pathologie_des_batiments_endommags_2014.pdf

UNIVERSITE HASSIBA BENBOUALI DE CHLEF

Facult de Gnie Civil et dArchitecture

Dpartement de Gnie CivilMaster Gnie Civil Option : Structures civiles et industrielles

Matire : Vulnrabilit et Rhabilitation des Structures

Prof. KASSOUL Amar

CHPITRE II : PATHOLOGIE DES BATIMENTS ENDOMMAGS PAR LESSISMES

TABLE DES MATIRES

1. INTRODUCTION2. PATHOLOGIE DES BATIMENTS ENDOMMAGS PAR LES SISMES2.1. Maonnerie Non Renforce2.2 Murs De Remplissage Extrieurs2.3 Irrgularit en plan2.4 Irrgularit en lvation2.5. Etage mou ou tage souple2.6 Raideur et rsistance la torsion2.7 Joint parasismique

3. PATHOLOGIE DES LMENTS STRUCTURAUX ENDOMMAGS PAR LES SISMES3.1. Poteaux

3.1.1 Poteaux fragiles3.1.2 Poteaux courts

3.2. Murs en bton arm (voiles)3.2.1. Caractristiques essentielles du comportement des voiles3.2.2. Modes de rupture des voiles lancs

3.2.2.1. Ruptures en flexion3.2.2.2. Ruptures en flexion - effort tranchant3.2.2.3. Ruptures par effort tranchant

3.2.3. Modes de rupture des voiles courts3.3. Poutres3.4. Jonction poteaux poutres (nuds)

PATHOLOGIE DES BATIMENTS ENDOMMAGS PAR LES SISMES

Vulnrabilit et Rhabilitation des Structures (2014/2015) MASTER Gnie Civil Option : SCI - Prof. Dr. Amar KASSOUL

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1. INTRODUCTIONComprendre les effets des sismes sur les constructions pour rduire leur vulnrabilit.

2. PATHOLOGIE DES BATIMENTS ENDOMMAGS PAR LES SISMES2.1. Maonnerie Non Renforce

La figure 1 montre le mode ruine dune construction en maonnerie non renforce avec desplanchers en bton arm Frioul en Italie (1976). Les grandes fissures diagonales dans lesmurs et la perte de continuit entre les murs externes indiquent des dgts structuraux graves.

Figure 1 : Maonnerie non renforce avecdes planchers en bton arm Frioul, Italie1976 Braulins (Udine).

Figure 2 : Maonnerie non renforce -Frioul,Italie 1976 / Gemona (Udine)

La figure 2 illustre une construction en maonnerie non renforce -Frioul, Italie 1976 /Gemona (Udine). Il existe de nombreuses fissures diagonales dans la plupart des murs, maiselles ne sont pas si graves et les murs nont pas cd.

La figure 3 montre une construction en maonnerie en pierres brutes - Montngro,Yugoslavie 1979. Une partie des murs porteurs a cd, causant un effondrement partiel du toitet des poutres des planchers. Il sagit de dgts structuraux graves.



3

La figure 3 : Maonnerie en pierres brutes - Montngro, Yugoslavie 1979

2.2 Murs De Remplissage Extrieurs

La Figure 4 montre l'effondrement des murs de remplissage non arm d'un btiment en BApendant le tremblement de terre 1980 de EL Asnam

Figure 4 : l'effondrement des murs de remplissage non arm d'un btiment en BA pendant letremblement de terre 1980 dEL Asnam

La figure 5 montre la forme dune ossature en bton arm aprs le sisme de Mexico 1985. Cebtiment a subi des fissures dans les poteaux et les cloisons de remplissage avec chute demorceaux de pltre; dans certains cas, les remplissages de briques ont partiellement cd. Lesdgts structuraux (des poteaux) sont modrs et les dgts non structuraux (desremplissages) sont graves.



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Figure 5 : Ossature en bton arm aprs le sisme de Mexico 1985.

