Sismique [PDF]

Zitiervorschau

  



 La nouvelle réglementation parasismique……………………………………. Évolution de la réglementation Objectifs et exigences de la réglementation

Le respect des règles de construction………………………………………….. L’obligation de contrôle technique La phase d’analyse préalable Pendant le processus de construction

Les structures faces aux séismes………………………………………………….. Le comportement des structures en situation de séisme La ductilité

Les structures bois……………………………………………………………………….. Les assemblages Les systèmes constructifs bois

3 3 3

4 4 4 4

5 5 5

6 6 9

Conception et détails constructifs………………………………………………… Structures à ossature bois Structures en panneaux massifs bois contrecollés Structures poteau-poutre Charpentes traditionnelles Charpentes industrielles

Les éléments non structuraux………………………………………………………. Bibliographie…………………………………………………………………………………

Guide réalisé dans le cadre de l’opération collective MI-SISBOIS portée par :

Avec le soutien financier de :

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 Évolution de la réglementation La norme NF EN 1998 (Eurocode 8) [1] remplace les règles PS92 de manière obligatoire depuis le 1er janvier 2014. Son application est rendu possible par les décrets n°2010-1254, n°2012-1255 et l’arrêté du 22 octobre 2010 modifié par l’arrêté du 25 octobre 2012, qui en définissent les bases : nouveau zonage sismique, classification des bâtiments en fonction de leur importance, classification des sols. La réglementation, notamment par le biais du nouveau zonage sismique, est basée sur une meilleure prise en compte du risque sismique (celui-ci étant défini comme la rencontre entre un aléa sismique et un enjeu lié aux populations).

Nouveau zonage sismique pour la France métropolitaine et les DOM-TOM

Objectifs et exigences de la réglementation L’objectif visé par l’Eurocode 8 est de garantir la sécurité des personnes en imposant le noneffondrement des bâtiments et la limitation des dommages (exigence de limitation des déplacements des structures). Pour les bâtiments neufs, l’Eurocode 8 est la règle de construction parasismique de référence et obligatoire. Cependant, pour les maisons individuelles ou bâtiments assimilés de formes simples, il est possible, sous respects de certains critères géométriques et structurels, d’utiliser des règles de conception simplifiée, dites « CPMI-EC8/Z3-Z4 » [3] pour le territoire métropolitain et « CPMI-EC8 Z5 » pour les Antilles. Pour les bâtiments existants, la réglementation n’impose pas de travaux obligatoires de mise en conformité. Dans le cas de travaux sur l’existant (extension – surélévation), les exigences dépendent de la zone sismique, de la catégorie du bâtiment et de l’influence des travaux envisagés sur la vulnérabilité du bâtiment. L’Eurocode 8 s’applique en complément des autres Eurocode structuraux (EC0 et EC1, EC5 et EC7). Si la réglementation impose la vérification d’un bâtiment au séisme, il n’est donc plus possible d’utiliser les règles CB71 pour le dimensionnement de la structure bois. 3

 Pour tous les bâtiments, il est prévu dans le cadre du CRC (contrôle du respect des règles de construction) un contrôle aléatoire de la conformité des constructions avec la réglementation parasismique, contrôle effectué sur dossier et in situ jusqu’à trois ans après l’achèvement des travaux par les agents de l’État [4] [5].

L’obligation de contrôle technique Pour certains bâtiments, il existe une obligation de contrôle technique portant sur la sécurité des personnes dans les constructions en cas de séisme (selon l’article R.111.38 du Code de la construction et de l’habitation – notamment pour les bâtiments situés en zone sismique 4 et 5 dont le dernier plancher est à plus de 8 m de hauteur et les bâtiments de classe d’importance III et IV situé en zones de sismicité 2 à 5). Dans ce cas, une mission PS complète les missions de base L et S. Elle a pour objectif de prévenir les défauts d’application des dispositions réglementaires relatives à la protection parasismique des bâtiments à risque normal.

