance

15.5.3 Dispositions particulires aux vitrages



15.5.4 Verrires

16 Complments relatifs aux composants prfabriqus en bton et aux structures utilisants ces composants


16.2 Terminologie

16.2.1 Composants

16.2.2 Structures

16.2.3 Chanages

16.2.4 Systmes de triangulation

16.3 Coefficient de comportement

16.4 Dispositions relatives aux composants linaires principaux

16.4.1 Dimensions minimales

16.4.2 Matriaux

16.4.3 Dispositions propres aux lments flchis principaux (poutres)

16.4.4 Dispositions propres aux lments comprims (poteaux, etc.)

16.4.5 Assemblages entre lments linaires

16.5 Dispositions relatives aux planchers

16.5.1 Gnralits

16.5.2 Cas des planchers raliss partir de dalles alvoles

16.5.3 Cas des planchers poutrelles et entrevous et bton coul en oeuvre

16.5.4 Cas des planchers prdalles et bton coul en oeuvre

16.6 Dispositions relatives aux toitures des btiments industriels

16.7 Dispositions relatives aux lments de fondations

16.7.1 Cas des longrines

16.7.2 Cas des plots encuvement

Annexe A (normative) dfinition des spectres lastiques normaliss

Annexe B (informative) classes de risques des ouvrages

Annexe C (informative) bibliographie

Avant-propos

Le niveau de protection vis

L'objectif principal des rgles est de protger les vies humaines, avec une faible probabilit de ruine des btiments par croulement pour un niveau d'agression nominal du sisme. Un deuxime objectif important est la limitation des dommages matriels, mais, dans la mesure o sont admises de larges incursions des matriaux dans leur domaine plastique, une proportion un peu plus importante de btiments peut ne pas tre rparable aprs l'preuve d'un sisme l'acclration nominale. La probabilit de rparabilit s'amliore rapidement si on considre des niveaux infrieurs au niveau nominal. En revanche, la probabilit de ruine par croulement augmente rapidement quand le niveau d'agression dpasse le nominal.

L'action sismique est considre comme accidentelle et les coefficients de scurit partiels adopts sont ceux relatifs cette



situation. Nanmoins, afin de rpondre aux objectifs fixs, on a cherch viter les risques de rupture fragile au voisinage de l'acclration nominale en utilisant des coefficients de scurit partiels complmentaires (par exemple pour l'effort tranchant et la contrainte de compression dans les murs en bton arm), et on a pnalis les structures prsentant des irrgularits de nature augmenter le risque de comportements mal matriss.

Enfin, comme dans les rgles PS 69/82, l'importance socio-conomique du btiment considr est prise en compte par une modulation de l'acclration nominale. Cette disposition est d'ordre rglementaire, car rendue obligatoire par l'arrt du 16 juillet 1992, paru le 6 aot 1992, pris en application du dcret du 14 mai 1991 relatif la prvention du risque sismique.

La prvention du risque sismique

Les rgles PS 92 visent amliorer de manire significative la prvention du risque sismique par rapport aux Rgles PS 69/82 : - Elles apportent des lments trs complets et nouveaux concernant les fondations et les problmes lis au sol : la prvention des

risques de liqufaction des sols et d'instabilit des pentes, la prise en compte des effets amplificateurs lis la topographie, des mthodes d'analyse de l'interaction dynamique sol-structure, la dfinition de l'action des sols sur les niveaux enterrs des btiments. Les diffrents types de fondations usuelles des btiments sont traits.

- En ce qui concerne les dispositions constructives, elles concernent essentiellement les ossatures en bton arm et les murs en maonnerie, et, par rapport aux Rgles PS 69/82, elles voluent dans le sens d'une plus grande exigence, justifie par l'exprience acquise, et apportent des complments indispensables pour traiter un plus grand nombre de cas.

- Elles apportent une meilleure diffrenciation de la prise en compte de la ductilit en fonction des matriaux et des types de structures : cette modulation apparat par le biais d'un coefficient de comportement qui dpend du matriau, du type de contreventement, de la rgularit du btiment et, dans certains cas, des dispositions constructives.

- Les mthodes de calcul proposes, dont le niveau de simplification dpend de la rgularit du btiment, imposent une modlisation plus fine dans le cas des btiments irrguliers, notamment pour une meilleure prise en compte de la torsion.

- Les diffrents types de constructions (bton, acier, etc.) sont traits de faon beaucoup plus complte, tant du point de vue de leur conception gnrale que de leurs dispositions constructives. Les constructions murs porteurs en bton arm, qui n'taient pas spcifiquement traites dans le texte PS 69/82 malgr leur trs large usage en France, font l'objet de spcifications dtailles. De mme, les constructions mtalliques et en bois font l'objet de traitements spcifiques.

Incidence sur les projets de construction

Les premires comparaisons effectues avec les Rgles PS 69/82, sur la base de niveaux sismiques prsupposs, semblent montrer que les effets des actions de calcul diffrent peu pour les portiques en bton arm, qu'elles augmentent sensiblement pour les murs en bton arm et en maonnerie, mais qu'elles peuvent tre plus ou moins fortes pour les structures en charpente mtallique selon le type de contreventement utilis.

De faon gnrale, les structures moins ductiles sont pnalises et, dans la trs grande majorit des cas, les nouvelles valeurs de la rsistance requise sont suprieures celles obtenues par l'application des Rgles PS 69/82.

Il apparat que les majorations d'actions les plus sensibles, auxquelles conduit l'application des nouvelles rgles, concernent les constructions dont le contreventement est assur par des murs rigides en bton (refends, pignons, cages...), parti constructif le plus couramment retenu pour les btiments principalement d'habitation.

Perspectives d'volution

Nanmoins, la rdaction de ce texte et sa discussion ont bien montr qu'il subsistait des questions techniques approfondir. Ainsi les prsentes spcifications sont susceptibles d'tre rvises ds que des avances suffisamment significatives donneront matire les amliorer.

Dans cette perspective, le prsent texte apporte une contribution aux travaux du Comit Europen de Normalisation (CEN) servant de base l'laboration de l'Eurocode 8.

Prface

Le prsent document " PS 92 " nonce les rgles parasismiques de conception et de vrification de projets de btiment en complment des rgles gnrales relatives aux diffrents types de construction : en bton, en acier, en bois, en maonnerie, etc.

Ces rgles se substituent aux Rgles PS 69 compltes en 1982 par un addendum tir des leons du sisme d'EL ASNAM de 1980. Depuis cette date, la plupart des membres de la commission de rvision des Rgles PS 69, auxquels se sont joints d'autres experts, ont poursuivi leurs travaux pour tenir compte des progrs du gnie parasismique et bnficier des leons des sismes rcents tels que ceux de MEXICO (1985), SPITAK (Armnie - 1988), LOMA PRIETA (Californie - 1989).

Les progrs des connaissances en matire de construction parasismique ont fait apparatre que certains des concepts retenus dans les Rgles PS 69, maintenant dpasss, devaient tre revus. Cela a fait apparatre la ncessit de publier de nouvelles rgles, de manire apporter une amlioration sensible la fiabilit des constructions.



1 Objet, domaine d'application, conditions de validit

1.1 Objet

Les prsentes rgles ont pour objet, dans les rgions exposes des sismes, de proportionner la rsistance des ouvrages aux secousses svres qu'ils sont susceptibles de subir, pour leur confrer un comportement global satisfaisant en vue d'assurer la scurit des personnes. Elles visent aussi limiter les dommages conomiques.