La figure 6 montre une Ossature en bton arm aprs le sisme dIrpinia-Basilicata en Italie1987. De nombreux murs de remplissage extrieurs ont cd entirement, ce qui constitue desdgts non structuraux trs graves. Dans certains cas, il y a eu des dgts graves dans lesraccords entre poutres et poteaux.

Figure 6 : Ossature en bton arm aprs le sisme dIrpinia-Basilicata en Italie 1987.

2.3 Irrgularit en plan

La Figure 10 montre les dommages dans les angles rentrants dus aux oscillationsdiffrentielles (sisme de Kob, Japon 1995). Le btiment est conforme aux rglesparasismiques mais le choix architectural d'une forme en L sans prsence de joints ou derenforts a conduit des dommages au niveau de l'angle rentrant dans le plan horizontal.



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Figure 10 : Dommages dans les angles rentrants dus aux oscillations diffrentielles (sisme deKob, Japon 1995)

Les solutions proposes pour les irrgularits en plan sont :

Figure 11 : Les solutions proposes pour les irrgularits en plan horizontal



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Ce qui est vrai pour la flexion densemble lest aussi pour la torsion: les lments reprenant latorsion doivent tre distribus assez symtriquement. Le non respect de ce principe peutconduire une dformation permanente gauchie de la structure (voir le cas rel de la Figure12).

Oscillations diffrentielles dommages dans les angles rentrants (figure 12)

Figure 12 : oscillations diffrentielles dommages dans les angles rentrants

Figure 13 : Volumes en saillie : dommages dans les angles rentrants Sisme dAnchorage,Alaska 1964

La Figure 14 illustre la dernire des solutions prsentes sur le synoptique prcdent: lesangles de cette toile trois branches ont t adoucis pour viter les dommages localiss dansles angles rentrants.



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Figure 14 : Solutions viter les dommages localiss dans les angles rentrants

2.4 Irrgularit en lvationLa Figure 16 illustre lEffet d'un choc entre deux parties de hauteurs diffrentes d'un btiment.Les deux parties de frquences propres diffrentes ne vibrent pas en mme phase; sanssparation des deux parties, le choc est presque invitable.

Figure 16 : Dommages dans les angles rentrants dans le plan vertical dus aux oscillationsdiffrentielles (sisme de Kob, Japon 1995)



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Les figures 17 et 18 illustrent des cas pathologique typiques du dommage dans les anglesrentrants dans le plan vertical dus aux oscillations diffrentielles.

Figure 17 : Mosque de Boudouaou Minaret effondr Sisme de 2003, Boumerdes, Algrie

Figure 18 : la mosque de la ville de Zemmouri -minaret effondre sisme de 2003,Boumerdes, Algerie



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Les solutions proposes pour ces cas pathologiques sont les suivantes (Figure 19) :

Figure 19 : solutions proposes pour les irrgularits en lvations

La figure 20 montre une mosque qui possde deux minarets indpendants du reste de lastructure. Cest la raison pour laquelle ils sont rests intacts durant le sisme de 2003,Boumerdes (Ville de SIDI DAOUD), Algrie. La base n'a t que partiellement endommagesurtout au niveau des remplissages en briques.

.

Figure 20 : une mosque qui possde deux minarets indpendants du reste de la structure,sisme de 2003, Boumerdes (Ville de SIDI DAOUD), Algrie.

Dans la vue en lvation, les principes de simplicit et de continuit se traduisent par unaspect rgulier de la structure primaire, sans variation brutale de raideur (Figure 21). De tellesvariations entranent des sollicitations locales leves.



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La Figure 22 reprsente la Tour Trans America (le sisme de Loma Prieta 1989). Elle montrelargissement progressif du btiment sa base reprsentatif de la solution 4 du synoptiqueprcdent. Le niveau infrieur bien que trs ouvert une rigidit comparable aux autrestages. Le centre de gravit a de plus t abaiss et la continuit des poteaux inclins,confrent ce btiment une bonne capacit rsister au sisme. Il est d'ailleurs rest intactaprs

Figure 22 : la Tour Trans America (le sisme de Loma Prieta 1989).

