École d architectu re de l yon les grands ateliers de lisle dabeau f. fleury - eal maximiser la...
Post on 03-Apr-2015
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ateliersde l’isle d’abeauF. Fleury - EAL
Maximiser la résistance des structuresMaximiser la résistance des structures
•Systèmes de résistance aux efforts horizontauxPalées de stabilité et diaphragmes
•Le domaine élastique Répartition du stockage d ’énergie : éviter les ruines prématurées ….d ’éléments
•La ductilité et la dissipation
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Résister aux efforts horizontauxRésister aux efforts horizontaux
• Grâce à des palées de stabilité
• Solidarisées par des diaphragmes
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Palées de stabilitéPalées de stabilité
• Ou éléments verticaux de contreventement:
Voiles: Maçonnerie Béton armé Bois (massif ou panneaux de particules)
Treillis Acier ou bois Différentes triangulations possibles
Portiques Éléments massifs Poutres et colonnes triangulées
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Nombre et dispositionNombre et disposition
• Au minimum trois, – Si non parallèles, non concourantes
– Si diaphragme très rigide
• Ne pas craindre la redondance
• Les placer symétriquement par rapport au CDG– Pour éviter la torsion
• Même rigidité dans les deux directions
• Les placer le plus proche possible des façades– Pour mieux résister à la torsion
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Exemples de dispositions minimalesExemples de dispositions minimales
Mauvais, même si théoriquement stable pour un diaphragme
infiniment rigide
Meilleur, car efficacité des palées à la torsion, et
évite la flexion des diaphragmes
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Plans avec des ailes : problèmePlans avec des ailes : problème
Le diaphragme fléchit
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DiaphragmesDiaphragmes
• Rôle :– Transmettre les charges sismiques sur les palées
– Coupler les palées
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Le diaphragme couple les paléesLe diaphragme couple les palées
• Un diaphragme rigide répartit la charge sismique en proportion de la rigidité relative des palées : même déplacement en tout point.
d
F
f
8f
S
2S
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Localisation des diaphragmesLocalisation des diaphragmes
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Le domaine élastiqueLe domaine élastique
• Equilibre énergétique
• Répartition du stockage d ’énergie : éviter les ruines prématurées d ’éléments
Ec = Energie cinétiqueEp = Energie potentielle (de déformation)
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Conception :Conception :• Rechercher l ’homogénéité du rapport Force/Résistance
entre les différents éléments
• Maximiser la résistance : Attention aux ouvertures dans les diaphragmes et palées
• Éviter les discontinuités de structure en élévation
• Rechercher l ’hyperstaticité
• Assurer la continuité mécanique
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Homogénéité du rapport F/R entre élémentsHomogénéité du rapport F/R entre éléments
• Palées de raideurs homogènes :– Poteaux de sections comparables
– Même longueur libre pour tous les poteaux
– Travées régulières
• Descente de charge simple et maîtrisable :– Superposition des éléments porteurs verticaux
• Renforcer les angles
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Poteaux de sections comparablesPoteaux de sections comparables
I2 = 125 I1 => K2 = 125 K1
Smax2 = Smax
1/25 => R2 = 25 R1
d
F/R
1/5
1
bxhbx5h
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Poteaux de hauteurs comparablesPoteaux de hauteurs comparables
• La raideur est proportionnelle à la hauteur...Façade rigide Façade légère
Poteaux plus courts Voile
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Renforcer les anglesRenforcer les angles
• Moments d ’axe vertical élevés
• Eloignés de l ’axe neutre de la poutre verticale équivalente, et du centre de torsion
• Délestage
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Renforcer les anglesRenforcer les angles
OUI
NON
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Attention aux ouverturesAttention aux ouvertures• Maximiser la résistance : Attention aux ouvertures dans les
diaphragmes et palées :
– Loin des zones critiques (façades et angles)
– Régulièrement réparties
– Conserve la nature du système
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Dans les diaphragmesDans les diaphragmes
Plus favorable car proche de l ’axe neutre
A éviter car l ’ouverture fait chuter l ’inertie
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Dans les paléesDans les palées
NON OUIMIEUX
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Continuité de structure en élévationContinuité de structure en élévation
• Éviter les discontinuités de structure en élévation:
– changements de sections ou de dispositions constructives
– changements de hauteur/niveaux souples
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Changements de rapports F/RChangements de rapports F/R
RESISTANCE
FORCE
Premier cas : sous-estimationdes actions aux étages élevés(hypothèse de chargeuniformément répartie)
RESISTANCE
FORCE
Deuxième cas : variationbrusque de section
FORCE
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Niveaux souplesNiveaux souples
• Ces niveaux concentrent la déformation, et sont plus sollicités que les autres.
• Les règles de dimensionnement classiques ne sont plus applicables
Bâtiments sur pilotisCommerces ou garages en RDC
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Étage soupleÉtage souple
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HyperstaticitéHyperstaticité• Rechercher l ’hyperstaticité
– Pour la redistribution des contraintes
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Continuité mécaniqueContinuité mécanique• Assurer la continuité mécanique
– Chaînages entre voiles
– Chaînages diaphragmes-palées
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