A7f conception+parasismique+des+bâtiments
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A7f conception+parasismique+des+bâtiments Document Transcript

  • 1. Conception parasismique des bâtiments – Principes debase à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtresd’ouvrages et autoritésHugo BachmannDirectives de l’OFEG – Richtlinien des BWG – Direttive dell’UFAEGBerne, 2002
  • 2. ImpressumEditeur: Office fédéral des eaux et de la géologieSource à Hugo Bachmann: Conception parasismique desmentionner: bâtiments – Principe de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités, Directives de l’OFEG (Bienne 2002, 81p.) Version originale en allemand. Cette publication est disponible sous format PDF sur le site Internet de l’OFEG: www.bwg.admin.chTirage: 3’500d/1’500fTraduction: Christian Marro, Traductonet, Haute-NendazN de commande: 804.802 f oDiffusion: OFCL, Diffusion des publications, CH-3003 Berne, Internet: www.bbl.admin.ch/bundespublikationenCopyright: © BWG, Bienne, septembre 2002
  • 3. Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr,Energie und KommunikationDépartement fédéral de l’environnement, des transports,de l’énergie et de la communicationDipartimento federale dell’ambiente, dei trasporti,dell’energia e delle comunicazioniConception parasismique des bâtiments – Principes debase à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtresd’ouvrages et autoritésHugo BachmannDirectives de l’OFEG – Richtlinien des BWG – Direttive dell’UFAEGBerne, 2002
  • 4. Préface de l’auteur la construction. La formule retenue consiste à exposer des principes de base en les assortissant d’illustrationsLe risque de tremblement de terre a longtemps été et d’exemples, ainsi que d’un texte explicatif.jugé inéluctable. Autrefois, on se contentait d’admet- Les principes, les photos – provenant de l’auteur outre que les constructions devaient parfois subir les de tiers – et les textes sont le fruit d’une longueséquelles de mouvements du sol. Aussi les mesures de activité théorique et pratique dans le domaine exigeantprotection contre ce phénomène se sont-elles d’abord et en constante évolution de la tenue des construc-concentrées sur la gestion des catastrophes. Certes, tions soumises aux séismes.des propositions relatives au mode de construction L’auteur tient d’abord à exprimer sa reconnaissanceavaient déjà été émises au début du 20e siècle, mais aux nombreux auteurs de photos, mentionnés en finc’est au cours des dernières décennies que des de brochure, pour avoir accepté de mettre àrecherches toujours plus nombreuses et pointues ont disposition le résultat de gros efforts rarement dénuésrévélé comment réduire efficacement la vulnérabilité de risques. Ses remerciements s’adressent également àdes ouvrages aux séismes. l’Office fédéral des eaux et de la géologie, qui prendL’objectif de ce document est de présenter simplement en charge l’édition et l’impression de cette brochure.des connaissances récentes sur la façon de protéger lesbâtiments contre les séismes en prenant des mesures à Zurich, août 2002 Prof. Hugo BachmannPréface de l’éditeur La sécurité parasismique des ouvrages futurs figure au premier plan du programme de mesures de laEn 1998, la Société suisse du génie parasismique et de Confédération. L’auteur de la présente brochure, lela dynamique des structures (SGEB) a publié un Professeur Hugo Bachmann, a consacré de nom-document soulignant le fait que les autorités, les Hautes breuses années à étudier le risque sismique et leécoles, l’industrie et les particuliers se doivent d’agir comportement des ouvrages soumis aux tremblementspour assurer la sécurité parasismique du tissu bâti de de terre. A la demande de l’OFEG, qui lui exprime saSuisse. Ce document relevait notamment qu’un gros reconnaissance, il a bien voulu mettre à la dispositionretard devait être rattrapé d’urgence au sujet du des praticiens des connaissances scientifiques propicescomportement des bâtiments et des installations, à la sécurité parasismique des constructions. Lesthème qui se trouve au cœur de la prévention des présentes directives souhaitent contribuer à ce que lescatastrophes sismiques. Suite à cette publication, résultats des recherches soient mis en œuvre systémati-et à d’autres interventions, le Conseil fédéral a manda- quement par les professionnels de la construction,té l’Office fédéral des eaux et de la géologie (OFEG) qu’ils soient donc pris en compte dans la conception etpour organiser la protection contre les tremblements l’étude des ouvrages. Ainsi est-il désormais possible,de terre dès le 1er janvier 2000, dans le cadre des dans notre pays à sismicité modérée, de conférer unetâches de la Confédération. L’OFEG a créé à cet effet la sécurité parasismique raisonnable aux nouvellesCentrale de coordination pour la mitigation des constructions, sans surcoût ou presque.séismes, dont le rôle est de conseiller et de secondertoute l’administration fédérale. Le 11 décembre 2000, Bienne, août 2002 Dr Christian Furrerle Conseil fédéral a entériné un programme de Directeur de l’Office fédéralmesures en sept points qui court de 2001 à 2004 et des eaux et de la géologievise à prévenir les dégâts sismiques dans le domaine decompétence de la Confédération.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités 3
  • 5. Table des matières Objectifs 6 PB 17 Eviter de remplir partiellement les cadres! 44 Que se passe-t-il lors d’un tremblement de terre? 7 PB 18 Concevoir soigneusement les contreventements triangulés! 46 PB 19 Concevoir des structures porteuses en acier ductiles! 48 Le plus important des risques naturels 8 PB 20 Séparer les bâtiments contigus par des joints conformes aux règles Le risque sismique ne cesse d’augmenter 9 de lart! 50 Des mesures insuffisantes 9 PB 21 Privilégier les configurations compactes! 52 PB 22 Utiliser des dalles afin de solidariser les éléments et Il est urgent d’agir 9 répartir les forces! 53 PB 1 L’architecte et l’ingénieur collaborent d’emblée! 10 PB 23 Dimensionner en capacité pour obtenir une structure porteuse ductile! 55 PB 2 Respecter les dispositions parasismiques des normes! 11 PB 24 Une armature en acier ductile avec Rm/Re ≥ 1.15 et Agt ≥ 6 %! 56 PB 3 Pas de surcoût notable grâce aux méthodes modernes! 13 PB 25 Des armatures transversales espacées de s ≤ 5d avec des PB 4 Eviter les rez-de-chaussée flexibles! 15 crochets à 135° dans les parois porteuses et les colonnes! 58 PB 5 Eviter les étages flexibles! 19 PB 26 Pas dévidements ni ouvertures dans les zones plastiques! 60 PB 6 Eviter les contreventements dissymétriques! 21 PB 27 Préserver lintégrité des liaisons dans les constructions préfabriquées! 62 PB 7 Eviter les contreventements décalés! 24 PB 28 Protéger les fondations grâce au dimensionnement en capacité! 64 PB 8 Les sauts de rigidité et de résistance causent des problèmes! 25 PB 29 Elaborer le spectre de réponse propre au site! 65 PB 9 Deux parois porteuses élancées en béton armé par direction principale! 26 PB 30 Tenir compte du danger de liquéfaction du sol! 66 PB 10 Eviter les systèmes mixtes colonnes-maçonnerie porteuse! 28 PB 31 Il peut savérer plus judicieux dassouplir que de renforcer! 68 PB 11 Eviter de remplir les cadres de maçonnerie! 29 PB 32 Ancrer les éléments de façade contre les forces horizontales! 70 PB 12 Des parois porteuses en béton armé pour renforcer les bâtiments en PB 33 Ancrer les parapets et les murs! 72 maçonnerie! 32 PB 34 Bien fixer les faux-plafonds et les luminaires! 74 PB 13 Armer les parois porteuses en maçonnerie reprenant des efforts horizontaux! 34 PB 35 Fixer les installations et les équipements! 75 PB 14 Harmoniser la structure porteuse et les éléments Crédit d’illustrations 78 non-porteurs! 38 Bibliographie 79 PB 15 Dans les constructions à ossature, séparer les parois non-porteuses par des joints! 40 Contacts 80 PB 16 Eviter les colonnes courtes! 42 Annexe: carte d’aléa sismique 81Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités4 5
  • 6. Table des matières Objectifs 6 PB 17 Eviter de remplir partiellement les cadres! 44 Que se passe-t-il lors d’un tremblement de terre? 7 PB 18 Concevoir soigneusement les contreventements triangulés! 46 PB 19 Concevoir des structures porteuses en acier ductiles! 48 Le plus important des risques naturels 8 PB 20 Séparer les bâtiments contigus par des joints conformes aux règles Le risque sismique ne cesse d’augmenter 9 de lart! 50 Des mesures insuffisantes 9 PB 21 Privilégier les configurations compactes! 52 PB 22 Utiliser des dalles afin de solidariser les éléments et Il est urgent d’agir 9 répartir les forces! 53 PB 1 L’architecte et l’ingénieur collaborent d’emblée! 10 PB 23 Dimensionner en capacité pour obtenir une structure porteuse ductile! 55 PB 2 Respecter les dispositions parasismiques des normes! 11 PB 24 Une armature en acier ductile avec Rm/Re ≥ 1.15 et Agt ≥ 6 %! 56 PB 3 Pas de surcoût notable grâce aux méthodes modernes! 13 PB 25 Des armatures transversales espacées de s ≤ 5d avec des PB 4 Eviter les rez-de-chaussée flexibles! 15 crochets à 135° dans les parois porteuses et les colonnes! 58 PB 5 Eviter les étages flexibles! 19 PB 26 Pas dévidements ni ouvertures dans les zones plastiques! 60 PB 6 Eviter les contreventements dissymétriques! 21 PB 27 Préserver lintégrité des liaisons dans les constructions préfabriquées! 62 PB 7 Eviter les contreventements décalés! 24 PB 28 Protéger les fondations grâce au dimensionnement en capacité! 64 PB 8 Les sauts de rigidité et de résistance causent des problèmes! 25 PB 29 Elaborer le spectre de réponse propre au site! 65 PB 9 Deux parois porteuses élancées en béton armé par direction principale! 26 PB 30 Tenir compte du danger de liquéfaction du sol! 66 PB 10 Eviter les systèmes mixtes colonnes-maçonnerie porteuse! 28 PB 31 Il peut savérer plus judicieux dassouplir que de renforcer! 68 PB 11 Eviter de remplir les cadres de maçonnerie! 29 PB 32 Ancrer les éléments de façade contre les forces horizontales! 70 PB 12 Des parois porteuses en béton armé pour renforcer les bâtiments en PB 33 Ancrer les parapets et les murs! 72 maçonnerie! 32 PB 34 Bien fixer les faux-plafonds et les luminaires! 74 PB 13 Armer les parois porteuses en maçonnerie reprenant des efforts horizontaux! 34 PB 35 Fixer les installations et les équipements! 75 PB 14 Harmoniser la structure porteuse et les éléments Crédit d’illustrations 78 non-porteurs! 38 Bibliographie 79 PB 15 Dans les constructions à ossature, séparer les parois non-porteuses par des joints! 40 Contacts 80 PB 16 Eviter les colonnes courtes! 42 Annexe: carte d’aléa sismique 81Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités4 5
  • 7. Objectifs Que se passe-t-il lors dun tremblement de terre?Le présent document offre un large aperçu de l’art de Les principes de base (PB) sont regroupés selon les Les tremblements de terre sont généralement Mouvements du sol au cours du tempsla conception parasismique des bâtiments. Il expose thèmes suivants: provoqués par des ondes sismiques naissant lors de «Séisme valaisan»des principes de base à suivre pour réaliser des • collaboration, normes et coûts (PB 1 à PB 3); déplacements saccadés de la croûte terrestre dans une E/2ouvrages aptes à résister aux tremblements de terre. • contreventements et déformations (PB 4 à PB20); zone de rupture (faille active). Des ondes de diversesCes principes régissent essentiellement • conception dans le plan horizontal (PB21 et PB 22); natures et vitesses parcourent différents chemins avant • mise en œuvre des dispositifs constructifs (PB 23 à d’atteindre un site et de soumettre le sol à divers• la conception et PB 27); mouvements.• les dispositions constructives • fondations et sols (PB 28 à PB 31); • éléments non-porteurs et installations (PB 32 à PBpour 35). Que se passe-t-il lors d’un tremblement de terre?• la structure porteuse et E/1• les éléments non porteurs Il va de soi que tous les principes ne revêtent pas la Temps (s) même importance, que ce soit dans un contexte géné- Mouvements rapides du sol: Prof. Hugo Bachmann EPF Zurich ibkLa conception et le choix des détails constructifs de la ral ou en relation avec un objet précis. Des compromis, Quelle durée?structure porteuse (parois, colonnes, dalles) et des basés sur le jugement de lingénieur, peuvent être Quelle amplitude? Les effets dun tremblement de terre sur un ouvrageéléments non-porteurs (cloisons intérieures, éléments admis en fonction du danger encouru (zone de danger sont essentiellement déterminés par les variations Réponse des ouvrages:de façade) jouent un rôle déterminant dans la tenue sismique, caractéristiques locales des sols) et des parti- temporellles de trois paramètres décrivant les mouve- – Fortes vibrationsdes bâtiments (comportement avant la rupture) et leur cularités de louvrage concerné. On respectera toujours – Fortes sollicitations ments du sol, soit son accélération (ag), sa vitesse (vg)vulnérabilité face aux séismes (sensibilité à lendomma- scrupuleusement les principes de base déterminants – Rupture locale et son déplacement (dg), avec leur contenu fréquentiel.gement). En effet, aussi poussés soient-ils, les calculs pour la sécurité des personnes, notamment ceux qui – Effondrement En étudiant les mouvements occasionnés, dans unedingénieur et le dimensionnement ne sont pas à ont trait aux contreventements. Seuls les principes direction horizontale donnée pour un tremblement demême de compenser à posteriori les erreurs ou les essentiellement destinés à réduire les dégâts matériels Prof. Hugo Bachmann EPF Zurich ibk terre de type «valaisan» généré artificiellement, ondéfauts de conception au plan parasismique. Il est en peuvent par contre faire lobjet de concessions. relève par exemple que les fréquences dominantes deoutre impératif de concevoir les bâtiments selon les Le sol va et vient rapidement dans toutes les directions laccélération sont notablement plus élevées que pourrègles parasismiques si lon entend les doter dune Ce document sadresse dabord aux professionnels de du plan horizontal, ainsi que dans le sens vertical, mais la vitesse et beaucoup plus élevées que pour le dépla-bonne tenue aux tremblements de terre sans occasion- la construction, tels quingénieurs civils et architectes, dans une mesure généralement moindre. Quelle est la cement.ner de surcoûts notables. mais il intéressera également les maîtres douvrages et durée des mouvements? Un tremblement de terre les autorités en charge de la construction. Sil se prête dintensité moyenne dure par exemple 10–20 L’aléa sismique dépend fortement de la situation géo-Les principes figurant dans ce document s’appliquent bien à létude personnelle, on peut également s’en secondes, ce qui est relativement court. Quelle est graphique comme le montre la carte annexée [GM98].donc essentiellement aux nouvelles constructions. servir avec profit pour élaborer des exposés lors de lamplitude maximale des mouvements? Lorsque Mais l’effet de site peut être encore plus important queCependant, il est bien clair qu’ils peuvent aussi être séminaires et de cours de perfectionnement ou pour survient un séisme de type «valaisan», de magnitude la position géographique d’un ouvrage. Les paramètresmis à contribution pour expertiser et assainir le cas dispenser des cours dans les Hautes écoles. A cet effet, 6 comme celui qui a occasionné des dégâts dans la caractérisant les mouvements du sol pour un séismeéchéant les bâtiments existants. C’est pourquoi cer- des illustrations peuvent être obtenues auprès de région viègeoise en 1855, les amplitudes dans les de magnitude donnée et pour un site donné peuventtains exemples de mise en œuvre des principes sont léditeur sous forme numérique (CD). Tous les autres différentes directions du plan horizontal atteignent un diverger largement. Ils dépendent de nombreuxtirés douvrages existants. droits, concernant notamment la reproduction des ordre de grandeur de 8 à 10, voire 12 centimètres. paramètres, comme la distance, la direction, la profon- illustrations et du texte, restent réservés. Lorsque survient un séisme de type «bâlois», de magni- deur et le mécanisme de la zone de rupture de laLes principes de base sont intentionnellement simples. tude 6.5 voire plus, comme celui qui a détruit une croûte terrestre (foyer), mais aussi des caractéristiquesLes calculs et le dimensionnement ne sont introduits grande partie de la ville de Bâle et de ses environs en locales du sol (épaisseur des couches, vitesse des ondesque de manière marginale. Le lecteur a la possibilité 1356, les déplacements du sol peuvent atteindre 15–20 de cisaillement). En comparaison avec lesd’approfondir les points qui l’intéressent en consultant centimètres, voire plus. soubassements rocheux, les sols meubles peuventla littérature spécialisée (p. ex. [Ba 02]). amplifier les mouvements sismiques de manièreLa formule des principes de base est née dans le cadre Quadvient-il des bâtiments? Lorsque le sol oscille considérable. Quant à la réponse du bâti aux mouve-de nombreux exposés que lauteur a présentés entre rapidement, les fondations sont entraînées dans le mou- ments du sol, elle dépend de caractéristiques1997 et 2000 et dont le contenu a été continuelle- vement, tandis que la partie supérieure tend, du fait de importantes propres aux ouvrages (fréquences propres,ment approfondi et remanié. Chaque principe est son inertie, à rester là où elle se trouve. Ce phénomène type de structure porteuse, ductilité des éléments,introduit par une figure schématique (synthèse du occasionne dimportantes vibrations et des phénomènes etc.).principe), puis par un texte dordre général. Chaque similaires à la résonance entre l’ouvrage et le sol, d’où C’est pourquoi il convient de concevoir les construc-principe est illustré par des photos de dégâts, des l’apparition de fortes sollicitations internes. tions de façon à couvrir des incertitudes et desexemples positifs ou négatifs et des explications spéci- Il en résulte fréquemment des déformations plastiques variations considérables.fiques. de la structure porteuse, qui peut subir dimpor- tants dégâts et céder localement, voire seffondrer totalement dans le pire des cas.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités6 7
  • 8. Objectifs Que se passe-t-il lors dun tremblement de terre?Le présent document offre un large aperçu de l’art de Les principes de base (PB) sont regroupés selon les Les tremblements de terre sont généralement Mouvements du sol au cours du tempsla conception parasismique des bâtiments. Il expose thèmes suivants: provoqués par des ondes sismiques naissant lors de «Séisme valaisan»des principes de base à suivre pour réaliser des • collaboration, normes et coûts (PB 1 à PB 3); déplacements saccadés de la croûte terrestre dans une E/2ouvrages aptes à résister aux tremblements de terre. • contreventements et déformations (PB 4 à PB20); zone de rupture (faille active). Des ondes de diversesCes principes régissent essentiellement • conception dans le plan horizontal (PB21 et PB 22); natures et vitesses parcourent différents chemins avant • mise en œuvre des dispositifs constructifs (PB 23 à d’atteindre un site et de soumettre le sol à divers• la conception et PB 27); mouvements.• les dispositions constructives • fondations et sols (PB 28 à PB 31); • éléments non-porteurs et installations (PB 32 à PBpour 35). Que se passe-t-il lors d’un tremblement de terre?• la structure porteuse et E/1• les éléments non porteurs Il va de soi que tous les principes ne revêtent pas la Temps (s) même importance, que ce soit dans un contexte géné- Mouvements rapides du sol: Prof. Hugo Bachmann EPF Zurich ibkLa conception et le choix des détails constructifs de la ral ou en relation avec un objet précis. Des compromis, Quelle durée?structure porteuse (parois, colonnes, dalles) et des basés sur le jugement de lingénieur, peuvent être Quelle amplitude? Les effets dun tremblement de terre sur un ouvrageéléments non-porteurs (cloisons intérieures, éléments admis en fonction du danger encouru (zone de danger sont essentiellement déterminés par les variations Réponse des ouvrages:de façade) jouent un rôle déterminant dans la tenue sismique, caractéristiques locales des sols) et des parti- temporellles de trois paramètres décrivant les mouve- – Fortes vibrationsdes bâtiments (comportement avant la rupture) et leur cularités de louvrage concerné. On respectera toujours – Fortes sollicitations ments du sol, soit son accélération (ag), sa vitesse (vg)vulnérabilité face aux séismes (sensibilité à lendomma- scrupuleusement les principes de base déterminants – Rupture locale et son déplacement (dg), avec leur contenu fréquentiel.gement). En effet, aussi poussés soient-ils, les calculs pour la sécurité des personnes, notamment ceux qui – Effondrement En étudiant les mouvements occasionnés, dans unedingénieur et le dimensionnement ne sont pas à ont trait aux contreventements. Seuls les principes direction horizontale donnée pour un tremblement demême de compenser à posteriori les erreurs ou les essentiellement destinés à réduire les dégâts matériels Prof. Hugo Bachmann EPF Zurich ibk terre de type «valaisan» généré artificiellement, ondéfauts de conception au plan parasismique. Il est en peuvent par contre faire lobjet de concessions. relève par exemple que les fréquences dominantes deoutre impératif de concevoir les bâtiments selon les Le sol va et vient rapidement dans toutes les directions laccélération sont notablement plus élevées que pourrègles parasismiques si lon entend les doter dune Ce document sadresse dabord aux professionnels de du plan horizontal, ainsi que dans le sens vertical, mais la vitesse et beaucoup plus élevées que pour le dépla-bonne tenue aux tremblements de terre sans occasion- la construction, tels quingénieurs civils et architectes, dans une mesure généralement moindre. Quelle est la cement.ner de surcoûts notables. mais il intéressera également les maîtres douvrages et durée des mouvements? Un tremblement de terre les autorités en charge de la construction. Sil se prête dintensité moyenne dure par exemple 10–20 L’aléa sismique dépend fortement de la situation géo-Les principes figurant dans ce document s’appliquent bien à létude personnelle, on peut également s’en secondes, ce qui est relativement court. Quelle est graphique comme le montre la carte annexée [GM98].donc essentiellement aux nouvelles constructions. servir avec profit pour élaborer des exposés lors de lamplitude maximale des mouvements? Lorsque Mais l’effet de site peut être encore plus important queCependant, il est bien clair qu’ils peuvent aussi être séminaires et de cours de perfectionnement ou pour survient un séisme de type «valaisan», de magnitude la position géographique d’un ouvrage. Les paramètresmis à contribution pour expertiser et assainir le cas dispenser des cours dans les Hautes écoles. A cet effet, 6 comme celui qui a occasionné des dégâts dans la caractérisant les mouvements du sol pour un séismeéchéant les bâtiments existants. C’est pourquoi cer- des illustrations peuvent être obtenues auprès de région viègeoise en 1855, les amplitudes dans les de magnitude donnée et pour un site donné peuventtains exemples de mise en œuvre des principes sont léditeur sous forme numérique (CD). Tous les autres différentes directions du plan horizontal atteignent un diverger largement. Ils dépendent de nombreuxtirés douvrages existants. droits, concernant notamment la reproduction des ordre de grandeur de 8 à 10, voire 12 centimètres. paramètres, comme la distance, la direction, la profon- illustrations et du texte, restent réservés. Lorsque survient un séisme de type «bâlois», de magni- deur et le mécanisme de la zone de rupture de laLes principes de base sont intentionnellement simples. tude 6.5 voire plus, comme celui qui a détruit une croûte terrestre (foyer), mais aussi des caractéristiquesLes calculs et le dimensionnement ne sont introduits grande partie de la ville de Bâle et de ses environs en locales du sol (épaisseur des couches, vitesse des ondesque de manière marginale. Le lecteur a la possibilité 1356, les déplacements du sol peuvent atteindre 15–20 de cisaillement). En comparaison avec lesd’approfondir les points qui l’intéressent en consultant centimètres, voire plus. soubassements rocheux, les sols meubles peuventla littérature spécialisée (p. ex. [Ba 02]). amplifier les mouvements sismiques de manièreLa formule des principes de base est née dans le cadre Quadvient-il des bâtiments? Lorsque le sol oscille considérable. Quant à la réponse du bâti aux mouve-de nombreux exposés que lauteur a présentés entre rapidement, les fondations sont entraînées dans le mou- ments du sol, elle dépend de caractéristiques1997 et 2000 et dont le contenu a été continuelle- vement, tandis que la partie supérieure tend, du fait de importantes propres aux ouvrages (fréquences propres,ment approfondi et remanié. Chaque principe est son inertie, à rester là où elle se trouve. Ce phénomène type de structure porteuse, ductilité des éléments,introduit par une figure schématique (synthèse du occasionne dimportantes vibrations et des phénomènes etc.).principe), puis par un texte dordre général. Chaque similaires à la résonance entre l’ouvrage et le sol, d’où C’est pourquoi il convient de concevoir les construc-principe est illustré par des photos de dégâts, des l’apparition de fortes sollicitations internes. tions de façon à couvrir des incertitudes et desexemples positifs ou négatifs et des explications spéci- Il en résulte fréquemment des déformations plastiques variations considérables.fiques. de la structure porteuse, qui peut subir dimpor- tants dégâts et céder localement, voire seffondrer totalement dans le pire des cas.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités6 7
