Université Abou Baker Belkaied Faculté Des Sciences D’Ingénieur

Département D’architecture

ROLE DIAPHRAGME

VOILE-PLANCHER

HIM:41

EXPOSE SOUS THEME:

Présenté par : HAREK OUSSAMA BENYELES NASSIMA

Encadré par: M. OUISSI

Année Universitaire 2009/2010

Plan de travail:

1-Introduction

2-Définition de diaphragme

3-Stabilité des constructions vis-à-vis des charges latérales 

4-Rôle et constitution du contreventement 

5- Rôle de diaphragme

6-La rigidité des diaphragmes

7-Notion de diaphragme 

1-Introduction

Tous les bâtiments constituent des « boites », dont le fonctionnement estschématisé à la Figure 5.1 et dont la stabilité implique le respect des 3 conditions suivantes:

► une résistance adéquate des plans constituant la boite : ● contreventements verticaux: murs, triangulations, portiques ● contreventements ou diaphragmes horizontaux ou subhorizontaux planchers, toitures, poutres « au vent », etc.… ► un choix convenable de ces plans, tel que la géométrie globale de la boite reste inchangée lors desmouvements sismiques : limitation des mouvements hors plan, gauchissement, ceci demande :

● un nombre convenable de plans de contreventement verticaux et horizontaux ● une bonne disposition relative de ces plans

► des liaisons adéquates entre ces plans.

Figure 5.1. Schéma général de fonctionnement en « boite » pour la reprise des actions horizontales de séisme ou de vent

2/ définition de diaphragme:

Les diaphragmes d'un bâtiment sont les structures horizontales qui reportent l'action horizontale, résultant de la mise en mouvement des masses des planchers et de leurs charges, vers les structures verticales de contreventement.

Les diaphragmes doivent être peu déformables dans leur plan, de manière à assurer une distribution efficace de l'action horizontale entre les différentes structures verticales. Idéalement, ils assurent à chaque niveau où ils sont présents une absence de déplacement horizontal relatif entre les structures verticales.

Schéma de diaphragme

3-Stabilité des constructions vis-à-vis des charges latérales :

•Du point de vue de la stabilité sous charges horizontales (vent, séismes,…), On Distingue deux types de structures:

• structures auto stables ou auto contreventées qui, de par leur conception vis-à-vis des charges gravitaires, sont stables également sous l’action des charges horizontales.

C’est par exemple le cas des constructions comportant des portiques dans les deux directions principales, ainsi que celui des structures dites « spatiales » ou « tridimensionnelles » (coques, treillis 3D, structures gonflées, etc.)

• structures contreventées qui comportent un ensemble d’éléments de construction appelé contreventement, dans le but d’assurer la stabilité (et la rigidité) de l’ouvrage vis-à-vis des charges horizontales.

a) Bâtiment dont le rez-de-chaussée s’est effondré en raison de l’absence de contreventement

La stabilité de l’étage contreventé par des tirants croisés, a été assurée (séisme de Kobé, Japon, 17 janvier 1995)

b) Rupture des poteaux sous l’effet de la charge horizontale. La résistance des portiques a été insuffisante pour assurer la stabilité (séisme de

San Fernando, Californie, 9février 1971)

4-Rôle et constitution du contreventement :

Le contreventement a donc principalement pour objet :• d’assurer la stabilité des constructions non autostables vis-à-vis des

charges horizontales (celle des structures autostables étant assurée intrinsèquement), donc de transmettre ces charges jusqu’au sol .

• de raidir les constructions, car les déformations excessives de la structure sont source de dommages aux éléments non structuraux et à l’équipement. Dans le cas d’une construction parasismique, le contreventement comporte obligatoirement

deux familles d’éléments :• contreventement horizontal (diaphragme) ;• contreventement vertical (murs, travées triangulées ou portiques).

5- rôle de diaphragme.

le rôle des diaphragmes est de :

-transmettre les charge horizontales aux éléments verticaux de contreventement, de stabiliser le refends hors de leur plan et de raidir le bâtiment.

-La transmission doit être la plus uniforme possible pour ne pas surcharger un éléments en particulier et l’amener a la rupture. Dans ce but , le diaphragme doit étre.dans son plan, plus rigide que les éléments verticaux de la stabilisation de une bonne liaison doit être assure entre eux.

6-La rigidité des diaphragmes

Dépend de leur forme : les diaphragmes longs et étroits sont flexibles. Les diaphragmes présentant des angles rentrants peuvent subir des concentrations de contraintes entraînant des dommages.

• - des rigidités respectives du diaphragme et du contreventement vertical. Si la rigidité du contreventement vertical est importante (murs en maçonnerie ou voiles de béton), les portées modérées du diaphragme sont préférables afin de limiter leur flexibilité.

• - de leur matériau : les planchers en contreplaqué sur solives en bois se comportent comme des diaphragmes relativement rigides dans une structure en bois, mais sont flexibles dans une structure en maçonnerie.

- de l’efficacité de la solidarisation de leurs éléments constituants (exemple : diaphragme en treillis de bois)

- de l’importance des ouvertures (trémies) qui devrait être minimisée. La présence de trémies

est à l’origine de concentrations de contraintes, les plus importantes dans les angles rentrants. Les

ouvertures doivent être les plus petites possibles et leur contour renforcé (Figure 5.15).

7-Notion de diaphragme :

• Le diaphragme est un ouvrage plan rigide, horizontal ou incliné, assurant trois fonctions principales.

1/ Transmettre les charges sismiques horizontales sur les éléments de contreventement vertical (fig. 7.2).• La transmission des charges s’effectue par effet de

poutre, car le diaphragme se comporte comme une poutre située dans le plan des charges horizontales. Fig7_3

Fig. 7.2. – Transmission des charges sismiques horizontales par les diaphragmes sur les murs de contreventement (présentation schématique).

a) Effet de poutre b) Analogie avec une poutre

Fig. 7.3. – Fonctionnement d’un diaphragme : les charges horizontales sont transmises sur les éléments de contreventement vertical qui, en résistant, produisent des réactions d’appui.

2/Raidir les bâtiments à la manière d’un couvercle de boîte (fig. 7.4). Le raidissage vise à prévenir le

déversement des éléments porteurs verticaux.

Fig. 7.4. – Effet raidisseur des diaphragmes

Conclusion du diaphragme

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