2.5. Etage mou ou tage souple

Dautre effet nfaste concernant la rgularit en lvation est ltage mou ou tage souple.

Le rsultat de cette disposition est souvent leffondrement de 1tage mou , qui entraneleffondrement total du btiment. Cette situation est particulirement observe dans lesossatures en bton arm, o les poteaux sont sollicits soit :- en compression noffrent pas une ductilit vis--vis des sollicitations de cisaillement et

flexion alterns ;- o en traction offrent peu de rsistance en flexion.

Durant la secousse sismique dun btiment, le mouvement de sol recherche les points faiblesdans la structure. Ces faiblesses sont habituellement cres par les changements pointus de larigidit, de la rsistance et/ou de la ductilit. Les effets de ces faiblesses sont accentus par ladistribution faible des masses ractives. Les dommages structuraux graves subis par plusieursbtiments modernes pendant des sismes rcents illustrent l'importance d'viter leschangements soudains de la rigidit et des forces latrales. Un exemple typique des effetsnfastes que ces discontinuits peuvent induire dans le cas des btiments avec un tagefragile.



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Figure 25 : Hpital, San Fernando, La Californie (sisme, 1971). Le systme structural formpar des portiques auto stables en BA de 2 tages en BA de 2 tages. Le deuxime tage avaitdes murs de maonnerie qui sont ajouts dune manire significative. Dici la rigidit de cettage a t augment comparativement la RDC. On Note que RDC est effondrcompltement (tage souple) et le deuxime plancher a t lch la terre avec undplacement latrale environ 2 mtres.

La figure 26 illustre un btiment dhabitation de 3 tages endommag par le sisme de 1980dEL Asnam. Bien que la plupart des btiments dans cette zone sont rests, certains d'entreeux sont inclins pas moins de 20 degrs et laiss tomber jusqu' 1 mtre, produisant desdommages significatifs dans les lments structuraux et non-structuraux de la RDC. La raisonde ce type d'chec tait l'utilisation du Vide Sanitaire. Un espace de denviron 1 mtre au-dessus du niveau du sol. Malheureusement, la manire de construction des V.S a cre un tagesouple et fragile a la rsistance au cisaillement. Les mmes observations sont illustres sur lesFigures 27, 28.

Figure 26 : Btiment dhabitation de 3 tages, ( EL Asnam, Algrie), est endommag par lesisme de 1980 dEL Asnam.



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Figure 27 : Le rez-de-chausse sest effondr entirement. Murs en bton arm- GreatHanshin, Japon 1995 / Kobe

Figure 28 : disparition du rez de chausse (RDC est effondr compltement (tage souple)),Zemmouri ville Sisme de 2003, Boumerdes, Algrie

Les Figures 29 34 montrent leffet dun tage mou o souple qui peut arriver dautresniveaux hors le rez de chausse (RDC) du btiment.



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Figure 29 : Cisaillement des poteaux dune construction Bordj el bahri. Sisme de 2003,Boumerdes, Algrie

Figure 30 : Perte d'un tage de la mairie de Kobe (Sisme de Kobe (Japon) en 1995). Cettage marquait une transition entre des poteaux mtalliques (remplis de bton) et des poteauxen Bton Arm.



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Figure 31 : perte d'un tage, mme cause et mme effet que la photo prcdente - Sisme deKobe (Japon) en 1995.

Figure 32 : Ce btiment a subi un effondrement de la partie suprieure. Bien que des tagessuprieurs aient cd, aucune partie du btiment ne sest effondre entirement jusquau

niveau du sol. Ossature en bton arm (Mexico 1985).



