Construction en Zone Sismique - Socotec

8/18/2019 Construction en Zone Sismique - Socotec

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Journ é e PS – La Rochelle/T1/ 5 septembre 2005

LA CONSTRUCTION EN ZONE SISMIQU


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FRANCE : SÉISME D ’ANNECY (15 juillet 96


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HISTORIQUE (mondial)1436 Naples Italie 30 000 morts

1531 Lisbonne Portugal 30 000 morts1693 Catane Italie 60 000 morts1737 Calcutta Inde ≅ 50 000 morts1797 Quito Équateur 40 000 morts1908 Messine Italie 65 000 morts1920 Ganzu (ou Kan-sou) Chine 180 000 morts1923 Tokyo Japon 143 000 morts

1976 Tangshan Chine 800 000 morts1980 El-Asnam Algérie 3 500 morts1985 Mexico Mexique 20 000 morts1995 Kobe Japon 5 000 morts1999 Quindio Colombie 1 200 morts1999 Izmit Turquie 18 000 morts1999 Chi-Chi Taïwan 3 000 morts2001 Salvador San Salvador 1 000 morts2001 Ahmedabad Inde 100 000 morts


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SÉISME DE TURQUIE (août 1999)


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ZONES D ’ACTIVITÉ EN EUROPE


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HISTORIQUE (Europe de 1980 à 1995)

Date Lieu Magnitude Nombre demorts

Coût financier (millions de F)

1980 Portugal (Açores) 6,8 56 > 601980 Mer Egée 6,4 1 > 1501980 Iripinia (Italie du sud) 6,8 4580 > 1501981 Grèce (Athènes,Corinthe) 6,8 16 > 1501981 Grèce (Alklonides) 6,8 20 > 1501983 Grèce (Vonitsa) 6,2 7 Entre 30 et 601983 Belgique (Liège) 4,7 2 > 1201984 Italie (Pérouse) 5,3 0 > 1501984 Italie (Abruzzes) 5,4 3 > 601984 Italie (Abruzzes) 5,8 7 > 1501986 Grèce (Kalamata) 5,9 20 > 1501988 Grèce (Killini) 5,8 0 > 1501992 Pays-Bas (Roermond) 6,9 0 > 7801995 Grèce (Grevena) 6,5 0 > 1501995 Grèce (Aigion) 6,5 26 > 150

TOTAL 4738 > 2550


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HISTORIQUE (France du 13 au 21 janvier 99)


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QU’EST-CE QU’UN SÉISME ?


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MESURE DE L’IMPORTANCE D’UN SÉISM


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COMPARAISONDES DIFFÉRENTES ÉCHELLES D’INTENS

MSK 1964 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

EMI * I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

MERCALLI (modifiée 1956) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

JAPON 0 I II III IV V VI VII

URSS I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

* échelle macroscopique d'intensité utilisée dans les règles PS69 .

** accélération moyenne du sol : il s'agit de la moyenne des accélérations enregistrées lors des tremblements de terre de même intensité.

acc. max. du sol en g 0,5 1 20,002 0,004 0,008 0,015 40,03 0,06 0,13 0,25


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MESURE DE L’IMPORTANCE D’UN SÉISM

I3

2

1M +=Durée (sec) 2 12 24 34

Accélération γ (%g) 9 22 37 50Magnitude M 2 3 5 6 7 8Intensité I I-II V VI-VII VIII IX-X XI

Échelles d’intensité : échelle de Mercalli échelle MSK

Échelles de magnitude : échelle de Richter


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DÉMARCHE DE LA PROTECTION SISMIQ

DEUX OBJECTIFS :

⇒ PROTECTION DES VIES HUMAINES

⇒ LIMITATION DES DOMMAGES MATÉRIELS


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SÉISME

DÉMARCHE DE LA PROTECTION SISMIQ

Après le séismeAnalyse des conséquences

Avant le séismeConstruction parasismique

FeedbackLes enseignements obtenus après séismesÉvolution des connaissances et de laréglementation

Résultats des recherches


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Exigence croissante de comportement sous séisme

Risque croissant

CLASSESD’OUVRAGES

Textes légauxet réglementairesLoi n° 87-565 du 22 juillet 1987Art. 41 Prévention des risques naturels

Décret n° 91-461du 14 mai 199 Préventiondu risque sismique

A RISQUE NORMAL A RISQUE SPECIAL

STATISTIQUE INTRINSEQUE (spécifique)

REGLEMENTATION SISMIQUE

INSTALLATIONS CLASSEES

DONT « SEVESO »

- INSTALLATIONS NUCLEAIRES DE BASE

- CENTRALES NUCLEAIRES

Analyse sismotectoniquespécifique pour chaque site

- Arrêté du 10 mai 1993

applicable aux installations classées

- Règles fondamentales de sûreté- Règles applicables au génie civil

des Centrales Nucléaires

A B C D

- Règles PS 92 / NF P 06 - 013- Règles PS - MI 89 / 92 NF P 06 – 014- Guide AFPS 1992 pour les ponts

