Soutenance mémoire
Présentation des codes parasismique
Règles parasismique algérien
La règlementation parasismique est le document technique « DTR BC 2-48 » dit : « REGLES PARASISMIQUES ALGERIENNES RPA99 ». La première application de loi nationale Algérienne sur la conception de la résistance des bâtiments aux tremblements de terre date de 1983, et ce à la suite du tremblement de terre d’El Asnam 1980 qui avait une magnitude de 7,3 sur l’échelle de Richter. Avant cette date, en Algérie le code du bâtiment français a été appliqué, et il ne prévoyait pas une conception parasismique des bâtiments face aux tremblements de terre. En 1980, une loi a été adoptée, et qui a, par la suite été révisé en 1988, 1999 et 2003 suite au tremblement de terre dévastateur de Boumerdes.
Eurocode 8
Les Eurocodes constituent un ensemble intégré de normes européennes pour la conception et le dimensionnement des bâtiments et des structures de génie civil, y compris leurs fondations et leur résistance aux séismes. Le but du programme des Eurocodes est d’établir un ensemble de règles techniques communes pour la conception de bâtiments et d’ouvrages de génie civil, qui sont destinés à remplacer les règles actuellement en vigueur dans les différents états membres de l’Union Européenne. L’Eurocode 8 s’insère dans l’ensemble du projet des Eurocodes structuraux lancé par la Commission européenne pour permettre l’harmonisation des règles techniques de construction au sein de l’Union européenne. La norme française la plus récente concernant les bâtiments en zone sismique est connue sous le nom de PS 92. Dans le cadre européen, la norme relative à la construction en zone sismique est l’Eurocode 8. Elle comprend six parties. Les parties 1 et 5 sont nécessaires pour la conception des bâtiments ; elles couvrent le même champ que les PS 92. Et sont décomposés comme suit : EN 1998 1 Règles générales Actions sismiques Règles pour les bâtiments. EN 1998 2 Ponts. EN 1998 3 Renforcement et réparation des bâtiments. EN 1998 4 Silos, réservoirs, tuyauterie. EN 1998 5 Fondations, géotechnique. EN 1998 6 Tours, mats, cheminées.
Conceptions parasismique
Les dispositions parasismiques réglementaires sont appliquées sur un projet dont l’architecture a déjà été déterminée. La forme du bâtiment et des éléments constructifs, le système porteur et le type de contreventement, dont le comportement joue un rôle déterminant dans la résistance aux séismes du bâtiment.
Ainsi, des projets peu judicieux quant à la résistance aux tremblements de terre sont considérés comme parasismiques après l’application des règles. Afin de pallier cette situation, il est donc souhaitable qu’une stratégie de conception parasismique raisonnée soit adoptée dès le début du projet.
Le règlement parasismique algérienne et Eurocode 8 adopte les mêmes principes de conception des bâtiments dans les zones sismiques. Ces principes sont les suivants :
La simplicité de la structure : Le comportement d’une structure simple est plus facile. À comprendre et à calculer; le risque d’omettre un phénomène particulier, comme une interaction entre parties de raideu différentes ou un cumul d’effets différents entre ces parties est faible. La simplicité d’ensemble concourt à la simplicité des détails.
Contreventement : Dans le cas d’une construction parasismique, le contreventement comporte obligatoirement deux familles d’éléments : Contreventement vertical (exemple-voiles). Contreventement horizontal (diaphragme).
Ossature et système constructif adopté
Ossature :La hauteur du bâtiment dépasse 17m, donc d’après le RPA99/version 2003 le système de contreventement est mixte portiques-voiles.
Les voiles de contreventement doivent reprendre au plus 20% des sollicitations dues aux charges verticales. Les charges horizontales sont reprises conjointement par les voiles et les portiques proportionnellement à leurs rigidités relatives ainsi que les sollicitations résultant de leurs interactions à tous les niveaux. Les portiques doivent reprendre au moins 25% de l’effort tranchant d’étage.
Planchers :Nous avons utilisé un seul type de plancher pour tous les niveaux : corps creux avec dalle de compression noté (16+5) cm. Le plancher terrasse a une pente pour permettre l’écoulement des eaux pluviales vers les conduites d’évacuation.
Maçonnerie :Les murs extérieurs sont réalisés en doubles parois par des briques creuses de (15×10) cm séparées par une lame d’air de 5 cm d’épaisseur. Les murs intérieurs sont réalisés en simple cloison de 10 cm d’épaisseur.
Revêtement :Les revêtements utilisés dans ce bâtiment sont les suivants : Enduit en plâtre pour les plafonds. Enduit en ciment pour les murs extérieurs et les cloisons. Revêtement en carrelage pour les planchers. Le plancher terrasse sera recouvert par une étanchéité multicouche imperméable évitant la pénétration des eaux pluviales plus du papier kraft pour la terrasse inaccessible.
