Le risque sismique

n° 70
Décembre 2010
CA 70. E
ISSN 0151-8445
Le risque sismique : anticiper et prévenir
U
n million de séismes
se produisent dans
le monde chaque année.
Résultant de phénomènes
géologiques et géophysiques
imprévisibles et complexes, il
est indispensable d’en tenir
compte, dès la conception
des ouvrages.
En effet, lors de séismes, 90 %
des pertes en vies humaines
sont dues à l'effondrement
des constructions. En France
le risque sismique ne doit pas
être négligé car des séismes
de forte intensité se sont
déjà produits par le passé,
et la probabilité que de tels
événements se reproduisent
dans l'avenir est réelle.
Pour mieux anticiper les effets dévastateurs, préserver les vies
humaines et la sécurité des biens la réglementation sismique
évolue.
Une nouvelle réglementation s'applique à dater du 1er mai 2011
pour tous les bâtiments neufs ou faisant l’objet, à partir de cette
date, d’une demande de permis de construire, d’une déclaration
préalable ou d’une autorisation permettant un commencement
de travaux.
Le respect des règles de construction parasismique est
obligatoire en France pour toutes les constructions neuves,
ainsi que certains bâtiments faisant l’objet d’une réhabilitation
ou d’une modification, en particulier lors du remplacement ou
l'ajout d'éléments non structuraux ou lors d'une modification
significative de la SHON (Surface Hors Oeuvre Nette).
Le décret n° 2010-1254 du 22 octobre 2010 marque une
évolution importante de la réglementation : un nouveau zonage
sismique entre en application dès le 1er mai 2011 et les normes
de dimensionnement changent avec la mise en application
progressive des Eurocodes.
Tous les professionnels de l'Industrie du Béton sont concernés
par ces changements, ainsi que l'ensemble du secteur du
bâtiment.
Séisme des Abbruzes
SOMMAIRE
Le risque sismique : anticiper et prévenir ................... 1
Le décret n° 2010-1254 : les évolutions .................... 2
Les catégories d'importance
des bâtiments . ..................................................................... 3
Les règles de construction ................................................. 4
Les 4 étapes de la construction parasismique .............. 5
Objectifs de la construction parasismique .................... 5
Détermination des sollicitations sismiques :
méthodes et calculs ............................................................ 6
Conséquences pour les produits
préfabriqués en béton .............................................. 9
Matériaux . ............................................................................ 9
Blocs ....................................................................................... 9
Éléments architecturaux . .................................................. 9
Mise en œuvre des maçonneries ...................................... 10
Planchers . ............................................................................. 10
Ossatures industrielles ....................................................... 11
Conduits de cheminée . ...................................................... 11
Escaliers ................................................................................. 12
Références, sources documentaires ......................... 12
1
Actualités n° 70
Le décret n° 2010-1254 : les évolutions
Ce décret relatif à la prévention du risque sismique définit les modalités d'application des règles de construction parasismique pouvant
être imposées aux équipements, bâtiments et installations dans les zones exposées à un risque sismique.
L’arrêté du 22 octobre 2010 porte donc sur
la classification et les règles de construction
parasismique applicables aux bâtiments de
la classe dite « à risque normal » :
➣ Il définit les catégories d’importance des
bâtiments (Catégories d’importance I, II,
III ou IV).
➣ Il donne les normes et textes de
dimensionnement applicables suivant la
classe du bâtiment et la zone de sismicité,
ainsi que tous les éléments nécessaires
à leur application. Cet arrêté entrera en
application également au 1er mai 2011.
Cet arrêté traite des bâtiments neufs, mais
également du bâti existant.
2 catégories de bâtiments :

à risque normal : logements, bâtiments
recevant du public,

à risque spécial : installations classées pour
la protection de l’environnement.
Des communes répertoriées en
5 zones :
Les communes exposées au risque sismique sont répertoriées dans le nouveau
décret portant délimitation des zones
de sismicité du territoire français (Décret
n° 2010-1255). Elles sont regroupées en
5 zones de sismicité croissante allant de
1 à 5.