Les rgles dfinissent ainsi des prcautions qui compltent celles applicables en toutes rgions. Ces rgles sont tablies sur la base de mouvements de sol forfaitaires, considrs comme descriptifs des mouvements forts attendus dans les zones concernes et vis--vis desquels la rsistance doit tre assure.

En ce qui concerne le bton arm, les btiments sont ceux relevant de la partie B des rgles BAEL . Les constructions mtalliques concernes par les prsentes rgles sont celles relevant du DTU P 22-701 ou de l' Eurocode 3 avec son Document d'Application National (D.A.N.).

Note sur le paragraphe 1.1

Ces rgles concernent les constructions neuves. Les dispositions constructives ne peuvent s'appliquer in extenso aux btiments anciens. Elles doivent alors faire l'objet de justifications spcifiques.

1.2 Rfrences normatives

Ce document comporte par rfrence date ou non date des dispositions d'autres publications. Ces rfrences normatives sont cites aux endroits appropris dans le texte et les publications sont numres ci-aprs. Pour les rfrences dates, les amendements ou rvisions ultrieurs de l'une quelconque de ces publications ne s'appliquent ce document que s'ils y ont t incorpors par amendement ou rvision. Pour les rfrences non dates, la dernire dition de la publication laquelle il est fait rfrence s'applique.

NF P 06-001 Bases de calcul des constructions - Charges d'exploitation des btiments (juin 1986).

DTU P 06-006 Rgles N 84 - Actions de la neige sur les constructions.

NF P 06-014 Rgles de construction parasismique - Construction parasismique des maisons individuelles et des btiments assimils (Rgles PS-MI 89 rvises 92).

NF P 08-302 Murs extrieurs des btiments - Rsistance aux chocs - Mthode d'essais et critres.

DTU P 11-211 DTU 13.11 - Fondations superficielles.

NF P 10-202-1, 2 et 3 Parois et murs en maonnerie de petits lments (Rfrence DTU 20.1).

NF P 18-210 Murs en bton banch (Rfrence DTU 23.1).

NF P 22-460 Assemblages par boulons non prcontraints - Dispositions constructives et calcul des boulons (juin 1979).

DTU P 22-701 Rgles CM 66 - Rgles de calcul des constructions en acier.

NF P 28-001 Faades lgres - Dfinitions - Classifications - Terminologie (dcembre 1990).

NF P 68-202 Plafonds suspendus en lments de terre cuite (Rfrence DTU 25.231).

NF P 72-202-1, 2 et 3 Ouvrages verticaux de pltrerie ne ncessitant pas l'application d'un enduit en pltre - Excution des cloisons en carreaux de pltre (Rfrence DTU 25.31).


Les prsentes rgles s'appliquent essentiellement aux systmes sol-structure rpondant principalement par inertie un mouvement sismique impos leur base. Ne sont viss que les btiments pour lesquels les consquences d'un sisme demeurent circonscrites leurs occupants et leur environnement immdiat.



Sont exclus du domaine d'application des prsentes rgles : les ouvrages raliss l'aide de matriaux structuraux ou de systmes non couverts par les documents normatifs en vigueur.


Les btiments ainsi viss correspondent ceux de la catgorie dite risque normal, dfinie par le dcret du 14 mai 1991 .

Les procds de construction non traditionnels relvent de la procdure de l'Avis Technique institu par le ministre charg de l'Equipement et du logement et par le ministre charg du Dveloppement Industriel et Scientifique. Les Avis Techniques dfinissent alors les conditions de vrification et les spcifications complmentaires vises aux deuxime et troisime termes de l'numration du paragraphe 1.4.

1.4 Contenu

Les prsentes rgles, en plus des rgles gnrales de conception et de calcul : - dfinissent, partir de choix effectus par la puissance publique, les actions sismiques de calcul prendre en compte et les

combinaisons d'actions correspondantes ; - prcisent les objectifs de comportement au regard de ces combinaisons, ainsi que les conditions dans lesquelles doivent

tre effectues les vrifications de scurit ; - dfinissent, le cas chant, les spcifications complmentaires auxquelles doivent satisfaire les matriaux utiliss ainsi

que les dispositions techniques adopter ; elles indiquent pour les diffrents matriaux et types de structure les valeurs des divers coefficients intervenant dans les diffrentes mthodes de calcul.

2 Dtermination de la scurit

2.1 Actions et situations sismiques

Dans le prsent document, les actions sismiques sont considres comme des actions accidentelles.

En consquence, elles sont dfinies par des valeurs nominales et sont pondres dans les calculs par un coefficient gal 1.

2.2 Objectifs de comportement

On attend des constructions difier en zone sismique qu'elles ne prsentent vis--vis des actions sismiques de calcul qu'une probabilit raisonnablement faible d'effondrement ou de dsordres structuraux majeurs, et que les dommages mineurs ou non structuraux y restent contenus dans des limites acceptables.

En particulier, il est admis que les structures puissent subir, dans les limites imparties par les prsentes rgles, des dformations se situant dans le domaine post-lastique.

L'obtention de cet objectif de comportement peut tre rendu plus probable par l'adoption d'une classe de protection plus leve pour l'ouvrage considr (voir paragraphe 3.4 ci-aprs) qui doit alors figurer dans les Documents Particuliers du March (D.P.M.).


On se dfend d'agressions fortes de nature alatoire en dfinissant des cas de charge " accidentels ", ventuellement plusieurs niveaux avec des coefficients de scurit appropris, pour assurer une progressivit de la rponse de la structure et viter ainsi des dsordres supplmentaires importants pour un accroissement faible de l'agression. Dans le prsent texte on utilise pour chaque construction un seul niveau typique d'agression. Bien entendu, la progressivit de la rponse de la structure reste souhaitable, mais il n'a pas paru possible de traiter cet aspect de manire simple par le calcul. Les dispositions constructives contenues dans les rgles vont dans le sens de cette progressivit : certaines correspondent au respect d'tats limites de service pour des agressions plus faibles.

Les prcautions dictes sont comparables celles d'autres rgles qui, dans le monde, ont montr une grande efficacit lors de forts sismes, rduisant considrablement les dommages aux personnes et aux biens. La probabilit accepte de dommage, aprs application des prsentes rgles dans le contexte sismotectonique considr, ne peut pas tre actuellement explicite. On doit accepter la possibilit de certaines ruines si survenaient des mouvements sismiques extrmement forts pour un tel contexte, et trs peu probables, mais auxquels il ne parat pas possible de poser des limites absolues. Les prcautions dictes assureraient au moins, en un tel cas, une grande limitation des dommages. Elles sont modules (voir article 3 ) selon l'importance socio-conomique des btiments.

Le niveau de ces prcautions, imposes par la puissance publique, correspond ainsi un arbitrage de fait entre le risque relatif



l'ouvrage, du point de vue de la scurit publique et de la prservation du potentiel conomique, et les dpenses mises la charge de la collectivit nationale pour la protection parasismique.

Le Matre d'Ouvrage peut imposer un niveau plus lev de prcautions par la voie des Documents Particuliers du March (D.P.M.).

L'acceptation de dformation du domaine post-lastique rpond des considrations d'ordre conomique, et parfois des impratifs de faisabilit.