- Arrêté du 29 mai 1997 applicable aux bâtiments

- Arrêté du 15 septembre 1995 applicable aux ponts

Zones sismiques : 0 Ia Ib II III

OUVRAGES

PROTECTION

RISQUESISMIQUE


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DÉCRET DU 14 MAI 1991

Vise les bâtiments, équipementset installations nouveaux,qu’il répartit en deux catégories :

bâtiments à risque normaldivisés en 4 classes(Cf. arrêté du 29 mai 1997)bâtiments à risque spécial(Cf. arrêté du 10 mai 1993)

Il donne le découpage duterritoire national en 5 zonesde sismicité croissante :

zone 0zone Iazone Ibzone IIzone III


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DÉCRET DU 14 SEPTEMBRE 2000

Il porte modificationdu code de la constructionde l’habitation

du décret n° 91-461 du 14 mai 1991relatif à la prévention du risque sismique.


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Cette circulaire précise que, pour les constructionssoumises au contrôle technique obligatoire, le champ ducontrôle technique obligatoire s’étend sans ambiguïté aucontrôle du respect des règles de construction

parasismique.CeEn outre, pour les maîtres d’ouvrages publics, le CCTGapplicables aux marchés publics de contrôle techniqueretient d’office la réalisation des missions L + S + PS enzone sismique.

CIRCULAIRE DU 31 OCTOBRE 2000


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DÉCRET DU 14 MAI 1991


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NOUVEAU ZONAGE


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NOUVEAU ZONAGE


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NOUVEAU ZONAGE


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ARRÊTÉ DU 29 MAI 1997• Prescrit l'application de la norme NF P 06-013

«Règles de construction parasismique,applicables aux bâtiments», dites règles PS92.

• Fixe les valeurs minimales de l'accélérationnominale aN en fonction de la zone de sismicitéet de la classe du bâtiment.

• Définit les règles de classification des bâtimentsnouveaux dans les quatre classes A, B, C et D.

• Accepte l'application des règles PS-MI 89,révisées 92 (norme NF P 06-014) en substitutionaux règles PS92 pour les maisons individuellessituées en zone de sismicité II au plus.

• Précise, à son article 3, les conditions danslesquelles les règles PS92 s'appliquent lorsd'interventions sur des bâtiments existants.

Art icle 3 : bât iments existants

Les règles PS92 s'appliquent, lors d'interventions sur bâtimentsexistants si l'on procède :

• Au remplacement total des planchers en superstructures.• Aux additions par juxtaposition de locaux :

à des bâtiments existants de classes C ou D, dont elles sontdésolidarisées par des joints,

à des bâtiments existants de classe B dont elles sont, ou non,solidaires.

• Pour la totalité des bâtiments, additions éventuelles comprises,à au moins une des conditions suivantes :

addition par surélévation avec création d'au moins un niveausupplémentaire, même partiel (classes B, C ou D),

addition par juxtaposition de locaux solidaires sans joint auxbâtiments de classes C ou D,

création d'au moins un niveau intermédiaire dans des bâtiments

de classes B, C ou D.


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DOCUMENTS TECHNIQUES

Règles parasismiques applicables aux bâtiments :⇒ règles PS 92

(Norme-DTU NF P 06-013)Règles simplifiées applicables aux maisonsindividuelles et bâtiments assimilés, situés en zones desismicité II au plus :

⇒ règles PS-MI 89 révisées 92(Norme-DTU NF P 06-014)

Guide AFPS 92 pour la protection parasismiquedes ponts.


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CHOIX DU SITE (faille)


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GLISSEMENT DE TERRAIN :séisme de Chichi - Taiwan


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LIQUÉFACTION :séisme de Chichi - Taiwan


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CHOIX DU SITE (rebord de crête)


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RÉGULARITÉS

La régularité en plan d’un bâtiment est nécessaire pouréviter les trop fortes torsions d’axe vertical. Il faut éviterd’excentrer les masses, par exemple, par des cagesd’escaliers extérieures aux bâtiments.

La régularité dans le plan vertical est nécessaire pour labonne répartition des charges sur l’ensemble deséléments de contreventement.