La phase d’analyse préalable Le contrôleur technique donne son avis sur la prise en compte des règles parasismique au stade de la conception [6]. Sur la base de documents fournis par les entreprises (plans de permis, éléments géotechniques, notice structurelle explicative – fonctionnement structurel vis-à-vis des efforts horizontaux et verticaux), il statue sur :  L’intégration correcte des paramètres sismiques dans le processus de construction,  Le comportement présumé de l’ouvrage et ses faiblesses potentielles,  Les critères de justification de celui-ci et les méthodes acceptables pour l’analyse,  La pertinence des missions confiées aux différents intervenants. Cette analyse préalable fait l’objet d’une attestation PS préalable et d’un chapitre PS dans le RICT (rapport initial de contrôle technique).

Pendant le processus de construction Le contrôleur technique vérifie la prise en compte des ses avis par le maitre d’ouvrage en examinant les documents d’exécution et en contrôlant l’exécution des travaux. Il délivre une attestation PS à l’achèvement des travaux incluse dans le RFCT (rapport final de contrôle technique).

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 Le comportement des structures en situation de séisme Les effets d’un séisme sur un bâtiment sont multiples :  Mise en mouvement des masses de la structure (déplacement horizontal et oscillations), elle dépend fortement de ses caractéristiques propres (hauteur, rigidité et masse) et de la nature du sol d’implantation,  Transfert d’énergie entre le sol et le bâtiment lié à la mise en mouvement du premier : cette énergie peut être transformée en énergie potentielle et cinétique, ou être dissipée dans la structure et aux interfaces,  Efforts de torsion liés aux irrégularités du bâtiment (non superposition des centres de rigidité et de masse). Chaque structure a donc une réponse unique à un séisme donné en fonction de son implantation. Cette réponse peut s’envisager de deux manières :  Par le biais d’une résistance mécanique élevée – la structure garde un fonctionnement élastique : induit un surdimensionnement des éléments, des coûts plus élevés mais une conception facilitée.



Par une dissipation d’énergie dans certaines parties de la structure (dites zones fusibles). Cette dissipation d’énergie s’effectue par déformation plastique des zones fusibles, en garantissant la résistance des éléments adjacents. On introduit alors la notion de ductilité.

La ductilité La ductilité d’une structure, d’un élément ou d’un assemblage, est sa capacité à dissiper de l’énergie en se déformant sans augmenter de manière importante ses efforts internes. Elle se définit comme le rapport entre la déformation atteinte à la rupture et la déformation à la limite élastique. La norme NF EN 1998-1 §8.3 définit plusieurs classes de ductilité pour les bâtiments en bois : ductilité limitée (DCL), ductilité moyenne (DCM) et ductilité haute (DCH). Elle associe à la notion de ductilité un coefficient de comportement noté q. Ce coefficient dépend donc de la classe de ductilité et du système constructif considéré (portiques, panneaux massifs, ossature bois,…). Il se définit comme la différence entre le comportement d’une structure considérée strictement élastique et une structure considérée comme dissipative. Il permet de diminuer l’accélération de calcul (et donc les efforts sismiques équivalents) appliquée au bâtiment. Sa valeur minimale est de 1,5, car il intègre des dissipations permanentes externes à la structure, telle que les frottements à l’interface sol/fondations, les frottements entre les éléments non structuraux et les éléments structuraux, etc.

5

 Les composants utilisés dans les structures bois, qu’il s’agisse de bois massif, de bois contrecollé, ou de produits dérivés, ont tous un comportement mécanique non favorable (rupture fragile) en situation de séisme. Le comportement dissipatif des structures bois doit donc être trouvé dans les assemblages.

Les assemblages Le comportement sous sollicitation cyclique des assemblages conditionne le comportement final de la structure et sa capacité à dissiper de l’énergie. La ductilité des assemblages se détermine par essais sous charges cycliques. Les assemblages couramment utilisés dans la construction bois sont listés ci-dessous et leurs caractéristiques et utilisations possibles détaillées.

