Victor DAVIDOVICI
Problématique etTechniques de Renforcement
M.E.D.A.D. / Plan SéismeJournées Techniques 5 et 6 février 2008
TYPOLOGIEdes BATIMENTS
EXISTANTS
Bâti ancien antérieur à 1900
• Fondations (?)• Murs en maçonnerie• Murs en pan de bois ou de fer• Poteaux et piliers (pierre, brique, fonte, etc.)• Voûtes, planchers, • Charpentes de couvertures
Bâtiments construits 1945 à 1980
• Voiles et portiques B.A.• Portiques B.A. et remplissage
en maçonnerie• Structures préfabriquées :
éléments filaires et grands panneaux•Structure en charpente métallique
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Bâti de transition 1900 à 1940• Maçonnerie porteuse• Portiques B.A. et remplissage
en maçonnerie• Structure en charpente métallique
PS 69 : 1981 à 1995
Monuments historiques ou apparentés
Dom
aine
d’
endo
mm
agem
ent
maî
trisa
ble
Dom
aine
de
sauv
egar
de d
e v
ies
Bas niveau de performance
Pertes importantes
Haut niveau de performance
Faibles pertes
Classe D
Classe C
Classe B
Classe A
PS 92 EC 8
Classe I
Classe II
Classe III
Classe IV
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Disposant d’une représentation probabiliste de
l’aléa local et du coût de la protection,
et étant entendu qu’il n’y a de protection absolue possible,
la décision en matière de niveau de protection relève
d’un compromis économique et éthique
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Le compromis économique et éthique (niveau de protection) se pose dans les termes suivants :
Soit il n’y a rien à faire, le renforcement et/ou les réparations sont trop importants
et la démolition n’est pas d’une première urgence Les bâtiments restent inoccupés
Soit le bâtiment est « traité », c’est-à-dire(1) Renforcé et réparé en site occupé (!?!)
ou(2) Démoli et reconstruit
après une étude économique dans laquelle lescoûts globaux des deux solutions sont comparés
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Les niveaux de protection appropriés sont atteints en choisissant pour chacun des états limites,
une période de retour relative à l’action sismique [EC8-3/2.1-(3)P]
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Etat-limite de quasi-effondrement (NC) :
• La structure est fortement endommagée, avec une résistance et une rigidité latérales résiduelles faibles, bien que les éléments verticaux demeurent capables de supporter les charges verticales.
• La plupart des éléments non-structuraux se sont effondrés et en partie les éléments structuraux.
• Des déplacements permanents importants sont observés.
• La structure est proche de l’effondrement et ne résisterait vraisemblablement pas à un autre séisme, même d’intensité modérée.
Il s’agit plutôt de l’effondrement réel du bâtiment
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Etat limite de dommages significatifs (SD) :
• La structure est endommagée de manière significative, avec une certainerésistance et une certaine rigidité latérale résiduelle, les éléments verticaux étant capable de supporter les charges verticales.
• Les éléments non-structuraux sont endommagés, bien que les cloisonsde remplissage n’aient pas subi de rupture hors plan.
• Des déplacements permanents modérés sont observés.
• La structure peut supporter des répliques d’intensité modérée.
• La réparation de la structure est vraisemblablement non rentable.
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Etat limite de limitation des dommages (DL) :
• La structure n’est que faiblement endommagée, ses éléments structurauxn’ayant pas subi d’incursion post-élastique significative et conservantleurs propriétés de résistance et de rigidité.
• Les éléments non-structuraux, tels que les cloisons et les remplissages,peuvent relever une fissuration répartie, mais la réparation du dommagedemeure rentable.
• Les déplacements permanents sont négligeables.
• La structure ne requiert aucune mesure de réparation.
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(NC) : 2475 ans, le spectre correspondant à une probabilitéde dépassement de 2% en 50 ans,
(SD) : 475 ans, le spectre correspondant à une probabilitéde dépassement de 10% en 50 ans,
(DL) : 225 ans, le spectre correspondant à une probabilitéde dépassement de 20% en 50 ans
E
225
Pas 225
475
2475
0.8
0.2
0.1
0.02
Prob (475/pas 225)=0.1/0.2 = 50%
Prob(2475/pas225)= 0.02/0.2 = 10%
Niveaux de performance et comportements d’une construction
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Déplacement latéral
Effo
rt t
ranc
hant
tot
al à
la b
ase
Effondrement
ΔE
Déplacement limite
avant effondrement
ΔSV
Sauvegarde de vies
ΔFA
Fonc
tionn
alité
assu
rée
Δ FSV
= 2,
5 0 / 00
/ Fe
E 5
00
Fonc
tionn
emen
t des
ser
vice
s vi
taux
V
Dq = 1 qmin = 1,5 q = 2 à 6 (?)