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Figure 33 : Btiment en BA de 4 tages (Galerie), qui s'est effondr. Le manque desarmatures proportionnelles aux jonctions poteaux-poutres est lun des raisons del'effondrement de cette unit (Sisme de 1980 DEL Asnam).

Figure 34 : Tous les tages taient trop flexibles (Izmit, Turquie, 1999).

2.6. Raideur et rsistance la torsionLa Figure 39 montre une reprsentation schmatique du moment de torsion autour dun noyaurigide et droite illustration du phnomne autour dune cage descalier rigide (DocumentNISEE et Sisme de Kob, 1995).



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Figure 39 : A gauche reprsentation schmatique du moment de torsion autour dun noyaurigide et droite illustration du phnomne autour dune cage descalier rigide (DocumentNISEE et Sisme de Kob, 1995).

La Figure 40 illustre une ossature de btiment neuve pourvue de dalles plates et de colonneslances destines reprendre les forces verticales comprend un seul contreventement pour lareprise des efforts et dplacements horizontaux, sous la forme d'une cage d'ascenseur etd'escalier en bton arm place dans un angle du btiment, en position trs dissymtrique. Lescentres de rsistance et de rigidit sont fortement dcals par rapport au centre de masse. Lorsdun sisme, une torsion importante dans le plan horizontal est attendre. Dimportantsdplacements relatifs dans les colonnes les plus loignes du noyau en rsulteraient avec ledanger de poinonnement et de rupture par effets du 2e ordre que cela implique. Onapporterait une amlioration dcisive en quipant les deux faades les plus loignes du noyaude parois en bton arm de longueur modeste mais s'tendant sur toute la hauteur du btiment.Il suffirait alors de btonner deux des parois du noyau et de raliser les autres, par exemple, enmaonnerie (Suisse, 1994).

Figure 40 : Ossature de btiment neuve pourvue de dalles plates et de colonnes lancesdestines reprendre les forces verticales comprend un seul contreventement pour la reprisedes efforts et dplacements horizontaux, sous la forme d'une cage d'ascenseur et d'escalier enbton arm place dans un angle du btiment, en position trs dissymtrique. (Suisse, 1994).



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Figure 41 : Cet immeuble de bureaux comportait un mur coupe-feu continu l'arrire droiteet d'autres renforcements dcentrs dans sa partie arrire. Il a subi une forte torsion, si bienque les colonnes antrieures ont cd (Kobe, Japon, 1995).

Figure 42 : Une solution intermdiaire plus conomique que tout voile, serait de construiredes ouvrages avec une ossature en bton arm contrevent avec des voiles en bton arm dansles angles.



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2.7. Joint parasismiqueLe joint parasismique a pour but dviter tout entrechoquement entre les corps de btimentquil spare. Ce nest pas le cas du joint de dilatation qui est trop faiblement dimensionn etnest pas vide. De fait, en zone sismique, tout joint de dilatation doit tre remplac par unjoint parasismique en raison de ces impratifs de non entrechoquement.Un joint parasismique est un espace vide de tout matriau, prsent sur toute la hauteur de lasuperstructure des btiments ou parties de btiments quil spare (Figures 43 et 44).Ses dimensions sont calcules en fonction des dformations possibles des constructions, avecun minimum rglementaire pour les ouvrages risque normal de 4 6 cm en zones sismiques,de faon permettre le dplacement des blocs voisins sans aucune interaction (chocs).

Figure 43 : Joint parasismique vertical large entre deux constructions susceptibles deprsenter des dformations importantes en partie suprieure



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Figure 44 : (Basse-terre, Document P. Balandier) Joint parasismique vertical troit entredeux parties dun mme btiment. Le joint PS est couvert dun couvre joint souple

La Figure 45 montre un entrechoquement de btiments pour cause de joint PS trop troit auregard des dplacements rels (sisme de Kob 1995).

Figure 45 : Entrechoquement de btiments pour cause de joint PS trop troit au regard desdplacements rels.