Carte d'aléa sismique de la France (décret n° 2010-1255)
Pour télécharger la liste des communes avec leur zone de sismicité :
http://www.planseisme.fr/IMG/xls/
Alea_communes.xls
2
Zone de sismicité
Aléa
1
Très faible
2
Faible
3
Modéré
4
Moyen
5
Fort
Les catégories d’importance des bâtiments
Catégorie I
- les bâtiments dans lesquels est exclue toute activité humaine nécessitant un séjour de longue durée et non visés par
les autres catégories
Catégorie II
- les bâtiments d’habitation individuelle
- les établissements recevant du public des 4ème et 5ème catégories au sens des articles R. 123-2 et R 123-19 du code de
la construction et de l’habitation à l’exception des établissements scolaires
- les bâtiments dont la hauteur est inférieure ou égale à 28 mètres : bâtiments d’habitation collective, bâtiments à usage
commercial ou de bureaux, non classés établissements recevant du public au sens de l’article R. 123-2 du code de la
construction et de l’habitation, pouvant accueillir simultanément un nombre de personnes au plus égal à 300
- les bâtiments destinés à l’exercice d’une activité industrielle pouvant accueillir simultanément un nombre de
personnes au plus égal à 300
- les bâtiments abritant les parcs de stationnement ouverts au public
Catégorie III
- les établissements scolaires
- les établissements recevant du public des 1ère, 2ème et 3ème catégories au sens des articles R. 123-2 et R. 123-19 du code
de la construction et de l’habitation
- les bâtiments dont la hauteur dépasse 28 mètres :
. bâtiments d’habitation collective, bâtiments à usage de bureaux
- les autres bâtiments pouvant accueillir simultanément plus de 300 personnes appartenant notamment aux types
suivants :
. les bâtiments à usage commercial ou de bureaux, non classés établissements recevant du public au sens de l’article
R. 123-2 du code de la construction et de l’habitation
. les bâtiments destinés à l’exercice d’une activité industrielle
- les bâtiments des établissements sanitaires et sociaux, à l’exception de ceux des établissements de santé au sens de
l’article L. 711-2 du code de la santé publique qui dispensent des soins de courte durée ou concernant des affections
graves pendant leur phase aiguë en médecine, chirurgie et obstétrique et qui sont mentionnés à la catégorie d’importance IV ci-dessous
- les bâtiments des centres de production collective d’énergie quelle que soit leur capacité d’accueil
Catégorie IV
- les bâtiments dont la protection est primordiale pour les besoins de la sécurité civile et de la défense nationale ainsi
que pour le maintien de l’ordre public et comprenant notamment :
. les bâtiments abritant les moyens de secours en personnels et matériels et présentant un caractère opérationnel
. les bâtiments définis par le ministre chargé de la défense, abritant le personnel et le matériel de la défense et présentant un caractère opérationnel
- les bâtiments contribuant au maintien des communications, et comprenant notamment ceux :
. des centres principaux vitaux des réseaux de télécommunications ouverts au public
. des centres de diffusion et de réception de l’information
. des tours hertziennes stratégiques
- les bâtiments et toutes leurs dépendances fonctionnelles assurant le contrôle de la circulation aérienne des
aérodromes classés dans les catégories A, B et C2 suivant les Instructions Techniques pour les Aérodromes Civils (ITAC)
édictées par la direction générale de l’aviation civile, dénommées respectivement 4 C, 4 D et 4 E suivant l’Organisation
de l’Aviation Civile Internationale (OACI)
- les bâtiments des établissements de santé au sens de l’article L. 711-2 du code de la santé publique qui dispensent
des soins de courte durée ou concernant des affections graves pendant leur phase aiguë en médecine, chirurgie et
obstétrique
- les bâtiments de production ou de stockage d’eau potable
- les bâtiments des centres de distribution publique de l’énergie
- les bâtiments des centres météorologiques
à noter
Pour les bâtiments dont diverses parties
relèvent de catégories d’importance
différentes, le classement doit être effectué
pour leur ensemble dans la catégorie
d’importance la plus élevée.
Pour les bâtiments autres que ceux à usage
d’habitation ou ceux classés comme recevant du public au sens de l’article R. 123-2
du code de la construction et de l’habitation,
le seuil de 300 personnes fait l’objet
d’une déclaration du maître d’ouvrage, à
l’exception des bâtiments de bureaux ne
recevant pas du public, où la règle retenue
pour l’évaluation de l’effectif est de compter
une personne pour une surface de plancher
hors œuvre nette égale à 12 m2.