2.3 Vrifications de scurit

2.3.1 Actions de calcul

En vue des vrifications de scurit, il est dfini : - des actions d'ensemble s'exerant sur la structure considre dans son ensemble ; - des actions locales s'exerant sur certains lments de la structure, certains lments non structuraux ou certains

quipements.

Ces actions sont considrer indpendamment les unes des autres. Elles entrent dans les vrifications sous la forme des combinaisons de calcul.

2.3.2 tats limites ultimes

Il doit tre vrifi que sous l'effet des combinaisons des actions de calcul aux tats limites ultimes, aucun tat d'quilibre libre d'ensemble, de rsistance ou de stabilit de forme n'est dpass dans la structure, ses composants ou sa fondation. L'action sismique doit tre considre comme une action accidentelle vis--vis des tats limites ultimes.

Note sur le paragraphe 2.3.2

Dans une structure comportant des lments linaires, on appelle rotule plastique une zone dans laquelle, sous l'effet des forces sismiques, apparat une concentration de courbure avec dpassement des limites lastiques des matriaux et affaiblissement de la rigidit. La dtrioration progressive dpend du nombre et de l'ampleur des dformations forces et peut tre limite par des dispositions constructives comportant en particulier, pour le bton arm, le confinement du bton comprim. Les zones o une rotule est susceptible de se produire est dnomme zone critique.

2.3.3 tats limites de dformation

Il doit tre vrifi que, sous l'effet des actions d'ensemble, les dformations de la structure n'excdent pas les maximums fixs dans le prsent document.


Ces limitations rpondent plusieurs fins : - maintenir la structure dans le domaine d'volution de ses proprits, domaine tel qu'il a t pris en compte pour le calcul ; - contenir les dommages non structuraux dans les limites acceptables ; - assurer un certain contrle de la structure vis--vis des tats limites de service.

2.3.4 Scurit des lments non structuraux

Il doit tre justifi que les lments non structuraux dont le comportement peut prsenter un danger grave pour la scurit des personnes, ainsi que leurs fixations, sont aptes supporter les actions locales mentionnes dans le paragraphe 2.31 .

Pour les lments les plus couramment rencontrs dans la pratique, on peut se dispenser de la vrification explicite de cette condition si les rgles techniques ou dimensionnelles dfinies leur sujet sont respectes.

3 Niveau minimal rglementaire de protection - valeurs de aN

Le niveau de l'agression prendre en compte dans l'tablissement d'un projet est conventionnellement spcifi au moyen d'un paramtre unique aN(acclration nominale).

Le niveau minimal de protection exig pour les divers ouvrages est fix par la puissance publique.



Pour l'application des prsentes rgles la catgorie d'ouvrages dite risque normal : - le territoire national est divis en zones de sismicit ; - les ouvrages sont rpartis en classes de risque.

Note sur l'article 3

L'acclration nominale, calant un spectre dfini, reprsente mieux la svrit d'une agression sismique que l'acclration maximale autrefois propose. Cette svrit, relie l'intensit macrosismique, dpend de la forme du spectre (voir 5.2.3 ), c'est--dire de la nature du sol du site.

Pour un mme spectre et la mme acclration nominale, cette svrit dpendrait encore de la dure des mouvements, que les mthodes de calcul ne prennent gnralement pas en compte. Si la dure estime est spcialement importante, le Matre d'Ouvrage peut imposer des conditions plus svres par la voie des Documents Particuliers du March (D.P.M.).

3.1 Zones de sismicit

Le territoire national est divis, par voie de dcret, en zones de sismicit croissante.


A la date de publication des rgles, il existe quatre zones : zone 0, zone I, zone II et zone III.

La zone I est subdivise en zone la et zone Ib.

3.2 Classes de protection des ouvrages

Les ouvrages sont rpartis en classes de risque par voie d'arrt.


A la date de publication des rgles, il existe quatre classes de risque, A, B, C et D. La rpartition des ouvrages entre ces classes est rappele l'annexe B. La classe de protection est habituellement gale la classe de risque mais tout Matre d'Ouvrage peut imposer un niveau de protection plus lev par la voie des D.P.M.

3.3 Valeurs de aN

En fonction des zones de sismicit et des classes de risque, les valeurs de aNsont fixes par voie d'arrt.


Il n'existe qu'une trs mauvaise corrlation entre l'intensit macrosismique et l'acclration maximale d'un point du sol au cours de la secousse (ou tout autre paramtre du mme genre).

Pour une acclration nominale donne, l'agressivit, en relation avec l'intensit macrosismique, dpend de la forme du spectre normalis associ, c'est--dire de la nature du sol du site (paragraphe 5.2.2 ). Pour le mme spectre et les mmes niveaux d'acclration, l'agressivit d'un sisme rel dpend encore de la dure des mouvements, ceci est pris en compte de manire simplifie au stade du choix de aN.

Les valeurs des acclrations nominales aNsont fixes par l' Arrt du 29/05/1997 .

3.4 Surclassement des ouvrages

Pour satisfaire des situations particulires de risque, un surclassement des ouvrages peut tre envisag.


La classe de protection qui est retenue doit alors tre stipule dans les Documents Particuliers du March.

Le surclassement est fix par voie d'arrt de faon gnrale, pour des cas particuliers, par les Commissions charges de



l'application des rgles de scurit.

A la date de publication des prsentes rgles, un surclassement est prvu dans les cas suivants : - pour un btiment, dont diverses parties relvent de classes diffrentes, son classement doit tre effectu pour son ensemble

dans la classe la plus contraignante ; - l'ouvrage dont la dfaillance peut compromettre la scurit d'un ouvrage voisin est ranger dans la classe de l'ouvrage

voisin si elle est plus svre, sauf si les largeurs des sparations sont suffisantes.

4 Rgles gnrales de conception

4.1 Choix du site

4.1.1 Voisinage des failles

Sauf ncessit absolue, aucun ouvrage ne doit tre difi au voisinage immdiat d'une faille dont les ruptures de surface potentielles sont reconnues dangereuses par les PPR. Il appartient ces plans de dfinir les bandes neutraliser et, le cas chant, des bandes dans lesquelles il convient de prendre en compte un mouvement de calcul plus svre.

Note :

Les DPM fixent la conception et les dispositions constructives adquates

4.1.2 Zones suspectes de liqufaction

Les couches de sol prsentant les caractristiques dcrites dans le paragraphe 9.1.2 doivent tre a priori considres comme susceptibles de donner lieu des phnomnes de liqufaction.

L'valuation du risque de liqufaction doit tre faite suivant les dispositions des paragraphes 9.1.2 9.1.5 ; les mesures prendre lorsque la scurit apparat insuffisante vis--vis de ce risque sont prcises au paragraphe 9.1.6 .


Les plans d'exposition aux risques ou les cartes de microzonage, lorsqu'ils existent, mentionnent les zones liqufiables de quelque tendue. Ces indications ne peuvent cependant pas tre tenues pour exhaustives, des formations liqufiables de faible tendue pouvant avoir chapp aux investigations grande chelle sur lesquelles sont bass ces documents. Inversement, la prsence d'une zone liqufiable n'implique pas ncessairement l'abandon du site. La hauteur de la zone liqufiable, sa position par rapport la surface libre du sol et par rapport la fondation, et surtout le type de structure et le mode de fondation sont les lments les plus importants de la dcision.

La nature et les modalits des reconnaissances effectuer et des justifications produire sont dfinies dans le paragraphe 9.1 .