Assemblages de charpentier Ductilité

Aucune ductilité

Caractéristiques

Assemblages traditionnels par contact Attention aux inversions d’efforts à reprendre (embrèvements, queue d’aronde,…) Rupture fragile (cisaillement, traction transversale)

Exemples

Embrèvements Tenon mortaise Queue d’aronde

Commentaires

Selon EN 1998-1, « les assemblages de charpentier peuvent être utilisés uniquement [dans les zones dissipatives] s'ils présentent une capacité suffisante de dissipation d'énergie, sans comporter de risque de rupture fragile en cisaillement ou en traction perpendiculaire au fil du bois. Leur utilisation doit être subordonnée à des résultats d'essai approprié. »

Ductilité

Aucune ductilité

Assemblages collés Caractéristiques Assemblages rigide Résistance élevée Rupture fragile dans le bois Exemples

Joint d’aboutage Élément préfabriqué collé (rein de portique,…) Voile de contreventement collé sur ossature

Commentaires

A dimensionner en sur-résistance

Assemblages par plaques métalliques embouties Ductilité

Ductilité faible

Exemples

Connecteurs de charpente industrielle

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Assemblages mécaniques Ductilité

Aucune ductilité

Caractéristiques Assemblage avec jeu initial important (mise en œuvre + variation humidité des bois) Comportement sous sollicitation cyclique peu connu Rupture dans le bois Exemples

Crampons simple ou double Anneaux de charpente

Assemblages par tiges métalliques Ductilité

Ductilité faible à forte selon géométrie

Caractéristiques Assemblages à mettre en œuvre sans jeu Type a – rupture dans le bois (élancement de la broche trop faible) Type b – plastification de la tige (rotule plastique) Type c – plastification de la tige (plusieurs rotules plastiques) Exemples

Broches Boulons ajustés avec rondelles sous tête/écrous

Commentaires

Pour garantir une ductilité suffisante aux assemblages avec 2 plans de cisaillement maximum, selon EN 1998-1, il faut une épaisseur minimale des éléments assemblés = 10 d et un diamètre maximal de la broche = 12 mm, autrement dit garantir un mode de rupture de la broche avec apparition d’une ou plusieurs rotules plastiques (et sans rupture de la plaque métallique le cas échéant).

Assemblages par pointes / vis Ductilité

Aucune ductilité en arrachement Ductilité moyenne à forte en cisaillement

Caractéristiques Comportement similaire aux tiges métalliques Type a - Assemblage panneau contreventement Type b – Assemblages bois/bois ou bois/métal Exemples

Pointes annelées ou torsadées Vis / Vis autoforeuses

Commentaires

Pour garantir la ductilité donnée dans EN 1998-1 : Type a – Épaisseur minimale du panneau = 4 d, diamètre d de la pointe < 3,1 mm (mode de rupture avec apparition de rotules plastiques), Type b – Épaisseur minimale des éléments assemblés = 10 d, mode de rupture de l’organe avec apparition de rotules plastiques, pénétration ≥ 8d selon SIA 265 et EN 1995-1-1.

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Assemblages par agrafes Ductilité

Aucune ductilité en arrachement Ductilité forte en cisaillement

Caractéristiques Comportement similaire aux tiges métalliques Conditions de mise en œuvre selon EN 1995-1-1 : Pénétration minimale de l’agrafe = 14 d Diamètre mini du fil = 1,8 mm

Comportement de certains assemblages (d’après LIGNUM [7]) Le comportement force-déformation des assemblages dépend ainsi de leur type et de leur géométrie. La figure ci-dessous illustre ces différences de comportement pour quelques assemblages : en rouge sont indiqués les assemblages permettant de répondre aux exigences de ductilité des structures dissipatives.

Règles de détail de l’EN 1998-1 pour les assemblages Aux dispositions spécifiques à chaque type d’assemblage, s’ajoutent des règles de détail données par l’EN 1998-1 § 8.5.2 :  Dispositifs anti-arrachement à prévoir pour les assemblages prévus comprimés (pour les inversions d’efforts) et les assemblages avec risque de traction perpendiculaire (plaque de renfort latéral),  Dispositifs anti-arrachement à prévoir pour les broches, clous lisses et les crampons,  Ne pas utiliser des broches ou boulons de diamètre > à 16 mm pour les assemblages bois-bois et bois-métal (sauf si associés à des connecteurs en bois).

8

Assurer la ductilité des assemblages Il est impératif que les assemblages utilisés dans des structures conçues de manière ductile ne présentent pas de risque de rupture fragile, dans le métal comme dans le bois. Quelques exemples de rupture fragile du bois (dans le cas d’assemblage de type tige) sont présentés cidessous.