Ainsi, un bâtiment de bureaux ne
recevant pas du public sera de catégorie
d’importance II si la surface de plancher
hors œuvre nette est inférieure ou égale
à 3 600 m2. Sinon, il sera de catégorie
d’importance III.
Le risque sismique : anticiper et prévenir
3
Actualités n° 70
Les règles de construction
Elles dépendent de la zone de sismicité et de la catégorie d’importance du bâtiment.
Dans le cas où l’arrêté fait référence à d’autres possibilités pour la justification des ouvrages, il est toujours possible de se référer à l’Eurocode 8 (1).
Les règles PS-MI 89 (2) révisées 92 ainsi que le guide CP-MI Antilles (3) sont en cours de révision. Leur version révisée, qui s’appellera Guide des
« Règles de conception et de réalisation des maisons individuelles et bâtiments assimilés », devrait entrer en application au plus tôt fin 2011.
Zone
de sismicité
1
2
3
4
5
Catégorie d’importance
I
Maison
individuelle
Aucune
obligation
II
Autre
bâtiment
Règles PSMI 89 révisées 92 ou CP-MI pour la
zone 5 jusqu’à leur version révisée (fin 2011 ?)
Eurocode 8
ou PS 92 jusqu'au 1er novembre 2012
III
IV
Règles de construction devant être appliquées suivant la zone de sismicité et la catégorie d'importance du bâtiment
De même, à titre provisoire et au plus tard jusqu’au 1er octobre 2012, les règles PS 92 (NF P 06-013 (4)) pourront continuer à s’appliquer à condition
d’utiliser des valeurs d’accélération spécifiques.
Pour les bâtiments existants, il est nécessaire de se reporter à l'arrêté du 22 octobre 2010.
Les PS 92, les PS-MI 89 révisées 92, ainsi que certains avis techniques, font référence à l’ancien zonage sismique (zones Ia, Ib, II et III) ou à des
classes de bâtiments. L’arrêté du 22 octobre 2010 prévoit une substitution des terminologies pour que ces documents puissent être utilisés
pendant la période transitoire.
Terminologie précédente
Terminologie substituée
Zone de sismicité 0
Zone de sismicité 1
Zone de sismicité Ia
Zone de sismicité 2
Zone de sismicité Ib
Zone de sismicité 3
Zone de sismicité II
Zone de sismicité 4
Zone de sismicité III
Zone de sismicité 5
Classe de bâtiments A
Catégorie d’importance I
Classe de bâtiments B
Catégorie d’importance II
Classe de bâtiments C
Catégorie d’importance III
Classe de bâtiments D
Catégorie d’importance IV
Tableau de substitution des terminologies
(1) L’Eurocode 8 est la norme européenne de dimensionnement des ouvrages au séisme. Elle s’utilise en complément des autres Eurocodes.
(2) Les PS-MI 89 révisées 92 sont la norme française de conception et de dimensionnement simplifiés des maisons individuelles en métropole.
(3) Les règles CPMI Antilles sont un guide publié par l’Association Française du Génie Parasismique pour la conception et le dimensionnement simplifiés des maisons individuelles aux Antilles.
(4)Les PS 92 sont la norme française de dimensionnement des ouvrages au séisme. Elle s’utilise en complément des autres normes françaises, comme par exemple le BAEL, le BPEL ou les DTU qui ne
sont pas encore compatibles avec les Eurocodes.
4
Les 4 étapes de la construction parasismique
Un séisme est une rupture brutale d’une faille de la croûte terrestre
qui génère des ondes élastiques qui se propagent jusqu’à la surface.
Elles mettent alors en mouvement les fondations en les secouant
principalement horizontalement. Ce mouvement génère des forces
d’inertie dans le bâtiment. Le bâtiment doit être conçu et réalisé pour
résister à ces forces.
Objectifs de la construction parasismique
Un objectif double à prendre en compte :

Le bâtiment ne doit pas s’effondrer, même partiellement, sur les occupants ou sur des personnes se trouvant à proximité, lors d’un séisme
de référence*.

Le bâtiment ne doit pas subir de dommages dont le coût des réparations serait trop élevé au regard du coût de la structure elle-même, sous
l’effet d’un séisme correspondant à une période de retour plus faible que le séisme de référence .