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BATIMENTS DE GRANDES DIMENSIONHORIZONTALES


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VUE EN PLAN :BATIMENTS À UN AXE DE SYMÉTRIE


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LARGEUR DES JOINTS PARASISMIQUE

Zone Ia Ib II III

Largeurcm)

4 4 6 6


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SÉCURITÉ VIS-A-VIS DES DÉFORMATIO

100 h d’ = pour tout déplacement différentiel

entre 2 niveaux consécutifs de hauteur h


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COUP DE FOUET


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FRACTIONNEMENT DES BATIMENTS PAR JOINTS PARASISMIQUES


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CONCEPTION DES JOINTS PARASISMIQU


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POSITION DES MASSES


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OSCILLATEUR SIMPLE NON AMORTI

k

m k

m2T π= Masse m en tonne

Raideur k en kN/m

hertz)(enT1

f =

T f /22 π π ω == (en radian/seconde)


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OSCILLATEUR SIMPLE AMORTI SOUMI À UNE FORCE f(t)

- masse m

- raideur k

- amortissement C

L ’équation du mouvementu(t) est : )t(f kuuCum =++ )t(f kuuCum =++


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OSCILLATEUR MULTIPLE NON AMORTI SOUM À DES OSCILLATIONS LIBRES

La recherche des modes propres revient à résoudre :|K-ω2M| = 0


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ACCÉLÉRATION SPECTRALE

- accélération nominale aN

- ordonnée du spectre de dimensionnement RD(T)- coefficient lié à la topographie τ- coefficient correctif d ’amortissement ρ

R(T) = a NR D (T) ρτ


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SPECTRES DE DIMENSIONNEMENTNORMALISÉS

É É


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ACCÉLÉRATION NOMINALE

ZONES DESISMICITÉ

CLASSES D’OUVRAGES A B C D

0 / / / /

Ia / 1,0 1,5 2,0

Ib / 1,5 2,0 2,5

II / 2,5 3,0 3,5

III / 3,5 4,0 4,5


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COEFFICIENT CORRECTIF D’AMORTISSEM

4 , 0 5

ζ

= ρ

Matériau

Pourcentage

d’amortissementcritiqueζ (%)Acier soudéAcier boulonnéBéton non arméBéton armé et/ou

chaînéBéton précontraintBois lamellé colléBois boulonnéBois clouéMaçonnerie arméeMaçonnerie chaînée

2434

244565


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COEFFICIENT DE SITE

É


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COEFFICIENT DE COMPORTEMENT BÉTON AR

Types de structures BâtimentsréguliersBâtiments

moyennement

réguliers

Bâtimentsirréguliers

Structures dont le contreventement est assuréuniquement par des voiles 3,5 3 2,45

Structures dont le contreventement est assuréuniquement par des voiles 5 4,25 3,5

Maçonnerie porteuse chaînée 2,5 2,10 1,75Maçonnerie porteuse armée et chaînée 3 2,55 2,10

Ossature avec remplissage à postériori 1,5 1,3 1,05

Structures mixtes (contreventement assuré pardes voiles et des portiques ou de la maçonnerie

Structures fonctionnant en console verticale àmasses réparties prédominantes (cheminées,tours …)

3 2,55 2,10

Structures comportant des transparences - 2 à 3 1,5 à 2,5

1

2

2 q

V q

V

i

i

i

=

∑

∑

É


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Pour les structures contreventées par des voiles ou comportant destransparences, on ne peut prendre en compte la valeur maximum ducoefficient de comportement qu’après avoir effectué la vérificationde compatibilité des déformations.

Dans le cas contraire, on adopte les valeurs plus restrictives dutableau suivant :



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l

b t

l ≥ bt

bt < l < 2bt

l < bt

Types de structure

Bâ timent

sr é gulier

s

Bâ timents à r é gularit é

moyenne

Bâ timentsirr é gulie

rs

Structures dont le contreventement estassuré uniquement par des voiles

3

1 + l /b t

2

2,55

0,85 (1 + l /b t )

1,7

2,1

0,7 (1 + l /b t )

1,4

CLASSIFICATION DU SOL


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CLASSIFICATION DU SOL

Rocher sain

Groupe aSols de résistance bonne à très bonne (sables,graviers compacts, marnes, argiles raides fortementconsolidées...)

Groupe b Sols de résistance moyenne (roches altérées, sableset graviers moyennement compacts, marnes ouargiles de raideur moyenne...)

Groupe c Sols de faible résistance (sables ou graviers lâches,argiles molles, craies altérées, vases.)