IV III II I
Coefficients d’Importance γI
Classe de bâtiments
0,811,4 1,2
Opérationnel
Continuitéde l’occupation
RéparableProtectiondes vies
Apparition desdommages
Ruine
BâtimentsScolaires
NCSDDL
Site / Sols ASpectres élastiques C/III: PS92 / Spécifiques du site
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Site Sols ASpectres de calculs C/III: PS92 / Spécifiques du site
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225
Accé
léra
tion
(cm
/s²)
SD : 0,416 g
DL : 0,314 g
Site Sols BSpectres élastiques C/III : PS92 / spécifiques du site
Victor DAVIDOVICI
Site Sols BSpectres de calculs C/III : PS92 / spécifiques du site
Victor DAVIDOVICI
225
Accé
léra
tion
(cm
/s²)
SD : 0,492 g
DL : 0,371 g
Site Sols CSpectres élastiques C/III: PS92 / spécifiques du site
Victor DAVIDOVICI
Site Sols CSpectres de calcul C/III: PS92 / spécifiques du site
Victor DAVIDOVICI
Accé
léra
tion
(cm
/s²)
SD : 0,545 g
DL : 0,410 g
225
Site Sols DSpectres élastiques C/III: PS92 / Spécifiques du site
Victor DAVIDOVICI
Site Sols DSpectres de calcul C/III: PS92 / Spécifiques du site
Victor DAVIDOVICI
Accé
léra
tion
(cm
/s²)
SD : 0,582 g
DL : 0,439 g
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Victor DAVIDOVICI
Victor DAVIDOVICI
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Victor DAVIDOVICI
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J.D.
Env. 6,00Env. 6,00 Env. 6,00
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Représentation schématique des ossatures en « Tabourets CM »
R+1
R+3
RdCh.
R+2
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HYPOTHESES POUR DILLON 1
• NOMBRE DE NIVEAUX COMPRIS TOITURE 4• HAUTEUR TOTAL DE LA CONSTRUCTION : 11 mètres• HAUTEUR ENTRE NIVEAU (COMPRIS DALLE) : 2,7 mètres• LONGUEUR TOTALE (JOINT DE DILATATION NEGLIGE) : 72 mètres• LARGEUR TOTALE D’UN NIVEAU : 9,2 mètres
• NOMBRE DE TABOURETS MIS EN OEUVRE : 3LONGUEUR DE PLANCHER PRISE EN COMPTE 24 mètresEMPRISE DES TABOURETS EN PLAN 10x10 mètres
• ACIER S275 JR
• DEPLACEMENT EN TETE DE LA STRUCTURE PROJETEE H/300
Env. 6,00
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3,00
6,00
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3,00
8,80
Largeur Bloc
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VISUALISATION DE LA MODELISATION D’UN TABOURET.
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C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
Victor DAVIDOVICI
Représentation en coupe schématique transversale de l’ossature CM du « Tabouret »
Équilibrage de l’action horizontale en butée
Reprise du renversement par les pieux de fondations
REPRESENTATION EN COUPE SCHEMATIQUE LONGITUDINALE DE L’OSSATURE EN TABOURET
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C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
LES “OSSATURES – TABOURETS” EN CHARPENTE METALLIQUE SONTLIAISONNEES AU BATIMENT EXISTANT PAR DES CONNECTEURSCLAVETES DANS LES DALLES EXISTANTES A CHAQUE NIVEAU.