Isolation :On distingue dans notre projet deux types d’isolations, isolation acoustique assurée par la masse du plancher et par le vide d’air des murs extérieurs et isolation thermique assurée par les couches de liège pour le plancher terrasse.
Escalier :On a deux types d’escalier : Escalier avec un palier intermédiaire utilisé pour les étages et escalier avec deux paliers intermédiaires utilisé pour le RDC.
Acrotère :La terrasse inaccessible est entourée d’un acrotère en béton armé d’une hauteur de 60cm et de 10 cm d’épaisseur .
Coefficient d’accélération de zone
Le niveau de sismicité est représenté dans les deux règlements par un coefficient d’accélération qui représente l’accélération maximale du sol au niveau de la roche, la période de vie de la structure, et du niveau de risque que l’on veut avoir. L’accélération maximale dépend de la période de retour que l’on se fixe ou en d’autres termes de la probabilité que cette accélération survienne dans l’année. Il suffit donc de se fixer une période de calcul et un niveau de risque.
Dans la règlementation ce coefficient dépend de la classification des ouvrages selon leur importance et de la zone sismique.
Classification des ouvrages selon leur importance
Une classification des bâtiments en catégories d’importance est établie en fonction du risque pour la sécurité des personnes et le risque socio-économique que représenterait leur défaillance.
Donc cette classification vise à protéger les personnes, puis les biens économiques et culturels ou historiques de la communauté.
Le RPA99 (Art-3.2) et l’Eurocode8 (Art-4.2.5) classent les ouvrages selon leurs importances en 4 catégories . La différence entre les deux règlements se situe dans les groupes d’importance moyenne, le RPA limite la hauteur de l’ouvrage courant à 48 m par contre pour l’EC 8 la hauteur limite du bâtiment doit être inférieure à 28 m.
Classification des zones sismiques
Les cartes sismiques sont des documents portés à connaissance, qui visent à rendre cartographiquement visible le risque. Elles se basent sur les données géologiques et géotechniques disponibles, et sur l’analyse des évènements récents et de l’histoire sismique quand elle existe.
Classification des ouvrages selon leur configuration
Chaque bâtiment (sa structure) doit être classé selon sa configuration en plan et en élévation, en bâtiment régulier ou non, selon les critères des deux règlements : RPA-(Art 3.5) et EC8-(Art4.2.3). On doit vérifier la régularité en plan et en élévation. La régularité en plan : Un bâtiment est classé régulier en plan si tous les critères de régularité en plan sont respectés. Par contre, il est classé irrégulier en plan si l’un de ces critères n’est pas satisfait.
La régularité en élévation : En élévation, la régularité des formes, la répartition homogène des masses et des rigidités sont des critères importants qui conditionnent la stabilité et la résistance des structures sous séisme. Donc, un bâtiment est classé régulier en élévation si tous les critères de régularité en élévation sont respectés. Cependant, il est classé irrégulier en élévation si l’un de ces critères n’est pas satisfait.
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Table des matières
Introduction générale
Chapitre 1 : Notions générales sur la conception parasismique
1.1 Introduction
1.2 Présentation des codes parasismique
1.2.1 Règles parasismique algérien
1.2.2 Eurocode 8
1.3 Conceptions parasismique
1.3.1 La simplicité de la structure
1.3.1.1 Simplicité du plan
1.3.1.2 Simplicité des formes en élévation
1.3.2 Contreventement
1.3.2.1 Contreventement verticale
1.3.2.2 Diaphragme
1.4 Conclusion
Chapitre 2 : Présentation De L’ouvrage
2.1 Introduction
2.2 Présentation générale de l’ouvrage
2.3 Caractéristiques géométriques de la structure
2.4 Ossature et système constructif adopté
2.4.1 Ossature
2.4.2 Planchers
2.4.3 Maçonnerie
2.4.4 Revêtement
2.4.5 Isolation
2.4.6 Escalier
2.4.7 Acrotère
2.5 Caractéristiques géotechniques du sol
2.6 Caractéristique des matériaux
2.6.1 Le béton
2.6.1.1 Résistance caractéristique à la compression
2.6.1.2 Résistance caractéristique à la traction
2.6.1.3 Contraintes
2.6.1.4 Déformations longitudinales du béton
2.6.1.5 Module de déformation transversale du béton