CLASSIFICATION DU SITE


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Site

S0 • sites rocheux • sols du groupe a en épaisseur inférieure à 15 mètres

S1 • sols du groupe a en épaisseur supérieure à 15 mètres• sols du groupe b en épaisseur inférieure à 15 mètres

S2 • sols du groupe b en épaisseur comprise entre 15 et 50 mètres• sols du groupe c en épaisseur inférieure à 10 mètres

S3• sols du groupe b en épaisseur supérieure à 50 mètres• sols du groupe c en épaisseur comprise entre 10 et 100 mètres



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TYPE DE SOL

Pénétro-mètre

StatiqueRésitanc

e(Mpa)

SPTNombre

de

coups

PressiomètreRésistanc

eCompres-

sion

simple(Mpa)

Densitérelative

(%)

Indice decompressi

on

(Cc)

Vitessedes ondes

decisaillemen

t(m/s)

Vitesse desondes

longitudinales

Module(Mpa)

Pressionlimite(Mpa)

Sous lanappe(m/s)

Horsnappe(m/s)

ROCHERS Rochers sains et craiesdures > 100 > 5 > 10 > 800>

2500

Groupe aSols de bonneà très bonnerésistancemécanique

Sols granulaires compacts > 15 > 30 > 20 > 2 > 60

> 400

> 1800 > 800

Sols cohérents (argiles oumarnes dures) > 5 > 25 > 2 > 0,4 < 0,02

>1800

Groupe bSols de

résistancemécaniquemoyenne

Rocher altéré ou fracturé 50 à

1002,5 à 5 1 à 10 300 à 800 400 à

2500Sols granulaires

moyennement compacts 5 à 15 10 à 30 6 à 20 1 à 2 40 à 60

150 à 400

1500 à1800

500 à800

Sols cohérentsmoyennement consistants

et craies tendres1,5 à 5 5 à 25 0,5 à 2 0,1 à 0,4 0,02 à 0,10

1000à

1800

Groupe cSols de faible

résistancemécanique

Sols granulaires lâches < 5 < 10 < 6 < 1 < 40

< 150 < 1500 < 500Sols cohérents mous(argiles molles ou vases)

et craies altérées< 1,5 < 2 < 5 < 0,5 < 0,1 > 0,10



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PRISE EN COMPTE DES MASSES


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Les masses à prendre en compte dans les calculs sontcelles correspondant aux charges permanentes et à une

fraction φ des charges d ’exploitation et des charges deneige.



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PRISE EN COMPTE DES MASSEScharges d’exploitation

Type de bâtiments Φ Bâtiments d’habitation ou d’hébergement, bureaux et assimilés 0,20Halles divers, salles d’exposition et autres locaux destinés au transit despersonnesSalles de réunions, lieux de culte, salles et tribunes de sport, salles de danseet tout autre lieu avec places debout et utilisation périodique

0,25

Salles de classe, restaurant, dortoirs, salles de réunions avec places assises 0,40

Archives, entrepôts 0,80Autres locaux non cités ci-dessus 0,65Bâtiments industriels :• catégorie de charges a1• catégorie de charges a2• catégorie de charges a3

10

0,65

(Les 3 catégories de charges ci-dessus sont définies dans l’annexe 1 de lanorme NF P06-001)

CLASSIFICATION DES BATIMENTS


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CLASSIFICATION DES BATIMENTSSELON LEUR RÉGULARITÉ

Bâtiments réguliers

Bâtiments moyennement réguliers

Bâtiments irréguliers


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CRITÈRES A REMPLIR PAR LES BATIMEN


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CRITÈRES A REMPLIR PAR LES BATIMENRÉGULIERS OU MOYENNEMENT RÉGUL

2 masses parniveau ⇒ NON

CRITÈRES A REMPLIR PAR


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CRITÈRES A REMPLIR PARLES BATIMENTS RÉGULIERS

∑ ∑ + ∑ = ix

2 j jy

2 i

I

y J x ix 2 x

I r

∑ ∑ + ∑ = jy

2 j jy

2 i

J

y J x ix 2 y

I r

2 0x

2 y

2 x 2

x e 8 L L

r − +

≥

2 0y

2 y

2 x 2

y e 8 L L

r − + ≥

CRITÈRES A REMPLIR PAR


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CRITÈRES A REMPLIR PARLES BÂTIMENTS RÉGULIERS

CALCUL DES BATIMENTS RÉGULIERS


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FORME FORFAITAIRE DU MODE FONDAMENT



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PÉRIODE DE VIBRATION

x L H

10 , 0 T =

H L H

L H 08 , 0 T

x x + =

H L 2 H

L H

06 , 0 T x x +

=

TYPE DE BATIMENT PÉRIODE (seconde)

Ossatures (béton ou charpentemétallique) non bloquées par unremplissage ou une maçonnerie

Contreventements par voiles debéton et/ou chaînés oucontreventements mixtes (voiles +portiques)Ossatures (béton ou charpentemétallique) avec remplissage enmaçonnerie ou avec palées

triangulées


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TORSION D’AXE VERTICAL

r r 'r ZL10,0e =



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DÉPLACEMENTS

)T(R

2

T

zm

zmzd

2

2ii

iir 0r

π∑

∑ρ= αα

α

CALCUL DES BATIMENTS MOYENNEMENT RÉGULIE


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FORME FORFAITAIRE DU MODE FONDAMENTAL