  • 9. Le plus important des risques naturels tion des catastrophes [D0150]. Les assureurs effectuent tion industrielle, les coûts consécutifs aux décès et aux Des mesures insuffisantes des analyses de type «que se passerait-il si» pour blessures, ainsi que les atteintes à lenvironnement. IlEn Suisse comme ailleurs, le risque sismique a long- estimer ce quil adviendrait si certains tremblements de en résulterait pour le tremblement de terre de Bâle une Quen est-il des mesures de protection contre les dangerstemps été sous-estimé, et dans une large mesure terre historiques se reproduisaient en Suisse, ce qui est facture globale plusieurs fois plus élevée que le budget naturels? Les pouvoirs publics y consacrent chaqueignoré. On a pris conscience récemment que des possible à tout moment. Ils prévoient que le séisme de annuel de la Confédération helvétique (env. 50 année envrion 600 millions de francs suisses.séismes catastrophiques peuvent également affecter Viège (1855) occasionnerait aujourdhui des dégâts milliards de francs suisses en 2001). Le graphique sectoriel de droite dans la figure indiquenotre pays. aux bâtiments de lordre de 10 milliards de francs la répartition de cette somme selon les principaux suisses. Le tremblement de terre de Bâle (1356), qui Létude Katanos, effectuée en 1995 par lOffice fédéral phénomènes naturels. On y relève que les mesures deLes séismes de forte magnitude comme ceux qui ont correspond statistiquement à une période de retour de de la protection civile qui soccupe de la prévention protection contre les tremblements de terre bénéficientoccasionné de gros dégâts à Izmit (Turquie, 1999), durée moyenne (500-1000 ans), provoquerait actuelle- des catastrophes, conclut à des dommages dune de montants plus que modestes. La disproportion estKobe (Japon, 1995) ou Northridge (Californie, 1994) ment des dégâts aux bâtiments pouvant atteindre 50 gravité similaire. Le graphique sectoriel de gauche dans flagrante si lon se réfère au risque quils occasionnent.illustrent les effets du «tremblement de terre milliards de francs suisses. Si les pertes humaines nont la figure indique le poids relatif des principaux phéno- Le déficit de prévention en la matière correspond àmaximum» auquel on peut sattendre en Suisse. Si leur pas été estimées explicitement, on doit sattendre à mènes par rapport à lensemble des risques naturels la perception que lon a du phénomène. Il sécoule peuprobabilité doccurrence est relativement faible, ils nen plusieurs centaines ou peut-être même plusieurs menaçant la Suisse (non compris le risque inhérent à la de temps entre deux inondations, hivers catastro-sont pas moins possibles. Le tremblement de terre de milliers de morts et jusquà dix fois plus de blessés. classe d’endommagement 5 selon [D0150]). Il com- phiques au plan des avalanches ou grosses tempêtes,Bâle (1356) relève de cette catégorie. Lexpérience enseigne en outre quil faut multiplier les prend notamment les risques imputables aux inonda- cest pourquoi on reste conscient de ces dangers et on dégâts aux bâtiments par un facteur 2 à 3 pour évaluer tions, aux orages, aux tempêtes, aux avalanches, etc., prend depuis longtemps des mesures de protection.Au cours des dernières années, lampleur des lensemble des dommages affectant le contenu des ainsi quaux séismes. On relèvera que ce dernier est du En revanche, comme chaque génération ne subit pasdommages auxquels il faut sattendre si un séisme bâtiments, les ouvrages destinés aux transports, aux même ordre de grandeur, si ce nest plus important, un gros tremblement de terre, la majorité de lacatastrophique survient en Suisse a fait lobjet détudes communications, à lapprovisionnement et à lévacua- que le risque inhérent à l’ensemble des autres phéno- population n’est pas consciente des dégâts quil estpoussées sous langle de lassurance et de la préven- tion, les pertes inhérentes à linterruption de la produc- mènes naturels. susceptible doccasionner en Suisse. Mais lorsquil survient, il a des effets dévastateurs. Les pertes en vies humaines et les dégâts matériels peuvent savérer Le risque sismique ne cesse supérieurs de plusieurs ordres de grandeur aux daugmenter dommages occasionnés, notamment, par les inonda- tions ou les avalanches. Risques liés aux différents Dépenses publiques pour Sagissant des ouvrages, le risque sismique est égal au phénomènes naturels les mesures de protection produit de l’aléa (intensité/probabilité doccurrence de lévénement, conditions locales de site) par la valeur Il est urgent dagir des biens menacés et la vulnérabilité du tissu bâti. Or E/3 le parc douvrages saccroît constamment et maintes Les considérations qui précèdent le démontrent sans 600 millions de CHF/an. nouvelles constructions sont très – si ce n’est trop – ambiguïté: la Suisse souffre dun gros déficit en vulnérables aux séismes. La cause réside notamment matière de prévention sismique par des mesures à la Sécheresse dans le respect lacunaire dimportants principes de la construction. Il est urgent dagir pour rattraper Vagues Autres dangers naturels, conception parasismique ou même de dispositions séismes compris limportant retard accumulé [D0150]. Les nouveaux de chaleur relatives aux tremblements de terre figurant dans les ouvrages doivent être conçus de manière à résister Séismes Incendies Incendies, tempêtes, normes, fût-ce par ignorance, par commodité ou par aux séismes dans une mesure raisonnable, pour éviter de forêt parasites, négligence. Il en résulte que le risque sismique ne que lon ajoute constamment de nouvelles construc- etc. (en forêt) cesse de croître inutilement. tions sismiquement vulnérables au bâti qui l’est déjà. Vagues de froid La présente publication souhaite contribuer à diffuser Glissements les connaissances fondamentales nécessaires à cet de terrain Inondations effet.Avalanches Inondations Tempêtes Avalanches Orages Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichPrincipes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités8 9
  • 10. Le plus important des risques naturels tion des catastrophes [D0150]. Les assureurs effectuent tion industrielle, les coûts consécutifs aux décès et aux Des mesures insuffisantes des analyses de type «que se passerait-il si» pour blessures, ainsi que les atteintes à lenvironnement. IlEn Suisse comme ailleurs, le risque sismique a long- estimer ce quil adviendrait si certains tremblements de en résulterait pour le tremblement de terre de Bâle une Quen est-il des mesures de protection contre les dangerstemps été sous-estimé, et dans une large mesure terre historiques se reproduisaient en Suisse, ce qui est facture globale plusieurs fois plus élevée que le budget naturels? Les pouvoirs publics y consacrent chaqueignoré. On a pris conscience récemment que des possible à tout moment. Ils prévoient que le séisme de annuel de la Confédération helvétique (env. 50 année envrion 600 millions de francs suisses.séismes catastrophiques peuvent également affecter Viège (1855) occasionnerait aujourdhui des dégâts milliards de francs suisses en 2001). Le graphique sectoriel de droite dans la figure indiquenotre pays. aux bâtiments de lordre de 10 milliards de francs la répartition de cette somme selon les principaux suisses. Le tremblement de terre de Bâle (1356), qui Létude Katanos, effectuée en 1995 par lOffice fédéral phénomènes naturels. On y relève que les mesures deLes séismes de forte magnitude comme ceux qui ont correspond statistiquement à une période de retour de de la protection civile qui soccupe de la prévention protection contre les tremblements de terre bénéficientoccasionné de gros dégâts à Izmit (Turquie, 1999), durée moyenne (500-1000 ans), provoquerait actuelle- des catastrophes, conclut à des dommages dune de montants plus que modestes. La disproportion estKobe (Japon, 1995) ou Northridge (Californie, 1994) ment des dégâts aux bâtiments pouvant atteindre 50 gravité similaire. Le graphique sectoriel de gauche dans flagrante si lon se réfère au risque quils occasionnent.illustrent les effets du «tremblement de terre milliards de francs suisses. Si les pertes humaines nont la figure indique le poids relatif des principaux phéno- Le déficit de prévention en la matière correspond àmaximum» auquel on peut sattendre en Suisse. Si leur pas été estimées explicitement, on doit sattendre à mènes par rapport à lensemble des risques naturels la perception que lon a du phénomène. Il sécoule peuprobabilité doccurrence est relativement faible, ils nen plusieurs centaines ou peut-être même plusieurs menaçant la Suisse (non compris le risque inhérent à la de temps entre deux inondations, hivers catastro-sont pas moins possibles. Le tremblement de terre de milliers de morts et jusquà dix fois plus de blessés. classe d’endommagement 5 selon [D0150]). Il com- phiques au plan des avalanches ou grosses tempêtes,Bâle (1356) relève de cette catégorie. Lexpérience enseigne en outre quil faut multiplier les prend notamment les risques imputables aux inonda- cest pourquoi on reste conscient de ces dangers et on dégâts aux bâtiments par un facteur 2 à 3 pour évaluer tions, aux orages, aux tempêtes, aux avalanches, etc., prend depuis longtemps des mesures de protection.Au cours des dernières années, lampleur des lensemble des dommages affectant le contenu des ainsi quaux séismes. On relèvera que ce dernier est du En revanche, comme chaque génération ne subit pasdommages auxquels il faut sattendre si un séisme bâtiments, les ouvrages destinés aux transports, aux même ordre de grandeur, si ce nest plus important, un gros tremblement de terre, la majorité de lacatastrophique survient en Suisse a fait lobjet détudes communications, à lapprovisionnement et à lévacua- que le risque inhérent à l’ensemble des autres phéno- population n’est pas consciente des dégâts quil estpoussées sous langle de lassurance et de la préven- tion, les pertes inhérentes à linterruption de la produc- mènes naturels. susceptible doccasionner en Suisse. Mais lorsquil survient, il a des effets dévastateurs. Les pertes en vies humaines et les dégâts matériels peuvent savérer Le risque sismique ne cesse supérieurs de plusieurs ordres de grandeur aux daugmenter dommages occasionnés, notamment, par les inonda- tions ou les avalanches. Risques liés aux différents Dépenses publiques pour Sagissant des ouvrages, le risque sismique est égal au phénomènes naturels les mesures de protection produit de l’aléa (intensité/probabilité doccurrence de lévénement, conditions locales de site) par la valeur Il est urgent dagir des biens menacés et la vulnérabilité du tissu bâti. Or E/3 le parc douvrages saccroît constamment et maintes Les considérations qui précèdent le démontrent sans 600 millions de CHF/an. nouvelles constructions sont très – si ce n’est trop – ambiguïté: la Suisse souffre dun gros déficit en vulnérables aux séismes. La cause réside notamment matière de prévention sismique par des mesures à la Sécheresse dans le respect lacunaire dimportants principes de la construction. Il est urgent dagir pour rattraper Vagues Autres dangers naturels, conception parasismique ou même de dispositions séismes compris limportant retard accumulé [D0150]. Les nouveaux de chaleur relatives aux tremblements de terre figurant dans les ouvrages doivent être conçus de manière à résister Séismes Incendies Incendies, tempêtes, normes, fût-ce par ignorance, par commodité ou par aux séismes dans une mesure raisonnable, pour éviter de forêt parasites, négligence. Il en résulte que le risque sismique ne que lon ajoute constamment de nouvelles construc- etc. (en forêt) cesse de croître inutilement. tions sismiquement vulnérables au bâti qui l’est déjà. Vagues de froid La présente publication souhaite contribuer à diffuser Glissements les connaissances fondamentales nécessaires à cet de terrain Inondations effet.Avalanches Inondations Tempêtes Avalanches Orages Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichPrincipes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités8 9
  • 11. PB 1 Larchitecte et lingénieur civil collaborent PB 2 Respecter les dispositions parasismiques des normes!d’emblée! très vulnérables, qui présentent des risques élevés de Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques dommages au premier tremblement de terre d’intensi- 1 Faux: 1/2 2 té modérée. Pourtant, létude des constructions «Conception en série» Jusquà SIA 160 (1989) existantes (p. ex. [La 02]) a montré que le respect des Maître de louvrage présent: normes permettait de réduire de façon décisive et sans 1. Architecte: conception de 1. Structure porteuse pour Architecte la structure porteuse et des les charges verticales Désormais: Swisscodes surcoût notable la vulnérabilité des ouvrages aux Ingénieur civil éléments non-porteurs 2. Eléments non-porteurs 2. Ingénieur: dimensionnement… 3. Structure porteuse SIA 260 Principes SIA 264 Construction séismes et surtout daméliorer dans une large mesure SIA 261 Actions composite parasismique SIA 262 Construction SIA 265 Construction leur résistance à leffondrement. Plus efficace et meilleur marché: en béton en bois SIA 263 Construction SIA 266 Maçonnerie L’architecte et l’ingénieur civil «Conception commune» en acier SIA 267 Géotechnique Lignorance ou le non-respect, fût-il partiel, des collaborent d’emblée! • L’architecte et l’ingénieur • «Structure porteuse Respecter les dispositions dispositions parasismiques figurant dans les normes de élaborent ensemble le projet polyvalente» et éléments non-porteurs parasismiques des normes! construction est de nature à occasionner une dépré- Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich ciation de louvrage [Sc 00]. La moins-value peut notamment comprendre les coûts nécessaires à son assainissement, moins les coûts quil aurait de touteLorsquil sagit de concevoir un bâtiment, de nombreux essentiellement de lesthétique du bâtiment et de ses Cest en 1970 quont paru, dans la norme SIA 160, les façon fallu consentir pour que la construction ou lamaîtres douvrages et architectes croient encore à tort fonctions, tandis que lingénieur conçoit au meilleur prix premières dispositions parasismiques en Suisse. Elles transformation réponde aux normes parasismiques.quil suffit dassocier lingénieur civil à la fin du proces- une structure porteuse sûre et efficace. Cest pourquoi savèrent cependant obsolètes au vu des connaissances Les concepteurs peuvent être appelés à assumer lessus, en lui confiant le mandat consistant à «calculer» la la collaboration entre larchitecte et lingénieur actuelles. En 1989, des dispositions appropriées traitant coûts de lassainissement, sans préjuger de la res-structure porteuse pour résister aux séismes. Or cette doit commencer dès les premiers coups de crayon! des principes et des mesures propres à assurer la sécu- ponsabilité quils endossent, avec les propriétaires, sidémarche doit être qualifiée de mauvaise. Elle peut avoir La démarche «en série» est notoirement mauvaise et rité parasismique des ouvrages ont été introduites dans des personnes sont tuées ou blessées à loccasion dunde graves conséquences et occasionner des surcoûts inefficace. Il nest pas du tout pertinent que larchitecte larticle 4.19 de la nouvelle version de la norme SIA tremblement de terre, ou quil en résulte des dégâtsimportants. En effet, aussi poussés soient-ils, les calculs attende davoir élaboré un projet de structure porteuse 160. Elles soumettent la conception et la construction matériels. Lassainissement parasismique coûte enet le dimensionnement ne sont pas à même de compen- et choisi les cloisons intérieures non-porteuses et les de tous les nouveaux ouvrages bâtis en Suisse à général plusieurs fois le prix quil aurait fallu payerser à posteriori les défauts de conception de la structure éléments de façade, avant de sadresser à lingénieur certaines exigences et requièrent quelques vérifications pour que la nouvelle construction ait demblée uneporteuse et les erreurs dans le choix des éléments pour lui confier le calcul et le dimensionnement de la numériques simples (notamment selon la méthode des tenue au séisme appropriée. Il implique en outre desnon-porteurs, notamment des cloisons intérieures et des structure porteuse. Il est tout aussi faux de commencer forces de remplacement), en fonction du niveau de désagréments pouvant aller jusquau déménagement etéléments de façade. par concevoir la structure porteuse en fonction des l’aléa (zone sismique et sol de fondation) et de limpor- à limpossibilité temporaire dutiliser louvrage. Quant à seules charges verticales, puis de choisir les cloisons tance de louvrage pour la population (classe dou- la détermination des parts de responsabilité de intérieures non-porteuses et les éléments de façade et vrages). Ces normes et d’autres dispositions relatives larchitecte et de lingénieur, elle peut requérir des Principes de base pour la conception parasismique des bâtiments enfin de compléter la structure pour quelle résiste aux aux structures porteuses seront bientôt remplacées par procédures judiciaires longues et onéreuses. Le maître actions sismiques. Il en résulte souvent un «bricolage» les Swisscodes, qui représentent une évolution des de louvrage, larchitecte, lingénieur et les autorités ont 1/1 onéreux et insatisfaisant. anciennes normes SIA et concrétisent les principes donc intérêt à ce que tous les nouveaux bâtiments préconisés par les normes européennes (Eurocodes). respectent strictement les dispositions parasismiques des Aussi poussés soient-ils, les calculs et le dimensionnement ne sont pas à même de compenser à posteriori les défauts de Il est beaucoup plus judicieux et plus avantageux de Dans les Swisscodes, les dispositions parasismiques normes et à ce que les vérifications et les procès-verbaux conception de la structure porteuse et des éléments non-porteurs! travailler de concert. Larchitecte et lingénieur prennent sont intégrées – à lexception de la description des de contrôle figurent dans le dossier de construction. en compte les souhaits esthétiques et les impératifs actions sismiques – dans les prescriptions relatives aux fonctionnels pour élaborer ensemble une structure por- différents modes de construction. Elles sont donc L’architecte et l’ingénieur civil collaborent teuse «polyvalente» (adaptée aux charges verticales et placées là où elles sont le plus utiles. Les nouvelles dès les premiers coups de crayon! aux actions sismiques), sûre, efficace et bon marché. dispositions accentueront encore les exigences relatives Puis ils choisissent ensemble des cloisons intérieures et à la sécurité parasismique des ouvrages, surtout pour des éléments de façade dont la déformabilité soit les structures porteuses non-ductiles. Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich compatible avec la structure porteuse. Comme c’est la démarche qui fournit les meilleurs résultats, le maître de Malheureusement, il arrive encore souvent que lesIl est impératif que larchitecte et lingénieur collaborent louvrage est également très intéressé à ce qu’un esprit dispositions parasismiques figurant dans les normes deétroitement dès la première étape de tout projet de de confiance mutuelle et de collaboration étroite règne construction ne soient pas respectées, fût-ce parbâtiment, pour en assurer le bon déroulement, garantir entre l’architecte et l’ingénieur. Le moment opportun ignorance, par indifférence, par commodité ou parla sécurité de louvrage, limiter sa vulnérabilité et main- pour l’instaurer n’est pas l’étape des derniers calculs et négligence. Les constructions ne sont soumises, de latenir les coûts dans des limites raisonnables. Ce faisant, des plans de détail, mais la phase où sont opérés les part des autorités, à aucune condition contraignante,les deux partenaires regroupent des compétences aussi choix cruciaux vis-à-vis de la tenue au séisme et de la assortie de contrôles, qui relève de la police desdifférentes quindispensables. Larchitecte soccupe vulnérabilité de l’ouvrage, soit au tout début du projet. constructions. On continue à construire des ouvragesPrincipes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités10 11
  • 12. PB 1 Larchitecte et lingénieur civil collaborent PB 2 Respecter les dispositions parasismiques des normes!d’emblée! très vulnérables, qui présentent des risques élevés de Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques dommages au premier tremblement de terre d’intensi- 1 Faux: 1/2 2 té modérée. Pourtant, létude des constructions «Conception en série» Jusquà SIA 160 (1989) existantes (p. ex. [La 02]) a montré que le respect des Maître de louvrage présent: normes permettait de réduire de façon décisive et sans 1. Architecte: conception de 1. Structure porteuse pour Architecte la structure porteuse et des les charges verticales Désormais: Swisscodes surcoût notable la vulnérabilité des ouvrages aux Ingénieur civil éléments non-porteurs 2. Eléments non-porteurs 2. Ingénieur: dimensionnement… 3. Structure porteuse SIA 260 Principes SIA 264 Construction séismes et surtout daméliorer dans une large mesure SIA 261 Actions composite parasismique SIA 262 Construction SIA 265 Construction leur résistance à leffondrement. Plus efficace et meilleur marché: en béton en bois SIA 263 Construction SIA 266 Maçonnerie L’architecte et l’ingénieur civil «Conception commune» en acier SIA 267 Géotechnique Lignorance ou le non-respect, fût-il partiel, des collaborent d’emblée! • L’architecte et l’ingénieur • «Structure porteuse Respecter les dispositions dispositions parasismiques figurant dans les normes de élaborent ensemble le projet polyvalente» et éléments non-porteurs parasismiques des normes! construction est de nature à occasionner une dépré- Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich ciation de louvrage [Sc 00]. La moins-value peut notamment comprendre les coûts nécessaires à son assainissement, moins les coûts quil aurait de touteLorsquil sagit de concevoir un bâtiment, de nombreux essentiellement de lesthétique du bâtiment et de ses Cest en 1970 quont paru, dans la norme SIA 160, les façon fallu consentir pour que la construction ou lamaîtres douvrages et architectes croient encore à tort fonctions, tandis que lingénieur conçoit au meilleur prix premières dispositions parasismiques en Suisse. Elles transformation réponde aux normes parasismiques.quil suffit dassocier lingénieur civil à la fin du proces- une structure porteuse sûre et efficace. Cest pourquoi savèrent cependant obsolètes au vu des connaissances Les concepteurs peuvent être appelés à assumer lessus, en lui confiant le mandat consistant à «calculer» la la collaboration entre larchitecte et lingénieur actuelles. En 1989, des dispositions appropriées traitant coûts de lassainissement, sans préjuger de la res-structure porteuse pour résister aux séismes. Or cette doit commencer dès les premiers coups de crayon! des principes et des mesures propres à assurer la sécu- ponsabilité quils endossent, avec les propriétaires, sidémarche doit être qualifiée de mauvaise. Elle peut avoir La démarche «en série» est notoirement mauvaise et rité parasismique des ouvrages ont été introduites dans des personnes sont tuées ou blessées à loccasion dunde graves conséquences et occasionner des surcoûts inefficace. Il nest pas du tout pertinent que larchitecte larticle 4.19 de la nouvelle version de la norme SIA tremblement de terre, ou quil en résulte des dégâtsimportants. En effet, aussi poussés soient-ils, les calculs attende davoir élaboré un projet de structure porteuse 160. Elles soumettent la conception et la construction matériels. Lassainissement parasismique coûte enet le dimensionnement ne sont pas à même de compen- et choisi les cloisons intérieures non-porteuses et les de tous les nouveaux ouvrages bâtis en Suisse à général plusieurs fois le prix quil aurait fallu payerser à posteriori les défauts de conception de la structure éléments de façade, avant de sadresser à lingénieur certaines exigences et requièrent quelques vérifications pour que la nouvelle construction ait demblée uneporteuse et les erreurs dans le choix des éléments pour lui confier le calcul et le dimensionnement de la numériques simples (notamment selon la méthode des tenue au séisme appropriée. Il implique en outre desnon-porteurs, notamment des cloisons intérieures et des structure porteuse. Il est tout aussi faux de commencer forces de remplacement), en fonction du niveau de désagréments pouvant aller jusquau déménagement etéléments de façade. par concevoir la structure porteuse en fonction des l’aléa (zone sismique et sol de fondation) et de limpor- à limpossibilité temporaire dutiliser louvrage. Quant à seules charges verticales, puis de choisir les cloisons tance de louvrage pour la population (classe dou- la détermination des parts de responsabilité de intérieures non-porteuses et les éléments de façade et vrages). Ces normes et d’autres dispositions relatives larchitecte et de lingénieur, elle peut requérir des Principes de base pour la conception parasismique des bâtiments enfin de compléter la structure pour quelle résiste aux aux structures porteuses seront bientôt remplacées par procédures judiciaires longues et onéreuses. Le maître actions sismiques. Il en résulte souvent un «bricolage» les Swisscodes, qui représentent une évolution des de louvrage, larchitecte, lingénieur et les autorités ont 1/1 onéreux et insatisfaisant. anciennes normes SIA et concrétisent les principes donc intérêt à ce que tous les nouveaux bâtiments préconisés par les normes européennes (Eurocodes). respectent strictement les dispositions parasismiques des Aussi poussés soient-ils, les calculs et le dimensionnement ne sont pas à même de compenser à posteriori les défauts de Il est beaucoup plus judicieux et plus avantageux de Dans les Swisscodes, les dispositions parasismiques normes et à ce que les vérifications et les procès-verbaux conception de la structure porteuse et des éléments non-porteurs! travailler de concert. Larchitecte et lingénieur prennent sont intégrées – à lexception de la description des de contrôle figurent dans le dossier de construction. en compte les souhaits esthétiques et les impératifs actions sismiques – dans les prescriptions relatives aux fonctionnels pour élaborer ensemble une structure por- différents modes de construction. Elles sont donc L’architecte et l’ingénieur civil collaborent teuse «polyvalente» (adaptée aux charges verticales et placées là où elles sont le plus utiles. Les nouvelles dès les premiers coups de crayon! aux actions sismiques), sûre, efficace et bon marché. dispositions accentueront encore les exigences relatives Puis ils choisissent ensemble des cloisons intérieures et à la sécurité parasismique des ouvrages, surtout pour des éléments de façade dont la déformabilité soit les structures porteuses non-ductiles. Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich compatible avec la structure porteuse. Comme c’est la démarche qui fournit les meilleurs résultats, le maître de Malheureusement, il arrive encore souvent que lesIl est impératif que larchitecte et lingénieur collaborent louvrage est également très intéressé à ce qu’un esprit dispositions parasismiques figurant dans les normes deétroitement dès la première étape de tout projet de de confiance mutuelle et de collaboration étroite règne construction ne soient pas respectées, fût-ce parbâtiment, pour en assurer le bon déroulement, garantir entre l’architecte et l’ingénieur. Le moment opportun ignorance, par indifférence, par commodité ou parla sécurité de louvrage, limiter sa vulnérabilité et main- pour l’instaurer n’est pas l’étape des derniers calculs et négligence. Les constructions ne sont soumises, de latenir les coûts dans des limites raisonnables. Ce faisant, des plans de détail, mais la phase où sont opérés les part des autorités, à aucune condition contraignante,les deux partenaires regroupent des compétences aussi choix cruciaux vis-à-vis de la tenue au séisme et de la assortie de contrôles, qui relève de la police desdifférentes quindispensables. Larchitecte soccupe vulnérabilité de l’ouvrage, soit au tout début du projet. constructions. On continue à construire des ouvragesPrincipes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités10 11