4.2 Reconnaissances et tudes de sol

Les reconnaissances et tudes de sol sont en principe conduites de la mme manire que dans le cas des situations non sismiques.

Elles doivent cependant tre suffisamment dtailles pour permettre : - le classement du site par rapport aux sites types dcrits dans le paragraphe 5.2.2 ; - la dtection des formations a priori suspectes de se liqufier sous l'action sismique de calcul ; - l'utilisation d'une mthode de calcul impliquant la prise en compte des proprits dynamiques du sol lorsque les mthodes

des paragraphes 9.4.2 et 9.7 sont envisages.


Le tableau de la note sur le paragraphe 5.2.1 fait apparatre une liste de paramtres dont la connaissance peut aider asseoir le classement du site sur une base rationnelle.

4.3 Fondations



4.3.1 Homognit du systme de fondations

La fondation d'un ouvrage doit constituer un systme homogne, moins que cet ouvrage ne soit fractionn en units spares par des joints. Dans ce cas, le mode de fondation adopt peut varier d'une unit l'autre, mais doit rester homogne dans chacune d'elles.

Lorsque le sol prsente des discontinuits telles que contacts de formations gologiques de proprits gotechniques trs diffrentes, fractures, brusques changements de pente, l'ouvrage tout entier doit tre implant d'un mme ct de la discontinuit, ou scind en units distinctes de manire que chaque unit soit implante d'un mme ct de la discontinuit et fond de faon homogne.

4.3.2 Choix du systme de fondation

Le choix du systme de fondation est, en principe, effectu dans les mmes conditions qu'en situation non sismique, compte tenu de la condition suivante :

Des diffrences de niveaux d'assise peuvent tre tolres pour autant que la pente gnrale n'excde pas la moiti de celle normalement admissible, sauf justifications particulires.

4.3.3 Solidarisation des points d'appui

- Les points d'appui d'un mme bloc de construction doivent tre en rgle gnrale solidariss par un rseau bidimensionnel de longrines (ou tout autre systme quivalent) tendant s'opposer leur dplacement relatif dans le plan horizontal.

- On peut se dispenser de raliser cette solidarisation la condition que les effets des dplacements diffrentiels soient pris en compte dans les calculs.

- Aucune prcaution particulire n'est exige dans le cas de semelles convenablement engraves dans un sol rocheux ou de consistance rocheuse, non fractur et non dlit.


Un dallage en bton arm et bien conu cet effet peut jouer le rle de solidarisation des points d'appui.

4.3.4 Liaisonnement avec la structure

Dans le cas des fondations profondes (puits, pieux, barrettes), il doit tre tabli entre la structure et ses fondations une liaison tendant s'opposer leurs dplacements relatifs, sauf justifications particulires relatives la transmission des efforts.


Cette prescription ne s'applique pas au cas des structures reposant sur des appuis spciaux (appuis en lastomre ou autres) disposs en vue de permettre le dplacement de la structure par rapport sa fondation.

4.4 Structures

4.4.1 Ductilit

Les divers lments structuraux doivent prsenter une ductilit suffisante pour conserver leur rsistance de calcul sous les dformations qu'ils sont exposs subir au cours du mouvement sismique.

A dfaut d'autres justifications, cette condition est rpute satisfaite si, l'ouvrage tant calcul conformment aux prsentes rgles, les dispositions techniques dfinies dans le prsent document pour les diffrents matriaux sont respectes.

4.4.2 Monolithisme

Les structures doivent tre conues de manire constituer des ensembles aussi monolithiques que possible.

En particulier, on ne doit pas diminuer sans ncessit l'hyperstaticit d'un systme. Lorsque, du fait de la nature d'un ouvrage ou des ncessits de son exploitation, il est introduit des liaisons isostatiques, toutes dispositions doivent tre prises pour viter la formation d'un mcanisme, avec une forte prdominance d'articulations, qui mettrait en cause la stabilit d'ensemble de la structure.

Lorsqu'il est recouru l'utilisation d'lments prfabriqus ou prassembls, les assemblages doivent tre raliss de faon telle



que, dans son tat final, la construction prsente le mme degr de monolithisme que la construction conventionnelle de mme forme et de mmes dimensions. A dfaut, on applique les prescriptions de l' article 16 .


Il est important que les jonctions des lments prfabriqus, entre eux ou vis--vis du reste de la structure, ne constituent pas des zones de fragilit.

4.4.3 Position des zones critiques

Les zones critiques, dans lesquelles sont susceptibles d'apparatre des rotules plastiques, doivent tre identifies et traites conformment aux prsentes rgles, pour aboutir une possibilit de dformation post-lastique apprciable avant perte de rsistance importante et rupture. Toutes dispositions doivent tre prises pour que la formation de rotules les plastiques, si elle est ncessaire, se produise en dehors des noeuds et avant la rupture de l'assemblage des lments linaires.

On doit vrifier qu'il n'apparat pas d'instabilit des lments ou de l'ensemble.


Dans une structure comportant des lments linaires, on appelle rotule plastique une zone dans laquelle, sous l'effet des forces sismiques, apparat une concentration de courbure avec dpassement des limites lastiques des matriaux et affaiblissement de la rigidit. La dtrioration progressive dpend du nombre et de l'ampleur des dformations forces et peut tre limite par des dispositions constructives comportant en particulier, pour le bton arm, le confinement du bton comprim. La zone o une rotule est susceptible de se produire est dnomme zone critique.

En particulier, on doit veiller viter la ruine des noeuds avant l'puisement de la rsistance et de la ductilit des lments de type poutre (ventuellement de type poteau) aboutissant ces noeuds.

L'objet de la clause 4.4.3 est illustr par les figures a), b), et c) ci-aprs :

Figure 1 Emplacement des zones critiques

La configuration a) qui correspondrait des poteaux trs insuffisants est proscrire.

La configuration b), correspondant la formation de rotules plastiques dans les lments porteurs, est viter grce des dispositions de " dimensionnement en capacit " (donner aux poteaux une raideur telle que les rotules plastiques ne puissent se produire que dans les lments horizontaux, poutres, linteaux ou dalles, et dans les lments inclins). On peut admettre dans des poteaux l'apparition de rotules plastiques, moyennant une justification montrant que, malgr l'affaiblissement des raideurs de zones critiques, une limite d'instabilit n'est pas atteinte.

En outre, et autant que possible, toutes dispositions doivent tre prises pour que la formation de rotules plastiques dans les



lments porteurs verticaux ne puisse pas prcder la formation de rotules dans les lments horizontaux (poutres horizontales, linteaux, traverses inclines).

4.4.4 Espacement entre blocs ou ouvrages voisins

4.4.4.1 Principe

Les joints de sparation (joints de dilatation, joints de rupture) doivent assurer l'indpendance complte des blocs qu'ils dlimitent.

En rgle gnrale, et en dehors du cas des joints de rupture imposs par les contacts de formation de proprits gotechniques trs diffrentes ( voir 4.3.1 ), il n'est pas ncessaire de les poursuivre en fondation.

4.4.4.2 ralisation

Les joints doivent tre soigneusement dbarrasss de tout matriau et tre protgs durablement contre l'introduction de corps trangers susceptibles d'en altrer le fonctionnement.

Les couvre-joints, les matriaux d'obturation ou d'tanchit ne doivent pas pouvoir transmettre d'effort notable d'un bloc l'autre.