Rupture en ligne

Rupture de bloc

Rupture de la section nette

L’EN 1995 fixe les distances minimales à respecter pour les organes d’assemblages. Afin d’atteindre les ductilités présentés ci-dessus et pour éviter les phénomènes de rupture fragile dans le bois, le guide [12] préconise des conditions d’espacements optimisés qui sont présentées ci-dessous. Ces conditions d’espacements sont données pour un objectif de ductilité moyenne (DCM).

Pointes sans pré-perçage

Pointes avec pré-perçage

Boulons

Broches

a1

10 à 15d

(4+3|cosα|)d

(4+3|cosα|)d

(3+4|cosα|)d

a2

5d

(3+|sinα|)d

4d

3d

a3,t

10 à 15d + 5cosαd

(7+5cosα)d

7d (> 80 mm)

7d (> 80 mm)

a3,c

10 à 15d

7d

4 à 7d

3 à 7d

a4,t

5 à 7d + 5sinαd

(3+4sinα)d

(2+2sinα)d

(2+2sinα)d

a4,c

5 à 7d

3d

3d

3d

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Les systèmes constructifs bois Classification réglementaire La norme NF EN 1998-1 § 8.3 et son annexe nationale [2] donne les classes de ductilité et les coefficients de comportement associés aux différents systèmes constructifs bois. Classe de ductilité

q

Exemples de structure

Capacité réduite à dissiper l’énergie – DCL

1,5

Consoles, poutres, arcs avec deux ou trois assemblages brochés Treillis assemblés par connecteurs (par exemple plaque métalliques embouties) Portiques hyperstatiques avec assemblages collés [8]

Capacité moyenne à dissiper l’énergie – DCM

2

Panneaux de murs collés avec diaphragmes collés, assemblés par clous et boulons Treillis avec assemblages brochés et boulonnés (palée de stabilité par exemple) Maisons en madriers empilés [8] Panneaux bois massif contrecollé (CLT) [8] Structures mixtes composées d’une ossature en bois (résistant aux forces horizontales) et d’un remplissage non porteur

2,5 Capacité élevée à dissiper l’énergie – DCH

3

Portiques hyperstatiques avec assemblages brochés et boulonnés Panneaux de mur cloués avec diaphragmes collés ou cloués, assemblés par clous et boulons Portiques hyperstatiques avec assemblages brochés et boulonnés

L’utilisation d’un coefficient de comportement d’une valeur supérieure à 1,5 implique l’application des règles de moyens et de détails, telles que données dans l’Eurocode 8 et rappelées pour chaque type d’assemblage ci-dessus (voir partie « Les structures bois – Les assemblages ») ou la validation par essais de la ductilité visée. Excepté pour les structures à ossature bois, on se limitera, pour les autres structures, à une classe de ductilité DCM car les conditions permettant d’atteindre une ductilité plus grande sont difficiles à obtenir. L’analyse structurelle, quelque soit le type de structure, peut toujours être effectuée dans le domaine élastique selon l’EN 1995-1-1, en considérant un coefficient de comportement q = 1,5.

Structures à faible ductilité (DCL) Le comportement de ces structures est fragile, aucune plastification n’est envisageable dans les assemblages.

Arcs porteurs en lamellé collé

Structures à assemblages traditionnels

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Structures à ductilité moyenne (DCM) Ces ouvrages présentent quelques zones d’assemblages ductiles : le comportement dissipatif de ces structures est limité et les zones ductiles doivent respecter les conditions relatives à la dissipation d’énergie selon les modes d’assemblages.

Bâtiments en panneaux massif bois contrecollé

Structures poteau-poutre

Structures à ductilité haute (DCH) Ces structures comportent des parois porteuses avec une forte capacité à dissiper l’énergie : les assemblages entre les éléments de structure et les voiles, et entre les éléments de parois doivent satisfaire aux exigences données pour les zones dissipatives.

Systèmes à ossature bois

Règles de détail supplémentaires L’EN 1998-1 donne, en plus des règles de détails pour les assemblages, des règles de détails pour les diaphragmes horizontaux (voir partie « Diaphragmes horizontaux ») qui peuvent être complétées, pour les structures simples et régulières, par les dispositions constructives disponibles dans les règles simplifiées dites « CPMI-EC8 Z3/Z4 ».