  • 13. PB 3 Pas de surcoût notable grâce aux méthodes modernes! d’autant la vulnérabilité. L’élaboration de structures Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques ductiles, et la méthode du dimensionnement en 3 capacité qui va de pair jouent un rôle crucial à cet égard. Grâce à elles, des éléments de construction Le coût de la sécurité parasismique dépend de comme les parois en béton armé, qui servent à •la démarche lors de la conception garantir une bonne tenue au vent ou répondent à •la méthode appliquée d’autres impératifs fonctionnels, peuvent être aménagés sans surcoût notable pour conférer la tenue sismique voulue (p. ex. en modifiant l’armatu- Pas de surcoût notable grâce re). Il n’est pas nécessaire d’ajouter de nouveaux aux méthodes modernes! éléments comme le voulaient les anciennes méthodes, ou si cela s’avère nécessaire, leur ampleur Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich est largement réduite. De nombreux spécialistes de la construction croient Le document [D0171] fournit des précisions sur la encore que la sécurité parasismique des ouvrages manière d’appliquer les méthodes récentes et relève construits en Suisse passe par d’importants surcoûts. leurs avantages. Il décrit le dimensionnement Des proportions de 3 – 17 % du coût de l’ouvrage parasismique d’un immeuble résidentiel et commercial neuf ont été articulées lors d’une enquête. Or cette de sept étages et permet de comparer les résultats opinion n’est pas fondée. Dans un pays à sismicité d’un dimensionnement traditionnel (ancienne modérée comme la Suisse, le prix de la sécurité para- méthode) et d’un dimensionnement en capacité, basé sismique des nouveaux bâtiments est généralement sur les déformations. Dans cet exemple, la méthode nul à modeste (de quelques pour-mille). moderne offre les avantages suivants (cf. également p. 14): L’investissement à consentir pour assurer la sécurité – forte diminution des forces sismiques à prendre en parasismique d’un bâtiment dépend toutefois compte pour déterminer la résistance ultime; étroitement de la démarche suivie lors de sa concep- – meilleure résistance à l’effondrement;2/1 On construit encore des ouvrages sans vérifier sils présentent tion et de la méthode de dimensionnement appliquée: – bonne maîtrise des déformations;une tenue au séisme suffisante au sens des normes en vigueur. Dans • S’agissant de la démarche lors de la conception, la – prévention de la plupart des dégâts jusqu’à unele cas de ce bâtiment en maçonnerie, il semble quaucune mesure intensité donnée (séisme pour lequel apparaissent les collaboration précoce entre l’architecte et l’ingénieuradéquate n’ait été prévue (p. ex. contreventement en béton armé).Une tenue au séisme insuffisante est de nature à occasionner civil joue un rôle décisif (cf. PB 1). La tenue au séisme premiers dégâts);une importante dépréciation de louvrage, source de procès en doit être prise en considération dès le concept – meilleure flexibilité vis-à-vis des changementsresponsabilité civile (Suisse, 2001). architectural de l’ouvrage et la conception de sa d’affectation; structure porteuse. Il faut notamment s’attendre à – coûts sensiblement équivalents. d’importants surcoûts si des modifications ou amé- liorations de la structure porteuse doivent être Les trois derniers points revêtent un intérêt particulier entreprises alors que l’élaboration des plans est bien aux yeux des maîtres douvrages. L’accroissement de la avancée car il s’avère souvent nécessaire de modifier flexibilité vis-à-vis des changements d’affectation le concept architectural. Cela peut s’avérer très coû- résulte essentiellement du fait que la plupart des parois teux en temps et en argent. peuvent être modifiées, voire supprimées sans problème. • Quant à la méthode de dimensionnement à appli- quer, il convient de souligner les gros progrès réalisés récemment. Des travaux de recherche approfondis ont aidé à mieux comprendre le comportement des ouvrages et des structures soumis à un tremblement de terre et, partant de cela, à mettre au point des 2/2 En général, les bâtiments dont les contreventements destinés à méthodes efficaces. Par rapport aux anciennes reprendre les efforts et les déplacements horizontaux manquent ou Page 14 sont fortement décentrés ne satisfont pas aux dispositions des normes pratiques, le coût de la sécurité parasismique des 3/1 Application de différentes méthodes pour le dimensionnement en vigueur. Ils peuvent être endommagés ou seffondrer sous l’effet ouvrages est réduit et le comportement lors d’un parasismique d’un immeuble résidentiel/commercial de sept étages dun modeste tremblement de terre (Suisse, 2000). séisme est notablement amélioré, diminuant [D0171]Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités12 13
  • 14. PB 3 Pas de surcoût notable grâce aux méthodes modernes! d’autant la vulnérabilité. L’élaboration de structures Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques ductiles, et la méthode du dimensionnement en 3 capacité qui va de pair jouent un rôle crucial à cet égard. Grâce à elles, des éléments de construction Le coût de la sécurité parasismique dépend de comme les parois en béton armé, qui servent à •la démarche lors de la conception garantir une bonne tenue au vent ou répondent à •la méthode appliquée d’autres impératifs fonctionnels, peuvent être aménagés sans surcoût notable pour conférer la tenue sismique voulue (p. ex. en modifiant l’armatu- Pas de surcoût notable grâce re). Il n’est pas nécessaire d’ajouter de nouveaux aux méthodes modernes! éléments comme le voulaient les anciennes méthodes, ou si cela s’avère nécessaire, leur ampleur Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich est largement réduite. De nombreux spécialistes de la construction croient Le document [D0171] fournit des précisions sur la encore que la sécurité parasismique des ouvrages manière d’appliquer les méthodes récentes et relève construits en Suisse passe par d’importants surcoûts. leurs avantages. Il décrit le dimensionnement Des proportions de 3 – 17 % du coût de l’ouvrage parasismique d’un immeuble résidentiel et commercial neuf ont été articulées lors d’une enquête. Or cette de sept étages et permet de comparer les résultats opinion n’est pas fondée. Dans un pays à sismicité d’un dimensionnement traditionnel (ancienne modérée comme la Suisse, le prix de la sécurité para- méthode) et d’un dimensionnement en capacité, basé sismique des nouveaux bâtiments est généralement sur les déformations. Dans cet exemple, la méthode nul à modeste (de quelques pour-mille). moderne offre les avantages suivants (cf. également p. 14): L’investissement à consentir pour assurer la sécurité – forte diminution des forces sismiques à prendre en parasismique d’un bâtiment dépend toutefois compte pour déterminer la résistance ultime; étroitement de la démarche suivie lors de sa concep- – meilleure résistance à l’effondrement;2/1 On construit encore des ouvrages sans vérifier sils présentent tion et de la méthode de dimensionnement appliquée: – bonne maîtrise des déformations;une tenue au séisme suffisante au sens des normes en vigueur. Dans • S’agissant de la démarche lors de la conception, la – prévention de la plupart des dégâts jusqu’à unele cas de ce bâtiment en maçonnerie, il semble quaucune mesure intensité donnée (séisme pour lequel apparaissent les collaboration précoce entre l’architecte et l’ingénieuradéquate n’ait été prévue (p. ex. contreventement en béton armé).Une tenue au séisme insuffisante est de nature à occasionner civil joue un rôle décisif (cf. PB 1). La tenue au séisme premiers dégâts);une importante dépréciation de louvrage, source de procès en doit être prise en considération dès le concept – meilleure flexibilité vis-à-vis des changementsresponsabilité civile (Suisse, 2001). architectural de l’ouvrage et la conception de sa d’affectation; structure porteuse. Il faut notamment s’attendre à – coûts sensiblement équivalents. d’importants surcoûts si des modifications ou amé- liorations de la structure porteuse doivent être Les trois derniers points revêtent un intérêt particulier entreprises alors que l’élaboration des plans est bien aux yeux des maîtres douvrages. L’accroissement de la avancée car il s’avère souvent nécessaire de modifier flexibilité vis-à-vis des changements d’affectation le concept architectural. Cela peut s’avérer très coû- résulte essentiellement du fait que la plupart des parois teux en temps et en argent. peuvent être modifiées, voire supprimées sans problème. • Quant à la méthode de dimensionnement à appli- quer, il convient de souligner les gros progrès réalisés récemment. Des travaux de recherche approfondis ont aidé à mieux comprendre le comportement des ouvrages et des structures soumis à un tremblement de terre et, partant de cela, à mettre au point des 2/2 En général, les bâtiments dont les contreventements destinés à méthodes efficaces. Par rapport aux anciennes reprendre les efforts et les déplacements horizontaux manquent ou Page 14 sont fortement décentrés ne satisfont pas aux dispositions des normes pratiques, le coût de la sécurité parasismique des 3/1 Application de différentes méthodes pour le dimensionnement en vigueur. Ils peuvent être endommagés ou seffondrer sous l’effet ouvrages est réduit et le comportement lors d’un parasismique d’un immeuble résidentiel/commercial de sept étages dun modeste tremblement de terre (Suisse, 2000). séisme est notablement amélioré, diminuant [D0171]Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités12 13
  • 15. PB 4 Eviter les rez-de-chaussées flexibles!Dimensionnement Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiquestraditionnel 4Fassade ouest Coupe C Coupe H C H 4e étage supérieur 3e étage supérieur 2e étage supérieur Eviter les rez-de-chaussées flexibles! 1er étage supérieur Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Etag intermédiaire Parterre 4/2 Les mécanismes de colonnes sont souvent inévitables lorsque le L’effondrement d’un bâtiment soumis à un tremble- rez-de-chaussée est flexible (Izmit, Turquie, 1999). 1er étage inférieur ment de terre est souvent imputable au fait que si les 2e étage inférieur étages supérieurs sont bien contreventés (parois ou C H autres), le rez-de-chaussée est ajouré et ne comprend que des colonnes porteuses. Il en résulte un niveau «mou» («soft storey»), flexible dans le plan horizontal. Or les colonnes sont souvent incapables de suivre sans dégâts les déplacements relatifs entre le sol qui oscille et la partie supérieure du bâtiment qui tend à rester sur place. Les déformations plastiques, dites «rotulesConception parasismique et plastiques», qui apparaissent aux extrémités desdimensionnement en capacité colonnes déclenchent un mécanisme redouté dit «de colonnes» (ou «détage»), caractérisé par une concen-Fassade ouest Coupe C Coupe K tration des déformations plastiques aux extrémités des C K colonnes. Il en résulte un comportement instable et leffondrement du bâtiment est souvent inévitable. 4/3 Les colonnes antérieures se sont inclinées dans leur direction de 4e étage supérieur faiblesse, tandis que les colonnes postérieures se sont rompues (Izmit, 3e étage supérieur Turquie, 1999). 2e étage supérieur 1er étage supérieur Etag intermédiaire Parterre 1er étage inférieur 2e étage inférieur C K 4/1 Le mécanisme de colonnes ayant affecté le rez-de-chaussée de ce bâtiment en construction a failli provoquer son effondrement Parois, dalles, sommiers et colonnes en béton armé destinés à reprendre les charges verticales (Frioul, Italie, 1976). Parois porteuses et cadres en béton armé aptes à résister aux séismes Page 16 4/4 Cet immeuble d’habitation a basculé après la rupture de ses Maçonnerie porteuse colonnes (Taïwan, 1999)Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités14 15
  • 16. PB 4 Eviter les rez-de-chaussées flexibles!Dimensionnement Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiquestraditionnel 4Fassade ouest Coupe C Coupe H C H 4e étage supérieur 3e étage supérieur 2e étage supérieur Eviter les rez-de-chaussées flexibles! 1er étage supérieur Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Etag intermédiaire Parterre 4/2 Les mécanismes de colonnes sont souvent inévitables lorsque le L’effondrement d’un bâtiment soumis à un tremble- rez-de-chaussée est flexible (Izmit, Turquie, 1999). 1er étage inférieur ment de terre est souvent imputable au fait que si les 2e étage inférieur étages supérieurs sont bien contreventés (parois ou C H autres), le rez-de-chaussée est ajouré et ne comprend que des colonnes porteuses. Il en résulte un niveau «mou» («soft storey»), flexible dans le plan horizontal. Or les colonnes sont souvent incapables de suivre sans dégâts les déplacements relatifs entre le sol qui oscille et la partie supérieure du bâtiment qui tend à rester sur place. Les déformations plastiques, dites «rotulesConception parasismique et plastiques», qui apparaissent aux extrémités desdimensionnement en capacité colonnes déclenchent un mécanisme redouté dit «de colonnes» (ou «détage»), caractérisé par une concen-Fassade ouest Coupe C Coupe K tration des déformations plastiques aux extrémités des C K colonnes. Il en résulte un comportement instable et leffondrement du bâtiment est souvent inévitable. 4/3 Les colonnes antérieures se sont inclinées dans leur direction de 4e étage supérieur faiblesse, tandis que les colonnes postérieures se sont rompues (Izmit, 3e étage supérieur Turquie, 1999). 2e étage supérieur 1er étage supérieur Etag intermédiaire Parterre 1er étage inférieur 2e étage inférieur C K 4/1 Le mécanisme de colonnes ayant affecté le rez-de-chaussée de ce bâtiment en construction a failli provoquer son effondrement Parois, dalles, sommiers et colonnes en béton armé destinés à reprendre les charges verticales (Frioul, Italie, 1976). Parois porteuses et cadres en béton armé aptes à résister aux séismes Page 16 4/4 Cet immeuble d’habitation a basculé après la rupture de ses Maçonnerie porteuse colonnes (Taïwan, 1999)Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités14 15
  • 17. 4/5 Ce bâtiment bien renforcé dans sa partie supérieure sest affaissé 4/7 Ce grand bâtiment a évité de justesse de leffondrement…sur son rez-de-chaussée (Kobe, Japon, 1995)…4/6 …et voici les restes de la colonne d’angle avant-gauche du rez-de- 4/8 … grâce à ses colonnes massives et à la bonne exécution de seschaussée armatures de stabilisation et de frettage (Taïwan, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités 17
  • 18. 4/5 Ce bâtiment bien renforcé dans sa partie supérieure sest affaissé 4/7 Ce grand bâtiment a évité de justesse de leffondrement…sur son rez-de-chaussée (Kobe, Japon, 1995)…4/6 …et voici les restes de la colonne d’angle avant-gauche du rez-de- 4/8 … grâce à ses colonnes massives et à la bonne exécution de seschaussée armatures de stabilisation et de frettage (Taïwan, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités 17
  • 19. PB 5 Eviter les étages flexibles! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 5 Eviter les étages flexibles! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Un étage peut également être plus flexible que les autres sil est équipé de contreventements moins résistants ou que ces dispositifs font totalement défaut. Il arrive aussi que la résistance ultime dans le plan horizontal soit fortement réduite à partir d’une certaine hauteur dans toute la partie supérieure du bâtiment. Un tel ouvrage est également exposé au redouté mécanisme de colonnes (ou détage).4/9 De tels bâtiments sont susceptibles de seffondrer sous leffetdun tremblement de terre d’intensité modéré (Suisse, 2000). 5/2 Un étage a également cédé dans cet immeuble de bureaux. La partie supérieure du bâtiment sest affaissée en sinclinant vers lavant. 5/1 Le troisième étage de cet immeuble commercial a disparu. La partie supérieure s’est affaissée d’un étage (Kobe, Japon, 1995). 5/3 Cette vue rapprochée présente létage écrasé de limmeuble de 4/10 Pour ce bâtiment également, il est probable que les colonnes bureaux. (Kobe Japan 1995). minces se trouvant sous les paraments soient trop faibles. Dans ce cas, une amélioration décisive pourrait être obtenue en ajoutant quelques parois porteuses de faible dimension horizontale en béton armé (Suisse, 1998).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités18 19
  • 20. PB 5 Eviter les étages flexibles! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 5 Eviter les étages flexibles! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Un étage peut également être plus flexible que les autres sil est équipé de contreventements moins résistants ou que ces dispositifs font totalement défaut. Il arrive aussi que la résistance ultime dans le plan horizontal soit fortement réduite à partir d’une certaine hauteur dans toute la partie supérieure du bâtiment. Un tel ouvrage est également exposé au redouté mécanisme de colonnes (ou détage).4/9 De tels bâtiments sont susceptibles de seffondrer sous leffetdun tremblement de terre d’intensité modéré (Suisse, 2000). 5/2 Un étage a également cédé dans cet immeuble de bureaux. La partie supérieure du bâtiment sest affaissée en sinclinant vers lavant. 5/1 Le troisième étage de cet immeuble commercial a disparu. La partie supérieure s’est affaissée d’un étage (Kobe, Japon, 1995). 5/3 Cette vue rapprochée présente létage écrasé de limmeuble de 4/10 Pour ce bâtiment également, il est probable que les colonnes bureaux. (Kobe Japan 1995). minces se trouvant sous les paraments soient trop faibles. Dans ce cas, une amélioration décisive pourrait être obtenue en ajoutant quelques parois porteuses de faible dimension horizontale en béton armé (Suisse, 1998).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités18 19
  • 21. PB 6 Eviter les contreventements dissymétriques! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 6 W, S S W M M Eviter les contreventements dissymétriques! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Leffondrement des bâtiments sous leffet dun trem- 6/1 Cette ossature de bâtiment neuve pourvue de dalles plates et de blement de terre est souvent dû à la dissymétrie de colonnes élancées destinées à reprendre les forces verticales comprend un seul contreventement pour la reprises des efforts et leurs contreventements. Les deux sections horizontales déplacements horizontaux, sous la forme dune cage dascenseur schématisées dans la figure comprennent uniquement et descalier en béton armé placée dans un angle du bâtiment, les éléments de contreventment – tels que parois ou en position très dissymétrique. Les centres de résistance et de rigidité treillis – Ny figurent pas les colonnes, généralement sont fortement décalés par rapport au centre de masse. Lors d’un disposées en grille dont la rigidité horizontale par effet séisme, une torsion importante dans le plan horizontal est à attendre. D’importants déplacements relatifs dans les colonnes les5/4 Tous les étages étaient trop flexibles… (Izmit, Turquie, 1999). de cadre est faible. plus éloignées du noyau en résulteraient avec le danger de poinçon- Si les colonnes sont avant tout destinées à reprendre nement et de rupture par effets du 2e ordre que cela implique. les charges verticales, elles doivent également être à On apporterait une amélioration décisive en équipant les deux même de suivre les déplacements horizontaux de façades les plus éloignées du noyau de parois en béton armé de lensemble du bâtiment sans perdre de leur capacité longueur modeste mais sétendant sur toute la hauteur du bâtiment. Il suffirait alors de bétonner deux des parois du noyau et de réaliser portante. les autres, par exemple, en maçonnerie (Suisse, 1994). En plan, tout bâtiment possède un centre de masse M («centre de gravité» de toutes les masses) où agit la résultante des forces dinertie mises en jeu, un centre de résistance aux efforts horizontaux W («point» dap- plication de la résultante des efforts internes résistants aux forces d’inertie horizontale selon les deux axes principaux et un centre de rigidité S (centre de torsion). Si le centre de résistance ne coïncide pas avec le centre de masse, quil est décentré, le bâtiment subit une torsion autour du centre de rigidité lorsque survient un tremblement de terre. Cette torsion génère notam- ment dimportants déplacements relatifs entre le pied et la tête des colonnes les plus éloignées du centre de rigidité, qui cèdent rapidement dans la plupart des cas. Cest pourquoi il est impératif que le centre de résistance se confonde avec le centre de masse, ou du moins lui soit proche, et que la résistance à la torsion soit suffisamment élevée. On remplit simultanément ces deux conditions en prévoyant des contreventements symétriques et dispo- Page 22 6/2 Cet immeuble de bureaux comportait un mur coupe-feu sés le long des facades du bâtiment, ou en tout cas continu à larrière à droite et dautres renforcements décentrés dans très éloignés de son centre de masse. sa partie arrière. Il a subi une forte torsion, si bien que les colonnes antérieures ont cédé (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités20 21
  • 22. PB 6 Eviter les contreventements dissymétriques! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 6 W, S S W M M Eviter les contreventements dissymétriques! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Leffondrement des bâtiments sous leffet dun trem- 6/1 Cette ossature de bâtiment neuve pourvue de dalles plates et de blement de terre est souvent dû à la dissymétrie de colonnes élancées destinées à reprendre les forces verticales comprend un seul contreventement pour la reprises des efforts et leurs contreventements. Les deux sections horizontales déplacements horizontaux, sous la forme dune cage dascenseur schématisées dans la figure comprennent uniquement et descalier en béton armé placée dans un angle du bâtiment, les éléments de contreventment – tels que parois ou en position très dissymétrique. Les centres de résistance et de rigidité treillis – Ny figurent pas les colonnes, généralement sont fortement décalés par rapport au centre de masse. Lors d’un disposées en grille dont la rigidité horizontale par effet séisme, une torsion importante dans le plan horizontal est à attendre. D’importants déplacements relatifs dans les colonnes les5/4 Tous les étages étaient trop flexibles… (Izmit, Turquie, 1999). de cadre est faible. plus éloignées du noyau en résulteraient avec le danger de poinçon- Si les colonnes sont avant tout destinées à reprendre nement et de rupture par effets du 2e ordre que cela implique. les charges verticales, elles doivent également être à On apporterait une amélioration décisive en équipant les deux même de suivre les déplacements horizontaux de façades les plus éloignées du noyau de parois en béton armé de lensemble du bâtiment sans perdre de leur capacité longueur modeste mais sétendant sur toute la hauteur du bâtiment. Il suffirait alors de bétonner deux des parois du noyau et de réaliser portante. les autres, par exemple, en maçonnerie (Suisse, 1994). En plan, tout bâtiment possède un centre de masse M («centre de gravité» de toutes les masses) où agit la résultante des forces dinertie mises en jeu, un centre de résistance aux efforts horizontaux W («point» dap- plication de la résultante des efforts internes résistants aux forces d’inertie horizontale selon les deux axes principaux et un centre de rigidité S (centre de torsion). Si le centre de résistance ne coïncide pas avec le centre de masse, quil est décentré, le bâtiment subit une torsion autour du centre de rigidité lorsque survient un tremblement de terre. Cette torsion génère notam- ment dimportants déplacements relatifs entre le pied et la tête des colonnes les plus éloignées du centre de rigidité, qui cèdent rapidement dans la plupart des cas. Cest pourquoi il est impératif que le centre de résistance se confonde avec le centre de masse, ou du moins lui soit proche, et que la résistance à la torsion soit suffisamment élevée. On remplit simultanément ces deux conditions en prévoyant des contreventements symétriques et dispo- Page 22 6/2 Cet immeuble de bureaux comportait un mur coupe-feu sés le long des facades du bâtiment, ou en tout cas continu à larrière à droite et dautres renforcements décentrés dans très éloignés de son centre de masse. sa partie arrière. Il a subi une forte torsion, si bien que les colonnes antérieures ont cédé (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités20 21
  • 23. 6/5 A l’origine, ce bâtiment d’auditoires construit au cours des années 1970 dans le campus du Hönggerberg de l’EPF Zurich ne comprenait qu’un seul contreventement pour reprendre les efforts et déplacements horizontaux. Il sagit de parois en béton armé de faible tenue à la torsion situées à l’extrémité arrière de l’ouvrage. Elles étaient tellement décalées par rapport au centre de masse que le séisme de référence, relativement faible (zone 1 d’aléa sismique selon SIA 160), aurait déjà provoqué une torsion significative du bâtiment dans le plan horizontal. Peu nombreuses et très chargées, les colonnes en béton armé du rez-de-chaussée auraient subi d’importants déplacements, notamment dans la partie antérieure de la construction. Or elles ne possédaient pas la ductilité requise. C’est pourquoi on a disposé sur trois côtés du bâtiment des colonnes obliques en acier formant un treillis conçu de telle façon que les forces horizontales agissant sur lui lors dun tremblement de terre puissent être reprises sans difficulté par les fondations existantes. Cet assainissement a également permis d’améliorer la résistance contre les charges verticales en porte-à- faux.6/3 6/4 Cette maison d’habitation a été construite contre unemaison similaire, dont elle partage un mur coupe-feu relativementsolide et rigide. La façade antérieure est notablement plus souple, si 6/6 Le nouveau treillis en tubes d’acier s’insère dans le bâtimentbien que les centres de résistance et de rigidité sont décalés vers existant sans en altérer l’esthétique.l’arrière. La maison a subi une forte torsion dans le plan horizontal,mais ne s’est de justesse pas effondrée (Ombrie, Italie, 1997).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités 23
  • 24. 6/5 A l’origine, ce bâtiment d’auditoires construit au cours des années 1970 dans le campus du Hönggerberg de l’EPF Zurich ne comprenait qu’un seul contreventement pour reprendre les efforts et déplacements horizontaux. Il sagit de parois en béton armé de faible tenue à la torsion situées à l’extrémité arrière de l’ouvrage. Elles étaient tellement décalées par rapport au centre de masse que le séisme de référence, relativement faible (zone 1 d’aléa sismique selon SIA 160), aurait déjà provoqué une torsion significative du bâtiment dans le plan horizontal. Peu nombreuses et très chargées, les colonnes en béton armé du rez-de-chaussée auraient subi d’importants déplacements, notamment dans la partie antérieure de la construction. Or elles ne possédaient pas la ductilité requise. C’est pourquoi on a disposé sur trois côtés du bâtiment des colonnes obliques en acier formant un treillis conçu de telle façon que les forces horizontales agissant sur lui lors dun tremblement de terre puissent être reprises sans difficulté par les fondations existantes. Cet assainissement a également permis d’améliorer la résistance contre les charges verticales en porte-à- faux.6/3 6/4 Cette maison d’habitation a été construite contre unemaison similaire, dont elle partage un mur coupe-feu relativementsolide et rigide. La façade antérieure est notablement plus souple, si 6/6 Le nouveau treillis en tubes d’acier s’insère dans le bâtimentbien que les centres de résistance et de rigidité sont décalés vers existant sans en altérer l’esthétique.l’arrière. La maison a subi une forte torsion dans le plan horizontal,mais ne s’est de justesse pas effondrée (Ombrie, Italie, 1997).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités 23