4.4.4.3 largeur

La largeur des joints doit tre telle que les blocs qu'ils sparent ne puissent entrer en contact au cours de leur mouvement. Elle ne peut tre infrieure 4 cm en zones la et Ib, et 6 cm en zones II et III.

5 Dfinition du sisme de calcul

Il s'agit d'une dfinition conventionnelle utilise pour le calcul des ouvrages, dduite du mouvement du sol.

5.1 Modlisation du mouvement du sol

Le mouvement du sol dans l'emprise d'un ouvrage est considr dans les prsentes rgles comme rsultant de la composition : - d'un mouvement de translation d'ensemble, dans lequel tous les points du sol sont anims tout instant du mme mouvement ; - et de mouvements diffrentiels, fonctions de la distance sparant les points considrs.

Le mouvement de translation est dfini par trois composantes : deux composantes horizontales orthogonales et la composante verticale.

Chaque composante du mouvement est caractrise par un spectre de rponse en termes d'acclration et donn en annexe A et dont drivent les spectres de dimensionnement dfinis au paragraphe 5.2.3 .

On utilise le mme spectre pour les deux composantes horizontales du mouvement.

La composante verticale est, sauf spcification contraire, considre comme d'intensit gale 70 % de celle des composantes horizontales.

Les dplacements diffrentiels doivent tre considrs dans les trois directions principales ; dans une direction donne, ils sont valus partir du dplacement maximal du sol dans cette direction.


Les spectres considrs ne sont pas des spectres lastiques dduits directement des mouvements du sol, mais des spectres conventionnels de dimensionnement, directement utilisables par les mthodes pseudo-dynamiques simplifies. Les spectres lastiques de base sont fournis en annexe A .

5.2 Dfinition de l'action sismique

Le mouvement sismique de calcul est dfini par les paramtres suivants : - l'acclration nominale aNdj dfinie au paragraphe 3.3 ; - l'ordonne du spectre de dimensionnement normalis dpendant des formations gologiques du site ( voir figure 2 ) et

de la priode T, appele RD(T) ; - un coefficient li la topographie ;



- un coefficient correctif d'amortissement p.

On dsigne par la suite le produit de ces paramtres par R(T) = aNRD(T)

La dfinition des spectres de dimensionnement normaliss repose sur les classifications des paragraphes 5.2.1 et 5.2.2 .


Figure 2 Site gologique

5.2.1 Classification des sols

En vue de la dfinition des sites-types, les sols sont classs en quatre catgories, en fonction de leurs proprits mcaniques, comme indiqu ci-aprs : - rocher sain ; - catgorie a : sols de rsistance bonne trs bonne (par exemple sables et graviers compacts, marnes ou argiles raides

fortement consolides) ; - catgorie b : sols de rsistance moyenne (par exemple roches altres, sables et graviers moyennement compacts,

marnes ou argiles de raideur moyenne) ; - catgorie c : sols de faible rsistance (par exemple sables ou graviers lches, argiles molles, craies altres, vases).


La connaissance d'un ou de plusieurs des paramtres figurant dans le tableau ci-dessous permet d'asseoir le classement sur une base objective :



Tableau 2 Paramtres d'identification des sols

5.2.2 Classification des sites

Il est considr quatre types de sites correspondant aux descriptions suivantes : - Sites S0 - sites rocheux (site de rfrence) - sols du catgorie a en paisseur infrieure 15 m

- Sites S1 - sols du catgorie a en paisseur suprieure 15 m - sols du catgorie b en paisseur infrieure 15 m

- Sites S2 - sols du catgorie b en paisseur comprise entre 15 m et 50 m - sols du catgorie c en paisseur infrieure 10 m



- Sites S3 - sols du catgorie b en paisseur suprieure 50 m - sols du catgorie c en paisseur comprise entre 10 m et 100 m

Dans le cas de sites comportant des sols du catgorie c en paisseur suprieure 100 m, il convient de procder une tude particulire en vue de la dtermination d'un spectre spcifique.

Ces descriptions supposent que les sols en cause sont disposs en formations peu prs rgulires. Dans le cas de formations irrgulires ou lenticulaires, ou en cas d'ambigut, il convient de procder l'assimilation qui, compte tenu de la forme des spectres ci-dessous et des priodes propres de la structure, conduit au degr de conservatisme immdiatement suprieur.


Les profils de sol sont reprsents schmatiquement ci-dessous :

Figure 3 Classification des sites

L'attention est attire sur le fait qu'un spectre peut tre plus dfavorable qu'un autre dans une certaine bande de priodes et plus favorable dans une autre bande.

5.2.3 Spectres de dimensionnement normaliss

5.2.3.1 Gnralits

Les spectres de dimensionnement normaliss sont donns pour la valeur 5 % de l'amortissement relatif et sont rapports la valeur unit de l'acclration nominale.

Leur forme est reprsente dans la figure 4 ci-contre. Elle rpond la dfinition analytique suivante : - Branche A'C : RD(T) = RM - Branche CD' : RD(T) = RM[TC/ T]2/3 - Branche D'E' : RD(T) = RM[TC/ TD]2/3[TD/ T]5/3

Le paramtre RMet les ordonnes RD(T) sont des nombres sans dimension.

Note sur le paragraphe 5.2.3.1

Les spectres de dimensionnement drivent des spectres lastiques normaliss dfinis dans l' annexe A par le remplacement de



la branche ascendante AB de ces derniers par un palier horizontal prolongeant le palier BC et par un relvement des ordonnes des branches descendantes :

Figure 4 Spectres de dimensionnement normaliss

Pour la simplicit, on ne proportionne pas ces relvements au coefficient " q " choisi (voir paragraphe 6.3.2 et note sur le paragraphe 6.3.2 ). Dans le cas o q = 1, on garde le spectre de dimensionnement indiqu.

Ces modifications sont destines permettre une prise en compte approximative et globale de comportements lastoplastiques rpartis dans la structure. Lorsque ces effets sont pris en compte plus directement dans la modlisation, il convient de revenir aux spectres lastiques normaliss et d'abandonner l'usage du coefficient de comportement global.

5.2.3.2 Composantes horizontales

Les valeurs TB, TCet TDexprimes en secondes, et celle de RMsont donnes pour chaque type de site par le tableau ci-dessous :

Tableau 3 Spectres de dimensionnement - Valeurs de TB, TC, TDnormal et RM

Les quations analytiques des branches de ces spectres sont donnes pour chaque type de site au tableau 4.



Tableau 4 Equations analytiques de spectres de dimensionnement normalises


Figure 5 Composantes horizontales

5.2.3.3 Composante verticale

Le spectre de la composante verticale est considr comme identique au spectre de la composante horizontale si l'on se trouve sur les sites S0 ou S1 ; dans les autres cas, les branches descendantes du spectre sont remplaces par celles du spectre correspondant au site S1.

On effectue ensuite une affinit de rapport 0,7 comme prcis au paragraphe 5.1 .




Figure 6 Composante verticale

5.2.3.4 Correction d'amortissement

Les spectres de dimensionnement utiliser pour des valeurs de l'amortissement relatif diffrentes de 5 % (voir paragraphe 6.2.3.4 ) sont obtenus en multipliant les ordonnes des spectres normaliss ci-dessus par le facteur :

avec l'amortissement relatif diffrent de 5 %.

Hormis l'utilisation de dispositifs mcaniques, la correction est limite 2 % 30 %.