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 Structures à ossature bois Dissipation d’énergie

Forte capacité à dissiper de l’énergie

Ductilité visée

DCH – Coefficient de comportement q = 3

Zones dissipatives

Couturage des voiles travaillant

Conception des parois verticales Les règles de moyen données dans l’EN 1998-1 permettent de garantir une ductilité suffisante des zones dissipatives pour la classe DCH sans avoir recours à des essais. Pour les assemblages panneau / structure, elles sont :  Panneaux de particules (ρ ≥ 650 kg/m3) et OSB : e ≥ 13 mm  Contreplaqué : e ≥ 9 mm  Organes : selon type – voir partie « Assemblages »

Liaisons structurelles L’ancrage de la structure au sol et entre étages est assuré afin de permettre la dissipation d’énergie dans les coutures des voiles travaillants. Les ancrages et les liaisons reprennent les efforts de traction. Détail a

Ancrage intérieur des montants au vent et des montants disposés de part et d’autre des ouvertures

Détail b

Ancrage dans l’épaisseur du mur des montants au vent et des montants disposés de part et d’autre des ouvertures

Détail c

Liaison inter-étage des montants au vent

Détail a

Détail b

12

Détail c

En partie courante, la liaison entre les parois verticales et le diaphragme doit être conçue pour permettre la transmission des efforts horizontaux distribués par les planchers sur les parois. Détail d

Pose du plancher en tête de mur – la poutre périphérique est solidarisée avec le mur inférieur par le biais du panneau et de fixations par équerres, et la fixation du mur supérieur dans le plancher permet la reprise des efforts tranchants ramené par le diaphragme

Détail e

Pose du plancher en applique – l’intégration de la muralière dans l’épaisseur du mur facilite la descente de charges verticale et le transfert des efforts horizontaux (traction et cisaillement) est assuré grâce à une fixation par vis / boulons

Détail d

Détail e

Diaphragmes horizontaux En plus des préconisations de l’EN 1995-1-1, il faut :  Ajouter des entretoises pour supporter les bords des panneaux et au droit des murs de refend contreventants afin de permettre une liaison efficace au cisaillement – détail f,  Renforcer la structure autour des trémies par la mise en place d’éléments de renforts (conserver une rigidité équivalente de celle apportée par le plancher) – détail g,  Éviter le changement de sens de portée des solives de part et d’autre d’un mur de refend contreventant.

Détail f – d’après [3]

Détail g – d’après [3]

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Structures en panneaux massifs bois contrecollés Dissipation d’énergie

Capacité moyenne à dissiper de l’énergie

Ductilité visée

DCM – Coefficient de comportement q = 2

Zones dissipatives

Connecteurs métalliques d’ancrage (au sol et entre étages), équerres de liaisons et connexions verticales entre panneaux au sein d’une même paroi

Conception de la structure (d’après [8] et [9]) Dans les structures en panneaux massif bois contrecollés, les assemblages dans lesquels une dissipation d’énergie peut avoir lieu sont :  les ancrages anti-soulèvement placés aux extrémités des panneaux et au droit des ouvertures,  les équerres reprenant les efforts horizontaux de cisaillement entre les murs d’étages, ou entre les murs et le soubassement,  dans les connexions verticales entre panneaux de murs (mi-bois vissés ou autre) pour les murs composés de plus d’un élément. Les autres assemblages doivent être dimensionnés en capacité, et ne présenter aucun risque de rupture afin de permettre la plastification dans les zones dissipatives. Il s’agit des :  des liaisons entre panneaux de plancher afin d’assurer le rôle de diaphragme rigide,  des connexions entre les panneaux de plancher et les panneaux verticaux inférieurs, pour garantir la transmission des efforts sismiques aux parois verticales,  des connexions entre les panneaux de murs perpendiculaires.