  • 25. PB 7 Eviter les contreventements décalés! PB 8 Les sauts de rigidité et de résistance causent des problèmes! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 7 8 Eviter les Les sauts de rigidité et contreventements de résistance causent décalés! des problèmes! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann Ibk – EPF ZurichLes contreventements sont décalés (dans leur plan, En changeant la section des contreventements d’uncomme à lavant de la figure, ou hors du plan, comme étage à l’autre, on crée des discontinuités et onà larrière) lorsque leur position diffère d’un étage à provoque de brusques variations de rigidité et del’autre. Les moments de flexion et les efforts résistance du bâtiment. Il peut en résulter des hétéro-tranchants induits par cette disposition ne peuvent généités dans le comportement dynamique, d’où desgénéralement pas être reportés de manière satisfaisan- sollicitations supplémentaires et des problèmes dete, même en consentant d’importants surcoûts. transmission des efforts à l’échelle locale. Le casLes décalages perturbent la transmission des efforts, 7/1 Le décalage horizontal des parois en béton armé dans le plan de échéant, il vaut mieux diminuer la rigidité et laréduisent la capacité portante et diminuent la ductilité la façade génère d’importantes sollicitations et déformations dans résistance de bas en haut (à droite dans la figure) que la structure porteuse lors de tremblements de terre. Il s’agit d’efforts(aptitude à se déformer plastiquement) des contreven- faire l’inverse (à gauche). En tout état de cause, on locaux verticaux (résultant du moment renversant), deffortstements. Ils sont en outre responsables d’importantes tranchants affectant les dalles à la hauteur des décalages, de apportera le plus grand soin au calcul des efforts et au 8/2 Lorsque survient un tremblement de terre, la paroi en bétonsollicitations et déformations affectant d’autres surcharges sur les fondations, etc. (Suisse, 2001). dimensionnement de lensemble du système de armé (en porte-à-faux!) située derrière la tenture de léchafaudageéléments porteurs (p. ex. dalles ou colonnes). En com- contreventement, ainsi qu’à la mise en œuvre des induit d’importantes sollicitations supplémentaires dans la colonneparaison avec des contreventements continus sur toute dispositifs constructifs dans les zones de transition. déjà bien chargée du rez-de-chaussée (Suisse, 2001).la hauteur du bâtiment et construits dans les règles del’art, les décalages augmentent la vulnérabilité delouvrage et réduisent notablement sa tenue au séismedans la plupart des cas. C’est pourquoi il fautabsolument éviter de décaler les contreventements. 8/1 Le passage de la paroi porteuse en béton armé à un système en ossature occasionne de gros sauts de rigidité et de résistance (Suisse, 2001).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités24 25
  • 26. PB 7 Eviter les contreventements décalés! PB 8 Les sauts de rigidité et de résistance causent des problèmes! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 7 8 Eviter les Les sauts de rigidité et contreventements de résistance causent décalés! des problèmes! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann Ibk – EPF ZurichLes contreventements sont décalés (dans leur plan, En changeant la section des contreventements d’uncomme à lavant de la figure, ou hors du plan, comme étage à l’autre, on crée des discontinuités et onà larrière) lorsque leur position diffère d’un étage à provoque de brusques variations de rigidité et del’autre. Les moments de flexion et les efforts résistance du bâtiment. Il peut en résulter des hétéro-tranchants induits par cette disposition ne peuvent généités dans le comportement dynamique, d’où desgénéralement pas être reportés de manière satisfaisan- sollicitations supplémentaires et des problèmes dete, même en consentant d’importants surcoûts. transmission des efforts à l’échelle locale. Le casLes décalages perturbent la transmission des efforts, 7/1 Le décalage horizontal des parois en béton armé dans le plan de échéant, il vaut mieux diminuer la rigidité et laréduisent la capacité portante et diminuent la ductilité la façade génère d’importantes sollicitations et déformations dans résistance de bas en haut (à droite dans la figure) que la structure porteuse lors de tremblements de terre. Il s’agit d’efforts(aptitude à se déformer plastiquement) des contreven- faire l’inverse (à gauche). En tout état de cause, on locaux verticaux (résultant du moment renversant), deffortstements. Ils sont en outre responsables d’importantes tranchants affectant les dalles à la hauteur des décalages, de apportera le plus grand soin au calcul des efforts et au 8/2 Lorsque survient un tremblement de terre, la paroi en bétonsollicitations et déformations affectant d’autres surcharges sur les fondations, etc. (Suisse, 2001). dimensionnement de lensemble du système de armé (en porte-à-faux!) située derrière la tenture de léchafaudageéléments porteurs (p. ex. dalles ou colonnes). En com- contreventement, ainsi qu’à la mise en œuvre des induit d’importantes sollicitations supplémentaires dans la colonneparaison avec des contreventements continus sur toute dispositifs constructifs dans les zones de transition. déjà bien chargée du rez-de-chaussée (Suisse, 2001).la hauteur du bâtiment et construits dans les règles del’art, les décalages augmentent la vulnérabilité delouvrage et réduisent notablement sa tenue au séismedans la plupart des cas. C’est pourquoi il fautabsolument éviter de décaler les contreventements. 8/1 Le passage de la paroi porteuse en béton armé à un système en ossature occasionne de gros sauts de rigidité et de résistance (Suisse, 2001).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités24 25
  • 27. PB 9 Deux parois porteuses élancées en béton armé pardirection principale! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 9 Deux parois porteuses élancées en béton armé par direction principale! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLes parois porteuses en béton armé de section rectan- 9/1 De telles parois porteuses en béton armé n’occupent qu’unegulaire sont les mieux adaptées pour renforcer les bâti- place modeste en section et en élévation (Suisse, 1994).ments à ossature contre les actions sismiques. Si lesmurs peuvent être relativement courts horizontalement– par exemple 3 à 6 m, soit 1/3 à 1/5 de la hauteur dubâtiment -, ils doivent être continus de bas en haut.Dans une zone de sismicité modérée comme la Suisse,où le séisme de dimensionnement a une intensitémodérée également, il suffit en général de disposerdeux parois ductiles de forme élancée, dimensionnées 9/3 Deux angles de cette construction à ossature sont équipés deen capacité, dans chacune des directions principales. parois porteuses en béton armé reprenant les efforts transversaux.La nature des éléments non-porteurs (cloisonsintérieures et façades) peut également jouer un rôledans le dimensionnement (rigidité, PB 14). Pourdiminuer les effets de torsion, les parois devraient êtredisposées symétriquement par rapport au centre demasse et situées à la périphérie du bâtiment (PB 6). Onévitera de les placer dans un angle, configuration dans 9/2 Larmature des parois porteuses en béton armé est relativementlaquelle il est difficile de diffuser les forces sismiques simple, mais elle doit être conçue et disposée avec grand soin.dans les fondations. Lorsque les parois ont une section La figure présente une paroi ductile dimensionnée en capacité, de section rectangulaire, qui a été rajoutée dans un bâtiment existanten L (angles de bâtiments) ou en U, la dissymétrie peut (Suisse, 1999).compliquer lobtention de la ductilité souhaitée.En revanche, les parois en béton armé de sectionrectangulaire (épaisseur standard de 30 cm) peuventêtre rendues ductiles sans grand investissement, ce quipermet de doter le bâtiment dune bonne tenue auséisme [D0171]. 9/4 Les parois porteuses ont été mises en évidence dans le concept architectural (Suisse, 1994).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités26 27
  • 28. PB 9 Deux parois porteuses élancées en béton armé pardirection principale! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 9 Deux parois porteuses élancées en béton armé par direction principale! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLes parois porteuses en béton armé de section rectan- 9/1 De telles parois porteuses en béton armé n’occupent qu’unegulaire sont les mieux adaptées pour renforcer les bâti- place modeste en section et en élévation (Suisse, 1994).ments à ossature contre les actions sismiques. Si lesmurs peuvent être relativement courts horizontalement– par exemple 3 à 6 m, soit 1/3 à 1/5 de la hauteur dubâtiment -, ils doivent être continus de bas en haut.Dans une zone de sismicité modérée comme la Suisse,où le séisme de dimensionnement a une intensitémodérée également, il suffit en général de disposerdeux parois ductiles de forme élancée, dimensionnées 9/3 Deux angles de cette construction à ossature sont équipés deen capacité, dans chacune des directions principales. parois porteuses en béton armé reprenant les efforts transversaux.La nature des éléments non-porteurs (cloisonsintérieures et façades) peut également jouer un rôledans le dimensionnement (rigidité, PB 14). Pourdiminuer les effets de torsion, les parois devraient êtredisposées symétriquement par rapport au centre demasse et situées à la périphérie du bâtiment (PB 6). Onévitera de les placer dans un angle, configuration dans 9/2 Larmature des parois porteuses en béton armé est relativementlaquelle il est difficile de diffuser les forces sismiques simple, mais elle doit être conçue et disposée avec grand soin.dans les fondations. Lorsque les parois ont une section La figure présente une paroi ductile dimensionnée en capacité, de section rectangulaire, qui a été rajoutée dans un bâtiment existanten L (angles de bâtiments) ou en U, la dissymétrie peut (Suisse, 1999).compliquer lobtention de la ductilité souhaitée.En revanche, les parois en béton armé de sectionrectangulaire (épaisseur standard de 30 cm) peuventêtre rendues ductiles sans grand investissement, ce quipermet de doter le bâtiment dune bonne tenue auséisme [D0171]. 9/4 Les parois porteuses ont été mises en évidence dans le concept architectural (Suisse, 1994).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités26 27
  • 29. PB 10 Eviter les systèmes mixtes colonnes-maçonnerie PB 11 Eviter de remplir les cadres de maçonnerie!porteuse! sous la forme dune ossature formée de colonnes avec Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques quelques parois porteuses élancées en béton armé 10 disposées sur toute la hauteur du bâtiment, mais sans 11 paroi porteuse en maçonnerie, sert également les Cadre en béton armé Paroi porteuse en maçonnerie intérêts à long terme du maître de l’ouvrage. Comme Eviter les systèmes les cloisons intérieures ne sont pas des éléments mixtes colonnes- porteurs, elles sont faciles à réaménager lors d’un maçonnerie changement d’affectation. Il n’est pas nécessaire de porteuse! procéder à une modification compliquée de la structure porteuse. Eviter de remplir les cadres de maçonnerie! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLes systèmes porteurs mixtes composés de colonnes et Une idée toujours très répandue consiste à croire quende parois porteuses en maçonnerie ont un comporte- remplissant les cadres en béton armé (colonnes et dallesment très défavorable lors de tremblements de terre. ou sommiers) avec de la maçonnerie, on améliore leurLes colonnes se combinent avec les dalles et les tenue aux actions horizontales, cest-à-dire aux forcessommiers éventuels pour former des cadres au com- sismiques dirigées dans leur plan. Or cela n’est avéréportement sensiblement moins rigide que les parois en que pour de petits efforts tant que la maçonnerie restemaçonnerie. Ainsi, les forces sismiques sont-elles pratiquement intacte. Cette combinaison de deux typesreprises dans une large mesure par ces dernières. Elles de construction très différents et peu compatibles réagitsubissent les forces d’inertie provenant non seulement mal aux tremblements de terre: les cadres sont relative-de leur zone d’influence propre pour la reprise des ment souples et ductiles, tandis que la maçonnerie non-charges verticales, mais aussi des zones pourvues de armée, très rigide mais fragile, peut déjà «exploser»cadres (à gauche dans la figure). Il en résulte une tenue 10/1 Il suffira d’un modeste tremblement de terre pour détruire la sous leffet de petites déformations. Au début dun 11/1 Ici, les colonnes étaient manifestement les plus résistantes.au séisme sensiblement inférieure à celle des construc- cage d’escalier porteuse, ce qui pourrait bien provoquer l’effondre- tremblement de terre, la maçonnerie reprend presque Une grande partie de la maçonnerie est tombée, mais le cadre a ment du bâtiment (Suisse, 2001). tenu (Erzincan, Turquie, 1992).tions intégralement réalisées en maçonnerie. Lorsque toutes les forces sismiques. Mais elle cède ensuite sousles parois en maçonnerie cèdent sous l’effet des forces leffet dun mécanisme de bielles obliques ou par glisse-et déplacements sismiques, elles ne sont plus en ment, car le frottement est généralement faible, dû aumesure de reprendre les charges verticales, ce qui manque de charges verticales. Lapparition de fissuresprovoque généralement l’effondrement du bâtiment. en croix est caractéristique de ce mécanisme.C’est pourquoi, il est impératif d’éviter les systèmes On peut distinguer deux cas: soit les colonnes du cadremixtes composés de colonnes et de parois porteuses en sont plus résistantes que le remplissage de maçonnerie,maçonnerie. soit cest linverse. Dans le cas de colonnes fortes, la maçonnerie est détruite et tombe hors du cadre. Dans leCes systèmes mixtes s’avèrent en outre peu flexibles cas contraire, elle risque dendommager les colonnes etlorsqu’il s’agit de changer l’affectation et de redistri- notamment de les cisailler, ce qui provoque souventbuer les espaces dun ouvrage, ce qui est une pratique leffondrement de louvrage (cf. PB 16 et 17).toujours plus fréquente. Il faut alors remplacer lesparois en maçonnerie par des dispositifs onéreux dereprise des charges, opération susceptible d’entravergravement l’exploitation et de coûter plusieurspourcents du prix du bâtiment [D 0171]. C’estpourquoi une structure porteuse conçue judicieusement, Page 30 11/2 Dans ce cas, cest la maçonnerie qui était la plus résistante. Les colonnes ont été gravement endommagées et parfois complète- ment cisaillées, mais le cadre a tenu de justesse (Mexico, 1985).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités28 29
  • 30. PB 10 Eviter les systèmes mixtes colonnes-maçonnerie PB 11 Eviter de remplir les cadres de maçonnerie!porteuse! sous la forme dune ossature formée de colonnes avec Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques quelques parois porteuses élancées en béton armé 10 disposées sur toute la hauteur du bâtiment, mais sans 11 paroi porteuse en maçonnerie, sert également les Cadre en béton armé Paroi porteuse en maçonnerie intérêts à long terme du maître de l’ouvrage. Comme Eviter les systèmes les cloisons intérieures ne sont pas des éléments mixtes colonnes- porteurs, elles sont faciles à réaménager lors d’un maçonnerie changement d’affectation. Il n’est pas nécessaire de porteuse! procéder à une modification compliquée de la structure porteuse. Eviter de remplir les cadres de maçonnerie! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLes systèmes porteurs mixtes composés de colonnes et Une idée toujours très répandue consiste à croire quende parois porteuses en maçonnerie ont un comporte- remplissant les cadres en béton armé (colonnes et dallesment très défavorable lors de tremblements de terre. ou sommiers) avec de la maçonnerie, on améliore leurLes colonnes se combinent avec les dalles et les tenue aux actions horizontales, cest-à-dire aux forcessommiers éventuels pour former des cadres au com- sismiques dirigées dans leur plan. Or cela n’est avéréportement sensiblement moins rigide que les parois en que pour de petits efforts tant que la maçonnerie restemaçonnerie. Ainsi, les forces sismiques sont-elles pratiquement intacte. Cette combinaison de deux typesreprises dans une large mesure par ces dernières. Elles de construction très différents et peu compatibles réagitsubissent les forces d’inertie provenant non seulement mal aux tremblements de terre: les cadres sont relative-de leur zone d’influence propre pour la reprise des ment souples et ductiles, tandis que la maçonnerie non-charges verticales, mais aussi des zones pourvues de armée, très rigide mais fragile, peut déjà «exploser»cadres (à gauche dans la figure). Il en résulte une tenue 10/1 Il suffira d’un modeste tremblement de terre pour détruire la sous leffet de petites déformations. Au début dun 11/1 Ici, les colonnes étaient manifestement les plus résistantes.au séisme sensiblement inférieure à celle des construc- cage d’escalier porteuse, ce qui pourrait bien provoquer l’effondre- tremblement de terre, la maçonnerie reprend presque Une grande partie de la maçonnerie est tombée, mais le cadre a ment du bâtiment (Suisse, 2001). tenu (Erzincan, Turquie, 1992).tions intégralement réalisées en maçonnerie. Lorsque toutes les forces sismiques. Mais elle cède ensuite sousles parois en maçonnerie cèdent sous l’effet des forces leffet dun mécanisme de bielles obliques ou par glisse-et déplacements sismiques, elles ne sont plus en ment, car le frottement est généralement faible, dû aumesure de reprendre les charges verticales, ce qui manque de charges verticales. Lapparition de fissuresprovoque généralement l’effondrement du bâtiment. en croix est caractéristique de ce mécanisme.C’est pourquoi, il est impératif d’éviter les systèmes On peut distinguer deux cas: soit les colonnes du cadremixtes composés de colonnes et de parois porteuses en sont plus résistantes que le remplissage de maçonnerie,maçonnerie. soit cest linverse. Dans le cas de colonnes fortes, la maçonnerie est détruite et tombe hors du cadre. Dans leCes systèmes mixtes s’avèrent en outre peu flexibles cas contraire, elle risque dendommager les colonnes etlorsqu’il s’agit de changer l’affectation et de redistri- notamment de les cisailler, ce qui provoque souventbuer les espaces dun ouvrage, ce qui est une pratique leffondrement de louvrage (cf. PB 16 et 17).toujours plus fréquente. Il faut alors remplacer lesparois en maçonnerie par des dispositifs onéreux dereprise des charges, opération susceptible d’entravergravement l’exploitation et de coûter plusieurspourcents du prix du bâtiment [D 0171]. C’estpourquoi une structure porteuse conçue judicieusement, Page 30 11/2 Dans ce cas, cest la maçonnerie qui était la plus résistante. Les colonnes ont été gravement endommagées et parfois complète- ment cisaillées, mais le cadre a tenu de justesse (Mexico, 1985).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités28 29
  • 31. 11/3 Ici également, cest la maçonnerie qui était la plus résistante.Elle a cisaillé les colonnes relativement massives (Adana-Ceyhan,Turquie, 1998). 11/4 Ces fissures en croix sont caractéristiques des murs en maçonnerie remplissant des cadres massifs en béton armé (Izmit, Turquie, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités 31
  • 32. 11/3 Ici également, cest la maçonnerie qui était la plus résistante.Elle a cisaillé les colonnes relativement massives (Adana-Ceyhan,Turquie, 1998). 11/4 Ces fissures en croix sont caractéristiques des murs en maçonnerie remplissant des cadres massifs en béton armé (Izmit, Turquie, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités 31
  • 33. PB 12 Des parois porteuses en béton armé pourrenforcer les bâtiments en maçonnerie! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 12 Paroi porteuse Maçonnerie en béton armé Maçonnerie Des parois porteuses en béton armé pour renforcer les bâtiments en maçonnerie! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 12/1 De tels bâtiments en maçonnerie – et même de moins hauts –Traditionnellement, en Suisse, les maisons dhabitation sont extrêmement sensibles aux tremblements de terre sils ne sontet les petits bâtiments voués à lartisanat ont souvent pas renforcés par des parois porteuses en béton armé (Suisse, 2001).des parois porteuses en maçonnerie non-arméecomposée de briques (en terre cuite, ciment ou maté-riaux silico-calcaires). Certains bâtiments construitsselon ce principe comptent jusquà seize étages (!).La maçonnerie est certes bien adaptée du point de vuede l’isolation, du stockage thermique et du confort,ainsi que pour reprendre les charges verticales. Mais lesconstructions y recourant exclusivement sont peuaptes à résister aux actions sismiques. Dune part, cesbâtiments sont relativement rigides – ils ont habituelle-ment une fréquence propre élevée, située sur leplateau du spectre de dimensionnement -, si bien 12/3 Ce bâtiment en maçonnerie, qui comprendra quatre étages,quils subissent dimportants efforts lorsquils sont est renforcé par une paroi porteuse en béton armé dans chaqueaffectés par un séisme. Dautre part, les parois en direction principale. Une longue paroi en maçonnerie, dont les joints dassise sont pourvus dune armature ancrée dans les paroismaçonnerie non-armée sont relativement fragiles et défa- porteuses en béton armé, équipe également chaque directionvorables du point de vue de la dissipation d’énergie. (Suisse, 2001).Comme il est généralement difficile de démontrer une 12/2 Cette nouvelle villa de trois étages, comprenant des paroisrésistance suffisante d’après la norme, même pour une porteuses en maçonnerie non-armée, est renforcée longitudinale- ment par une paroi porteuse en béton armé dans chaque façade etaction sismique modérée (p. ex. en zone 1 d’aléa sismique transversalement par un mur de refend disposé à lintérieur duselon SIA 160), des mesures parasismiques additionnelles bâtiment (Suisse, 2001).sont nécessaires.Une solution consiste à renforcer les bâtiments en maçon-nerie non-armée avec des parois porteuses en bétonarmé. Ce procédé permet notamment de limiter les défor-mations horizontales de la maçonnerie et de préserverainsi sa résistance ultime aux charges verticales. Les paroisporteuses doivent être suffisamment rigides, leur longueuret leur armature jouant un rôle déterminant à cet égard.Elles doivent être capables de supporter les forcessismiques et de les transmettre aux fondations tout enrestant élastiques, cest-à-dire sans plastification notablede larmature. Les mouvements horizontaux affectant les 12/4 Les parois porteuses en maçonnerie et en béton armé ainsi que 12/5 C’est pourquoi, il convient de remplir entièrement de mortierparois porteuses en béton armé sous leffet du séisme de les dalles doivent être solidaires en compression et en cisaillement, et les joints séparant les parois porteuses en maçonnerie et en bétondimensionnement nexcéderont pas le déplacement dans la mesure du possible en traction (Suisse, 2001). armé (Suisse, 2001).structuerellement admissible pour les parois en maçonne-rie les plus rigides, soit les plus longues horizontalement.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités32 33
  • 34. PB 12 Des parois porteuses en béton armé pourrenforcer les bâtiments en maçonnerie! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 12 Paroi porteuse Maçonnerie en béton armé Maçonnerie Des parois porteuses en béton armé pour renforcer les bâtiments en maçonnerie! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 12/1 De tels bâtiments en maçonnerie – et même de moins hauts –Traditionnellement, en Suisse, les maisons dhabitation sont extrêmement sensibles aux tremblements de terre sils ne sontet les petits bâtiments voués à lartisanat ont souvent pas renforcés par des parois porteuses en béton armé (Suisse, 2001).des parois porteuses en maçonnerie non-arméecomposée de briques (en terre cuite, ciment ou maté-riaux silico-calcaires). Certains bâtiments construitsselon ce principe comptent jusquà seize étages (!).La maçonnerie est certes bien adaptée du point de vuede l’isolation, du stockage thermique et du confort,ainsi que pour reprendre les charges verticales. Mais lesconstructions y recourant exclusivement sont peuaptes à résister aux actions sismiques. Dune part, cesbâtiments sont relativement rigides – ils ont habituelle-ment une fréquence propre élevée, située sur leplateau du spectre de dimensionnement -, si bien 12/3 Ce bâtiment en maçonnerie, qui comprendra quatre étages,quils subissent dimportants efforts lorsquils sont est renforcé par une paroi porteuse en béton armé dans chaqueaffectés par un séisme. Dautre part, les parois en direction principale. Une longue paroi en maçonnerie, dont les joints dassise sont pourvus dune armature ancrée dans les paroismaçonnerie non-armée sont relativement fragiles et défa- porteuses en béton armé, équipe également chaque directionvorables du point de vue de la dissipation d’énergie. (Suisse, 2001).Comme il est généralement difficile de démontrer une 12/2 Cette nouvelle villa de trois étages, comprenant des paroisrésistance suffisante d’après la norme, même pour une porteuses en maçonnerie non-armée, est renforcée longitudinale- ment par une paroi porteuse en béton armé dans chaque façade etaction sismique modérée (p. ex. en zone 1 d’aléa sismique transversalement par un mur de refend disposé à lintérieur duselon SIA 160), des mesures parasismiques additionnelles bâtiment (Suisse, 2001).sont nécessaires.Une solution consiste à renforcer les bâtiments en maçon-nerie non-armée avec des parois porteuses en bétonarmé. Ce procédé permet notamment de limiter les défor-mations horizontales de la maçonnerie et de préserverainsi sa résistance ultime aux charges verticales. Les paroisporteuses doivent être suffisamment rigides, leur longueuret leur armature jouant un rôle déterminant à cet égard.Elles doivent être capables de supporter les forcessismiques et de les transmettre aux fondations tout enrestant élastiques, cest-à-dire sans plastification notablede larmature. Les mouvements horizontaux affectant les 12/4 Les parois porteuses en maçonnerie et en béton armé ainsi que 12/5 C’est pourquoi, il convient de remplir entièrement de mortierparois porteuses en béton armé sous leffet du séisme de les dalles doivent être solidaires en compression et en cisaillement, et les joints séparant les parois porteuses en maçonnerie et en bétondimensionnement nexcéderont pas le déplacement dans la mesure du possible en traction (Suisse, 2001). armé (Suisse, 2001).structuerellement admissible pour les parois en maçonne-rie les plus rigides, soit les plus longues horizontalement.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités32 33