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C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
PROFILES MIS EN OEUVRE
HEA340
HEA340
HEA200H
EA
180
HE
A18
0H
EA
180
HE
A20
0H
EA
200
HE
A20
0H
EA
200
HEA200
HE
A18
0
HEA180
HEA180
HE
A18
0 HEA180
HEA180
HEA340
HEA340
HEA200
HE
A18
0H
EA
180
HE
A18
0
HE
A20
0H
EA
200
HE
A20
0H
EA
200
HEA200
HE
A18
0
HEA180
HEA180
HE
A18
0 HEA180
HEA180
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA200
HEA20
0
HEA200HEA20
0
HEA200HEA20
0
HEA200
HEA20
0
HEA200
HEA20
0
HEA200HEA20
0
HEA200HEA20
0
HEA200
HEA20
0HEA200
HEA260
HEA200
HEA260
HEA200
Victor DAVIDOVICI
C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
Date 06/01/08
Déplacements (cm)
Noeuds DFilaires DSurfaciques D
3.03
2.72
2.42
2.12
1.82
1.51
1.21
0.91
0.61
0.30
0.00
0.00
3.03
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Visualisation des déplacements
C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
Date 06/01/08
Contraintes (MPa)
Filaires sv 235.75
212.25
188.75
165.25
141.75
118.25
94.75
71.25
47.75
24.24
0.74
0.74
235.75
Victor DAVIDOVICI
Visualisation des contraintes
C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
Date 06/01/08
Efforts (T)
Appuis FY 140.79
111.62
82.45
53.28
24.10
-5.07
-34.24
-63.41
-92.58
-121.75
-150.93
-150.93
140.79
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Actions verticale aux appuis - pieux
C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
Date 06/01/08
Efforts (T)
Appuis FX -76.40
-79.32
-82.24
-85.16
-88.08
-91.00
-93.92
-96.84
-99.76
-102.68
-105.60-105.60
-76.40
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Actions horizontale aux appuis - pieux
C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
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C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
JD
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C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
JD
Victor DAVIDOVICI
C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
JD
Victor DAVIDOVICI
C&E Ingénierie des structuresConstruction et Environnement
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Poteau libre sur toute la hauteur du niveau su niveau
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0,10 g 0,40 g
h = hauteur libre
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Poteau bloqué sur ¾ de la hauteur du niveau
h ¾ h
¾ h
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0,10 g 0,40 g
1/4
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h = hauteur libre3/4
Renforcementavec TFC
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Victor DAVIDOVICI
Victor DAVIDOVICI
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Annecy 15 juillet 1996Renforcement après séisme
Bâtiment d’habitations
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Victor DAVIDOVICI
Victor DAVIDOVICI
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x x
x x
x x
Tirants 12T14
Tirants 12T14
Tirants 12T14
Renforcement extérieur par corsetage
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Tirants 12T14
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Renforcement bâtiment bureauxpar voiles extérieurs et
précontrainte additionnelle
A
B C
D
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Jonction poutres-poteaux en façades
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Jonction poutres-poteaux en façades
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Dessin projet
Sans éch
elle
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Jonction poutres-poteaux en façades
2∅202∅20
2∅202∅20
2∅202∅20
4∅20
2∅102∅10
50
85
Dessin projet
à l’éch
elle Fissures
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25 mm
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Contreventement par voiles disposés aux deux anglesdu bâtiment et contre-voiles en pignons
34,76
10,780,70 10,78 0,700,50 0,50
5,00 à 2,50
Victor DAVIDOVICI
34,76
10,780,70 10,78 0,700,50 0,50
+ 112,19
3,42
3,45
3,83
10,7
0
+ 108,77
+ 105,32
+ 101,49
X
Contreventement par voiles disposés aux deux anglesdu bâtiment et contre-voiles en pignons
Victor DAVIDOVICI
3,42
3,45
3,83
10,7
0
Y
12,00
Tirants précontraints
Contreventement par voiles disposés aux deux angles du bâtiment et contre-voiles en pignons
Victor DAVIDOVICI
34,76
12,0
0
Contreventement par 2 voiles disposés dans chaque direction
Passerelle758 kN
758 kN
Victor DAVIDOVICI
Victor DAVIDOVICI
variable 30
150
8030
5020
050
3080
340
340
100
100
3030
160
200
160
9516
516
595
1200
30
3030
R20
7027
019
014
019
027
070
270
7027
070 50
1100
50
1858
258
218
2020
5011
0050
1858
258
218
2020
1858
258
218
2020
1 18x85ht 2 18x85ht 3 18x85ht
4 18x85ht 5 18x85ht 6 18x85ht
718
x85h
t8
18x7
0ht
918
x85h
t
1018
x85h
t11
18x7
0ht
1218
x85h
t
Talon 20x20ht Talon 20x20ht Talon 20x20ht
Talon 20x20ht Talon 20x20ht Talon 20x20ht
P1P2P3P4
P5P6P7P8
ntrevoile B.A. épr. 30cmton B30
PLANCHER ALVEOLAIREEpr. 32cmns 4T15
age des
ns 4T15age des
Torons 4T15Ancrage des
Torons 4T15Ancrage des
Torons 4T15
Torons 4T15
Torons 4T15
Torons 4T15
6565
9595
330
330
Plat carbone Plat carbone Plat carbone
Plat carbonePlat carbonePlat carbone
Victor DAVIDOVICI
112.19 ngf
108.77 ngf
105.32 ngf
101.87 ngf
112.47 ngf
345
345
342
28
313
3231
332
310
32
145
32
Micropieux Ø18Micropieux Ø18
1200
600 600
49 78 266 78 29 200 29 78 266 78 49
7027019014019027070
160 30 30 16020 20
177
850
65 65
13
65 65
13
65 65
16
Torons 4T15
Torons 4T15
Torons 4T15
Fondations existantesconservées
Fondations existantesconservées
97.5
117.