5.2.4 Coefficient d'amplification topographique

Il est tenu compte d'un coefficient multiplicateur dit d'amplification topographique, pour les ouvrages situs en rebord de crte.

Si l'on considre une arte C ( voir figure 7 ) dlimitant un versant aval de pente I (tangente de l'angle de pente) et un versant amont de pente i, et si : - H 10 m (H tant la hauteur de l'arte au-dessus de la base du relief) - i 1/3

Le coefficient : - prend la valeur : = 1 pour l - i 0,40



= 1 + 0,8 (I - i - 0,4) pour 0,40 I - i 0,90 = 1,40 pour I - i 0,90 I et i sont pris en valeur algbrique Sur le tronon CB du versant amont dfini par la longueur b de sa projection horizontale (exprime en mtres) :

- fait l'objet d'un raccordement linaire entre les valeurs 1 et le long des deux tronons AC et BD, de longueur : a = AC = H/3 c = BD = H/4 - prend la valeur 1 l'aval du point A et l'amont du point D.


La dtermination de H laisse une certaine part l'apprciation. A titre indicatif, on peut considrer comme base du relief le point au-dessous duquel la pente gnrale du site redevient infrieure 0,4. Pour la stabilit des pentes, voir le paragraphe 9.2 .

Figure 7 Variation du coefficient multiplicateur suivant la topographie du site

5.3 Dplacement du sol

5.3.1 Dplacement absolu

On dsigne par DMle dplacement maximum subi par un point du sol au cours du mouvement sismique pour une acclration unit. Les valeurs de DMsont donnes dans le tableau 5 .

5.3.2 Dplacement diffrentiel

En l'absence de discontinuit mcanique ou topographique accuse, la valeur maximale du dplacement diffrentiel dans une direction donne entre deux points distants de la longueur X horizontale est donne par :



Dans ces expressions,

aNreprsente l'acclration nominale exprime en m/s2(valeurs du tableau 1).

DM, le dplacement maximum subi par un point du sol au cours du mouvement sismique,

LM, la distance horizontale au-del de laquelle les mouvements de deux points peuvent tre considrs comme indpendants ;

est le coefficient de topographie dfini dans le paragraphe 5.2.4 .

Les valeurs de et LMsont donnes, pour les quatre sites-types, par le tableau 5 ci-dessous.

Tableau 5 Dplacement diffrentiel

Dans le cas o les deux points sont situs de part et d'autre d'une discontinuit mcanique ou topographique accuse, la valeur de d est majorer de 50 %.


Par discontinuit mcanique, on entend le contact de deux formations gologiques de proprits trs diffrentes (par exemple contact de formations rocheuses et sdimentaires ; de formations stratifies horizontalement et de couches prsentant un pendage accus) ou encore les failles reconnues inactives.

Par discontinuit topographique, on entend les dpressions naturelles (thalwegs, etc.) ou artificielles (tranches, etc.) de profondeur suprieure 5 m.

Dans le cas de thalwegs ou de tranches, cette majoration s'entend pour des profondeurs suprieures 10 m.

Pour des profondeurs comprises entre 5 m et 10 m, il peut tre procd une interpolation linaire.

6 Actions sismiques d'ensemble

Note sur l'article 6



Cet article concerne les actions envisager pour la vrification de la structure dans son ensemble (voir paragraphe 2.3.1 ). Les actions locales considrer pour la justification de la rsistance ou de la stabilit de certains lments d'ouvrage ou quipements figurent dans l'article 7.

Dans ce qui suit, le terme " action sismique " s'entend comme le systme de dformations ou de forces impos au btiment par le mouvement sismique, tel que calcul selon les prsentes rgles.

Le terme " sollicitation " dsigne les lments de rduction en un point d'une section du systme des forces agissant sur cette section (effort normal, effort tranchant, moments de flexion et de torsion).

L'attention est attire sur le fait que, de mme que les sollicitations, les actions sismiques sont des systmes vectoriels dont les composantes sont susceptibles de varier indpendamment les unes des autres et pour lesquels, par consquent, la notion de maximum est en gnral dnue de sens. Elle est remplace parcelle d'action la plus dfavorable (sous-entendu : " pour la section tudie "), c'est--dire celle qui dveloppe dans la section en cause la sollicitation la plus dfavorable.

La notion de maximum conserve cependant un sens, et reste en consquence utilise, lorsqu'on a affaire des systmes de vecteurs variant de faon proportionnelle (cas des modes principaux de vibration considrs isolment) ou lorsqu'on ne s'intresse qu' un seul vecteur de direction dtermine (par exemple : valeur maximale du dplacement d'un point, d'une force, d'une composante d'une sollicitation).

6.1 Modlisation du mouvement sismique et nature des actions considrer

6.1.1 Orientation du mouvement sismique

Les composantes horizontales du mouvement de calcul doivent tre orientes suivant les axes principaux de l'ouvrage.


Par axe principal d'un ouvrage, on entend la direction dans laquelle ce dernier prsente un maximum ou un minimum de rigidit.

6.1.2 Nature des actions sismiques

Dans le modle de mouvement sismique dfini l' article 5 , l'action sismique s'exerant sur un ouvrage peut tre considre comme compose : - des forces d'origine dynamique induites dans la structure par le mouvement de translation d'ensemble du sol du fait de l'inertie

des masses qui la composent, lui sont lies, ou s'appuient sur elle ; - des dplacements directement imposs l'ouvrage ou sa fondation par les mouvements diffrentiels, ces dplacements

tant considrs comme appliqus de faon statique ; - des forces dveloppes par les oscillations de torsion d'axe vertical induites par les mouvements diffrentiels horizontaux ; - le cas chant, des surpressions dynamiques exerces sur l'ouvrage par les terres et l'eau ventuellement retenues par

ce dernier ou par les matires solides ou liquides qu'il contient.


Dans le modle de mouvement sismique considr dans ce paragraphe, les effets dynamiques des mouvements diffrentiels autres que ceux dfinis en c) sont ngligs.

Il est rappel que dans le cas o il est procd un calcul linaire ou un calcul linaire quivalent du type dfini en 6.3.2 , les effets de chaque composante peuvent tre valus sparment puis combins suivant les rgles du paragraphe 6.4 . Les sollicitations dues aux systmes b) et c) et ventuellement au systme d) sont combines au rsultat prcdent.

6.1.3 Coefficient sismique

Lorsque les composantes de l'action sismique sont exprimes en termes de forces, ces forces peuvent elles-mmes tre exprimes au moyen d'un coefficient sismique dfini comme le rapport de leur intensit celle du poids mg de la masse m laquelle elles s'appliquent.

6.2 Modlisation des structures

6.2.1 Masses prendre en compte dans les calculs

Les masses faire entrer en ligne de compte pour la dtermination des actions sismiques sont celles des charges permanentes et d'une fraction des charges d'exploitation et de la charge de neige entrant dans les rgles de combinaisons d'actions donnes au



paragraphe 8.1 .

Cette fraction est donne par le coefficient ci-dessous dit " coefficient de masse partielle " en fonction de la nature des charges et leur dure. En ce qui concerne les charges d'exploitation, il n'y a pas lieu d'oprer la dgression verticale ni la dgression horizontale prvue par la norme P 06-001 .