  • 35. PB 13 Armer les parois porteuses en maçonneriereprenant des efforts horizontaux! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 13 Armer les parois porteuses en maçonnerie reprenant des efforts horizontaux! Armature minimale Armature de bord Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichUne autre solution (que PB 12) permet daméliorersensiblement la tenue au séisme des bâtiments enmaçonnerie. Elle consiste à armer quelques parois deforme allongée hozizontalement, donc rigides longitu-dinalement. Elles seront par exemple pourvues dunearmature horizontale et verticale minimale, complétéepar une armature verticale de bord renforcée [Ba 02].Ce procédé permet de prévenir tout glissement sur lesjoints dassise et dassurer une certaine ductilité, allantjusquà µ∆=~2.Il s’agit alors en quelque sorte de «parois porteuses en 13/3 Pour ce type darmature, les fers verticaux se terminent enmaçonnerie reprenant des efforts horizontaux». haut et en bas par des boucles qui se prolongent sur 2 rangsLes déplacements horizontaux quelles peuvent subir de briques. Les fers de liaison servant à fixer les parois aux dalles,dans leur plan sous leffet du séisme de dimension- respectivement aux parois inférieures, revêtent une grandenement nexcéderont pas le déplacement structurelle- importance (Suisse, 1998).ment admissible pour les parois en maçonnerienon-armée les plus rigides – les plus longues horizon-talement – afin que ces dernières conservent leurrésistance ultime aux charges verticales. 13/1 13/2 Pour armer la maçonnerie, il faut utiliser des briques spéciales, qui permettent notamment de disposer les armatures verticales et de les enrober avec du mortier. A lheure actuelle, des études sont menées dans le monde entier pour développer des systèmes darmature et des briques appropriées. Les deux figures 13/4 13/5 Lorsque lon exerce une précontrainte verticale, la force présentent des produits récemment mis au point par lindustrie de la normale ainsi générée permet daméliorer notablement le terre cuite (Suisse, 1998). comportement des parois en maçonnerie soumises aux tremble- ments de terre (Suisse, 1996).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités34 35
  • 36. PB 13 Armer les parois porteuses en maçonneriereprenant des efforts horizontaux! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 13 Armer les parois porteuses en maçonnerie reprenant des efforts horizontaux! Armature minimale Armature de bord Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichUne autre solution (que PB 12) permet daméliorersensiblement la tenue au séisme des bâtiments enmaçonnerie. Elle consiste à armer quelques parois deforme allongée hozizontalement, donc rigides longitu-dinalement. Elles seront par exemple pourvues dunearmature horizontale et verticale minimale, complétéepar une armature verticale de bord renforcée [Ba 02].Ce procédé permet de prévenir tout glissement sur lesjoints dassise et dassurer une certaine ductilité, allantjusquà µ∆=~2.Il s’agit alors en quelque sorte de «parois porteuses en 13/3 Pour ce type darmature, les fers verticaux se terminent enmaçonnerie reprenant des efforts horizontaux». haut et en bas par des boucles qui se prolongent sur 2 rangsLes déplacements horizontaux quelles peuvent subir de briques. Les fers de liaison servant à fixer les parois aux dalles,dans leur plan sous leffet du séisme de dimension- respectivement aux parois inférieures, revêtent une grandenement nexcéderont pas le déplacement structurelle- importance (Suisse, 1998).ment admissible pour les parois en maçonnerienon-armée les plus rigides – les plus longues horizon-talement – afin que ces dernières conservent leurrésistance ultime aux charges verticales. 13/1 13/2 Pour armer la maçonnerie, il faut utiliser des briques spéciales, qui permettent notamment de disposer les armatures verticales et de les enrober avec du mortier. A lheure actuelle, des études sont menées dans le monde entier pour développer des systèmes darmature et des briques appropriées. Les deux figures 13/4 13/5 Lorsque lon exerce une précontrainte verticale, la force présentent des produits récemment mis au point par lindustrie de la normale ainsi générée permet daméliorer notablement le terre cuite (Suisse, 1998). comportement des parois en maçonnerie soumises aux tremble- ments de terre (Suisse, 1996).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités34 35
  • 37. 13/6 On peut améliorer la solidité et la ductilité des parois enmaçonnerie des bâtiments existants en y appliquant des lamelles enfibres de carbone ou en acier. Page 37 13/8 Il faut également tenir compte des sollicitations perpendicu- laires au plan de la paroi dans les cas suivants: murs pignons (porte-à-faux), parois en maçonnerie mal tenues vis-à-vis des efforts horizontaux, et éventuellement, selon l’intensité du séisme de dimensionnement, pour des parois supportant des dalles. Dans le cas présenté ici, les parois de létage supérieur ont cédé sous leffet dune sollicitation «hors du plan», bien que la force normale ait été faible (Loma Prieta, 1989). On peut également prévenir ce mode de13/7 Les lamelles doivent être soigneusement collées et ancrées rupture en recourant à une armature, en exerçant une précontraintedans les dalles (Suisse, 1997). ou en collant des lamelles.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités36
  • 38. 13/6 On peut améliorer la solidité et la ductilité des parois enmaçonnerie des bâtiments existants en y appliquant des lamelles enfibres de carbone ou en acier. Page 37 13/8 Il faut également tenir compte des sollicitations perpendicu- laires au plan de la paroi dans les cas suivants: murs pignons (porte-à-faux), parois en maçonnerie mal tenues vis-à-vis des efforts horizontaux, et éventuellement, selon l’intensité du séisme de dimensionnement, pour des parois supportant des dalles. Dans le cas présenté ici, les parois de létage supérieur ont cédé sous leffet dune sollicitation «hors du plan», bien que la force normale ait été faible (Loma Prieta, 1989). On peut également prévenir ce mode de13/7 Les lamelles doivent être soigneusement collées et ancrées rupture en recourant à une armature, en exerçant une précontraintedans les dalles (Suisse, 1997). ou en collant des lamelles.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités36
  • 39. PB 14 Harmoniser la structure porteuse etles éléments non-porteurs! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 14 Grandeur déterminante: déformation relative entre niveaux Harmoniser la structure porteuse et les éléments non-porteurs! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichSi lon introduit des cloisons intérieures ou des élé- 14/1 Dans ce cas, les cloisons non-porteuses ont été détruites, bienments de façade non-porteurs sensibles aux déforma- que la structure en cadre ait subi des déformations et des dégâts mineurs, et que les fenêtres soient restées intactes (Arménie, 1988).tions (p. ex. en maçonnerie) dans une structure porteu-se souple dans le plan horizontal (p. ex. un cadre) etque lon ne prévoit pas de joints, même de modestestremblements de terre risquent de provoquer desdommages importants. Lexpérience a montré quilfaut parfois démolir les bâtiments touchés par ce typede dommage même si la structure porteuse na passubit de dégât notable. Ainsi une conception parasis-mique moderne harmonise-t-elle la rigidité de lastructure porteuse et la déformabilité des cloisons inté-rieures et des éléments de façade non-porteurs. Lesparamètres déterminants sont la déformation relativeentre niveaux («storey drift») de la structure porteuse –cest-à-dire le rapport de la déformation relative entredeux étages successifs sur la hauteur entre étages –et la vulnérabilité des éléments non-porteurs enfonction de la déformation relative entre niveaux.Une combinaison judicieuse de la structure porteuse et 14/2 La cloison détruite est à nouveau construite en maçonnerie,des éléments non-porteurs permet déviter des jusquau prochain tremblement de terre… (Adana-Ceyhan, Turquie, 1998).dommages même en cas de tremblement de terrerelativement fort. Page 39 14/3 Grâce aux fixations spéciales souples de ses éléments, la façade en verre de ce bâtiment récent a supporté un fort séisme sans subir de dégâts notables (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités38
  • 40. PB 14 Harmoniser la structure porteuse etles éléments non-porteurs! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 14 Grandeur déterminante: déformation relative entre niveaux Harmoniser la structure porteuse et les éléments non-porteurs! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichSi lon introduit des cloisons intérieures ou des élé- 14/1 Dans ce cas, les cloisons non-porteuses ont été détruites, bienments de façade non-porteurs sensibles aux déforma- que la structure en cadre ait subi des déformations et des dégâts mineurs, et que les fenêtres soient restées intactes (Arménie, 1988).tions (p. ex. en maçonnerie) dans une structure porteu-se souple dans le plan horizontal (p. ex. un cadre) etque lon ne prévoit pas de joints, même de modestestremblements de terre risquent de provoquer desdommages importants. Lexpérience a montré quilfaut parfois démolir les bâtiments touchés par ce typede dommage même si la structure porteuse na passubit de dégât notable. Ainsi une conception parasis-mique moderne harmonise-t-elle la rigidité de lastructure porteuse et la déformabilité des cloisons inté-rieures et des éléments de façade non-porteurs. Lesparamètres déterminants sont la déformation relativeentre niveaux («storey drift») de la structure porteuse –cest-à-dire le rapport de la déformation relative entredeux étages successifs sur la hauteur entre étages –et la vulnérabilité des éléments non-porteurs enfonction de la déformation relative entre niveaux.Une combinaison judicieuse de la structure porteuse et 14/2 La cloison détruite est à nouveau construite en maçonnerie,des éléments non-porteurs permet déviter des jusquau prochain tremblement de terre… (Adana-Ceyhan, Turquie, 1998).dommages même en cas de tremblement de terrerelativement fort. Page 39 14/3 Grâce aux fixations spéciales souples de ses éléments, la façade en verre de ce bâtiment récent a supporté un fort séisme sans subir de dégâts notables (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités38
  • 41. PB 15 Dans les constructions à ossature, séparer lesparois non-porteuses par des joints! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 15 Caoutchouc 10–40 mm Dans les constructions à ossature, séparer les parois non-porteuses par des joints! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 15/2 Lépaisseur des joints – ici entre une paroi en maçonnerie et unDans les constructions à ossature relativement peu plafond – et les fixations des cornières (vis) doivent être adaptées auxrigides, il peut savérer judicieux de prévoir des joints déformations de la structure porteuse lors de sollicitations correspon- dant au degré de protection souhaité, cest-à-dire à lintensité dupour séparer la structure porteuse et les parois séisme pour lequel apparaissent les premiers dégâts (Suisse, 1994).intermédiaires non-porteuses, notamment les parois enmaçonnerie, qui ont un comportement rigide etfragile. On évitera ainsi quelles soient endommagéespar des tremblements de terre de faible intensité. Ilconvient de disposer des joints le long des colonnes,parois porteuses et dalles, et de les remplir de matériautout à la fois souple et insonorisant, telles les plaques 15/3 Ce joint, disposé entre une paroi en maçonnerie et une paroien caoutchouc. Les mousses dures, le liège, etc., sont porteuse en béton armé, est rempli par des plaques de mousse dure.en revanche trop rigides. Louverture des joints, géné- Ce matériau est trop rigide pour les déplacements engendrés par les tremblements de terre. Le caoutchouc, par exemple, est préférableralement de 10 à 40 mm, dépend de la rigidité de la 15/1 Ici, la paroi en maçonnerie et la colonne en béton armé sont (Suisse, 1994).structure porteuse et de la déformabilité des parois séparées par un joint vertical, certainement beaucoup trop minceintermédiaires, ainsi que du degré de protection (Suisse, 1994).souhaité (séisme pour lequel apparaissent les premiersdégâts < séisme de dimensionnement). Habituelle-ment, il y a également lieu dassurer les parois contreles accélérations hors plan, par exemple à laide decornières.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités40 41
  • 42. PB 15 Dans les constructions à ossature, séparer lesparois non-porteuses par des joints! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 15 Caoutchouc 10–40 mm Dans les constructions à ossature, séparer les parois non-porteuses par des joints! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 15/2 Lépaisseur des joints – ici entre une paroi en maçonnerie et unDans les constructions à ossature relativement peu plafond – et les fixations des cornières (vis) doivent être adaptées auxrigides, il peut savérer judicieux de prévoir des joints déformations de la structure porteuse lors de sollicitations correspon- dant au degré de protection souhaité, cest-à-dire à lintensité dupour séparer la structure porteuse et les parois séisme pour lequel apparaissent les premiers dégâts (Suisse, 1994).intermédiaires non-porteuses, notamment les parois enmaçonnerie, qui ont un comportement rigide etfragile. On évitera ainsi quelles soient endommagéespar des tremblements de terre de faible intensité. Ilconvient de disposer des joints le long des colonnes,parois porteuses et dalles, et de les remplir de matériautout à la fois souple et insonorisant, telles les plaques 15/3 Ce joint, disposé entre une paroi en maçonnerie et une paroien caoutchouc. Les mousses dures, le liège, etc., sont porteuse en béton armé, est rempli par des plaques de mousse dure.en revanche trop rigides. Louverture des joints, géné- Ce matériau est trop rigide pour les déplacements engendrés par les tremblements de terre. Le caoutchouc, par exemple, est préférableralement de 10 à 40 mm, dépend de la rigidité de la 15/1 Ici, la paroi en maçonnerie et la colonne en béton armé sont (Suisse, 1994).structure porteuse et de la déformabilité des parois séparées par un joint vertical, certainement beaucoup trop minceintermédiaires, ainsi que du degré de protection (Suisse, 1994).souhaité (séisme pour lequel apparaissent les premiersdégâts < séisme de dimensionnement). Habituelle-ment, il y a également lieu dassurer les parois contreles accélérations hors plan, par exemple à laide decornières.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités40 41
  • 43. PB 16 Eviter les colonnes courtes! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 16 Mpl l Enorme gradient de moment Mpl rupture par effort tranchant! Eviter les colonnes courtes! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLa rupture par cisaillement de ce qu’il est convenud’appeler des «colonnes courtes» est une causemajeure deffondrement lors de tremblements de terre.Il sagit de colonnes trapues, qui sont souvent encas-trées dans de solides poutres ou sommiers, ou qui sontrigidifiées par le remplissage ultérieur dun cadre(«colonnes captives en non-conformité avec leur systè-me statique»).Les extrémités des colonnes de cadres doivent être solli-citées tout au plus jusquà leur moment plastique(moment de plastification, respectivement de rupture).Les colonnes courtes, dotées dune grande résistance àla flexion, subissent un énorme gradient de moment et 16/2 Les piliers en maçonnerie au rez-de-chaussée de ce restaurantpar conséquent un important effort tranchant, qui ont fonctionné comme des colonnes courtes. Ils ont été gravement endommagés par des fissures obliques (Ombrie, Italie, 1997).entraîne souvent une rupture par cisaillement avantmême que le moment plastique ne soit atteint.Cest pourquoi il convient déviter les colonnes courtes. 16/1 Les fissures en croix et les ruptures par effort tranchant qui ontUne manière de résoudre le problème consiste à affecté les colonnes courtes de ce parking ont presque entraîné son effondrement (Northridge, Californie, 1994).concevoir les colonnes selon les règles du dimension-nement en capacité, leffort tranchant étant majoré entenant compte de la surrésistance de larmatureverticale [Ba 02] [PP 92]. 16/3 La rupture par effort tranchant des colonnes dangle trapues équipant le rez-de-chaussée de cet immeuble commercial a égale- ment failli provoquer son effondrement (Erzican, Turquie, 1992).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités42 43
  • 44. PB 16 Eviter les colonnes courtes! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 16 Mpl l Enorme gradient de moment Mpl rupture par effort tranchant! Eviter les colonnes courtes! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLa rupture par cisaillement de ce qu’il est convenud’appeler des «colonnes courtes» est une causemajeure deffondrement lors de tremblements de terre.Il sagit de colonnes trapues, qui sont souvent encas-trées dans de solides poutres ou sommiers, ou qui sontrigidifiées par le remplissage ultérieur dun cadre(«colonnes captives en non-conformité avec leur systè-me statique»).Les extrémités des colonnes de cadres doivent être solli-citées tout au plus jusquà leur moment plastique(moment de plastification, respectivement de rupture).Les colonnes courtes, dotées dune grande résistance àla flexion, subissent un énorme gradient de moment et 16/2 Les piliers en maçonnerie au rez-de-chaussée de ce restaurantpar conséquent un important effort tranchant, qui ont fonctionné comme des colonnes courtes. Ils ont été gravement endommagés par des fissures obliques (Ombrie, Italie, 1997).entraîne souvent une rupture par cisaillement avantmême que le moment plastique ne soit atteint.Cest pourquoi il convient déviter les colonnes courtes. 16/1 Les fissures en croix et les ruptures par effort tranchant qui ontUne manière de résoudre le problème consiste à affecté les colonnes courtes de ce parking ont presque entraîné son effondrement (Northridge, Californie, 1994).concevoir les colonnes selon les règles du dimension-nement en capacité, leffort tranchant étant majoré entenant compte de la surrésistance de larmatureverticale [Ba 02] [PP 92]. 16/3 La rupture par effort tranchant des colonnes dangle trapues équipant le rez-de-chaussée de cet immeuble commercial a égale- ment failli provoquer son effondrement (Erzican, Turquie, 1992).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités42 43
  • 45. PB 17 Eviter de remplir partiellement les cadres! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 17 Eviter de remplir partiellement les cadres! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 17/4 Dans ce cas, la combinaison de murs en maçonnerie et deLe fait de remplir partiellement un cadre sans prévoir de 17/2 A gauche de la colonne brisée se trouvait une embrasure de fenêtres continues a également provoqué dimportantes sollici- fenêtre semblable à celle du bord gauche de la photo. Le mur en tations, doù rupture des colonnes de cadres. La colonne massivejoints engendre parfois le phénomène de colonne cour- maçonnerie – écroulé – qui se trouvait sous lembrasure remplissait de droite qui sest relativement bien comportée a contribué àte (cf. principe précédent). Il peut en résulter une ruptu- éviter – de justesse – que le bâtiment ne seffondre. partiellement le cadre. Il sest déplacé vers la droite, poussant lare par effort tranchant ou, si la résistance au cisaillement colonne et provoquant son cisaillement.est suffisante, un mécanisme de colonnes captives avecparfois dimportants effets du 2e ordre (effet N-∆). 17/6 On peut éviter leffet néfaste du remplissage partiel des cadres, ou le réduire notablement, en disposant des joints entre les colonnes et le remplissage. Le joint de la photo a été exécuté dans les règles de lart, car il est rempli de laine de roche tendre et compressible. Cependant, sa largeur ne permet pas aux colonnes de s’incliner de plus de 1 % sans générer de contraintes (Suisse, 2001).17/1 Dans ce cas, le remplissage partiel du cadre a provoqué lephénomène de colonne courte. Comme les étriers étaient judicieuse-ment disposés, il ny a pas eu de véritable rupture par cisaillement,mais il sest produit un mécanisme de colonnes captives, tout aussidangereux (Frioul, Italie, 1976). 17/5 Cette colonne présente des défauts dexécution (étriers avec cro- 17/3 Une armature transversale mieux conçue (étriers et barres de chets recourbés à 90° au lieu de 135°, doù rupture des ancrages; cf. liaison à intervalles rapprochés) aurait probablement permis déviter PB 25). Mais sans leffet néfaste des murs de remplissage, cette colonne la rupture de la colonne par effort tranchant. Cependant, la source se serait bien mieux comportée (Izmit, Turquie, 1999). du problème réside dans le remplissage partiel du cadre, qui a provoqué le phénomène de colonne courte (Izmit, Turquie, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités44 45
  • 46. PB 17 Eviter de remplir partiellement les cadres! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 17 Eviter de remplir partiellement les cadres! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 17/4 Dans ce cas, la combinaison de murs en maçonnerie et deLe fait de remplir partiellement un cadre sans prévoir de 17/2 A gauche de la colonne brisée se trouvait une embrasure de fenêtres continues a également provoqué dimportantes sollici- fenêtre semblable à celle du bord gauche de la photo. Le mur en tations, doù rupture des colonnes de cadres. La colonne massivejoints engendre parfois le phénomène de colonne cour- maçonnerie – écroulé – qui se trouvait sous lembrasure remplissait de droite qui sest relativement bien comportée a contribué àte (cf. principe précédent). Il peut en résulter une ruptu- éviter – de justesse – que le bâtiment ne seffondre. partiellement le cadre. Il sest déplacé vers la droite, poussant lare par effort tranchant ou, si la résistance au cisaillement colonne et provoquant son cisaillement.est suffisante, un mécanisme de colonnes captives avecparfois dimportants effets du 2e ordre (effet N-∆). 17/6 On peut éviter leffet néfaste du remplissage partiel des cadres, ou le réduire notablement, en disposant des joints entre les colonnes et le remplissage. Le joint de la photo a été exécuté dans les règles de lart, car il est rempli de laine de roche tendre et compressible. Cependant, sa largeur ne permet pas aux colonnes de s’incliner de plus de 1 % sans générer de contraintes (Suisse, 2001).17/1 Dans ce cas, le remplissage partiel du cadre a provoqué lephénomène de colonne courte. Comme les étriers étaient judicieuse-ment disposés, il ny a pas eu de véritable rupture par cisaillement,mais il sest produit un mécanisme de colonnes captives, tout aussidangereux (Frioul, Italie, 1976). 17/5 Cette colonne présente des défauts dexécution (étriers avec cro- 17/3 Une armature transversale mieux conçue (étriers et barres de chets recourbés à 90° au lieu de 135°, doù rupture des ancrages; cf. liaison à intervalles rapprochés) aurait probablement permis déviter PB 25). Mais sans leffet néfaste des murs de remplissage, cette colonne la rupture de la colonne par effort tranchant. Cependant, la source se serait bien mieux comportée (Izmit, Turquie, 1999). du problème réside dans le remplissage partiel du cadre, qui a provoqué le phénomène de colonne courte (Izmit, Turquie, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités44 45
  • 47. PB 18 Concevoir soigneusement les contreventementsmétalliques! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 18 Concevoir soigneusement les contreventements métalliques! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichOn peut également recourir aux contreventements 18/1 Des barres diagonales à larges ailes ont flambé selon leur axetriangulés pour renforcer les bâtiments, notamment à de faiblesse…vocation industrielle, mais il est impératif de les choisiret les agencer avec le plus grand soin. Il arrive en effetque les contreventements triangulés usuels, avec leursliaisons centrées et leurs diagonales élancées, se com-portent très médiocrement lorsquils sont soumis à unesollicitation cyclique. Les diagonales se plastifienten traction, s’allongent davantage à chaque cycle etfinissent par flamber en compression. Lors des mouve-ments cycliques, la rigidité du dispositif est fortementréduite au passage du point de contrainte nulle et deseffets dynamiques peuvent contribuer à la ruine de lastructure. Ce type de contreventement devrait donc 18/3 Dans cette structure porteuse en treillis, les défaillances desêtre dimensionné de façon à présenter un comporte- barres ont engendré une instabilité générale des piliers ainsi que desment élastique ou éventuellement une très faible duc- dégâts en de nombreux endroits (Kobe, Japon, 1995).tilité. Il convient en outre de contrôler la compatibilitéentre les déformations des contreventements et ceux 18/2 … et se sont rompues (Kobe, Japon, 1995).des autres éléments, porteurs ou non, ce qui peutdéboucher sur la mise en place de contreventementstriangulés plus rigides ou d’autres systèmes, tels quedes parois. Les contreventements à liaisons excentréeset barres massives se comportent beaucoup mieux queles treillis à liaisons centrées et barres élancées [Ba 02].Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités46 47
  • 48. PB 18 Concevoir soigneusement les contreventementsmétalliques! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 18 Concevoir soigneusement les contreventements métalliques! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichOn peut également recourir aux contreventements 18/1 Des barres diagonales à larges ailes ont flambé selon leur axetriangulés pour renforcer les bâtiments, notamment à de faiblesse…vocation industrielle, mais il est impératif de les choisiret les agencer avec le plus grand soin. Il arrive en effetque les contreventements triangulés usuels, avec leursliaisons centrées et leurs diagonales élancées, se com-portent très médiocrement lorsquils sont soumis à unesollicitation cyclique. Les diagonales se plastifienten traction, s’allongent davantage à chaque cycle etfinissent par flamber en compression. Lors des mouve-ments cycliques, la rigidité du dispositif est fortementréduite au passage du point de contrainte nulle et deseffets dynamiques peuvent contribuer à la ruine de lastructure. Ce type de contreventement devrait donc 18/3 Dans cette structure porteuse en treillis, les défaillances desêtre dimensionné de façon à présenter un comporte- barres ont engendré une instabilité générale des piliers ainsi que desment élastique ou éventuellement une très faible duc- dégâts en de nombreux endroits (Kobe, Japon, 1995).tilité. Il convient en outre de contrôler la compatibilitéentre les déformations des contreventements et ceux 18/2 … et se sont rompues (Kobe, Japon, 1995).des autres éléments, porteurs ou non, ce qui peutdéboucher sur la mise en place de contreventementstriangulés plus rigides ou d’autres systèmes, tels quedes parois. Les contreventements à liaisons excentréeset barres massives se comportent beaucoup mieux queles treillis à liaisons centrées et barres élancées [Ba 02].Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités46 47