CALCUL DES BATIMENTS MOYENNEMENT RÉGULIEÉ É


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ÉVALUATION DE LA PÉRIODE DE VIBRATION

Formule de Rayleigh :

∑

∑π=ii

2ii

um

um2T

CALCUL DES BATIMENTS MOYENNEMENT RÉGULIEÉ


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FORCES STATIQUES ÉQUIVALENTES

q

)T(R

um

um

umf 2ii

ii

r r r ∑∑

=

Pour ne pas avoir à tenir compte d’un mode complémentaire, on doit multiplier lesvaleurs de f r par le coefficient ρ0 :

pour les contreventements par voiles

pour les portiques

34

C0 T

T05,01

+=ρ

34

C0 T

T03,01

+=ρ

q )T(R

um

umumf 2

ii

iir r 0r

∑

∑ρ=

CALCUL DES BATIMENTS MOYENNEMENT RÉGULIE


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TORSION D’AXE VERTICAL

r r 'r ZL10,0e =

CALCUL DES BATIMENTS MOYENNEMENT RÉGULIEÉ AC S


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DÉPLACEMENTS

avec :

Pour les contreventements par voiles

Pour les portiques

)T(R 2Tud

2r 0r

π

∆ρ=

34

CTT

05,01

+

34

CTT

03,01

+

ρ0 :

ρ0 :

CALCUL DES BATIMENTS IRRÉGULIER


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Méthode spectrale

modélisation complète en 3 dimensions du bâtiments àl’aide de barres et d’éléments finis

modélisation simplifiée, dite modèle «brochette»

CALCUL DES BATIMENTS IRRÉGULIER


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Principaux logiciels français utilisés :

HERCULE

EFFELROBOT

EPICENTRE

CALCUL DES BATIMENTS IRRÉGULIEREXEMPLE


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EXEMPLE

Bâtiment :

à usage d’habitation

25 mètres de hauteur

situé à Chambéry en Savoiesol constitué de sable compact sur une épaisseur de25 mètres environ.


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Déformée - mode 2

CALCUL DES BATIMENTS IRRÉGULIERSEXEMPLE 3D : ACCÉLÉRATIONS PAR NIVEAU


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EXEMPLE 3D : ACCÉLÉRATIONS PAR NIVEAU

Création, pour chaque direction de séisme X et Y, d’un cas obtenupar superposition quadratique des modes sélectionnés.Par exemple :

• Sens X : cas 11• Sens Y : cas 21• Sens Z : cas 31 (obtenu en prenant un pourcentage de la

valeur du poids propre)

• Charges permanentes : cas 1• Charges d’exploitation : cas 2

CALCUL DES BATIMENTS IRRÉGULIERSEXEMPLE 3D : COMBINAISON DE NEWMARK


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EXEMPLE 3D : COMBINAISON DE NEWMARK

SX = cas 1 + cas 2 ± cas 11 ± 0,3 cas 21 ± 0,3 cas 31SY = cas 1 + cas 2 ± 0,3 cas 11 ± cas 21 ± 0,3 cas 31SZ = cas 1 + cas 2 ± 0,3 cas 11 ± 0,3 cas 21 ± cas 31

Avec :• charges permanentes : cas 1• charges d’exploitation : cas 2• séisme X : cas 11• séisme Y : cas 21• séisme Z : cas 31

CALCUL DES BATIMENTS IRRÉGULIERSEXEMPLE 3D : COEFFICIENT DE COMPORTEME


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EXEMPLE 3D : COEFFICIENT DE COMPORTEME

Le bâtiment étant irrégulier et de hauteur inférieure à 28 m, lecoefficient de comportement est pris égal à 1,5 pour lesdirections horizontales. Ainsi, la compatibilité desdéformations n’aura pas à être effectuée.

Les efforts (et non les déplacements) sont divisés par 1,5.Pour la direction verticale, q = 1

5 , 1 5 , 16 19 1 7 , 0 bt l 1 7 , 0 q =

CALCUL DES BATIMENTS IRRÉGULIERSEXEMPLE 3D : EFFORTS À LA BASE


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EXEMPLE 3D : EFFORTS À LA BASE

Sens X : = 0,295 21210 + 0,2 x 2995

6430

Sens Y : = 0,301 6570

21210 + 0,2 x 2995

CAS X Y Z1 0 0 212102 0 0 299511 6430 0 012 0 6570 013 0 0 6380

EXEMPLE 3D : EFFORTS DANS LES VOIL


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V = 892 kN N = 2044 kN

M =1427 m.kN

V = 986 kN N = 2614 kN

M =2696 m.kN

EXEMPLE 3D :FERRAILLAGE DANS LES VOILE


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Ferraillage horizontal

INTERACTION SOL - STRUCTURE


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Deux méthodes sont le plus utilisé pour les bâtimentsfondés sur radiers rectangulaires :

la méthode de Rosenblueth

la méthode de Deleuze.