Ce double objectif est vérifié par le calcul et par le respect de conditions minimales sur les matériaux et la mise en œuvre. Pour certains bâtiments, comme les maisons individuelles, la justification par calcul peut être remplacée par le respect de dispositions constructives forfaitaires
et de critères sur la géométrie du bâtiment.
* Le séisme de référence est celui dont la probabilité d’occurrence est de 475 ans pour un bâtiment courant.
Conception de l’ouvrage :
Qui est concerné :
l’architecte
Celui-ci doit concevoir un bâtiment dont
l’architecture a un bon comportement
sismique. Il est donc conseillé de préférer
des géométries simples et compactes, en
évitant les retraits importants en plan et en
élévation.
Choix de la méthode de dimensionnement
et détermination des sollicitations
sismiques :
Qui est concerné :
le bureau d’études
Une fois la géométrie du bâtiment réalisée,
il est nécessaire de choisir la méthode de
justification que l’on souhaite employer afin
de dimensionner le bâtiment.
Conception de la structure et vérification
de la résistance du bâtiment :
Qui est concerné :
le bureau d’études
Cette étape, consiste à dimensionner les
différents éléments de la structure, tout
en respectant les conditions minimales
imposées sur les matériaux et les dispositions
constructives.
Mise en œuvre et exécution :
Qui est concerné :
le maître d'œuvre
La mise en œuvre est le point fondamental de
la conception parasismique. Une exécution
sérieuse,
respectant
les
dispositions
constructives, permet à un bâtiment de se
comporter correctement en cas de séisme.
Le risque sismique : anticiper et prévenir
5
Actualités n° 70
Détermination des sollicitations sismiques : méthodes et calculs
Toute justification au séisme nécessite la connaissance d’un certain nombre de paramètres qu’il est indispensable de maîtriser.
Situation géographique
Catégorie
de bâtiment
Type de sol
agr
γI
S
Coefficient de comportement
de la structure
q
Accélération
sismique de calcul
ag
Spectre
Masse
du bâtiment
Périodes propres
T
m
Effort sismique
Valeurs données par
l'arrêté du 22.10.2010
F
Valeurs déterminées
par les Eurocodes
Schéma des paramètres permettant d’effectuer une justification au séisme
Situation géographique
Catégorie d’importance du
bâtiment
Accélération sismique de calcul
L'accélération sismique de référence notée agr
(en m.s−2) est donnée par l'arrêté du 22 octobre 2010 qui définit des valeurs en fonction
de la zone (situation) géographique.
Les accélérations sismiques de référence
précédemment définies sont modulées par
coefficient noté γI qui est caractéristique de
la catégorie d'importance du bâtiment. Les
valeurs sont également données par l'arrêté
du 22 octobre 2010.
L’accélération intervenant dans la détermination des efforts sismiques est l’accélération sismique de calcul qui est notée ag.
Cette accélération est égale au produit de
l’accélération sismique de référence agr et du
coefficient d’importance du bâtiment γI :
Zones de sismicité
agr (m.s−2)
2 (Faible)
0,7
3 (Modérée)
4 (Moyenne)
5 (Forte)
ag = γI × ag
1,1
Catégories d’importance
du bâtiment
𝛄I
1,6
I
0,8
3,0
II
1,0
III
1,2
IV
1,4
Valeurs de l’accélération sismique de référence agr
(arrêté du 22 octobre 2010)
L’accélération verticale agv est égale à 0,8 × agr
pour les zones 2 à 4 et à 0,9 × agr en zone 5.
Valeurs du coefficient d’importance γI
(arrêté du 22 octobre 2010)
Exemple :
Pour une école située en zone de sismicité 3, l’accélération sismique de référence agr est de 1,1 m.s-2 et le coefficient
d’importance du bâtiment γI = 1,2. L’accélération sismique de calcul sera donc de :
ag = 1,2 × 1,1 = 1,32 m.s-2
Catégorie d'importance
Zones de sismicité
II
III
IV
2 (faible)
1,1
1,6
2,1
3 (modérée)
1,6
2,1
2,6
4 (moyenne)
2,4
2,9
3,4
4
4,5
5
5 (forte)
Accélérations (en m.s−2) à prendre en compte si les règles PS 92 sont utilisées
6
Jusqu’au 1er novembre 2012, il reste
possible d’utiliser les règles PS92.