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3. PATHOLOGIE DES LMENTS STRUCTURAUX ENDOMMAGS PAR LES SISMES3.1. PoteauxLes dommages des poteaux provoqus par un sisme sont principalement de deux types :- Dommages d a la flexion cyclique avec un faible effort de cisaillement sous un effort axialde compression trs lev ; conduisant aux poteaux fragiles ;- Dommages en raison dun effort de cisaillement cyclique avec un faible moment flchissantsous un effort axial de compression trs lev conduit au phnomne des poteaux courts.

3.1.1. Poteaux fragilesCe type de dommages se manifeste par l'chec dans la base et le sommet du poteau (Figure49). Il se produit dans les poteaux ayant un coefficient dlancement moyen lev, o celuici est de :

5.3h2L

hVM

(1)

Le moment flchissant lev combin avec la force axiale, mne l'crasement de la zone decompression du bton, qui sera manifest d'abord par lclatement du bton de lenrobage desarmatures. Plus tard le noyau du bton diminue et scrase (Figure 2).

a- b- c- d-Figure 49 : Dommage du poteau due a un effort axial de compression trs lev et un moment

flchissant cyclique avec un faible effort de cisaillement [2].a- diagramme du moment flchissant cyclique b- diagramme de leffort tranchant

c- diagramme de leffort axial de compression d- la forme du dommage

a- cisaillement des poteaux de ltage intermdiaire b- Destruction de lextrmit du poteau

Figure 50 : Pathologie des poteaux endommags par le sisme de Boumerdes (rupture fragile) [3]

Plus le nombre des cadres transversales dans les zones critiques est petit, plus leurvulnrabilit est grande. Dans ce type de dommages, la cause principale de l'chec estlespacement trs large des cadres aux rgions critiques du poteau. L'crasement de la zone decompression est manifest d'abord par lclatement du bton de lenrobage des armatures.Plus tard le noyau du bton augmente et scrase. Ce phnomne est habituellementaccompagn par le flambement dans les des barres daciers comprimes et de la rupture des

LM V Nh



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cadres. Ce type de dommages est trs srieux parce que le poteau ne perd seulement sonrigidit, mais galement, il perd sa capacit de supporter les charges verticales. Enconsquence, il y a une redistribution des contraintes dans la structure, parce que le poteau araccourci en raison de la dsintgration du bton dans les secteurs de la zone critique.

Figure 51 : Pathologie des poteaux endommags par le sisme de Izmit (Turkey) [ ]

Ce type de dommages a t trs rpondu durant les sismes de 1978 en GRECE (Penelis et al,1988) et en 1985 Mexico (Rosenblueth et Meli, 1985). Les raisons des principales de cetype d'chec fragile sont dues la mauvaise qualit du bton, le nombre de cadres inadquatdans les zones critiques, la prsence des grand poutres qui mnent lchec aux poteauxd'abord, et en conclusion, naturellement, l'excitation forte de sisme induisant beaucoupchargement cyclique dans le palier non lastique.

3.1.2. Poteaux courts

Le second type de dommages est le type de cisaillement qui est manifest par des fissuresformes dans la zone la plus faible du poteau en forme de X (Figure 52). Il se produit dans lespoteaux avec un lancement modr faible rapport, o celui de :

5.3h2L

hVM

(2)

La forme finale ultime de ce type de dommages est l'chec explosif o lclatement de lasurface extrieure du bton sans dommages des armatures ; puis lcrasement du bton,rupture des cadres et flambement des armatures. Les poteaux courts mnent habituellement l'effondrement spectaculaire du btiment (Figure 6).