INTERACTION SOL - STRUCTUREMÉTHODE DE ROSENBLUETH


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MÉTHODE DE ROSENBLUETHDonnées concernant le bâtiment

la dimension en plan du bâtiment dans le sens X : LX la dimension en plan du bâtiment dans le sensperpendiculaire Y :LY

la hauteur du bâtiment : hla masse totale du bâtiment : Mb

Le rapportLX/LY doit être compris entre 0,1 et 10. Cettefourchette assez lâche permet donc de calculer les semellesfilantes.


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INTERACTION SOL - STRUCTUREMÉTHODE DE ROSENBLUETH - PROGRAMME


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MÉTHODE DE ROSENBLUETH PROGRAMME

INTERACTION SOL - STRUCTUREMÉTHODE DE ROSENBLUETH - PROGRAMME


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INTERACTION SOL - STRUCTUREMÉTHODE DE DELEUZE


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Données concernant le sol

le module dynamique transversal : Gle coefficient de Poisson : ν

la masse volumique : ρ

INTERACTION SOL - STRUCTUREMÉTHODE DE DELEUZE : PROGRAMME


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INTERACTION SOL - STRUCTUREMÉTHODE DE DELEUZE : PROGRAMME


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FONDATIONS


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Les points d’appui d’un mêmebloc doivent être solidariséspar un réseau bidimensionnelde longrines (ou tout autresystème équivalent) tendant à

s’opposer à leur déplacementrelatif dans le plan horizontal

FONDATIONS


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On peut considérer que les

poutres du plancher inférieurd’une construction peuvent jouer le rôle de longrines sielles sont situées à unedistance de la sous-face des

semelles ou des massifsinférieure à 1,20 m.

Un dallage armé correctementpeut éventuellement remplacerles longrines.

FONDATIONS PROFONDES


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L’emploi de fondations profondesinclinées est interdit.

FONDATIONS PROFONDES : PIEUX


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Armatures longitudinales (sur toute la longueur)

• Nombre minimal de barres : 6• Diamètre minimal : 12 mm• Section totale rapportée à la section nominale du pieu :

-minimum : sols de type a ou b : 0,5 %-Minimum : sols de type c : 0,6 %

-maximum : 3 %


Armatures transversales


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Armatures transversales• diamètre minimal : 6 mm• pourcentage minimal en volume :

− 0,6 % en partie courante− 0,8 % en zone critique− espacement maximal de nu à nu des spires ou

des cerces :− s’ = 12 fois le diamètre des barres

longitudinales en partie courante− s’ = 10 cm en zone critique



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FONDATIONS PROFONDES : CALCUL


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Méthode applicable aux :

pieux en béton moulé dans le sol et pieux exécutés à latarière creusebarrettes en béton moulé dans le solpuits

pieux battus préfabriqués en béton armépieux battus métalliques tubulaires, pieux H, caissons depalplanches ou palplanchesmicropieux et pieux injectés sous pression



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G Ts = 4Hρ

Sol monocouche :

Sol multicouche :

aN (m/s2) £ 1 1,5 2 ³ 3

G / Gmax 0,80 0,65 0,50 0,40

∑G iH i4HTs =

∑ρiH i



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N

2

N

2 s

max a H 2

G a

2 T

d

π

ρ λ =

π

λ =

Pieu appuyé en pointe :

N N

2 s

max a EI G a EI

H 4 T

M ρ λ =

λ =



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− π −

π

ρ λ =

− π −

π

λ = H

h H 2

sin 1 a H 2

G H h H

2 sin 1 a

2 T

d N 2

N

2 s

max

Pieu flottant :

− π − ρ λ =

− π −

λ =

H h H

2 sin 1 a EI

G H h H

2 sin 1 a EI

H 4 T

M N N 2

s max

PAROIS D’INFRASTRUCTURESMÉTHODE DE MONONOBÉ-OKABÉ


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( ) ad V 2 ad K 1 H 2 1

P σ ± γ =

( ) ( ) 2 2

2

ad cos cos

sin sin 1

cos

cos K

−

β θ θ − β − φ φ +

θ θ − φ =

Poussée dynamique globale :


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BÉTON ARMÉ

Zone critique :


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Zone critique : Partie d’un élément structural principal dans laquelle desconcentrations de déformations ou de sollicitations sontsusceptibles de se produire.

Confinement : Volume de béton pourvu d’armatures transversalesdisposées à s’opposer au gonflement du matériau sousl’effet des contraintes de compression ainsi qu’auflambement des armatures.