Dans ce cas, des accélérations
spécifiques doivent être prises en
compte. Elles sont indiquées dans
l’arrêté du 22 octobre 2010.
Type de sol
L'accélération de calcul est déterminée par
rapport à un sol de type « rocher ». Or la
nature du sol va influencer l’accélération
sismique sollicitant le bâtiment. Ainsi, des
sols moins denses vont amplifier cette accélération. Des investigations appropriées doivent donc être réalisées en vue d’identifier la
nature du sol. Il est possible d'utiliser, sans
investigations complémentaires par rapport
à la situation non sismique, des paramètres
de sol par défaut dès lors que la connaissance du sol à l'aplomb de la construction est considérée, par le Maître d'œuvre,
comme suffisante du fait des documents de
reconnaissance de sol ou des informations
à sa disposition. Cette possibilité est offerte
en absence de prescriptions contraires de
l'Administration (cas des Plans de Prévention
du Risque Sismique).
Les sols sont classés en cinq classes courantes notées de A à E définies au paragraphe
3.1.2 de l’Eurocode 8-1. Les valeurs du paramètre de sol S sont données par l'arrêté du
22 octobre 2010.
Accélération verticale : le coefficient de sol
est pris égal à 1 dans tous les cas.
S
Classe
de sol
Description du sol
A
Zones
1à4
Zone 5
Rocher ou autre formation géologique de ce type comportant une couche superficielle d’au plus 5 m de matériau
moins résistant.
1,0
1,0
B
Dépôts raides de sables, de graviers ou d’argiles surconsolidés, d’au moins plusieurs dizaines de mètres
d’épaisseur, caractérisés par une augmentation progressive des propriétés mécaniques avec la profondeur.
1,35
1,2
C
Dépôts profonds de sables de densité moyenne, de graviers
ou d’argiles moyennement raides, ayant des épaisseurs de
plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres.
1,5
1,15
D
Dépôts de sol sans cohésion de densité faible à moyenne
(avec ou sans couches cohérentes molles) ou comprenant
une majorité de sols cohérents mous à fermes.
1,6
1,35
E
Profil de sol comprenant une couche superficielle d’alluvions avec des valeurs de νs de classe C ou D et une épaisseur comprise entre 5 m environ et 20 m, reposant sur un
matériau plus raide avec νs > 800 m/s.
1,8
1,4
Valeurs du paramètre de sol S en fonction de la classe du sol
Spectre d’un séisme
Le spectre de calcul Sd (T) est défini par les expressions suivantes :
Une sollicitation sismique se traduit par une
accélération du sol qui varie en amplitude
et en fréquence au cours du temps.
L’accélération ressentie par le bâtiment
dépend de ses fréquences propres et de la
sollicitation sismique.
Si 0 ≤ T ≤ TB :
Sd (T) = ag × S ×
Si TB ≤ T ≤ TC :
Sd (T) = ag × S ×
[
∙
2
T
2,5
2
×
+
−
3
TB
q
3
∙
]
2,5
q
{
{
T
2,5
a × S ×
× C
q
T
Si TC ≤ T ≤ TD : Sd (T) = max g
0,2 × ag
Or chaque séisme a un spectre qui lui est
propre. Mais suivant le type de sismicité, il est
possible d'établir des spectres enveloppes
qui décrivent un séisme de référence.
L'Eurocode 8 définit donc un spectre de
calcul (Eurocode 8-1 § 3.2.2.5).
2,5
a × S ×
×
q
: Sd (T) = max g
Si TD ≤ T 0,2 × ag
∙
TC × TD
T2
∙
q est le coefficient de comportement
TB, TC et TD sont des périodes définissant le spectre (en s)
Les périodes définissant le spectre de réponse élastique TB, TC et TD dépendent de la classe de sol via le paramètre de sol S et de la zone définissant
le risque sismique via l'accélération sismique de calcul ag. Les valeurs sont communiquées par l'arrêté du 22 octobre 2010.
Pour le spectre de réponse élastique vertical, les paramètres correspondent pour tous les sols à ceux de la classe A indiqués.