- Btiment d'habitation ou d'hbergement, bureaux et assimils : = 0,20 - Halles divers, salles d'exposition, et autres locaux destins principalement au transit des personnes - Salles de runions,

lieux de culte, salles et tribunes de sport, salles de danse et tout autre lieu avec places debout et utilisation priodique : = 0,25 - Salles de classe, restaurants, dortoirs, salles de runions avec places assises : = 0,40 - Archives, entrepts : = 0,80 - Autres locaux non viss en 0) - 1) - 2) et 3) : = 0,65 - Dans le cas des btiments industriels : - catgorie a 1 : = 1 - catgorie a 2 : = 0 - catgorie a 3 : = 0,65

- Dans le cas de chemins de roulement : - pour la masse propre du pont roulant ...... = 1 - pour la masse suspendue au pont roulant dans les directions horizontales ... = 0 - pour la masse suspendue au pont roulant dans la direction verticale, et dfaut d'indication contraire par les DPM sur les

taux de chargement et d'utilisation ............................. = 0,2

En ce qui concerne la charge de neige (dont la valeur est spcifie en fonction de l'altitude, jusqu' 2 000 m, dans les Rgles N84 - paragraphe 3.2 ), la valeur de est la suivante : - pour une altitude infrieure ou gale 500 m : = 0 - pour une altitude suprieure 500 m : = 0,30

La charge due la prsence de personnes sur une terrasse accessible n'est pas cumuler avec la charge de neige.

Le coefficient applicable une certaine action doit tre pris gal 0 lorsque cette ventualit est plus dfavorable pour la rsistance ou l'quilibre de l'lment tudi.

Les coefficients applicables aux charges d'exploitation pour le calcul des actions locales sont gaux 1,0.


Il est rappel que les valeurs des charges d'exploitation et de la surcharge de neige, dans le cas des situations accidentelles de type sismique, ont le sens de valeurs caractristiques ou nominales, telles qu'elles sont dfinies dans la norme NF P 06-001 pour les charges d'exploitation des btiments et dans le DTU P 06-006, Rgles N84 pour la neige. Par ailleurs, l'introduction du coefficient offre l'intrt de n'avoir considrer qu'une modlisation unique des masses pour l'analyse de la structure.

Note sur 5) du paragraphe 6.2.1

La norme P 06-001 dfinit les catgories des btiments industriels.

6.2.2 Discrtisation des masses

Les structures, les sols, ou les systmes sols-structures, et les charges supportes, peuvent tre dcomposes en un certain nombre de solides lmentaires possdant chacun au regard du problme tudi, le caractre de solide indformable, et soumis des liaisons appropries.

Chacun de ces solides peut lui-mme tre remplac par un lment matriel quasi ponctuel, de mme centre de gravit que le solide, de mmes proprits d'inertie que ce dernier (masse, moments et produits d'inertie) et dot de degrs de libert appropris (translations et rotations).

La dcomposition du systme et le choix des degrs de libert doivent permettre la mise en vidence des dformations ventuellement prjudiciables la scurit de l'ouvrage et permettre en particulier l'identification des zones pouvant donner lieu des concentrations de dformations ou des dformations post-lastiques importantes.


La discrtisation en solides d'tendue non ngligeable implique, en rgle gnrale, l'introduction de degrs de libert de rotation et celle d'inerties de rotation. Dans la rduction en lments quasi ponctuels, il convient de ne pas omettre les couples rsultant du



transfert des forces au centre de gravit. Les rotations peuvent tre ngliges si la discrtisation est suffisamment fine pour qu'on-puisse considrer que leurs effets sont convenablement simuls par les translations des masses lmentaires. Elles peuvent galement tre ngliges s'il apparat que ces rotations sont a priori ngligeables.

Le choix du modle est pour une large part affaire de jugement. Le modle doit faire apparatre les couplages significatifs entre degrs de libert de directions diffrentes. Les meilleurs modles sont ceux qui rendent compte de l'essentiel sans superflu ; en particulier, l'apparition au niveau des rsultats de modes infrieurs n'apportant qu'une contribution ngligeable la rponse, est souvent l'indice d'une modlisation inutilement sophistique.

6.2.3 Liaisons

6.2.3.1 Nature

Les liaisons entre les diffrentes masses sont ralises par des lments des structures comportement linaire lastique.

Les liaisons non linaires peuvent toutefois tre envisages sur justifications particulires.

6.2.3.2Rigidits

- Le modle doit prendre en compte l'ensemble des lments structuraux ou non, susceptibles d'apporter une contribution sensible la rigidit de la structure, mme s'ils sont ngligs dans les calculs de rsistance.

- Les valeurs des modules d'lasticit ou autres paramtres introduire dans les modles linaires pour les divers matriaux sont les valeurs moyennes des rgles de calcul de ces matriaux.

- Les caractristiques mcaniques d'une section droite d'un lment en bton sont calcules partir de son coffrage.

Note sur 1) du paragraphe 6.2.3.2

Cette rgle prend toute son importance, notamment dans le cas d'ossatures en portiques dont le fonctionnement peut tre plus ou moins brid par la prsence de maonnerie de remplissage.

Les rigidits sont prises en compte pour la dtermination des priodes propres (voir 6.2.4) donc des actions sismiques en fonction du spectre, et pour celle des dformes modales. L'adoption de rigidits relativement leves, avec prise en compte de la rigidit totale des remplissages et en section non fissure du bton, tend ainsi majorer les actions et les sollicitations par rapport la situation relle, mais ceci est cohrent avec la dfinition des coefficients de comportement et il importe de ne pas prendre en compte les assouplissements rels.


Le terme valeur moyenne s'entend ici au sens statistique (par opposition valeur caractristique par exemple).


Pour les lments en bton, les caractristiques mcaniques des sections doivent donc tre calcules partir des coffrages, sans tenir compte ni du coffrage ni de la fissuration, ni de la section des armatures.

6.2.3.3 liaisons avec le sol et hauteur de dimensionnement

- Modle avec ressort Les liaisons avec le sol peuvent tre modlises sous la forme de ressorts et d'amortisseurs en rapport avec la nature et le.

nombre de degrs de libert choisis (translations et rotations) et avec la position de la fondation par rapport la surface du sol (superficielle ou encastre). La caractrisation de ces ressorts et amortisseurs doit correspondre au rgime dynamique. Les modules de dformation concernant les sols s'entendent comme les modules scants correspondant aux distorsions moyennes engendres par le passage de l'onde sismique.

- Mthode forfaitaire Lorsque les btiments comportent une infrastructure, il est loisible de considrer une hauteur de dimensionnement, qui est dfinie

ci-aprs en fonction des hauteurs respectives de l'infrastructure et de la superstructure et en fonction de la nature de la couche de sol de fondation.

Si H0dsigne la hauteur de la superstructure et si H1dsigne la hauteur de l'infrastructure, la hauteur H de dimensionnement est telle que :

- H = H0si la structure est fonde sur rocher ou sol de catgorie a, - H = H0+ H1/2 1,5 H0si la structure est fonde sur sol de catgorie b, - H = H0+ H1 2H0si la structure est fonde sur sol de catgorie c.



Les catgories de sols mentionnes ci-dessus sont rpertories au paragraphe 5.2 ( tableau 2 ). Selon le prsent article, il ne doit pas tre tenu compte de l'interaction sol-structure et le mouvement du sol est suppos impos

un niveau conventionnel. Les masses situes sous le niveau d'encastrement de dimensionnement et y compris celles situes ce niveau, sont supposes

soumises l'acclration aN(dfinie au paragraphe 3.3 ).