Détails structurels Les panneaux massifs bois contrecollés sont des produits de construction très rigides qui engendrent des efforts de soulèvement importants (traction dans les ancrages antisoulèvement) pouvant engendrer la ruine. Les détails présentés ci-après sont des exemples de liaisons possibles (d’après [9] et [10]) afin d’obtenir de bonnes performances en résistance et ductilité. Ces ancrages sont à associer à des liaisons « standards» en partie courante pour la reprise des efforts de cisaillement. Détail a

Ancrage par équerre renforcée intérieure fixée par cheville métallique + pointes/vis

Détail b

Ancrage par plaque continue extérieure fixée par chevilles métalliques + pointes/vis

Détail c

Liaison entre les panneaux de murs assurée par plaque continue en façade complétée par des équerres intérieures de liaison au plancher fixées par pointes/vis

Détail d

Liaison assurée par des équerres renforcées reliées par une tige métallique traversant le plancher et fixées par pointes/vis

Détail e

Plaque continue en façade, vis de liaison plancher – mur inférieur + équerre intérieure fixée par pointes/vis

14

Détail a

Détail c

Détail b

Détail d

15

Détail e

Structures poteau-poutre ou de type portique (d’après [11]) Dissipation d’énergie

Capacité moyenne à dissiper de l’énergie

Ductilité visée

DCM – Coefficient de comportement q = 2,5 (portiques) DCM – Coefficient de comportement q = 2 (poteau-poutre)

Zones dissipatives

Assemblages

Portiques de type lamellé collé sur un niveau Les structures de type portiques doivent être capable de résister à un séisme dans les deux directions principales. La stabilisation est obtenue par l’intermédiaire :  des portiques dans le plan transversal (conception isostatique ou hyperstatique),  d’un contreventement de toiture (poutre au vent en K ou en X) associé à des palées de stabilité dans le plan longitudinal.

Exemple de stabilisation d’une structure avec portiques en pignon

Pour la conception des portiques, on peut noter que :  pour les pieds de portiques articulés, une conception par bèche associée aux fondations et assemblages par tige permet une reprise correcte des efforts normaux et tranchants et des inversions d’efforts pour les structures de taille modérée. Pour les autres, la mise en place d’une vraie articulation peut être nécessaire,  pour les encastrements en rein de portique, les couronnes de boulons ne permettent de considérer une ductilité satisfaisante pour une classe DCM. Une conception de l’encastrement par triangulation ou par association de poteaux métalliques et traverses bois peut être envisagée. La stabilisation verticale peut prendre les formes suivantes et sa conception est détaillée ciaprès dans la partie « Palées de stabilité ».

Croix de St André

Contreventement en K

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Contreventement en K avec poteau central

Poteau-poutre de plusieurs niveaux La stabilité des structures poteau-poutre est assurée par l’association de diaphragmes horizontaux (voir partie « Structure à ossature bois ») avec des palées de stabilité verticales (contreventement par triangulation). La conception des palées de stabilité doit être soignée, ainsi que la liaison entre les diaphragmes horizontaux et la structure verticale pour garantir la transmission des efforts sismiques jusqu’aux fondations.

Palées de stabilité Les assemblages doivent être conçus :  avec intersections des files d’axes : - dans le cas a, l’intersection de l’axe du poteau, de la platine et du contreventement a lieu en un point unique et le plus près possible de la base de la platine, - dans le cas b, l’intersection des deux contreventements se fait à l’axe du poteau, - dans les deux cas, il s’agit d’éviter la mise en flexion localisée du poteau.  pour éviter les phénomènes de rupture fragile dans le bois,  pour ne pas solliciter la résistance en traction des organes de fixations : les platines vissés sont proscrites,  en limitant le diamètre des boulons et les jeux d’assemblages.

Cas a – Pied de poteau

Cas b – Partie courante

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Charpentes traditionnelles (d’après [11]) Dissipation d’énergie

Capacité faible à dissiper de l’énergie

Ductilité visée

DCL – Coefficient de comportement q = 1,5

Stabilité La stabilité des charpentes traditionnelles peut être assurée par :  la mise en place de liens de faitage au droit de chaque ferme, permettant la reprise des efforts de compression tout en gardant leur intégrité sous inversion d’effort – principe a,  la mise en place, pour des charpentes de taille importante, de poutres au vent (par exemple contreventement de toiture en K) – principe b,  la mise en place d’un diaphragme rigide par panneaux contreventants. Dans le cas d’habitation avec un faible décroché en L, des fermes ou demi-fermes positionnées dans le plan perpendiculaire au long pan permettent d’augmenter la rigidité et la résistance de la charpente.