BÉTON ARMÉ


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Distinction poteau - mur

En désignant par a et b respectivement la petite et la grandedimension d’une pièce :

• si b < 4a, la pièce est considérée comme un poteau

• si b > 4a, la pièce est considérée comme un mur

BÉTON ARMÉCONSTRUCTIONS EN PORTIQUES (sans remplissage)


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L l l i d i î d l d


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Les rotules plastiques doivent apparaître dans les poutres avant que dans

les poteaux, sous peine de voir se former des mécanismes.



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Pour cela, il faut vérifier, pour chacune des orientations possibles de l’actionsismique :

BÉTON ARMÉCONSTRUCTIONS EN PORTIQUES (avec remplissage)


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Lors des séismes, ces bâtiments, extrêmement répandus,présentent des désordres importants, principalement pour 2raisons :

• non prise en compte dans les calculs de la présence despanneaux de remplissages qui raidissent de façonimportante l’ensemble de la structure, très souvent defaçon défavorable,

• mauvaise exécution de la maçonnerie.



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Les principaux types de désordre sont :

• le cisaillement des poteaux,

• l’écrasement des remplissages près des nœuds,

• la fissuration en croix des panneaux de remplissage.



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Fonctionnement :



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Torsion éventuelle :



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Poussée au vide :



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Poteau d’angle :

BÉTON ARMÉPOTEAUX


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b < 4a (a petit côté)

poteau quelconque :a > 25 cm b > 25 cm B = ab > 625 cm2

cela se traduit pour un poteau circulaire par : Φ > 28 cm

BÉTON ARMÉPOSITION RELATIVE POTEAU / POUTRE


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BÉTON ARMÉPOTEAUX - RÉGIONS CRITIQUES


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121/166




122/166


BÉTON ARMÉPOTEAUX - ARMATURES


123/166


%5%1 0 ≤ρ≤

BÉTON ARMÉPOTEAUX - RECOUVREMENT DES ARMATUR


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La longueur de recouvrement des barres est à majorer de 30 % en zonenon critique et de 50 % en zone critique.

Φτ

=su

eS 4

f l

tj2ssu f ψ=ττ 0.6:adhérenced'limitecontraintelaest su

Φ=su

eS

f l

τ 4

tj2ssu f ψ=ττ 0.6:adhérenced'limitecontraintelaest su

BÉTON ARMÉPOTEAUX - ARMATURES EN ATTENTE


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126/166


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BÉTON ARMÉPOTEAUX - VÉRIFICATION AUX CISAILLEME


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en zone courante 0,9f ed bs t

A t - 0,3kf tiτu= 1,25

en zone critique 0,9f ed bs t

A t τu= 1,25

BÉTON ARMÉPOTEAUX D ’ANGLE - EFFET P-∆


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BÉTON ARMÉ TRANSPARENCE


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BÉTON ARMÉPOTEAUX COURTS


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BÉTON ARMÉPOUTRES

Poutres coulées en place :


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out es cou ées e p ace :

a > 25 cm b > 25 cm B = ab > 625 cm2

âme des poutres : b w > 15 cm

Poutres préfabriquées :

a > 20 cm b > 20 cm B = ab > 400 cm2

âme des poutres : b w > 15 cm

BÉTON ARMÉPOUTRES - RÉGIONS CRITIQUES


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Les parties des poutres, si elles existent, dans lesquellesle calcul sismique conduit à disposer des armatures decompression

Les régions voisines des sections de moment maximal

sous les actions sismiques seules (régions d’extrémiténon libres

La fissuration en croix des panneaux de remplissage



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135/166




136/166


BÉTON ARMÉPOUTRES - ARMATURES

1,4 ≤ ρ0≤ 0,025


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f eρ0 ,

BÉTON ARMÉPOUTRES - ARMATURES

Il faut respecter les deux conditions


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supplémentaires suivantes :

au moins ¼ de la section des armatures sur appuis doitêtre prolongé sur toute la portée

dans les zones critiques, la section des armaturescomprimées doit être au moins égale à la moitié decelle des armatures tendues

BÉTON ARMÉPOUTRES - RECOUVREMENT DES ARMATURE


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La longueur de recouvrement des barres est à majorer de 30% en zone non critique et de 50 % en zone critique.

Φ τ =

su

e S 4

f l

τSu est la contrainte limite d’adhérence : τSu = 0,6 ψ2sf ti

BÉTON ARMÉPOUTRES - ARMATURES TRANSVERSAL


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Les premières armatures transversales doivent être disposées


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à 5 cm au plus du nu de l'appui ou de l'encastrement.Dans les zones critiques, les armatures transversales doiventsatisfaire aux conditions suivantes :

• diamètre minimal : 6 mm• espacement maximal = min (24 φt , 8 φl , 0,25d)

En zone courante l’espacement des armatures transversalesdoit être inférieur à d/2.