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a- b- c- d-Figure 52 : Dommage du poteau due un effort axial de compression trs lev et effort de

cisaillement lev[2]a- diagramme du moment flchissant cyclique b- diagramme de leffort tranchant

c- diagramme de leffort axial de compression d- la forme du dommage en X

a- poteaux courts en raison de la construction adjacente b- Destruction par cisaillement du poteau court

Figure 53 : Pathologie des poteaux endommages par le sisme de Boumerdes (poteau court) [3]

la raison principale de ce type de dommages est que le coefficient dlancement modr avecla capacit flexion du poteau plus lev que la capacit de cisaillement, et en consquencechec de cisaillement rgnant. La frquence de ce type de dommages est infrieure l'chec la tte et la base du poteau.

Elle se produit habituellement dans les poteaux du rez-de-chausse, o, en raison des grandesdimensions de la section transversale des poteaux, o le coefficient de llancement est bas. Ilse produit galement dans les poteaux qui ont t conues en tant que poteaux courtes, o il at rduit au poteau court en raison de la construction adjacente de maonnerie qui n'a pas texplique dans la conception (Figure 53).

Enfin, parfois dans le cas des portiques de remplissage en maonnerie sur une seule cot,lchec de maonnerie est suivi de l'chec en cisaillement des poteaux adjacents (les figures53) (Styliaindis et Sariyiannis, 1992).

LM V N

h



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16/1 Les fissures en croix et les ruptures par effort tranchant qui ont affect les colonnescourtes de ce parking ont presque entran son effondrement (Northridge, Californie, 1994).

En conclusion, on doit noter que les dommages des poteaux sont trs dangereux pour lastructure, parce qu'ils dtruisent les lments verticaux du systme structural. Ainsi, quanddes dommages de ce type sont dtects, les moyens de l'appui provisoire devraient trefournis immdiatement.



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17/6 On peut viter l'effet nfaste du remplissage partiel des cadres, ou le rduirenotablement, en disposant des joints entre les colonnes et le remplissage. Le joint de la photoa t excut dans les rgles de l'art, car il est rempli de laine de roche tendre etcompressible. Cependant, sa largeur ne permet pas aux colonnes de sincliner de plus de 1 %sans gnrer de contraintes (Suisse, 2001).

3.2. Murs en bton arm (voiles)3.2.1. Caractristiques essentielles du comportement des voiles

Beaucoup dimmeubles privs ou de bureaux dans le monde sont construits en utilisant lesvoiles comme lments principaux de rsistance. Les voiles ou murs de contreventementpeuvent tre gnralement dfinis comme des lments verticaux deux dimensions dont laraideur hors plan est ngligeable. Dans leur plan, ils prsentent gnralement une grandersistance et une grande rigidit vis--vis des forces horizontales. Par contre, dans la directionperpendiculaire leur plan, ils offrent trs peu de rsistance vis--vis des forces horizontaleset ils doivent tre contrevents par dautres murs ou par des portiques.Le modle le plus simple dun voile est celui dune console parfaitement encastre sa base.La Figure 54 montre lexemple dun lment de section rectangulaire ou en I, soumis unecharge verticale N et une charge horizontale V en tte. Le voile est sollicit par un effortnormal N et un effort tranchant V constants sur toute la hauteur et un moment flchissant quiest maximal dans la section dencastrement. Le ferraillage classique du voile est composdarmatures verticales concentres aux deux extrmits du voile (pourcentage o),darmatures verticales uniformment rparties (pourcentage ) et darmatures horizontales(pourcentage t), elles aussi uniformment rparties. Les armatures verticales extrmes sontsoumises dimportantes forces de traction / compression crant ainsi un couple capabledquilibrer le moment appliqu. A la base du voile, sur une hauteur critique, des cadres sontdisposs autour de ces armatures afin dorganiser la ductilit de ces zones. Enfin, lesarmatures de lme horizontales et verticales ont le rle dassurer la rsistance lefforttranchant.