Le paragraphe 6.2.3.3 rend compte de manire simple mais approximative du phnomne de l'interaction sol-structure qui se manifeste dans les sols de caractristiques mcaniques moyennes mdiocres.

C'est la hauteur de dimensionnement H qui est prise en compte dans la dtermination du mode fondamental et de la priode correspondante donne au paragraphe 6.6.1 .

Figure 8 Interaction sol-structure

Les limitations indiquent que si l'ouvrage est compltement enterr (H0= 0), la hauteur de dimensionnement prendre en compte est nulle ; ce type d'ouvrage est analyser au titre des ouvrages enterrs.

La rgle spcifie s'applique mme lorsque le sol est constitu d'un bicouche ; on peut rencontrer par exemple les cas suivants :



Figure 9 Hauteur de dimensionnement

Dans la dtermination de la hauteur de dimensionnement, il est raliste d'arrondir la cote au plancher le plus proche.

Pour la vrification des lments structuraux, c'est le modle complet du btiment de hauteur Htqui doit tre pris en compte.

6.2.3.4 Amortissement

- Mthode de prise en compte de l'amortissement A dfaut d'valuation plus prcise, l'amortissement structurel et les frottements internes dvelopps dans l'ouvrage peuvent tre

pris en compte par un amortissement quivalent de type visqueux, dfini par un pourcentage d'amortissement critique constant pour chacun des modes.

- Structures matriau unique Lorsque les lments structuraux sont constitus d'un seul type de matriau, la valeur du pourcentage d'amortissement critique

est la mme pour tous les modes et est donne dans le tableau 6.

Tableau 6 Amortissement critique - Structures composites Lorsque la structure est constitue de plusieurs matriaux, la valeur du pourcentage d'amortissement critique est gale, pour

chacun des modes considrs :



o : - dsigne le pourcentage d'amortissement critique du mode considr ; - E dsigne l'nergie lastique de la structure, associe la dforme modale considre ; - iSommation tendue l'ensemble des matriaux constituant la structure ; - idsigne, pour chaque matriau, le pourcentage d'amortissement critique dfini dans le tableau 6 ; - Eidsigne la part d'nergie lastique, associe la dforme modale considre, emmagasine dans chacun des

matriaux.

- Influence des lments secondaires Lorsque la structure comporte une densit de cloisons comparable celle des btiments d'habitation, ou d'autres lments non

structuraux, mais lis la structure, susceptibles de dissiper de l'nergie, les valeurs du pourcentage d'amortissement critique peuvent tre augmentes de 1 % dans le cas des murs et de 2 % dans le cas des portiques ou des structures en treillis mtallique.

- Interaction sol-structure En l'absence de justification prcise par une mthode scientifiquement tablie et valide par l'exprience, l'amortissement

rsultant de la prise en compte de l'interaction sol-structure doit tre limit 50 % de sa valeur thorique, augment de 5 % pour tenir compte de l'amortissement matriel du sol.


Par amortissement quivalent, on entend un amortissement conduisant, pour un niveau de dformation comportant de faibles incursions dans le domaine plastique, la mme dissipation d'nergie par cycle que les amortissements et frottements rels.

Lorsque la structure subit des incursions dans le domaine plastique, les effets de l'augmentation de l'amortissement rel sont inclus dans le coefficient de comportement q. On ne peut donc pas dans ce cas majorer les valeurs de l'amortissement. Il est nanmoins admis que l'amortissement initial est maintenu.

Il est rappel que l'amortissement quivalent est pris en compte par une modification du spectre de calcul, conformment au paragraphe 5.2.3.4 .

La formule de pondration donne dans ce paragraphe considre que les matriaux et dispositifs utiliss ont un comportement hystrtique, ce qui est le cas des matriaux courants.

Dans le cas o des dispositifs mcaniques sont introduits pour amortir la structure, la contribution de ces dispositifs l'amortissement de chacun des modes doit faire l'objet d'une justification spciale.

Les valeurs du tableau 6 s'entendent pour des ouvrages dans lesquels il n'existe que peu d'lments secondaires tels que remplissages, partitions, etc., susceptibles de contribuer la dissipation d'nergie. C'est par exemple le cas des salles de spectacles, halls de production industrielle, halls de gare et d'aroports, bureaux partitions amovibles, etc.

Suivant les modles de calcul de l'interaction sol-structure utiliss, on peut assimiler le pseudo-amortissement (dit gomtrique) d cette interaction un amortissement relatif iassoci la pulsation du mode considr.

Les limitations introduites concernant la valeur d'amortissement ont pour objet de tenir compte des rflexions d'ondes rsultant de la stratification rencontre dans les sols. Ces limitations ne peuvent tre leves que si la stratigraphie est suffisamment connue et prise en compte dans l'valuation du pseudo-amortissement.

6.2.4 valuation des priodes propres

Dans les prsentes rgles, les priodes et les modes propres introduire dans les calculs sont dterminer dans l'tat lastique initial du systme (domaine des petites oscillations).

Les masses prendre en compte dans cette valuation sont celles dfinies dans le paragraphe 6.2.1 .

Les priodes propres peuvent tre calcules par les mthodes classiques de la dynamique des structures. Dans le cas o elles s'appliquent, les formules empiriques peuvent tre utilises.

6.3 Prise en compte des comportements non linaires



6.3.1 Gnralits

Dans le prsent document, sont considres les structures de btiment ne prsentant que des non-linarits de comportement des matriaux et des non-linarits gomtriques peu accuses.


En ce qui concerne les non-linarits, on distingue : - les non-linarits de comportement des matriaux, qui correspondent aux excursions de certaines parties du systme hors du

domaine lastique conventionnel ; - les non-linarits gomtriques, qui correspondent aux modifications subies par la gomtrie du systme du fait des

dformations ou dplacements subis par ce dernier, par exemple les effets dits " du second ordre ", en particulier ceux dus aux forces de gravit, aux soulvements des fondations, etc. ;

- les non-linarits mcaniques qui tiennent la nature ou aux caractristiques des liaisons : - dissymtries de comportement en compression et traction ; liaisons unilatrales l'exclusion de celles apparaissant par

fissuration ; - percussions ; - utilisation de dispositifs mcaniques ou de matriaux de caractristiques non linaires, en particulier dispositifs de friction,

de glissement, etc.

Dans certaines installations peuvent apparatre des non-linarits dues la variation des masses lies la structure (fluides). Dans le prsent document, elles sont ranges dans les non-linarits gomtriques.

6.3.2 Calcul linaire quivalent : spectre de dimensionnement - coefficient de comportement

Les structures dfinies dans le paragraphe 6.3.1 peuvent faire l'objet d'un calcul linaire dans les conditions ci-aprs : - modle : la structure est fictivement considre comme restant indfiniment lastique, et sans modification de ses conditions de

liaisons, quelle que soit l'intensit des actions sismiques ; - mouvement sismique : on utilise les spectres de dimensionnement dfini au paragraphe 5.2.3 ; - les dplacements de la structure sont en principe considrs comme gaux ceux calculs pour le modle lastique fictif,

partir du spectre de dimensionnement, sauf dans le cas d'une dtermination directe du coefficient de comportement ; - les forces et sollicitations de calcul sont obtenues en divisant les forces et sollicitations calcules dans les mmes

conditions que ci-dessus par un coefficient q dit " coefficient de comportement ".

Le coefficient " q " forfaitaire fix par les prsentes rgles est global pour le b