526
085
260
30
3214
5 3030
80 30 50 803050
30 30
Contrevoile B.A. épr. 30cmBéton B30
Contrevoile B.A. épr. 30cmBéton B30
Ancrage des
Ancrage des
Ancrage des
Victor DAVIDOVICI
112.19 ngf
108.77 ngf
105.32 ngf
101.87 ngf
30
150
302
11710085
30
3210
0
100
3210
10
10050
120 62 120
20 80 20 20 80 20
6 Micropieux Ø18 par massif
Fondation existanteconservée (à démolirau droit des massifs)
Massifs d'appuis120x200x100ht
Longrine 50x100ht
215
Voile B.A. B30
lg 15m( à confirmer par les hypothèsesdu rapport de sol).
Contrevoile B.A. épr. 30cmBéton B30
Structure existante
313
3231
332
310
3228
345
345
342 Torons 4T15
Ancrage des
Torons 4T15Ancrage des
Voile B30
30
Victor DAVIDOVICI
112.19 ngf
108.77 ngf
105.32 ngf
101.87 ngf
112.47 ngf
345
345
342
28
313
3231
332
310
32
145
32
Micropieux Ø18Micropieux Ø18
1200
600 600
49 78 266 78 29 200 29 78 266 78 49
7027019014019027070
160 30 30 160
20 20
177
850
65 65
13
65 65
13
65 65
16
Torons 4T15
Torons 4T15
Torons 4T15
Fondations existantesconservées
Fondations existantesconservées
97.5
117.
526
085
260
30
32
145 30
3030
30
Ancrage des
Ancrage des
Ancrage des
Contrevoile B.A. épr. 30cmBéton B30
CRINOLINE :Diametre 0.80 mACCES TOITURE
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Simulations infographiques
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Coût de la construction 9.000.000 €
Renforcement par l’extérieur 5.000.000 €
Renforcement par l’intérieur 15.000.000 €
La Fonderie – 1922
Victor DAVIDOVICI
Victor DAVIDOVICI
« La Fonderie – 1922 » en 1996
Réhabilitation de la « La Fonderie – 1922 » de Mulhouse
PREDIAGNOSTIC / EXAMEN PREALABLE 1996 - 1999
Maître d’Ouvrage : Ville de Mulhouse
Mandataire : Société d’Equipement de la Région Mulhousienne
Consultant : Dynamique Concept
Longueur = 125 mLargeur = 54 m Hauteur = 18 mSurface au sol = 1575 m²Silos : Une travée de 105 m. x 12 m
A
B
C
D
E
F
G
S
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
16 17
15
J.D. J.D. J.D. J.D.
J.D.
J.D.
J.D.
N
Victor DAVIDOVICI
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Victor DAVIDOVICI
Victor DAVIDOVICI
Victor DAVIDOVICI
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Victor DAVIDOVICI
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Maitre d’ouvrage : Ville de MulhouseMandataire : SERMConsultant : Dynamique Concept
Architectes : Mongiello-Plisson, EmergenceIngénieur Fluides : ETF IngénierieBureau d’Etudes : Hagenmuller S.A.
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Phases APS, APD, DCE 2001 - 2003
« La Fonderie »
Maitre d’ouvrage : Ville de Mulhouse
Mandataire : SERM
Architectes : Mongiello-Plisson, Emergence
Ingénierie Générale : Hagenmuller S.A.
Consultant : Dynamique ConceptVictor Davidovici
AC
DE
FB
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EFFEL
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Hercule
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Maitre d’ouvrage : Ville de Mulhouse
Mandataire : SERM
Architectes : Mongiello-Plisson, Emergence
Ingénierie Générale : Hagenmuller S.A.
Consultant : Dynamique Concept
Entreprise : EIFFAGE Est
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Faculté des Sciences Economique, Sociales et Juridiques « La Fonderie »
Inauguration - 5 septembre 2007
Victor DAVIDOVICI
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1922
1996
Victor DAVIDOVICI
2007
Merci pour votre [email protected]