  • 49. PB 19 Concevoir des structures porteuses en acierductiles! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 19 Concevoir des structures Zones critiques porteuses en acier ductiles! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 19/3 Cette photo présente une rupture au nœud d’un cadre.L’acier est généralement doté d’une bonne capacité de La soudure de liaison entre la colonne et la poutre a cédé, laissant ladéformation plastique (ductilité). Mais lensemble place à une large fissure (Kobe, Japon, 1995).dune structure porteuse en acier ou certains de seséléments peuvent malgré tout avoir un comportementpeu ductile, voire fragile, sous l’effet de sollicitationscycliques, en particulier suite à des instabilités ou desruptures locales. Il arrive par exemple que des profilés àlarge ailes (colonnes ou poutres) flambent dans leszones plastiques ou se rompent aux soudures. C’estpourquoi il faut satisfaire à certaines exigences de duc-tilité, respecter certaines règles et prendre si nécessaired’autres mesures lorsqu’il s’agit de concevoir la 19/1 Ce cadre en acier a subi de grosses déformations permanentes.structure porteuse, de choisir la section des barres et Selon toute vraisemblance, il n’y avait pas de contreventement etde spécifier les détails constructifs déterminants les liaisons entre colonnes et poutres ne tenaient pas suffisamment compte des sollicitations cycliques (Kobe, Japon, 1995).[Ba 02] [EC 8]. 19/5 19/6 Dans un immeuble à structure en acier, une large fissure est apparue au pied de la colonne d’un cadre principal (à droite de la figure supérieure). D’importantes forces normales cycliques, la vitesse de charge, des défauts dans les matériaux, des soudures défectueuses et les effets thermiques figurent parmi les causes pos- sibles (Kobe, Japon, 1995). 19/4 Le pied de la colonne (section rectangulaire) de ce cadre à trois étages s’est voilé localement et la peinture blanche le recouvrant a 19/2 Ici, les boulons se sont cassés à la liaison entre la colonne et la éclaté. (Kobe, Japon, 1995). poutre (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités48 49
  • 50. PB 19 Concevoir des structures porteuses en acierductiles! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 19 Concevoir des structures Zones critiques porteuses en acier ductiles! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 19/3 Cette photo présente une rupture au nœud d’un cadre.L’acier est généralement doté d’une bonne capacité de La soudure de liaison entre la colonne et la poutre a cédé, laissant ladéformation plastique (ductilité). Mais lensemble place à une large fissure (Kobe, Japon, 1995).dune structure porteuse en acier ou certains de seséléments peuvent malgré tout avoir un comportementpeu ductile, voire fragile, sous l’effet de sollicitationscycliques, en particulier suite à des instabilités ou desruptures locales. Il arrive par exemple que des profilés àlarge ailes (colonnes ou poutres) flambent dans leszones plastiques ou se rompent aux soudures. C’estpourquoi il faut satisfaire à certaines exigences de duc-tilité, respecter certaines règles et prendre si nécessaired’autres mesures lorsqu’il s’agit de concevoir la 19/1 Ce cadre en acier a subi de grosses déformations permanentes.structure porteuse, de choisir la section des barres et Selon toute vraisemblance, il n’y avait pas de contreventement etde spécifier les détails constructifs déterminants les liaisons entre colonnes et poutres ne tenaient pas suffisamment compte des sollicitations cycliques (Kobe, Japon, 1995).[Ba 02] [EC 8]. 19/5 19/6 Dans un immeuble à structure en acier, une large fissure est apparue au pied de la colonne d’un cadre principal (à droite de la figure supérieure). D’importantes forces normales cycliques, la vitesse de charge, des défauts dans les matériaux, des soudures défectueuses et les effets thermiques figurent parmi les causes pos- sibles (Kobe, Japon, 1995). 19/4 Le pied de la colonne (section rectangulaire) de ce cadre à trois étages s’est voilé localement et la peinture blanche le recouvrant a 19/2 Ici, les boulons se sont cassés à la liaison entre la colonne et la éclaté. (Kobe, Japon, 1995). poutre (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités48 49
  • 51. PB 20 Séparer les bâtiments contigus par des jointsconformes aux règles de lart! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 20 Séparer les bâtiments contigus par des joints conformes aux règles de lart! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichL «entrechoquement» (pounding) et le martèlement(hammering) de bâtiments contigus sont susceptiblesde provoquer dimportants dégâts, si ce nest leureffondrement. Le risque de ruine est le plus aigulorsque les dalles de bâtiments contigus se trouvent àdes niveaux différents et heurtent les colonnes dubâtiment voisin. Dans cette configuration, il est impé-ratif de prévoir des joints conformes aux règles de lart.Cela signifie qu’ils doivent:1) avoir une ouverture minimale (selon les normes);2) être vides (ne présenter aucun point de contact). 20/1 Dans ces deux bâtiments semblables et dont les dalles sont au 20/2 Les chocs entre ces deux bâtiments très différents ont occasion- 20/3 L’immeuble moderne, en béton armé à gauche, sest effondré même niveau, les chocs au niveau du joint ont notamment occasion- né dimportants dégâts (Mexico, 1985). suite aux chocs avec lancien bâtiment très rigide à droiteIl est souvent nécessaire de prévoir des joints très né des dégâts aux façades et à la structure porteuse (Mexico, 1985). (Mexico 1985).larges pour que des bâtiments contigus puissentosciller librement, sans sentrechoquer. On peut envisa-ger dautres solutions, mais sans perdre de vue le faitque les éléments porteurs ne doivent pas perdre leurcapacité portante lors de chocs [EC 8]. 20/4 Le bâtiment effondré était une extension de limmeuble plus ancien à gauche. Louverture des joints était insuffisante, ou alors les bâtiments nétaient pas reliés assez solidement. Lancien a heurté le nouveau lors du tremblement de terre, provoquant son effondre- ment (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités50 51
  • 52. PB 20 Séparer les bâtiments contigus par des jointsconformes aux règles de lart! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 20 Séparer les bâtiments contigus par des joints conformes aux règles de lart! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichL «entrechoquement» (pounding) et le martèlement(hammering) de bâtiments contigus sont susceptiblesde provoquer dimportants dégâts, si ce nest leureffondrement. Le risque de ruine est le plus aigulorsque les dalles de bâtiments contigus se trouvent àdes niveaux différents et heurtent les colonnes dubâtiment voisin. Dans cette configuration, il est impé-ratif de prévoir des joints conformes aux règles de lart.Cela signifie qu’ils doivent:1) avoir une ouverture minimale (selon les normes);2) être vides (ne présenter aucun point de contact). 20/1 Dans ces deux bâtiments semblables et dont les dalles sont au 20/2 Les chocs entre ces deux bâtiments très différents ont occasion- 20/3 L’immeuble moderne, en béton armé à gauche, sest effondré même niveau, les chocs au niveau du joint ont notamment occasion- né dimportants dégâts (Mexico, 1985). suite aux chocs avec lancien bâtiment très rigide à droiteIl est souvent nécessaire de prévoir des joints très né des dégâts aux façades et à la structure porteuse (Mexico, 1985). (Mexico 1985).larges pour que des bâtiments contigus puissentosciller librement, sans sentrechoquer. On peut envisa-ger dautres solutions, mais sans perdre de vue le faitque les éléments porteurs ne doivent pas perdre leurcapacité portante lors de chocs [EC 8]. 20/4 Le bâtiment effondré était une extension de limmeuble plus ancien à gauche. Louverture des joints était insuffisante, ou alors les bâtiments nétaient pas reliés assez solidement. Lancien a heurté le nouveau lors du tremblement de terre, provoquant son effondre- ment (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités50 51
  • 53. PB 21 Privilégier les configurations compactes! PB 22 Utiliser des dalles afin de solidariser les éléments et répartir les forces! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 21 22 défavorable mieux Défavorable Mieux Assurer la solidarité des éléments et répartir les forces Privilégier les configurations compactes! par l’intermédiaire de dalles! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLors de la conception en plan dun bâtiment, on 21/1 Pour que les ailes de tels bâtiments – disposées perpendiculai- Dans les bâtiments à plusieurs étages, les dallesdevrait se faire une image aussi réaliste que possible rement lune à lautre – puissent osciller indépendamment, doivent se comporter comme des voiles pratiquement il faut les séparer par un joint très souple et suffisamment largedu comportement dynamique de ses composants. (Suisse, 2001). rigides. Elles seront reliées avec tous les élémentsDans la configuration en L peu compacte de lexemple porteurs verticaux de manière apte à transmettre desproposé, les ailes gauche et droite du bâtiment présen- efforts tranchants, pour garantir un effet detent des rigidités très différentes vis-à-vis des actions diaphragme. Ainsi, elles sont à même d’assurer lasismiques dans les deux directions principales horizon- solidarité entre les composants dans le plan horizontaltales. Elles tendent à osciller très différemment lune de et permettent de répartir les forces et les déplacementslautre, en se gênant donc mutuellement. entre les différents éléments porteurs verticaux, enLes angles des dalles et lextrémité des ailes subissent fonction de leur rigidité. Par exemple, les dallesde grosses sollicitations, si bien quil faut procéder à un formées déléments préfabriqués sont généralement 22/1 Un angle de ce bâtiment sest effondré. Les dalles serenforcement parasismique souvent très onéreux. insuffisantes pour assurer cette fonction de diaphrag- composaient seulement déléments préfabriqués sans béton armé deLe problème peut être évité en séparant les deux ailes me à moins que les éléments soient solidarisés par une couverture ni liaison armée avec les éléments porteurs verticauxpar un joint exécuté dans les règles de lart. Il en chape de béton armé coulée sur place suffisamment (Arménie, 1988).résulte deux bâtiments rectangulaires, très compacts épaisse et armée. On leur préférera des dallesqui peuvent osciller indépendamment. monolithiques en béton armé, qui comprendront si nécessaire des armatures de renforcement dans les bords.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités52 53
  • 54. PB 21 Privilégier les configurations compactes! PB 22 Utiliser des dalles afin de solidariser les éléments et répartir les forces! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 21 22 défavorable mieux Défavorable Mieux Assurer la solidarité des éléments et répartir les forces Privilégier les configurations compactes! par l’intermédiaire de dalles! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLors de la conception en plan dun bâtiment, on 21/1 Pour que les ailes de tels bâtiments – disposées perpendiculai- Dans les bâtiments à plusieurs étages, les dallesdevrait se faire une image aussi réaliste que possible rement lune à lautre – puissent osciller indépendamment, doivent se comporter comme des voiles pratiquement il faut les séparer par un joint très souple et suffisamment largedu comportement dynamique de ses composants. (Suisse, 2001). rigides. Elles seront reliées avec tous les élémentsDans la configuration en L peu compacte de lexemple porteurs verticaux de manière apte à transmettre desproposé, les ailes gauche et droite du bâtiment présen- efforts tranchants, pour garantir un effet detent des rigidités très différentes vis-à-vis des actions diaphragme. Ainsi, elles sont à même d’assurer lasismiques dans les deux directions principales horizon- solidarité entre les composants dans le plan horizontaltales. Elles tendent à osciller très différemment lune de et permettent de répartir les forces et les déplacementslautre, en se gênant donc mutuellement. entre les différents éléments porteurs verticaux, enLes angles des dalles et lextrémité des ailes subissent fonction de leur rigidité. Par exemple, les dallesde grosses sollicitations, si bien quil faut procéder à un formées déléments préfabriqués sont généralement 22/1 Un angle de ce bâtiment sest effondré. Les dalles serenforcement parasismique souvent très onéreux. insuffisantes pour assurer cette fonction de diaphrag- composaient seulement déléments préfabriqués sans béton armé deLe problème peut être évité en séparant les deux ailes me à moins que les éléments soient solidarisés par une couverture ni liaison armée avec les éléments porteurs verticauxpar un joint exécuté dans les règles de lart. Il en chape de béton armé coulée sur place suffisamment (Arménie, 1988).résulte deux bâtiments rectangulaires, très compacts épaisse et armée. On leur préférera des dallesqui peuvent osciller indépendamment. monolithiques en béton armé, qui comprendront si nécessaire des armatures de renforcement dans les bords.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités52 53
  • 55. PB 23 Dimensionner en capacité pour obtenir une structure porteuse ductile! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 23 Structure Structure porteuse fragile porteuse ductile Rupture Dimensionner en capacité pour obtenir une structure porteuse ductile! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Les structures porteuses ductiles, très déformables dans les zones sollicitées plastiquement, présentent en général des avantages majeurs par rapport à des structures analogues de comportement fragile. La résistance ultime requise peut notamment être réduite, ce qui permet de réaliser des économies substantielles tout en augmentant, notablement, la résistance à l’effondrement. Ainsi, la structure porteuse de tout bâtiment doit-elle être conçue pour être ductile chaque fois que cest possible. Cela s’avère également judicieux dans le cas extrême où la résistance de 23/1 Des essais statiques cycliques opérés dans la partie inférieure la structure est, pour d’autres raisons, tellement grande dune paroi porteuse en béton armé de six étages à léchelle 1:2 ont 22/2 22/3 Les dalles de ces immeubles dhabitation se composaient que le séisme de dimensionnement peut être résisté démontré lefficacité dune structure ductile [Da 99]. Les parois également de panneaux préfabriqués insuffisamment reliés entre eux élastiquement. En effet, les tremblements de terre réels dimensionnées en capacité ont permis dobtenir sans surcoût et avec les parois (Arménie, 1988). «nont pas lu les normes» (T. Paulay) et peuvent très notable une tenue au séisme trois à quatre fois supérieure à celle bien savérer beaucoup plus forts que le séisme de atteinte par les parois dimensionnées de manière traditionnelle, selon la norme SIA 162. dimensionnement. La méthode du dimensionnement en capacité offre un procédé simple et efficace pour concevoir une structu- re porteuse ductile: on lui «impose» précisément où elle peut et doit se plastifier, et où cela lui est interdit. Il en résulte un mécanisme plastique favorable. Un dimensionnement en capacité exécuté dans les règles de lart permet datteindre un niveau de sécurité élevé – et connu – contre leffondrement [PP 92] [Ba 02].Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités54 55
  • 56. PB 23 Dimensionner en capacité pour obtenir une structure porteuse ductile! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 23 Structure Structure porteuse fragile porteuse ductile Rupture Dimensionner en capacité pour obtenir une structure porteuse ductile! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Les structures porteuses ductiles, très déformables dans les zones sollicitées plastiquement, présentent en général des avantages majeurs par rapport à des structures analogues de comportement fragile. La résistance ultime requise peut notamment être réduite, ce qui permet de réaliser des économies substantielles tout en augmentant, notablement, la résistance à l’effondrement. Ainsi, la structure porteuse de tout bâtiment doit-elle être conçue pour être ductile chaque fois que cest possible. Cela s’avère également judicieux dans le cas extrême où la résistance de 23/1 Des essais statiques cycliques opérés dans la partie inférieure la structure est, pour d’autres raisons, tellement grande dune paroi porteuse en béton armé de six étages à léchelle 1:2 ont 22/2 22/3 Les dalles de ces immeubles dhabitation se composaient que le séisme de dimensionnement peut être résisté démontré lefficacité dune structure ductile [Da 99]. Les parois également de panneaux préfabriqués insuffisamment reliés entre eux élastiquement. En effet, les tremblements de terre réels dimensionnées en capacité ont permis dobtenir sans surcoût et avec les parois (Arménie, 1988). «nont pas lu les normes» (T. Paulay) et peuvent très notable une tenue au séisme trois à quatre fois supérieure à celle bien savérer beaucoup plus forts que le séisme de atteinte par les parois dimensionnées de manière traditionnelle, selon la norme SIA 162. dimensionnement. La méthode du dimensionnement en capacité offre un procédé simple et efficace pour concevoir une structu- re porteuse ductile: on lui «impose» précisément où elle peut et doit se plastifier, et où cela lui est interdit. Il en résulte un mécanisme plastique favorable. Un dimensionnement en capacité exécuté dans les règles de lart permet datteindre un niveau de sécurité élevé – et connu – contre leffondrement [PP 92] [Ba 02].Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités54 55
  • 57. PB 24 Une armature en acier ductile avec Rm/Re ≥ 1.15et Agt ≥ 6 %! 24/2 Dans cette paroi dessai dotée de barres darmature dont le Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Hysteretic Behaviour of Static-Cyclic Test Walls rapport décrouissage Rm/Re est insuffisant, les déformations plastiques se sont concentrées dans une seule fissure («rotule fragile» selon 24 24/1 [BW 98]). Des barres darmature se sont alors rompues à lintérieur de Rapport décrouissage la paroi (x). Sa section sest affaiblie à cet endroit et les déformations allongement total à la traction maximale Armature en plastiques ultérieures sy sont concentrées, provoquant la rupture de acier ductile barres situées au bord de la paroi. Celle-ci a juste atteint (2 cycles avec Bending moment (kNm) seulement) une ductilité de µ∆=~ 2 [DW 99]. Contrainte [MPa] Actuator force (kN) Rm/Re ≥ 1.15 et Agt ≥ 6 %! Allongement [%] Prof. Hugo Bachmann Ibk – EPF ZurichDans les structures porteuses en béton armé, lacier de Horizontal top deflection (mm)larmature doit permettre le développement de zonesplastiques suffisamment grandes et déformables. Deuxparamètres sont déterminants à cet égard (caractérisa- Bending moment (kNm) Actuator force (kN)tion de la ductilité):• le rapport décrouissage Rm/Re, cest-à-dire le rapport entre la résistance à la traction Rm et la limite délasticité Re;• lallongement total sous la force de traction maximale Agt.Le rapport décrouissage revêt également une grandeimportance pour le flambage des barres darmature Horizontal top deflection (mm)comprimées. Plus Rm/Re est faible, plus les barres Prof. Hugo Bachmann ibk – ETH Zürichflambent facilement [TD 01].Une grande partie des barres darmature disponibles 24/1 Ces courbes dhystérèse décrivant les déformations plastiquessur le marché européen, surtout celles de diamètre de deux parois porteuses en béton armé de six étages, l’uneinférieur ou égal à 16 mm, présentent des paramètres dépourvue (WSH1) et l’autre pourvue (WSH3) d’une armature ende ductilité insuffisants [BW 98]. Pour que les acier ductile, révèlent leur différence de comportement: la paroi la plus rigide a juste atteint une ductilité µ∆=~ 2, contre µ∆=~ 6 pour lastructures porteuses en béton armé atteignent une paroi la plus ductile. Cette dernière est à même de supporter unductilité «moyenne», il faut notamment que lacier tremblement de terre près de quatre fois plus fort!darmature réponde aux exigences minimales suivantes(fractiles):• Rm/Re ≥ 1.15• Agt ≥ 6 %Des désignations telles que «acier darmature selon lanorme SIA 162», «répond aux exigences des normes»,«ductile» ou «très ductile» ne sont pas suffisantes etinduisent même en erreur, car les normes édictéesautrefois sont insuffisantes. Il est donc vivementrecommandé de fixer des exigences claires lors de lamise en soumission et de faire des tests appropriésavant dacquérir les barres darmature et de les mettreen œuvre. 24/3 24/4 Dans ce cas, les barres darmature avec un rapport Rm/Re relativement faible ont flambé (à gauche) et se sont rompues en traction (à droite) à l’endroit où la courbure était maximale [DW 99].Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités56 57
  • 58. PB 24 Une armature en acier ductile avec Rm/Re ≥ 1.15et Agt ≥ 6 %! 24/2 Dans cette paroi dessai dotée de barres darmature dont le Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Hysteretic Behaviour of Static-Cyclic Test Walls rapport décrouissage Rm/Re est insuffisant, les déformations plastiques se sont concentrées dans une seule fissure («rotule fragile» selon 24 24/1 [BW 98]). Des barres darmature se sont alors rompues à lintérieur de Rapport décrouissage la paroi (x). Sa section sest affaiblie à cet endroit et les déformations allongement total à la traction maximale Armature en plastiques ultérieures sy sont concentrées, provoquant la rupture de acier ductile barres situées au bord de la paroi. Celle-ci a juste atteint (2 cycles avec Bending moment (kNm) seulement) une ductilité de µ∆=~ 2 [DW 99]. Contrainte [MPa] Actuator force (kN) Rm/Re ≥ 1.15 et Agt ≥ 6 %! Allongement [%] Prof. Hugo Bachmann Ibk – EPF ZurichDans les structures porteuses en béton armé, lacier de Horizontal top deflection (mm)larmature doit permettre le développement de zonesplastiques suffisamment grandes et déformables. Deuxparamètres sont déterminants à cet égard (caractérisa- Bending moment (kNm) Actuator force (kN)tion de la ductilité):• le rapport décrouissage Rm/Re, cest-à-dire le rapport entre la résistance à la traction Rm et la limite délasticité Re;• lallongement total sous la force de traction maximale Agt.Le rapport décrouissage revêt également une grandeimportance pour le flambage des barres darmature Horizontal top deflection (mm)comprimées. Plus Rm/Re est faible, plus les barres Prof. Hugo Bachmann ibk – ETH Zürichflambent facilement [TD 01].Une grande partie des barres darmature disponibles 24/1 Ces courbes dhystérèse décrivant les déformations plastiquessur le marché européen, surtout celles de diamètre de deux parois porteuses en béton armé de six étages, l’uneinférieur ou égal à 16 mm, présentent des paramètres dépourvue (WSH1) et l’autre pourvue (WSH3) d’une armature ende ductilité insuffisants [BW 98]. Pour que les acier ductile, révèlent leur différence de comportement: la paroi la plus rigide a juste atteint une ductilité µ∆=~ 2, contre µ∆=~ 6 pour lastructures porteuses en béton armé atteignent une paroi la plus ductile. Cette dernière est à même de supporter unductilité «moyenne», il faut notamment que lacier tremblement de terre près de quatre fois plus fort!darmature réponde aux exigences minimales suivantes(fractiles):• Rm/Re ≥ 1.15• Agt ≥ 6 %Des désignations telles que «acier darmature selon lanorme SIA 162», «répond aux exigences des normes»,«ductile» ou «très ductile» ne sont pas suffisantes etinduisent même en erreur, car les normes édictéesautrefois sont insuffisantes. Il est donc vivementrecommandé de fixer des exigences claires lors de lamise en soumission et de faire des tests appropriésavant dacquérir les barres darmature et de les mettreen œuvre. 24/3 24/4 Dans ce cas, les barres darmature avec un rapport Rm/Re relativement faible ont flambé (à gauche) et se sont rompues en traction (à droite) à l’endroit où la courbure était maximale [DW 99].Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités56 57
  • 59. PB 25 Des armatures transversales espacées de s ≤ 5davec des crochets à 135° dans les parois porteuses et lescolonnes! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 25 Des armatures transversales espacées de s ≤ 5d avec des crochets à 135° dans les parois porteuses et les colonnes! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichDans les zones plastiques des parois porteuses et des 25/1 Dans cette colonne de halle constituée délémentscolonnes en béton armé, sollicitées cycliquement, le préfabriqués en béton armé, les étriers étaient insuffisamment ancrés, avec des crochets à 90° seulement. Cest pourquoi ils se sontrevêtement de béton éclate lorsque la limite délasticité ouverts, permettant aux barres verticales de flamber (Adapazari,de larmature verticale est dépassée. Cest pourquoi il Turquie, 1999).faut stabiliser les barres verticales pour éviter quellesne flambent et fretter le béton afin de permettre deplus grandes déformations par écrasement. Larmaturetransversale nécessaire – armature de stabilisation etde frette à base détriers et de barres de liaison – doitêtre ancrée avec des crochets à 135°. Un angle de 90°est insuffisant, comme le rappelle toujours lobserva-tion des dégâts occasionnés par les séismes majeurs.Il faut en outre disposer larmature transversale à inter-valles relativement courts (s ≤ 5d, avec s = diamètredes étriers). Cet impératif est dû à la ductilité médiocre(faible rapport décrouissage Rm/Re) des aciers darma-ture européens, qui entraîne une piètre tenue auflambage [TD 01].On appliquera des règles similaires aux zones 25/2 La photo de cette colonne de cadre montre également laplastiques des éléments de cadres [Ba 02]. rupture des ancrages des étriers, dont les crochets navaient quun angle de 90° (Izmit, Turquie, 1999).Dans les zones qui conservent un comportementélastique selon le dimensionnement en capacité, il suf-fit dappliquer les règles de dimensionnement conven-tionnelles édictées par la norme SIA 162. Page 59 25/3 Cette armature transversale – étriers et barres de liaison – proche du bord dune paroi porteuse en béton armé est exemplaire en ce qui concerne les ancrages (crochets à 135°) et la pose. Elle est toutefois disposée à intervalles trop espacés en direction verticale, de s = 7.5d au lieu de s ≤ 5d comme recommandé lorsque lacier a un rapport décrouissage relativement faible (Rm/Re = 1.15) [DW 99] [TD 01].Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités58