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Figure 54 : Schma dun voile plein et disposition du ferraillage

Le terme de voile regroupe des lments de structures au comportement mcanique trsdivers. Cependant, on peut considrer que les principaux paramtres ayant une influenceprpondrante sur le comportement dun voile sont les suivants:- llancement, dfini comme le rapport de la hauteur par la largeur du voile, h / l,- la disposition et le pourcentage des armatures,- lintensit de leffort normal.

3.2.2. Modes de rupture des voiles lancs3.2.2.1. Ruptures en flexion- Mode f1 (Figure 55a): rupture par plastification des armatures verticales tendues etcrasement du bton comprim. Cest le schma de ruine le plus satisfaisant qui correspond la formation dune rotule plastique dans la partie infrieure du voile avec une importantedissipation dnergie. On observe ce mode de ruine dans les voiles trs lancs, soumis uneffort normal de compression faible et un cisaillement modr.



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a - Mode f1 b- Mode f2 c - Mode f3

Figure 55 : Ruptures en flexion des voiles lancs

- Mode f2 (Figure 55b): rupture par crasement du bton. Ce mode de ruine se rencontrepour les voiles assez fortement arms soumis un effort normal important. Le mode f2 estmoins ductile que le mode f1, surtout dans le cas dune section rectangulaire.

- Mode f3 (Figure 55c): rupture fragile par ruptures des armatures verticales tendues. Cestun mode de rupture qui se rencontre dans les voiles faiblement arms, lorsque les armaturesverticales sont essentiellement rparties et non concentres aux extrmits. La ductilit et lacapacit dabsorption dnergie peuvent tre amliores en concentrant les armaturesverticales aux extrmits.

3.2.2.2. Ruptures en flexion - effort tranchantMode f/t (Figure 56 a): rupture par plastifications des armatures verticales de flexion et desarmatures transversales. Cest ce qui se produit dans les voiles moyennement lancs o laflexion nest plus prpondrante et o les armatures horizontales sont insuffisantes.

a- Mode f/t b - Mode t c - Mode g

Figure 56: Ruptures en flexion - effort tranchant des voiles lancs

3.2.2.3. Ruptures par effort tranchantMode t (Figure 56b): rupture des bielles de compression dveloppes dans lme du voile.On lobserve dans les voiles munis de raidisseurs, fortement arms longitudinalement ettransversalement et soumis des cisaillements levs.

Mode g (Figure 56c): rupture par glissement au niveau des reprises de btonnage. Ce modede rupture qui est plutt caractristique aux voiles courts a t aussi observ dans les cas desvoiles moyennement lancs. Ce type de rupture peut apparatre lorsque les armatures



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verticales rparties sont insuffisantes, la qualit des reprises de btonnage est mauvaise et lavaleur de leffort normal est faible.

3.2.3. Modes de rupture des voiles courtsDans ce cas, leffort tranchant est gnralement prpondrant sur la flexion. Les principauxmodes de ruptures sont ceux de la Figure 57 a, b et c. On distingue trois cas

Mode T1 (Figure 57a): rupture par glissement ( sliding shear ) lencastrement. Ce modede rupture, consquence de la plastification progressive des armatures verticales estaccompagn dimportants glissements qui rduisent dune faon significative la raideur et ladissipation hystrtique. Ce type de rupture peut aussi tre obtenu lorsque les armaturesverticales rparties sont insuffisantes.

a - Mode T1 b - Mode T2 c - Mode T3Figure 57 : Modes de rupture des voiles courtes

Mode T2 (Figure 57b): rupture diagonale ( diagonal tension failure ) avec plastification ourupture des armatures le long des fissures diagonales. Ce mode est rencontr dans les voilesmoyennement arms sollicits par un faible effort normal.

Mode T3 (Figure 57c): rupture par crasement ( diagonal compression failure ) du btonde lme, la base des bielles transmettant les efforts de compression. Cest un mode de ruinecaractristique des voiles fortement arms, surtout sils sont associs des raidisseurs sur leurbord.