Principe a

Principe b

Assemblages Les assemblages traditionnels doivent être conçus pour permettre la reprise d’efforts inversés (traction et compression). A ce titre, les assemblages prévus comprimés (embrèvement) et les assemblages avec risque de traction perpendiculaire seront renforcés par des dispositifs antiarrachement. Les ancrages des fermes dans la structure support doivent être adaptés et vérifiés. Pour les ancrages dans la maçonnerie, les scellements simples ne sont pas autorisés : une solution d’ancrage par boulons scellés dans le ferraillage ou par ferrure métallique + chevilles métalliques peut être envisagée.

Exemple de dispositif anti-soulèvement pour un embrèvement

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Charpentes industrielles (d’après [11]) Dissipation d’énergie

Capacité faible ou moyenne à dissiper de l’énergie

Ductilité visée

DCL – Coefficient de comportement q = 1,5 (fermette sur maçonnerie et pignons maçonnés) DCM – Coefficient de comportement q = 2,5 (fermette sur ossature bois)

Cas des combles aménageables La conception et la mise en œuvre de la toiture respecte les exigences du DTU 31.1 : les antiflambages d’arbalétriers (AFA), les contreventements (CVT) et lisses filantes (FAA, FA et FE) notamment sont présents et mis en œuvre correctement. Cette conception permet un comportement satisfaisant de la toiture si la liaison de celle-ci avec le support est assurée. L’association de la toiture contreventée et du diaphragme de plancher (béton ou bois) permet la stabilisation longitudinale et transversale de la structure. Dans le cas où il existe de nombreux accidents de toiture (ouvertures, chien-assis,…), il peut être nécessaire de mettre en place des renforcements supplémentaires (poutre au vent, contreventement supplémentaire).

Cas des combles perdus Dans ce cas, la toiture industrielle doit être conçue pour remplir les rôles de diaphragme de toiture et de diaphragme de plancher. La conception et la mise en œuvre selon le DTU 31.1 permet de garantir le diaphragme de toiture. Pour le diaphragme de plancher, il peut être réalisé à l’aide de poutres treillis périphériques préfabriquées, par équerres ou par mise en place de panneaux bois sur tout ou partie de la surface. La fixation des poutres treillis est envisageable de plusieurs manières (voir ci-après).

Diaphragme par poutres treillis périphériques

Diaphragme par équerres

Le diaphragme par équerre exploite la rigidité des façades et pignons entre points de maintien. Le positionnement des diagonales dépend donc de la capacité résistante et de la rigidité des éléments filants en tête de parois. Les assemblages devront être surdimensionnés de 30 % pour éviter tout risque de rupture fragile due à la concentration des efforts horizontaux. 19

Type a

Fixation de la poutre treillis sur les entraits, les ancrages des fermettes reprennent l’ensemble des efforts

Type b

Fixation de la poutre treillis sur les murs, les ancrages des fermettes reprennent les efforts liés à la toiture et aux pignons tandis que la liaison poutre/murs reprend les efforts de stabilisation des murs périphériques

Type c

Similaire en fonctionnement au type b, mise en œuvre aisée sur murs à ossature bois

Type a

Type b

Type c

Ancrages dans le support La fixation des toitures industrielles dans les supports doit être soignée :  la fixation sur support béton doit se faire par l’intermédiaire d’équerres, de sabots ou de ferrures métalliques (selon la géométrie de la fermette) liaisonnés au chainage périphérique par des organes de type chevilles métalliques,  la fixation sur support bois se fait par équerres, sabot ou ferrures métalliques (selon la géométrie de la fermette) liaisonnés dans les éléments rigides continus des parois verticales. Deux exemples de fixations sont donnés ci-dessous.