2.6.2 Les Aciers
2.6.2.1 Module d’élasticité longitudinale de l’acier
2.6.2.2 Contraintes limites
2.7 Les caractéristiques du béton et de l’acier utilisés
2.8 Evaluation des charges et surcharges
2.8.1 Mur extérieur
2.8.2 Mur intérieur de 10 cm
2.9 Pré dimensionnement des éléments non structuraux
2.9.1 PLANCHER
2.9.2 Les poutrelles
2.9.3 L’acrotère
2.10 Pré dimensionnements des éléments structuraux
2.10.1 Les poutres
2.10.1.1 Poutres Principales
2.10.1.2 Poutres secondaires (Chainages)
2.10.2 Les poteaux
2.10.3 Les voiles
2.11 Etude des éléments secondaires
2.11.1 Etude des planchers
2.11.1.1 Les poutrelles
2.11.2 Etude d’escaliers
2.11.2.1 Pré dimensionnement des escaliers
2.11.2.2 Charges et surcharges supportées par l’escalier
2.12 Conclusion
Chapitre 3 : Comparaison des spectres de réponse établis par RPA et Eurocode 8
3.1 Introduction
3.2 Classifications des sites
3.3 Coefficient d’accélération de zone
3.3.1 Classification des ouvrages selon leur importance
3.3.2 Classification des zones sismiques
3.3.3 Coefficient d’accélération
3.3.3.1 Selon le RPA
3.3.3.2 Selon l’EC8
3.4 Classification des ouvrages selon leur configuration
3.4.1 Les critères de Régularité selon le RPA
3.4.2 Les critères de Régularité selon l’EC 8
3.4.3 Comparaison des critères
3.5 La ductilité
3.6 Coefficient de comportement de la structure
3.6.1 Coefficient de comportement selon le RPA
3.6.2 Coefficient de comportement selon l’EC8
3.6.3 Comparaison entre les coefficients de comportement des deux règlements
3.7 Spectre de réponse
3.7.1 Spectre de réponse selon le RPA2003
3.7.2 Le spectre de réponse selon l’Eurocode8
3.7.2.1 Spectre de réponse élastique horizontal
3.7.2.2 Spectre de réponse élastique vertical
3.7.2.3 Spectre de calcul pour l’analyse élastique
3.8 Comparaison des spectres de réponse du RPA et l’EC8 pour le cas étudié
3.8.1 Classification des sites
3.8.2 Coefficient d’accélération de zone
3.8.3 Classification des ouvrages selon leur configuration
3.8.3.1 Vérification des critères de régularité selon le RPA
3.8.3.2 Vérification des critères de régularité selon l’EC8
3.8.4 Détermination de la ductilité selon l’EC8
3.8.5 Détermination du coefficient de comportement
3.8.6 Détermination du coefficient d’amortissement
3.8.7 Paramètres du site
3.8.8 Le type de spectre pour l’EC8
3.8.9 Composante verticale pour l’EC8
3.8.10 Comparaison des spectres correspondants au cas du bâtiment étudié
3.9 Conclusion
Chapitre 4 : Etude dynamique comparative
4.1 Introduction
4.2 Comparaison des règles sismiques
4.2.1 Les combinaisons sismiques
4.2.1.1 Combinaisons selon le RPA
4.2.1.2 Combinaisons selon l’Eurocode 8
4.2.2 La combinaison des masses sismiques
4.2.2.1 La masse sismique selon le RPA
4.2.2.2 La masse sismique selon l’Eurocode 8
4.2.3 Analyse modale de la structure
4.2.3.1 Estimation empirique de la période fondamentale
4.2.3.2 Comparaison des périodes
4.2.4 Vérification de l’analyse modale
4.2.5 Méthodes de calcul sismique
4.2.5.1 Méthodes dynamiques selon le RPA
a. Conditions d’application de la méthode statique équivalente
b. Condition d’application des Méthodes dynamiques
4.2.5.2 Méthodes dynamique selon l’EC8
4.2.5.3 Comparaison les actions sismique
4.2.6 Justification de la sécurité
4.2.7 Vérification spécifiques
4.3 Analyse dynamique du bâtiment par le RPA et l’Eurocode 8
4.3.1 Les combinaisons sismiques
4.3.2 La combinaison des masses sismiques
4.3.3 Analyse modale du bâtiment
4.3.3.1 Estimation empirique de la période fondamentale
4.3.3.2 Vérification d’analyse modale
Comparaison d’analyse modale
4.4 Méthodes de calcul sismique
4.4.1 La force sismique selon le RPA
4.4.1.1 Choix de la méthode de calcul
Calcul de 𝑽𝒔𝒕𝒂𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆
Calcul de 𝑽𝒅𝒚𝒏𝒂𝒎𝒊𝒒𝒖𝒆
4.4.2 La force sismique selon l’EC8
4.4.2.1 Choix des méthodes de calcul en fonction des régularités
4.4.2.2 Calcule de la force sismique
4.4.3 Comparaison des forces sismiques
4.4.4 Justification de la sécurité
4.4.4.1 Vérification selon RPA
4.4.4.2 Vérification selon EC8
4.5 Ferraillages des poteaux
4.5.1 Ferraillages des poteaux selon RPA
4.5.2 Ferraillages des poteaux selon EC8
4.6 Conclusion
Conclusion générale
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