3.3. PoutresLes dommages qui se produisent dans les poutres en bton arm dus au tremblement de terresont les suivants :- fissures orthogonales sur l'axe de la poutre le long de la trave dans la zone de tendue- chec de cisaillement prs des appuis- fissures de Flexion sur les faces suprieure ou infrieure aux appuis de la poutre- chec de cisaillement ou de flexion dans les points o les poutres principales sont lessupports des poutres secondaires.- fissures de cisaillement de forme X dans les poutres courtes (linteaux) qui relient des mursde cisaillement.

- les fissures dans la zone de tendue le long des traves constituent le type de dommage leplus rpondu dans les structures. Durant le sisme de 1978 en grce, 83% de dommages dansles poutres sont des dommages de ce type. Ce type de dommages (Figue 62) est dsimplement au caractre cyclique de l'action sismique o le flchissement de la zone tendueaugmente les micros fissures.



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Figure 62 : fissures orthogonales sur l'axe de la poutre le long de la trave dans la zone detendue

L'chec flexion - cisaillement prs des appuis (Figure 63) est le deuxime type dommages leplus frquent dans les poutres. Il constitue le type de dommages plus srieux que le prcdent,en vue leur caractre fragile. Cependant, seulement dans trs peu de cas il compromet lastabilit globale de la structure.

Figure 63 : L'chec des poutres par flexion - cisaillement prs des appuis

Les fissures de flexion sur les faces suprieures et infrieures aux appuis de la poutre (Figure64) peuvent tre expliques si le mode de la force sismique est statiquement compar auxforces horizontales. La majeure partie des fissures est due au mauvais ancrage dans lesarmatures infrieures dans les appuis.

Figure 64 : Fissures de Flexion sur les faces suprieure ou infrieure aux appuis de la poutre



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L'chec de cisaillement ou de flexion aux points d'appui des poutres secondaires (Figure 65)apparat frquemment durant un sisme. Il est d la composante verticale de la forcesismique qui amplifie la charge concentre.

Figure 65 : chec de cisaillement ou de flexion dans les points o les poutres principales sontles supports des poutres secondaires

Les fissures de cisaillement en forme de X dans les poutres courtes (linteaux) couplant lesmurs de cisaillement (Voiles) apparaissent souvent. C'est un chec de cisaillement semblable ceux se produit dans les poteaux courts (Figure 66) mais n'est pas dangereux pour lastabilit du btiment.



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Figure 66 : Fissures de cisaillement de forme X dans les poutres courtes (linteaux)

3.4. Jonction poteaux poutres (nuds)Les dommages aux joints poteaux poutres, mme aux premires fissures, sont considrscomme extrmement dangereux pour la structure et devrait tre trait en consquence. Cesdommages rduire la rigidit de l'lment structural et mnent la redistribution incontrlabledes charges. Des checs communs dans les joints poteau poutre (joint faisant le coin, jointextrieur multi de structure d'tage, et joint intrieur) sont montrs dans la Figure 67.

Figure 67 : Les dommages aux joints poteaux poutres



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Le ferraillage des poteaux est gnralement ralis par 8 armatures filantes en diamtre 14mm avec des

cadres espacs tous les 15 cm en partie courante et 10 cm dans la zone nodale conformmentau RPA 99.

(Cf photo 5) sauf parfois o l'espacement est constant (Cf photo 6)Nanmoins les cadres sont souvent absents au coeur du noeud (Cf photo 7) l'intersection

poteau-poutre.

Bordj el bahri formation de rotule plastiqueSisme de 2003, Boumerdes, Algrie



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Boudouaou cisaillement des nudsSisme de 2003, Boumerdes, Algrie

Il sagit videmment de dgts structuraux trs graves et dun effondrement presquecomplet

Remarque: cette structure ossature en bton arm avec un certain degr de conceptionparasismique a souffert dun assemblage insuffisant entre les poutres et les poteaux.

Ossature en bton arm Spitak, Armnie 1988 /Leninakan

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