Fixation sur ossature bois par double équerre

Fixation par sabot dans chainage béton

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 Les éléments non structuraux du cadre bâti englobent, par définition, l’ensemble des éléments ne participant pas aux fonctions structurelles (fondation ou ossature) du bâtiment qui peuvent, en cas de rupture, exposer les personnes à des risques importants ou affecter la structure principale de celui-ci. Les éléments non structuraux englobent :  les éléments du clos couvert (éléments de façades, menuiseries extérieures, éléments de couverture),  les éléments intérieurs (cloisons, doublages, plafonds suspendus, mobilier lourd,…),  les équipements,  d’autres éléments tels que cheminées, garde-corps, antennes, clôtures. Les éléments non structuraux (ENS) représentent ainsi un risque important pour la sécurité des personnes dans les constructions, non seulement dans les zones à risque élevé et lors de séismes d’intensité élevée, mais aussi lors de séismes d’intensité assez faible. Ils doivent être vérifiés selon les préconisations de l’Eurocode 8 à partir du moment où le bâtiment auquel ils appartiennent est soumis à une justification au sens de la réglementation parasismique. Le guide [12] donne les principes d’analyse et de vérification à effectuer selon l’Eurocode 8 pour certains éléments non structuraux (représentés en rouge sur la figure cidessous), en fonction de leurs dimensions et de leurs masses. L’effort inertiel appliqué à l’ENS et à sa fixation est calculé, les ancrages dimensionnés puis la compatibilité de l’élément avec les déplacements de la structure est vérifiée.

Les éléments non structuraux du cadre bâti selon [12]

Pour les bardages en lames ou bardeaux de bois couverts par le DTU 41.2 et mis en œuvre sur des montants de construction ossature bois ou sur des murs en béton armé, il existe une note d’information éditée par le FCBA et le CSTB [13]. Elle fournit des dispositions constructives relatives à ces mises en œuvre et donne, dans le cas particulier d’une mise en œuvre de pattes équerres dans un support béton, les sollicitations que les chevilles métalliques d’ancrage devront reprendre. 21

 [1]

NF EN 1998-1 - Eurocode 8 - Calcul des structures pour leur résistance aux séismes Partie 1 : règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments - Septembre 2005

[2]

NF EN 1998-1/NA - Eurocode 8 - Calcul des structures pour leur résistance aux séismes Partie 1 : règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments - Annexe nationale à la NF EN 1998-1:2005 - Règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments – Décembre 2007

[3]

Règles de conception et de réalisation des maisons individuelles et bâtiments assimilés, en France, selon la norme NF EN 1998-1 :2005 – Règles pour les zones de sismicité 3 et 4, dites « CPMI-EC8/Z3-Z4 » - Groupe de travail CSTB/AFPS – Version provisoire A19 du 12 janvier 2011

[4]

La nouvelle réglementation parasismique applicable aux bâtiments dont le permis de construire est déposé à partir du 1er mai 2011 - Plaquette d’information – MEDDED/DHUP – Janvier 2011

[5]

Le contrôle du respect des règles de construction, un outil au service de la qualité des bâtiments – Plaquette d’information – Ministère du Logement – Avril 2009

[6]

Le point de vue du contrôleur technique – Présentation à Lyon – P-E Thevenin, Bureau VERITAS – Mars 2010

[7]

Bâtiments en bois parasismiques de plusieurs étages – Documentation technique de LIGNUM – Juin 2010

[8]

A proposal for revision of the current timber part (Section 8) of Eurcode 8 part 1 – M. Follesa, M. Fragiacomo, M.P.Mauriola – CIB W18 – Meeting 44, Alghero, Italie, Août 2011

[9]

CLT Manuel sur le bois lamellé-croisé – FPInnovations – 2011

[10]

Panneaux massifs bois contrecollés – Guide RAGE 2012 – Décembre 2013

[11]

Guide des dispositions constructives parasismiques des ouvrages en acier, béton, bois et maçonnerie – AFPS – Nouvelle édition 2011

[12]

Dimensionnement parasismique des éléments non structuraux du cadre bâti : justifications parasismiques pour le bâtiment « à risque normal » - MEDDED/METL – Juillet 2013

[13]

Mise en œuvre en zones sismiques des revêtements extérieurs en lames et bardeaux de bois couverts par le DTU 41.2 – Note d’information FCBA/CSTB – Septembre 2012

22

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Février 2014 | Crédit image couverture : ARBRE EVOLUTION (CC BY-SA 2.0)