142/166


BÉTON ARMÉPOUTRES - VÉRIFICATION AUX CISAILLEMEN


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en zone courante 0,9f ed bs t

A t - 0,3kf tiτu= 1,25

en zone critique 0,9f ed bs t

A t τu= 1,25

BÉTON ARMÉNŒUDS D ’OSSATURES

La bonne tenue d’une structure à portiques sous séisme


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p qdépend en grande partie de la bonne conception des nœudsde la structure.

Les noeuds sont très vulnérables en cas de séisme.

Ils sont soumis à des efforts alternés très importants et doiventpouvoir continuer à transmettre aux poteaux et aux poutres lesefforts pour lesquels ils ont été calculés.


Il en découle, le plus souvent, un ferraillage très important.Il


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Il en découle, le plus souvent, un ferraillage très important.Ilfaut veiller à ce qu’il soit possible de mettre en place ceferraillage et ensuite couler le béton !

Quelquefois, il est nécessaire d’augmenter les dimensions dunoeud pour pouvoir disposer toutes les barres.

La section la plus importante des armatures transversales despoteaux inf. et sup. est prolongée dans le noeud .



146/166


BÉTON ARMÉCONSTRUCTIONS A MURS PORTEURS


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Rappel : Pour qu’un élément soit considéré comme mur il faut que salargeur soit au moins égale à 4 fois son épaisseur.

Celle-ci doit être supérieure à 15 centimètres pour éviter un

risque d’instabilité latérale.



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Régions critiques • celles situées à la base des murs habituellement sur une

hauteur étage et dont la hauteur n’excède pas la largeurlw des trumeaux

• celles situées au niveau d'un changement notable de lasection de coffrage.

BÉTON ARMÉCONSTRUCTIONS À MURS PORTEURS

Vérification des contraintes normales :


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Murs non armés


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Murs


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non armés


Linteaux


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BÉTON ARMÉPLANCHERS

Comportement en


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poutre


Comportement en double console


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Comportement en voûte de décharge


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MAÇONNERIESÉLÉMENTS STRUCTURAUX

• les moellons de pierrel i d ill


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• les pierres de taille• les briques et blocs de terre cuite• les blocs de béton• les blocs de béton cellulaire

• les maçonneries chaînées• les maçonneries armées

MAÇONNERIES CHAINÉESÉLÉMENTS STRUCTURAUX


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• Au niveau des fondations éventuellement• Au niveau de chaque plancher• Au niveau haut

DISPOSITION DES CHAINAGES HORIZONTAUX :

MAÇONNERIS CHAINÉESÉLÉMENTS STRUCTURAUX

DISPOSITION DES CHAINAGES VERTICAUX :


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• A tous les angles saillants ou rentrants de laconstruction

• Au jonctions de murs

• Pour encadrer les baies de hauteur supérieureou égale à 1,80 mètre



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• 15 cm pour les murs en éléments pleins

• 20 cm pour les murs en éléments creux

ÉPAISSEUR BRUTE MINIMALE :


Di i i fé i ég l à 5

DIMENSIONS ENTRE CHAINAGES PARALLÈLES :


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• Dimensions inférieures ou égales à 5 m• Superficie inférieure ou égale à 20 m2• Longueur de la diagonale inférieure ou égale à :

– 40 fois l’épaisseur brute pour les murs en élémentspleins

– 25 fois l’épaisseur pour les murs en éléments creux


Chaînages horizontaux :


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162/166

RÈGLES PS-MI 89 révisées 92

Les dispositions constructives des règles PS-MI ne sont exigibles quepour autant que l'entreprise les préfère aux Règles PS 92.


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En d'autres termes, il est loisible à l'entreprise de choisir entre :• l'application des Règles PS 92• leur remplacement par les dispositions constructives forfaitaires

des Règles PS-MI dans leur domaine d'application.

RÈGLES PS-MI 89 RÉVISÉES 92OUVRAGES CONCERNÉS

Toutes les conditions suivantes sont satisfaites :Bâtiments implantés en zones Ia Ib ou II


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• Bâtiments implantés en zones Ia, Ib ou II• Bâtiments de la classe B• Bâtiments fondés sur des sols de forces portantes

ultimes supérieures ou égales à 0,25 MPa.

• Hauteur h limitée (Cf. figure ci-après)• Charges d’exploitation n’excédent pas 2,5 kN/m2

RÈGLES PS-MI 89 révisées 92OUVRAGES CONCERNÉS

Hauteur du bâtiment


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RÈGLES PS-MI 89 RÉVISÉES 92CONTENU TECHNIQUE

• Implantation sur le site

•Configuration en plan

• C fi ti élé ti


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•• Configuration en élévation• Conception de contreventement• Conception des vides sanitaires• Conception des balcons

• Conception des maisons en maçonnerie ou béton banché• Conception des escaliers• Conception des cheminées

Construction en Zone Sismique - Socotec

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