  • 60. PB 25 Des armatures transversales espacées de s ≤ 5davec des crochets à 135° dans les parois porteuses et lescolonnes! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 25 Des armatures transversales espacées de s ≤ 5d avec des crochets à 135° dans les parois porteuses et les colonnes! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichDans les zones plastiques des parois porteuses et des 25/1 Dans cette colonne de halle constituée délémentscolonnes en béton armé, sollicitées cycliquement, le préfabriqués en béton armé, les étriers étaient insuffisamment ancrés, avec des crochets à 90° seulement. Cest pourquoi ils se sontrevêtement de béton éclate lorsque la limite délasticité ouverts, permettant aux barres verticales de flamber (Adapazari,de larmature verticale est dépassée. Cest pourquoi il Turquie, 1999).faut stabiliser les barres verticales pour éviter quellesne flambent et fretter le béton afin de permettre deplus grandes déformations par écrasement. Larmaturetransversale nécessaire – armature de stabilisation etde frette à base détriers et de barres de liaison – doitêtre ancrée avec des crochets à 135°. Un angle de 90°est insuffisant, comme le rappelle toujours lobserva-tion des dégâts occasionnés par les séismes majeurs.Il faut en outre disposer larmature transversale à inter-valles relativement courts (s ≤ 5d, avec s = diamètredes étriers). Cet impératif est dû à la ductilité médiocre(faible rapport décrouissage Rm/Re) des aciers darma-ture européens, qui entraîne une piètre tenue auflambage [TD 01].On appliquera des règles similaires aux zones 25/2 La photo de cette colonne de cadre montre également laplastiques des éléments de cadres [Ba 02]. rupture des ancrages des étriers, dont les crochets navaient quun angle de 90° (Izmit, Turquie, 1999).Dans les zones qui conservent un comportementélastique selon le dimensionnement en capacité, il suf-fit dappliquer les règles de dimensionnement conven-tionnelles édictées par la norme SIA 162. Page 59 25/3 Cette armature transversale – étriers et barres de liaison – proche du bord dune paroi porteuse en béton armé est exemplaire en ce qui concerne les ancrages (crochets à 135°) et la pose. Elle est toutefois disposée à intervalles trop espacés en direction verticale, de s = 7.5d au lieu de s ≤ 5d comme recommandé lorsque lacier a un rapport décrouissage relativement faible (Rm/Re = 1.15) [DW 99] [TD 01].Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités58
  • 61. PB 26 Pas dévidements ni ouvertures dans les zonesplastiques! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 26 Pas dévidements ni ouvertures dans les zones plastiques! interdit! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 26/3 Ici, on a percé un trou – beaucoup trop gros – à traversSur certains chantiers on a tendance à insérer les 26/1 La conception de cette paroi parasismique a été annihilée par larmature. Or on aurait peut-être pu pratiquer, dentente avecévidements des conduites, les gaines de ventilation ou linsertion dinstallations dans le coffrage, louverture de gros trous lingénieur, une ouverture notablement plus réduite sans endom- et la coupure sans ménagement de fers darmature.autres ouvertures nimporte où dans la structure mager larmature. Pour y parvenir, il faudrait commencer parporteuse, sans plan ni concertation avec lingénieur regrouper les conduits et les faire passer perpendiculairement à lacivil. Ces installations sont souvent introduites dans le paroi.coffrage déléments en béton armé soumis à de fortessollicitations, si elles ne sont pas carrément repiquéesaprès coup. Les répercussions sont particulièrementpréjudiciables dans les zones plastiques, aussi faut-ilimpérativement éviter cette pratique. Elle peut occa-sionner la ruine prématuré déléments porteurs«vitaux» soigneusement planifiés et causer de graves 26/5 Insérés sans planification dans une paroi porteuse en bétonproblèmes de sécurité. armé, de tels écheveaux sont également susceptibles de nuire aux caractéristiques parasismiques du mur (Suisse, 2001).En revanche, il est généralement possible – et admis –de placer des évidements bien planifiés et judicieuse-ment positionnés dans les zones de la structureporteuse conservant un comportement élastique.Ces évidements seront par exemple compensés parune solide armature complémentaire ou éventuellementconçus à laide dun calcul de cadre [D0171]. 26/4 Ici, il a été possible de réparer les dégâts dans une certaine mesure et, contrairement au cas précédent, de retrouver une partie du comportement originel (Suisse, 2001). 26/2 Des réparations onéreuses, consistant à remplir soigneusement les ouvertures avec du béton expansit et à coller et ancrer des lamelles dacier en forme de treillis, ont permis de retrouver la résistance ultime de la paroi parasismique. Cependant, il est presque 26/6 Dans certaines conditions, il est autorisé de pratiquer une impossible de recouvrer le comportement ductile autorisé par ouverture dans une zone élastique d’un élément essentiel de la structu- larmature dorigine (Suisse, 2001). re porteuse (ici une paroi porteuse élancée en béton armé), mais il est impérativement nécessaire de le faire en accord avec lingénieur (Suisse, 2001).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités60 61
  • 62. PB 26 Pas dévidements ni ouvertures dans les zonesplastiques! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 26 Pas dévidements ni ouvertures dans les zones plastiques! interdit! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 26/3 Ici, on a percé un trou – beaucoup trop gros – à traversSur certains chantiers on a tendance à insérer les 26/1 La conception de cette paroi parasismique a été annihilée par larmature. Or on aurait peut-être pu pratiquer, dentente avecévidements des conduites, les gaines de ventilation ou linsertion dinstallations dans le coffrage, louverture de gros trous lingénieur, une ouverture notablement plus réduite sans endom- et la coupure sans ménagement de fers darmature.autres ouvertures nimporte où dans la structure mager larmature. Pour y parvenir, il faudrait commencer parporteuse, sans plan ni concertation avec lingénieur regrouper les conduits et les faire passer perpendiculairement à lacivil. Ces installations sont souvent introduites dans le paroi.coffrage déléments en béton armé soumis à de fortessollicitations, si elles ne sont pas carrément repiquéesaprès coup. Les répercussions sont particulièrementpréjudiciables dans les zones plastiques, aussi faut-ilimpérativement éviter cette pratique. Elle peut occa-sionner la ruine prématuré déléments porteurs«vitaux» soigneusement planifiés et causer de graves 26/5 Insérés sans planification dans une paroi porteuse en bétonproblèmes de sécurité. armé, de tels écheveaux sont également susceptibles de nuire aux caractéristiques parasismiques du mur (Suisse, 2001).En revanche, il est généralement possible – et admis –de placer des évidements bien planifiés et judicieuse-ment positionnés dans les zones de la structureporteuse conservant un comportement élastique.Ces évidements seront par exemple compensés parune solide armature complémentaire ou éventuellementconçus à laide dun calcul de cadre [D0171]. 26/4 Ici, il a été possible de réparer les dégâts dans une certaine mesure et, contrairement au cas précédent, de retrouver une partie du comportement originel (Suisse, 2001). 26/2 Des réparations onéreuses, consistant à remplir soigneusement les ouvertures avec du béton expansit et à coller et ancrer des lamelles dacier en forme de treillis, ont permis de retrouver la résistance ultime de la paroi parasismique. Cependant, il est presque 26/6 Dans certaines conditions, il est autorisé de pratiquer une impossible de recouvrer le comportement ductile autorisé par ouverture dans une zone élastique d’un élément essentiel de la structu- larmature dorigine (Suisse, 2001). re porteuse (ici une paroi porteuse élancée en béton armé), mais il est impérativement nécessaire de le faire en accord avec lingénieur (Suisse, 2001).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités60 61
  • 63. PB 27 Préserver lintégrité des liaisons dans lesconstructions préfabriquées! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 27 Goujon de cisaillement Appui mobile Appui fixe en plus: prévenir le déversement latéral! Préserver lintégrité des liaisons dans les constructions préfabriquées! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLes liaisons des ouvrages préfabriqués ne conviennentsouvent quaux charges verticales prévalant au momentdu montage. Cest pourquoi ce type de bâtiment peutsavérer très vulnérable aux tremblements de terre:appuis trop courts, goujons trop faibles ou manquants,poutres équipées de dispositifs anti-déversement lacu-naires sont à la source de nombreux effondrements.Cest pourquoi il faut que les appuis mobiles aient unelongueur dassise minimale (bmin) définie par les normesparasismiques et que les appuis fixes soient équipés degoujons dimensionnés pour résister aux effortscorrespondants à la surrésistance des zones plastiques(méthode du dimensionnement en capacité). Des dispo-sitions doivent être prises (en général aux appuis) pour 27/1 Les corbaux équipant les colonnes dune halle de fabrique enéviter le déversement des poutres. Pour quils puissent éléments préfabriqués comportaient certes des goujons, mais lesjouer le rôle de diaphragmes, les plafonds composés de dispositifs anti-déversement étaient lacunaires. Les appuis ayant cédé, les poutres principales ont basculé et sont tombées au solplaques préfabriquées doivent être revêtus dun béton (selon une direction parallèle à laxe longitudinal de la halle)…armé parfaitement solidaire (cf. PB 22).27/2 … et toute la toiture sest effondrée (Adana-Ceyhan, Turquie, Page 63 27/3 Ce bâtiment industriel préfabriqué illustre les consé-1998). quences dune mauvaise conception, dun dimensionnement insuffi- sant et de détails constructifs mal étudiés (Adapazari, Turquie, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités62
  • 64. PB 27 Préserver lintégrité des liaisons dans lesconstructions préfabriquées! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 27 Goujon de cisaillement Appui mobile Appui fixe en plus: prévenir le déversement latéral! Préserver lintégrité des liaisons dans les constructions préfabriquées! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLes liaisons des ouvrages préfabriqués ne conviennentsouvent quaux charges verticales prévalant au momentdu montage. Cest pourquoi ce type de bâtiment peutsavérer très vulnérable aux tremblements de terre:appuis trop courts, goujons trop faibles ou manquants,poutres équipées de dispositifs anti-déversement lacu-naires sont à la source de nombreux effondrements.Cest pourquoi il faut que les appuis mobiles aient unelongueur dassise minimale (bmin) définie par les normesparasismiques et que les appuis fixes soient équipés degoujons dimensionnés pour résister aux effortscorrespondants à la surrésistance des zones plastiques(méthode du dimensionnement en capacité). Des dispo-sitions doivent être prises (en général aux appuis) pour 27/1 Les corbaux équipant les colonnes dune halle de fabrique enéviter le déversement des poutres. Pour quils puissent éléments préfabriqués comportaient certes des goujons, mais lesjouer le rôle de diaphragmes, les plafonds composés de dispositifs anti-déversement étaient lacunaires. Les appuis ayant cédé, les poutres principales ont basculé et sont tombées au solplaques préfabriquées doivent être revêtus dun béton (selon une direction parallèle à laxe longitudinal de la halle)…armé parfaitement solidaire (cf. PB 22).27/2 … et toute la toiture sest effondrée (Adana-Ceyhan, Turquie, Page 63 27/3 Ce bâtiment industriel préfabriqué illustre les consé-1998). quences dune mauvaise conception, dun dimensionnement insuffi- sant et de détails constructifs mal étudiés (Adapazari, Turquie, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités62
  • 65. PB 28 Protéger les fondations PB 29 Elaborer le spectre de réponse propre au site!grâce au dimensionnement en capacité! Pour sassurer que les forces résultant de laction sismi- Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Spectre de réponse propre au site que pourront bien être diffusées dans le sol, il convient 28 donc détudier leur transmission à travers toute la 29 29/1 fondation. On peut accepter que le sol soit soumis à des sollicitations dynamiques plus élevées que les Accélération spectrale (m/s2) Site de Lutzelhof Protéger les sollicitations statiques correspondantes, mais il faut veiller EC 8, classe de sols B fondations grâce à ce qu’il ne subisse en aucun cas des déformations Elaborer le spectre EC 8, classe de sols A Efforts de au dimensionnement plastiques [SK 97]. de réponse propre EC 8, réduit pour rocher surrésistance en capacité! au site! Période (s) Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLa tenue des bâtiments dépend étroitement de la Dans certains terrains, l’ampleur des mouvements du 29/1 Sur le site dun bâtiment qui doit être posé sur des appuisfaculté des fondations à reprendre les forces sismiques. sol et, donc, la réponse de l’ouvrage peuvent diverger sismiques flottants («base isolation») la fréquence du sol mesurée dans des forages voisins est de 0.65 à 0.85 Hz, ce qui correspond àLa plupart du temps, les parois ou les colonnes sont notablement des valeurs tirées du spectre de réponse une période propre de 1.2 à 1.5 s. Lorsque le spectre de réponse deencastrées dans une structure de fondation compre- de dimensionnement figurant dans les normes. Cela dimensionnement propre au site (accélération spectrale) a été élabo-nant un ou plusieurs sous-sols («caissons rigides»), ou peut être le cas : ré, il sest avéré que le spectre standard de la région devait êtredans un radier massif. Comme les points dencastre- • en présence de sols meubles où la vitesse de propa- sensiblement majoré et quil fallait admettre un déplacementment tendent à se plastifier, il faut faire en sorte que gation des ondes de cisaillement est inférieure à 200 constant à partir de T = 1.5 s déjà. Afin dexclure toute possibilité de résonance et minimiser les accélérations, on sest attaché à obtenirles efforts de surrésistance auxquels ils sont soumis m/s, et/ou dont l’épaisseur est importante; une période fondamentale de T0 =~ 3s (f0 =~ 0.33 Hz) lors duselon les termes de la méthode du dimensionnement • dans certaines vallées comblées par des sédiments dimensionnement parasismique du bâtiment (Suisse, 2000).en capacité puissent être repris par les fondations et 28/1 Sur ce chantier, il a fallu poser des tirants dancrage dans le sol fluviatiles ou glaciaires (rapport profondeur/largeurreportés dans le sol sans que ni le sol ni les fondations pour empêcher que la fondation des parois porteuses en béton armé supérieur à ~ 0.2); ductiles – qui doivent encore être bétonnées – ne risque de se soule-ne se plastifient [PB 90]. Les fondations devraient • de manière générale, lorsque l’on soupçonne une ver (Suisse, 1999).toujours rester dans un état élastique, car les déforma- possibilité de résonance entre le sol et l’ouvragetions plastiques à leur niveau occasionnent générale- considéré.ment des déplacements et des sollicitations incontrôlésdans les étages supérieurs. De plus, il est bien plus Dans de telles conditions, le sol risque de vibrerdifficile dexécuter des réparations au niveau des fortement même si le tremblement de terre respon-fondations que dans les étages supérieurs. Cest pour- sable est d’intensité modérée, d’où une amplificationquoi il faut prévoir une armature renforcée juste sous notable des mouvements en surface. Aussi est-il impé-les zones plastifiables et la mettre en œuvre comme il ratif de procéder à une investigation spécifique, sur-convient [D0171]. tout si le bâtiment considéré a une fonction de grande importance. Si la région n’a pas encore fait l’objet d’unLorsque la fondation forme un caisson rigide composé microzonage comprenant la détermination des valeursde parois et dalles en béton armé, il faut sassurer que spectrales (spectres de réponse propres aux différentsles forces de cisaillement, de traction et de compres- sols de fondation), il y a lieu de déterminer la fréquen-sion des zones plastiques des parois soient reportées ce propre du sol local et d’élaborer le spectre decomme il convient des dalles au radier, en passant par réponse de dimensionnement spécifique aules parois extérieures. Il peut notamment savérer néces- site (spectre en accélération et en déplacement).saire de renforcer les éléments porteurs (en tenantcompte des éventuels évidements et ouvertures),dépaissir le radier et de prendre en considérationlaugmentation locale des contraintes exercées sur lesol de fondation au droit des parois.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités64 65
  • 66. PB 28 Protéger les fondations PB 29 Elaborer le spectre de réponse propre au site!grâce au dimensionnement en capacité! Pour sassurer que les forces résultant de laction sismi- Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Spectre de réponse propre au site que pourront bien être diffusées dans le sol, il convient 28 donc détudier leur transmission à travers toute la 29 29/1 fondation. On peut accepter que le sol soit soumis à des sollicitations dynamiques plus élevées que les Accélération spectrale (m/s2) Site de Lutzelhof Protéger les sollicitations statiques correspondantes, mais il faut veiller EC 8, classe de sols B fondations grâce à ce qu’il ne subisse en aucun cas des déformations Elaborer le spectre EC 8, classe de sols A Efforts de au dimensionnement plastiques [SK 97]. de réponse propre EC 8, réduit pour rocher surrésistance en capacité! au site! Période (s) Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLa tenue des bâtiments dépend étroitement de la Dans certains terrains, l’ampleur des mouvements du 29/1 Sur le site dun bâtiment qui doit être posé sur des appuisfaculté des fondations à reprendre les forces sismiques. sol et, donc, la réponse de l’ouvrage peuvent diverger sismiques flottants («base isolation») la fréquence du sol mesurée dans des forages voisins est de 0.65 à 0.85 Hz, ce qui correspond àLa plupart du temps, les parois ou les colonnes sont notablement des valeurs tirées du spectre de réponse une période propre de 1.2 à 1.5 s. Lorsque le spectre de réponse deencastrées dans une structure de fondation compre- de dimensionnement figurant dans les normes. Cela dimensionnement propre au site (accélération spectrale) a été élabo-nant un ou plusieurs sous-sols («caissons rigides»), ou peut être le cas : ré, il sest avéré que le spectre standard de la région devait êtredans un radier massif. Comme les points dencastre- • en présence de sols meubles où la vitesse de propa- sensiblement majoré et quil fallait admettre un déplacementment tendent à se plastifier, il faut faire en sorte que gation des ondes de cisaillement est inférieure à 200 constant à partir de T = 1.5 s déjà. Afin dexclure toute possibilité de résonance et minimiser les accélérations, on sest attaché à obtenirles efforts de surrésistance auxquels ils sont soumis m/s, et/ou dont l’épaisseur est importante; une période fondamentale de T0 =~ 3s (f0 =~ 0.33 Hz) lors duselon les termes de la méthode du dimensionnement • dans certaines vallées comblées par des sédiments dimensionnement parasismique du bâtiment (Suisse, 2000).en capacité puissent être repris par les fondations et 28/1 Sur ce chantier, il a fallu poser des tirants dancrage dans le sol fluviatiles ou glaciaires (rapport profondeur/largeurreportés dans le sol sans que ni le sol ni les fondations pour empêcher que la fondation des parois porteuses en béton armé supérieur à ~ 0.2); ductiles – qui doivent encore être bétonnées – ne risque de se soule-ne se plastifient [PB 90]. Les fondations devraient • de manière générale, lorsque l’on soupçonne une ver (Suisse, 1999).toujours rester dans un état élastique, car les déforma- possibilité de résonance entre le sol et l’ouvragetions plastiques à leur niveau occasionnent générale- considéré.ment des déplacements et des sollicitations incontrôlésdans les étages supérieurs. De plus, il est bien plus Dans de telles conditions, le sol risque de vibrerdifficile dexécuter des réparations au niveau des fortement même si le tremblement de terre respon-fondations que dans les étages supérieurs. Cest pour- sable est d’intensité modérée, d’où une amplificationquoi il faut prévoir une armature renforcée juste sous notable des mouvements en surface. Aussi est-il impé-les zones plastifiables et la mettre en œuvre comme il ratif de procéder à une investigation spécifique, sur-convient [D0171]. tout si le bâtiment considéré a une fonction de grande importance. Si la région n’a pas encore fait l’objet d’unLorsque la fondation forme un caisson rigide composé microzonage comprenant la détermination des valeursde parois et dalles en béton armé, il faut sassurer que spectrales (spectres de réponse propres aux différentsles forces de cisaillement, de traction et de compres- sols de fondation), il y a lieu de déterminer la fréquen-sion des zones plastiques des parois soient reportées ce propre du sol local et d’élaborer le spectre decomme il convient des dalles au radier, en passant par réponse de dimensionnement spécifique aules parois extérieures. Il peut notamment savérer néces- site (spectre en accélération et en déplacement).saire de renforcer les éléments porteurs (en tenantcompte des éventuels évidements et ouvertures),dépaissir le radier et de prendre en considérationlaugmentation locale des contraintes exercées sur lesol de fondation au droit des parois.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités64 65
  • 67. PB 30 Tenir compte du danger de liquéfaction du sol! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 30 Tenir compte du danger de liquéfaction du sol! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 30/3 Ce bâtiment de construction solide sest incliné comme unCertains sols sableux ou limoneux saturés peuvent corps rigide. Son radier massif est à l’air libre. Limmeuble lui-mêmeprésenter une bonne capacité portante pour les na subi que des dégâts mineurs (Adapazari, Turquie, 1999).charges statiques. Mais lorsqu’ils sont soumis à untremblement de terre, ils peuvent se liquéfier. Suivantla nature de la structure porteuse, des bâtimentsentiers peuvent senfoncer dans le sol ou sincliner si leterrain est inhomogène ou inégalement liquéfié,causant souvent leur effondrement total. Cest pour-quoi il faut étudier le danger de liquéfaction des solssableux ou limoneux. Il peut savérer nécessaire deprévenir ce phénomène d’enfoncement dans le sol enconsolidant le sol par des injections, en prévoyant des 30/1 Le sol sétant liquéfié, ce bâtiment sest enfoncé uniformémentfondations sur pieux, etc. denviron 1 m et le sol déplacé a bombé la rue (Izmit, Turquie, 1999). 30/4 Ce réservoir sest également incliné. Il sest avéré que le mouvement était dû à la liquéfaction dun remblai sableux (Kobe, Japon, 1995). 30/2 Limmeuble penché sest enfoncé vers larrière et s’est appuyé contre un bâtiment voisin (Izmit, Turquie, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités66 67
  • 68. PB 30 Tenir compte du danger de liquéfaction du sol! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 30 Tenir compte du danger de liquéfaction du sol! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich 30/3 Ce bâtiment de construction solide sest incliné comme unCertains sols sableux ou limoneux saturés peuvent corps rigide. Son radier massif est à l’air libre. Limmeuble lui-mêmeprésenter une bonne capacité portante pour les na subi que des dégâts mineurs (Adapazari, Turquie, 1999).charges statiques. Mais lorsqu’ils sont soumis à untremblement de terre, ils peuvent se liquéfier. Suivantla nature de la structure porteuse, des bâtimentsentiers peuvent senfoncer dans le sol ou sincliner si leterrain est inhomogène ou inégalement liquéfié,causant souvent leur effondrement total. Cest pour-quoi il faut étudier le danger de liquéfaction des solssableux ou limoneux. Il peut savérer nécessaire deprévenir ce phénomène d’enfoncement dans le sol enconsolidant le sol par des injections, en prévoyant des 30/1 Le sol sétant liquéfié, ce bâtiment sest enfoncé uniformémentfondations sur pieux, etc. denviron 1 m et le sol déplacé a bombé la rue (Izmit, Turquie, 1999). 30/4 Ce réservoir sest également incliné. Il sest avéré que le mouvement était dû à la liquéfaction dun remblai sableux (Kobe, Japon, 1995). 30/2 Limmeuble penché sest enfoncé vers larrière et s’est appuyé contre un bâtiment voisin (Izmit, Turquie, 1999).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités66 67
  • 69. PB 31 Il peut savérer plus judicieux dassouplir que de Spectres de dimensionnement du réservoirrenforcer! Décalage des fréquences par les appuis flottants Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 31 Assouplir Renforcer Accélération (m/S ) 2 Accélération Il peut savérer plus judicieux Fréquence dassouplir que de renforcer! Déplacement relatif Fréquence Augmentation de lamortissement Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLorsquil sagit daméliorer la tenue au séisme des 31/1 Ce réservoir de 700 t de gaz liquéfié, pourvu dune structurebâtiments existants ou projetés, certains architectes et porteuse en béton armé, a été posé sur des appuis sismiques flottants lors de son assainissement parasismisque (Suisse, 1999).ingénieurs pensent dabord à les renforcer, cest-à-dire àaugmenter leur résistance ultime vis-à-vis des forceshorizontales. Or on rigidifie (stiffening) une constructionlorsqu’on la renforce (strenghtening), élevant ainsi sesfréquences propres. Il savère parfois plus judicieux delassouplir (softening) [Ba 01]. En intercalant des appuis Fréquence (Hz)sismiques flottants, au-dessus de la fondation («base isola-tion»), on décale les fréquences de louvrage vers ledomaine inférieur du spectre de réponse de dimensionne- Décalage des fréquences par les appuis flottantsment. Il en résulte – dautant plus que lamortissement estgénéralement accru – une réduction sensible des forcessismiques et, donc, des dégâts potentiels. Cependant, lesdéplacements relatifs augmentent notablement, ce qui Déplacement (mm)requiert un dégagement suffisant autour du bâtiment isolé Augmentation de lamortissementcontre les séismes.Par ailleurs, les conduites de distribution et dévacuationdoivent être suffisamment flexibles. 31/2 Des appuis sismiques en caoutchouc à haut pouvoir amortis- seur (diamètre 60 cm, hauteur 30 cm) ont été incorporés dans les huit colonnes en béton armé. Fréquence (Hz) Page 69 31/3 Les spectres de réponses de dimensionnement (accélération et Spectre propre au site = 5% déplacement) illustrent directement comment se répercutent la réduction à ~ 0.5 Hz de la fréquence propre et l’augmentation de Spectre propre au site = 8% lamortissement. Spectre pour des sols semi-compacts selon SIA 160 = 5%Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités68 Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich
  • 70. PB 31 Il peut savérer plus judicieux dassouplir que de Spectres de dimensionnement du réservoirrenforcer! Décalage des fréquences par les appuis flottants Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 31 Assouplir Renforcer Accélération (m/S ) 2 Accélération Il peut savérer plus judicieux Fréquence dassouplir que de renforcer! Déplacement relatif Fréquence Augmentation de lamortissement Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLorsquil sagit daméliorer la tenue au séisme des 31/1 Ce réservoir de 700 t de gaz liquéfié, pourvu dune structurebâtiments existants ou projetés, certains architectes et porteuse en béton armé, a été posé sur des appuis sismiques flottants lors de son assainissement parasismisque (Suisse, 1999).ingénieurs pensent dabord à les renforcer, cest-à-dire àaugmenter leur résistance ultime vis-à-vis des forceshorizontales. Or on rigidifie (stiffening) une constructionlorsqu’on la renforce (strenghtening), élevant ainsi sesfréquences propres. Il savère parfois plus judicieux delassouplir (softening) [Ba 01]. En intercalant des appuis Fréquence (Hz)sismiques flottants, au-dessus de la fondation («base isola-tion»), on décale les fréquences de louvrage vers ledomaine inférieur du spectre de réponse de dimensionne- Décalage des fréquences par les appuis flottantsment. Il en résulte – dautant plus que lamortissement estgénéralement accru – une réduction sensible des forcessismiques et, donc, des dégâts potentiels. Cependant, lesdéplacements relatifs augmentent notablement, ce qui Déplacement (mm)requiert un dégagement suffisant autour du bâtiment isolé Augmentation de lamortissementcontre les séismes.Par ailleurs, les conduites de distribution et dévacuationdoivent être suffisamment flexibles. 31/2 Des appuis sismiques en caoutchouc à haut pouvoir amortis- seur (diamètre 60 cm, hauteur 30 cm) ont été incorporés dans les huit colonnes en béton armé. Fréquence (Hz) Page 69 31/3 Les spectres de réponses de dimensionnement (accélération et Spectre propre au site = 5% déplacement) illustrent directement comment se répercutent la réduction à ~ 0.5 Hz de la fréquence propre et l’augmentation de Spectre propre au site = 8% lamortissement. Spectre pour des sols semi-compacts selon SIA 160 = 5%Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités68 Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich
  • 71. PB 32 Ancrer les éléments de façade contre les forceshorizontales! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 32 Ancrer les éléments de façade contre les forces horizontales! insuffisant mieux Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLes ancrages des éléments de façade ne sont souventconçus que pour résister aux forces verticales. Il n’estpas rare que des panneaux soient simplement poséssur des consoles et dotés d’une fixation légère dansleur partie supérieure. Mais comme le frottementinduit par les charges verticales peut être vaincu par lesaccélérations horizontales et verticales lors d’untremblement de terre, la chute est alors inévitable,menaçant notamment les piétons et les véhicules. Ilconvient donc de dimensionner et de réaliser lesancrages des éléments de façade de telle façon qu’ilsrésistent non seulement aux charges verticales, mais 32/3 Ce revêtement de façade était insuffisamment ancré et neégalement aux efforts horizontaux cycliques 32/1 La structure porteuse de ce bâtiment ne sest pas effondrée, concordait pas avec les déformations prévisibles de la structure porteuse,(traction/compression). Les ancrages et les éventuels mais des panneaux de façade insuffisamment ancrés se sont écrasés formée de cadres en béton armé (Northridge, Californie, 1994).joints entre éléments de façade tiendront en outre au sol (Kobe, Japon, 1995).compte des déformations prévisibles de la structureporteuse. 32/2 Ces plaques en béton léger, qui revêtaient une structure en acier ayant subi des dégâts mineurs, ont également été détruites (Kobe, Japon, 1995). 32/4 Un regard dans cette ruelle révèle quantité de matériaux de façade tombés au sol. Les actions de sauvetage et l’accès des véhicules de pompiers, notamment, sont sérieusement entravés (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités70 71
  • 72. PB 32 Ancrer les éléments de façade contre les forceshorizontales! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 32 Ancrer les éléments de façade contre les forces horizontales! insuffisant mieux Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLes ancrages des éléments de façade ne sont souventconçus que pour résister aux forces verticales. Il n’estpas rare que des panneaux soient simplement poséssur des consoles et dotés d’une fixation légère dansleur partie supérieure. Mais comme le frottementinduit par les charges verticales peut être vaincu par lesaccélérations horizontales et verticales lors d’untremblement de terre, la chute est alors inévitable,menaçant notamment les piétons et les véhicules. Ilconvient donc de dimensionner et de réaliser lesancrages des éléments de façade de telle façon qu’ilsrésistent non seulement aux charges verticales, mais 32/3 Ce revêtement de façade était insuffisamment ancré et neégalement aux efforts horizontaux cycliques 32/1 La structure porteuse de ce bâtiment ne sest pas effondrée, concordait pas avec les déformations prévisibles de la structure porteuse,(traction/compression). Les ancrages et les éventuels mais des panneaux de façade insuffisamment ancrés se sont écrasés formée de cadres en béton armé (Northridge, Californie, 1994).joints entre éléments de façade tiendront en outre au sol (Kobe, Japon, 1995).compte des déformations prévisibles de la structureporteuse. 32/2 Ces plaques en béton léger, qui revêtaient une structure en acier ayant subi des dégâts mineurs, ont également été détruites (Kobe, Japon, 1995). 32/4 Un regard dans cette ruelle révèle quantité de matériaux de façade tombés au sol. Les actions de sauvetage et l’accès des véhicules de pompiers, notamment, sont sérieusement entravés (Kobe, Japon, 1995).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités70 71
  • 73. PB 33 Ancrer les parapets et les murs! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 33 Ancrer les Force sismique parapets horizontale et les murs! Moment renversant Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichUn moment renversant dû aux efforts d’inertie se 33/2 … La frise et quelques balustrades ont endommagé la dalle deproduit lors de déplacements horizontaux rapides. toiture surplombante lors de leur chute (Loma Prieta, Californie, 1989).Sils sont insuffisamment ancrés ou encastrés, leséléments élancés sont les plus susceptibles de basculer. 33/3 Les murs console qui ne sont pas ancrés dans la fondation peuvent basculer (Kobe, Japon, 1995).33/1 Ce bâtiment de style néo-classique en béton armé na pas subide gros dégâts. Même les vitres sont restées intactes. Cependant, labalustrade a partiellement basculé sur un côté de la terrasse sur letoit… Page 73 33/4 Ces murs de jardin en pierres sèches ont également basculé (Northridge, Californie, 1994).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités72
  • 74. PB 33 Ancrer les parapets et les murs! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 33 Ancrer les Force sismique parapets horizontale et les murs! Moment renversant Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichUn moment renversant dû aux efforts d’inertie se 33/2 … La frise et quelques balustrades ont endommagé la dalle deproduit lors de déplacements horizontaux rapides. toiture surplombante lors de leur chute (Loma Prieta, Californie, 1989).Sils sont insuffisamment ancrés ou encastrés, leséléments élancés sont les plus susceptibles de basculer. 33/3 Les murs console qui ne sont pas ancrés dans la fondation peuvent basculer (Kobe, Japon, 1995).33/1 Ce bâtiment de style néo-classique en béton armé na pas subide gros dégâts. Même les vitres sont restées intactes. Cependant, labalustrade a partiellement basculé sur un côté de la terrasse sur letoit… Page 73 33/4 Ces murs de jardin en pierres sèches ont également basculé (Northridge, Californie, 1994).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités72
  • 75. PB 34 Bien fixer les faux-plafonds et les luminaires! PB 35 Retenir les installations et les équipements! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 34 35 Bien fixer les faux-plafonds Retenir les et les luminaires! installations et les équipements! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLa chute de faux-plafonds ou de luminaires représente 34/2 … qui sont simplement suspendus à des fils métalliques de Il est très important d’assurer l’intégrité des installations et 35/2 Les récipients et les machines risquent de se renverser sils neun grave danger pour les personnes. Il faut donc petit diamètre sont très dangereux pour les personnes (Northridge, équipements des ouvrages qui doivent rester opérationnels sont pas ancrés suffisamment solidement (Kobe, Japon 1995). Californie, 1994).prévoir des fixations aptes à résister avec une marge ou dont le maintien en service est souhaitable après unsuffisante non seulement au poids propre de ces fort tremblement de terre (tenir aussi compte des équipe-équipements, mais également aux efforts occasionnés ments situés en dehors des ouvrages, sur les toits, etc.).par les accélérations et vibrations verticales et horizon- Sont surtout concernés les ouvrages appartenant aux «life-tales. Il en va de même pour les fixations des gaines lines», cest-à-dire aux infrastructures vitales de la classed’aération et conduits de toute nature passant dans douvrages III selon la norme SIA 160, tels quhôpitaux,l’espace entre le plafond porteur et le plafond pharmacies centrales, bâtiments du service du feu, postessuspendu. de commandement, installations de communication, etc. Il peut également sagir, par exemple, dinstallations indus- trielles dont linterruption occasionnerait dimportantes pertes financières. On y étudiera systématiquement leffet des tremblements de terre sur les installations et équipe- ments – conduites, sprinklers, appareils de laboratoire, récipients, armoires, casiers, etc. – ainsi quéventuellement sur les chaînes de fabrication. Lorsque cela savère nécessaire, tous ces composants seront assurés solidement 35/3 Dans ce laboratoire, des verres remplis de produits chimiques, au moyen de dispositifs appropriés tels que fixations ou qui nétaient pas retenus par des dispositifs adéquats, se sont brisés en tombant de la table et des buffets ouverts (San Fernando, renforcements. Californie).34/1 Des faux-plafonds et des revêtements de plafond … 34/3 34/4 Des luminaires aussi mal fixés ou simplement accrochés au plafond risquent également de tomber et de blesser des personnes (San Fernando, Californie, 1971). 35/1 Les conduites – notamment celles de gros diamètre comme cest le cas ici – sont très vulnérables si elles ne sont pas fixées solidement (San Fernando, Californie, 1971).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités74 75
  • 76. PB 34 Bien fixer les faux-plafonds et les luminaires! PB 35 Retenir les installations et les équipements! Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques Principes de base pour concevoir des bâtiments parasismiques 34 35 Bien fixer les faux-plafonds Retenir les et les luminaires! installations et les équipements! Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF Zurich Prof. Hugo Bachmann ibk – EPF ZurichLa chute de faux-plafonds ou de luminaires représente 34/2 … qui sont simplement suspendus à des fils métalliques de Il est très important d’assurer l’intégrité des installations et 35/2 Les récipients et les machines risquent de se renverser sils neun grave danger pour les personnes. Il faut donc petit diamètre sont très dangereux pour les personnes (Northridge, équipements des ouvrages qui doivent rester opérationnels sont pas ancrés suffisamment solidement (Kobe, Japon 1995). Californie, 1994).prévoir des fixations aptes à résister avec une marge ou dont le maintien en service est souhaitable après unsuffisante non seulement au poids propre de ces fort tremblement de terre (tenir aussi compte des équipe-équipements, mais également aux efforts occasionnés ments situés en dehors des ouvrages, sur les toits, etc.).par les accélérations et vibrations verticales et horizon- Sont surtout concernés les ouvrages appartenant aux «life-tales. Il en va de même pour les fixations des gaines lines», cest-à-dire aux infrastructures vitales de la classed’aération et conduits de toute nature passant dans douvrages III selon la norme SIA 160, tels quhôpitaux,l’espace entre le plafond porteur et le plafond pharmacies centrales, bâtiments du service du feu, postessuspendu. de commandement, installations de communication, etc. Il peut également sagir, par exemple, dinstallations indus- trielles dont linterruption occasionnerait dimportantes pertes financières. On y étudiera systématiquement leffet des tremblements de terre sur les installations et équipe- ments – conduites, sprinklers, appareils de laboratoire, récipients, armoires, casiers, etc. – ainsi quéventuellement sur les chaînes de fabrication. Lorsque cela savère nécessaire, tous ces composants seront assurés solidement 35/3 Dans ce laboratoire, des verres remplis de produits chimiques, au moyen de dispositifs appropriés tels que fixations ou qui nétaient pas retenus par des dispositifs adéquats, se sont brisés en tombant de la table et des buffets ouverts (San Fernando, renforcements. Californie).34/1 Des faux-plafonds et des revêtements de plafond … 34/3 34/4 Des luminaires aussi mal fixés ou simplement accrochés au plafond risquent également de tomber et de blesser des personnes (San Fernando, Californie, 1971). 35/1 Les conduites – notamment celles de gros diamètre comme cest le cas ici – sont très vulnérables si elles ne sont pas fixées solidement (San Fernando, Californie, 1971).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités74 75
  • 77. 35/4 Les armoires de classement risquent de basculer, surtout si les 35/6 Les livres représentent une telle masse quil faut ancrertiroirs à roulettes ne sont pas retenus par des dispositifs adéquats solidement les étagères et les contreventer dans les deux directions(Morgan Hill, Californie, 1984). principales (Whittier Narrows, 1987). 35/8 Dans un commerce de boissons, de «précieuses» bouteilles ont 35/9 On peut même tester des châssis à tonneaux de vin sur une été fixées par des câbles à ressorts (Californie, 1978). table vibrante servant à simuler des séismes… (Berkeley, 2000). 35/7 Bien fixés, les groupes de batteries et les groupes électrogènes de secours sont capables de fournir de lélectricité même après un tremblement de terre de forte intensité (Californie, 1980).35/5 Des rayons de bibliothèque ouverts se vident à chaque trem-blement de terre de forte intensité. On peut retenir les livres précieuxen prévoyant des tablards inclinés vers larrière ou des barres darrêtsur le devant (Loma Prieta, Californie, 1989).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités76 77
  • 78. 35/4 Les armoires de classement risquent de basculer, surtout si les 35/6 Les livres représentent une telle masse quil faut ancrertiroirs à roulettes ne sont pas retenus par des dispositifs adéquats solidement les étagères et les contreventer dans les deux directions(Morgan Hill, Californie, 1984). principales (Whittier Narrows, 1987). 35/8 Dans un commerce de boissons, de «précieuses» bouteilles ont 35/9 On peut même tester des châssis à tonneaux de vin sur une été fixées par des câbles à ressorts (Californie, 1978). table vibrante servant à simuler des séismes… (Berkeley, 2000). 35/7 Bien fixés, les groupes de batteries et les groupes électrogènes de secours sont capables de fournir de lélectricité même après un tremblement de terre de forte intensité (Californie, 1980).35/5 Des rayons de bibliothèque ouverts se vident à chaque trem-blement de terre de forte intensité. On peut retenir les livres précieuxen prévoyant des tablards inclinés vers larrière ou des barres darrêtsur le devant (Loma Prieta, Californie, 1989).Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités76 77
  • 79. Crédit dillustrations BibliographieLes illustrations ont été aimablement fournies par les [Ba 02] Bachmann H.: «Erdbebensicherung von [La 02] Lang K.: «Seismic Vulnerability of Existingpersonnes et institutions suivantes: Bauwerken». 2. Auflage. Birkhäuser Verlag Buildings». Institut für Baustatik und Kons- Basel Boston Berlin 2002. truktion (IBK), ETH Zürich. Birkhäuser VerlagWalter Ammann, Davos: 11/2, 20/1, 20/2, 20/3 [Ba 01] Bachmann H.: «Softening as Seismic Upgra- Basel Boston Berlin 2002 (en préparation).Hugo Bachmann, Zurich: illustrations des principes de ding Strategy – Requirements and Case [PB 90] Paulay T., Bachmann H., Moser K.: «Erdbe-base 1 à 35, E/1, E/2, E/3, 1/1, 1/2, 2/1, 2/2, 4/9, 4/10, Studies». Proceedings 20th European Regio- benbemessung von Stahlbetonhochbauten».6/1, 7/1, 8/1, 8/2, 9/1, 9/3, 9/4, 10/1, 12/1, 12/2, 12/3, nal Earthquake Engineering Seminar Sion, Birkhäuser Verlag Basel Boston Berlin 1990.12/4, 12/5, 15/1, 15/2, 15/3, 17/6, 21/1, 25/1, 26/1, September 3-7, 2001. Société suisse du [PP 92] Paulay T., Priestley M.J.N.: «Seismic Design of26/3, 26/5, 26/6, 27/3, 31/3 génie parasismique et de la dynamique des Reinforced Concrete and Masonry structures SGEB, Martigny 2001. Structures». John Wiley & Sons, New YorkMarc Badoux, Lausanne: 30/1 [BW 98] Bachmann H., Wenk T.: «Ungenügende Duk- 1992.Alessandro Dazio, San Diego CA: couverture: image tilität beim Bewehrungsstahl». Schweizer [Sc 00] Schumacher R.: «Zur rechtlichen Verantwor-avec armature, 9/2, 23/1, 24/1, 24/2, 24/3, 24/4, 25/3 Ingenieur und Architekt, Heft 29, Juli 1998. tung für die Erdbebensicherung von Bauwer-Martin Koller, Carouge: 28/1, 29/1 [DW 99] Dazio A., Wenk T., Bachmann H.: «Versuche ken «. Documentation SGEB/SIA D0162Pierino Lestuzzi, Lausanne: 4/2, 4/3, 11/3, 11/4, 17/2, an Stahlbetontragwänden unter zyklisch- «Erdbebenvorsorge in der Schweiz –17/3, 17/4, 17/5, 25/2, 30/2 statischer Einwirkung». Institut für Baustatik Massnahmen bei neuen und bestehenden und Konstruktion (IBK), ETH Zürich. Bericht Bauwerken», Société suisse des ingénieurs etEberhard Luz, Stuttgart: 14/1, 22/1, 22/2, 22/3 Nr. 239, Birkhäuser Verlag Basel Boston architectes, Zurich 2000.Roland Madöry, Bâle 31/1 Berlin 1999. [SIA 160] SIA 160 (norme): «Actions sur les structuresPaul Missbauer, Sion: 31/1 [D0150] Bachmann H., Darbre G.R., Deichmann N., porteuses «. Société suisse des ingénieurs etKaspar Peter, Lausanne: 14/2 Koller M.G., Studer J., Tiniç S., Tissières P., architectes, Zurich 1989.Meta Sozen, Illinois: 30/3 Wenk Th., Wieland M., Zwicky P.: «Hand- [SK 97] Studer J., Koller M.G.: «Erdbebengerechter lungsbedarf von Behörden, Hochschulen, Entwurf und Kapazitätsbemessung einesDieter Wepf, Flawil: 11/1, 16/3 Industrie und Privaten zur Erdbebensiche- Gebäudes mit Stahlbetontragwänden».Thomas Wenk, Zurich: couverture: image avec bâti- rung der Bauwerke in der Schweiz». Docu- Documentation SGEB/SIA D0171, Sociétément, 4/4, 4/5, 4/6, 4/7, 4/8, 5/2, 5/3, 6/2, 6/3, 6/4, mentation SGEB/SIA D0150, Société suisse suisse des ingénieurs et architectes, Zurich6/5, 6/6, 13/6, 13/7, 14/3, 16/2, 27/1, 27/2, 30/4, des ingénieurs et architectes, Zurich 1998. 2002.32/1, 32/4 [D0171] Bachmann H., Dazio A., Bruchez P., Mittaz [TD 01] Thiele K., Dazio A., Bachmann H.: «Beweh- X., Peruzzi R., Tissières P.: «Erdbebengerech- rungsstahl unter zyklischer Beanspruchung».Architectural Institute of Japan: 5/1, 18/1, 18/2, 18/3, ter Entwurf und Kapazitätsbemessung eines Institut für Baustatik und Konstruktion (IBK),19/1, 19/2, 19/3, 19/4, 19/5, 19/6, 20/4, 32/2, 32/3, Gebäudes mit Stahlbetontragwänden». ETH Zürich. Bericht Nr. 264, Birkhäuser33/3 Documentation SGEB/SIA D0171, Société Verlag Basel Boston Berlin 2001.Earthquake Engineering Research Institute, Oakland suisse des ingénieurs et architectes, ZurichCA: couverture: image avec tuyauterie, 16/1, 32/3, 2002.33/1, 33/2, 33/4, 34/1, 34/2, 34/3, 34/4, 35/1, 35/2, [EC 8] Eurocode 8 (Norm): «Auslegung von35/3, 35/4, 35/5, 35/6, 35/7, 35/8 Bauwerken gegen Erdbeben», Teile 1-1, 1-2, 1-3. Norm SIA V160.811/812/813 alsLosinger AG, Lyssach BE: 13/4, 13/5 Europäische Vornorm ENV 1998-1-1/-2/-3.Pacific Earthquake Engineering Research Center, Société suisse des ingénieurs et architectes,Berkeley CA: 35/9 Zurich 1997.Industrie suisse de la terre cuite, Zurich: [GM 98] Grünthal G., Mayer-Rosa D., Lenhardt13/1, 13/2, 13/3 W.:«Abschätzung der Erdbebengefährdung für die D-A-CH-Staaten – Deutschland,Stahlton AG, Zurich: 26/2, 26/4 Österreich, Schweiz», Bautechnick 75 1998,NN.: 4/1, 13/8, 17/1 Heft 10, S. 753-767.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités78 79
  • 80. Crédit dillustrations BibliographieLes illustrations ont été aimablement fournies par les [Ba 02] Bachmann H.: «Erdbebensicherung von [La 02] Lang K.: «Seismic Vulnerability of Existingpersonnes et institutions suivantes: Bauwerken». 2. Auflage. Birkhäuser Verlag Buildings». Institut für Baustatik und Kons- Basel Boston Berlin 2002. truktion (IBK), ETH Zürich. Birkhäuser VerlagWalter Ammann, Davos: 11/2, 20/1, 20/2, 20/3 [Ba 01] Bachmann H.: «Softening as Seismic Upgra- Basel Boston Berlin 2002 (en préparation).Hugo Bachmann, Zurich: illustrations des principes de ding Strategy – Requirements and Case [PB 90] Paulay T., Bachmann H., Moser K.: «Erdbe-base 1 à 35, E/1, E/2, E/3, 1/1, 1/2, 2/1, 2/2, 4/9, 4/10, Studies». Proceedings 20th European Regio- benbemessung von Stahlbetonhochbauten».6/1, 7/1, 8/1, 8/2, 9/1, 9/3, 9/4, 10/1, 12/1, 12/2, 12/3, nal Earthquake Engineering Seminar Sion, Birkhäuser Verlag Basel Boston Berlin 1990.12/4, 12/5, 15/1, 15/2, 15/3, 17/6, 21/1, 25/1, 26/1, September 3-7, 2001. Société suisse du [PP 92] Paulay T., Priestley M.J.N.: «Seismic Design of26/3, 26/5, 26/6, 27/3, 31/3 génie parasismique et de la dynamique des Reinforced Concrete and Masonry structures SGEB, Martigny 2001. Structures». John Wiley & Sons, New YorkMarc Badoux, Lausanne: 30/1 [BW 98] Bachmann H., Wenk T.: «Ungenügende Duk- 1992.Alessandro Dazio, San Diego CA: couverture: image tilität beim Bewehrungsstahl». Schweizer [Sc 00] Schumacher R.: «Zur rechtlichen Verantwor-avec armature, 9/2, 23/1, 24/1, 24/2, 24/3, 24/4, 25/3 Ingenieur und Architekt, Heft 29, Juli 1998. tung für die Erdbebensicherung von Bauwer-Martin Koller, Carouge: 28/1, 29/1 [DW 99] Dazio A., Wenk T., Bachmann H.: «Versuche ken «. Documentation SGEB/SIA D0162Pierino Lestuzzi, Lausanne: 4/2, 4/3, 11/3, 11/4, 17/2, an Stahlbetontragwänden unter zyklisch- «Erdbebenvorsorge in der Schweiz –17/3, 17/4, 17/5, 25/2, 30/2 statischer Einwirkung». Institut für Baustatik Massnahmen bei neuen und bestehenden und Konstruktion (IBK), ETH Zürich. Bericht Bauwerken», Société suisse des ingénieurs etEberhard Luz, Stuttgart: 14/1, 22/1, 22/2, 22/3 Nr. 239, Birkhäuser Verlag Basel Boston architectes, Zurich 2000.Roland Madöry, Bâle 31/1 Berlin 1999. [SIA 160] SIA 160 (norme): «Actions sur les structuresPaul Missbauer, Sion: 31/1 [D0150] Bachmann H., Darbre G.R., Deichmann N., porteuses «. Société suisse des ingénieurs etKaspar Peter, Lausanne: 14/2 Koller M.G., Studer J., Tiniç S., Tissières P., architectes, Zurich 1989.Meta Sozen, Illinois: 30/3 Wenk Th., Wieland M., Zwicky P.: «Hand- [SK 97] Studer J., Koller M.G.: «Erdbebengerechter lungsbedarf von Behörden, Hochschulen, Entwurf und Kapazitätsbemessung einesDieter Wepf, Flawil: 11/1, 16/3 Industrie und Privaten zur Erdbebensiche- Gebäudes mit Stahlbetontragwänden».Thomas Wenk, Zurich: couverture: image avec bâti- rung der Bauwerke in der Schweiz». Docu- Documentation SGEB/SIA D0171, Sociétément, 4/4, 4/5, 4/6, 4/7, 4/8, 5/2, 5/3, 6/2, 6/3, 6/4, mentation SGEB/SIA D0150, Société suisse suisse des ingénieurs et architectes, Zurich6/5, 6/6, 13/6, 13/7, 14/3, 16/2, 27/1, 27/2, 30/4, des ingénieurs et architectes, Zurich 1998. 2002.32/1, 32/4 [D0171] Bachmann H., Dazio A., Bruchez P., Mittaz [TD 01] Thiele K., Dazio A., Bachmann H.: «Beweh- X., Peruzzi R., Tissières P.: «Erdbebengerech- rungsstahl unter zyklischer Beanspruchung».Architectural Institute of Japan: 5/1, 18/1, 18/2, 18/3, ter Entwurf und Kapazitätsbemessung eines Institut für Baustatik und Konstruktion (IBK),19/1, 19/2, 19/3, 19/4, 19/5, 19/6, 20/4, 32/2, 32/3, Gebäudes mit Stahlbetontragwänden». ETH Zürich. Bericht Nr. 264, Birkhäuser33/3 Documentation SGEB/SIA D0171, Société Verlag Basel Boston Berlin 2001.Earthquake Engineering Research Institute, Oakland suisse des ingénieurs et architectes, ZurichCA: couverture: image avec tuyauterie, 16/1, 32/3, 2002.33/1, 33/2, 33/4, 34/1, 34/2, 34/3, 34/4, 35/1, 35/2, [EC 8] Eurocode 8 (Norm): «Auslegung von35/3, 35/4, 35/5, 35/6, 35/7, 35/8 Bauwerken gegen Erdbeben», Teile 1-1, 1-2, 1-3. Norm SIA V160.811/812/813 alsLosinger AG, Lyssach BE: 13/4, 13/5 Europäische Vornorm ENV 1998-1-1/-2/-3.Pacific Earthquake Engineering Research Center, Société suisse des ingénieurs et architectes,Berkeley CA: 35/9 Zurich 1997.Industrie suisse de la terre cuite, Zurich: [GM 98] Grünthal G., Mayer-Rosa D., Lenhardt13/1, 13/2, 13/3 W.:«Abschätzung der Erdbebengefährdung für die D-A-CH-Staaten – Deutschland,Stahlton AG, Zurich: 26/2, 26/4 Österreich, Schweiz», Bautechnick 75 1998,NN.: 4/1, 13/8, 17/1 Heft 10, S. 753-767.Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités78 79
  • 81. Contacts Annexe Carte d’aléa sismique pour les états du D-A-CH (Allemagne, Autriche, Suisse)http://www.bwg.admin.chOffice fédéral des eaux et de la géologie avec carte des épicentres de séismes tectoniquesCentrale de coordination pour la mitigation des Aléa sismique sans forme d’une intensité calculéeséismes pour une probabilité de non dépassement de 90% en 50 ansLändtesstrasse 202501 Biennehttp://www.sgeb.chSociété suisse du génie parasismique et de ladynamique des structuresCase postale 15711227 Carougehttp://www.sia.chSociété suisse des ingénieurs et architectes SIASelnaustrasse 16Case postale8039 Zurichhttp://www.seismo.ethz.chService sismologique suisseEPF Hönggerberg8093 Zurichhttp://www.vkf.chPool suisse pour la couverture des dommagessismiquesBundesgasse 203001 Bernehttp://www.ibk.baug.ethz.chInstitut für Baustatik und Konstruktion IBKBereiche Baudynamik und ErdbebeningenieurwesenETH Hönggerberg8093 Zürichhttp://beton.epfl.chLaboratoire de construction en bétonFaculté ENAC – Institut de structures EPFL GC1015 LausannePrincipes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités80 81
  • 82. Contacts Annexe Carte d’aléa sismique pour les états du D-A-CH (Allemagne, Autriche, Suisse)http://www.bwg.admin.chOffice fédéral des eaux et de la géologie avec carte des épicentres de séismes tectoniquesCentrale de coordination pour la mitigation des Aléa sismique sans forme d’une intensité calculéeséismes pour une probabilité de non dépassement de 90% en 50 ansLändtesstrasse 202501 Biennehttp://www.sgeb.chSociété suisse du génie parasismique et de ladynamique des structuresCase postale 15711227 Carougehttp://www.sia.chSociété suisse des ingénieurs et architectes SIASelnaustrasse 16Case postale8039 Zurichhttp://www.seismo.ethz.chService sismologique suisseEPF Hönggerberg8093 Zurichhttp://www.vkf.chPool suisse pour la couverture des dommagessismiquesBundesgasse 203001 Bernehttp://www.ibk.baug.ethz.chInstitut für Baustatik und Konstruktion IBKBereiche Baudynamik und ErdbebeningenieurwesenETH Hönggerberg8093 Zürichhttp://beton.epfl.chLaboratoire de construction en bétonFaculté ENAC – Institut de structures EPFL GC1015 LausannePrincipes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités Principes de base à l’attention des ingénieurs, architectes, maîtres d’ouvrages et autorités80 81