Classes
de sol
Zones 1 à 4
Zone 5
TB
TC
TD
TB
TC
TD
A
0,03
0,2
2,50
0,15
0,4
2
B
0,05
0,25
2,50
0,15
0,5
2
C
0,06
0,4
200
0,20
0,6
2
D
0,10
0,6
1,50
0,20
0,8
2
E
0,08
0,45
1,25
0,15
0,5
2
Valeurs des paramètres définissant le spectre
Le risque sismique : anticiper et prévenir
7
Actualités n° 70
Les autres paramètres
L’ensemble des paramètres précédents sont
indiqués dans l’arrêté du 22 octobre 2010,
mais d’autres doivent être déterminés par
le bureau d’études, pour chaque bâtiment, à
partir des Eurocodes.
Cela est le cas pour le coefficient de comportement q qui permet de tenir compte du
comportement non linaire de la structure. Sa
valeur dépend du matériau utilisé, du type
de structure (ossature ou voile par exemple),
mais également du niveau de ductilité visé
(capacité de la structure à utiliser le domaine
plastique des matériaux la constituant) et
de la régularité en élévation ou non du bâtiment. Les valeurs de coefficient de comportement à prendre en compte sont indiquées
dans l’Eurocode 8 ou dans certains DTU. En
général, la valeur du coefficient de comportement varie entre 1,5 et 3.
Les périodes propres du bâtiment T sont
nécessaires pour déterminer l’accélération
réellement ressentie par le bâtiment lors d’un
séisme. Les périodes propres dépendent de
la masse et de la rigidité du bâtiment. L’Eurocode 8 propose plusieurs méthodes de détermination de ces périodes. En règle générale,
les périodes propres des maisons individuelles sont inférieures à 0,4 s, 1 s pour les petits
collectifs et 2 s pour les bâtiments à ossatures
ou les immeubles de grande hauteur.
La masse du bâtiment m est utile pour calculer les périodes propres, mais également
pour déterminer les efforts sismiques. En
effet, le spectre de calcul nous donne une
accélération. Pour obtenir les efforts, il faut
multiplier l’accélération donnée par le spectre, par la masse du bâtiment. Cette masse
doit tenir compte des matériaux constituant
la structure, mais également des masses
liées à l’exploitation du bâtiment. Ces masses
doivent être pondérées conformément aux
Eurocode 0 et 8, pour la situation sismique
de calcul.
Les spectres suivants correspondent à une valeur d'accélération ag = 1,0 m.s−2 et d'un
coefficient q = 1,0 pour les différents types de sol en métropole.
Les efforts sismiques
5
Accélération S d(T) (m.s-2)
4,5
4
3,5
3
A
2,5
B
2
C
1,5
D
E
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
Période T (s)
Spectre de calcul pour l'analyse élastique des zones 1 à 4
8
2,5
Les efforts sismiques ainsi obtenus servent
ensuite directement pour les vérifications
de stabilité et de résistance des divers
éléments du bâtiment. Les efforts sismiques
sont orientés horizontalement, sauf dans
certains cas bien précis où il est également
nécessaire de tenir compte des efforts sismiques verticaux (Eurocode 8-1 § 4.3.3.5.2).
Si les efforts verticaux doivent être pris en
compte, l’accélération sismique verticale
doit être réduite par un facteur 0,8 dans les
zones 1 à 4 et 0,9 en zone 5 par rapport à
l'accélération horizontale.
Conséquences pour les produits préfabriqués en béton
L'Eurocode 8 n'apporte que des informations complémentaires par rapport aux autres Eurocodes. Il est donc impossible d'utiliser
l'Eurocode 8 et le BAEL par exemple. Il faudra se référer à l'Eurocode 2 dans ce cas. L’utilisation de l’Eurocode 8 implique l’emploi des
Eurocodes pour l’ensemble des vérifications du bâtiment, y compris en situation non sismique.
Les indications suivantes sont liées à l'utilisation de l'Eurocode 8 ou des futures PS-MI. Elles ne s'appliquent pas dans le cas de l'utilisation
des PS 92 ou des PS-MI 89 révisées 92.
Matériaux
Blocs
Les conditions suivantes ne s'appliquent que
pour les éléments structuraux participant au
contreventement. Sans information complémentaire de la part du bureau d'étude, il est
préférable de considérer tous les éléments
structuraux comme participant au contreventement.
Épaisseur minimale des murs de maçonnerie : 20 cm lorsque des blocs creux sont utilisés et de 15 cm lorsqu'ils sont pleins.
Le béton doit être au minimum de classe
C 16/20.
Les aciers doivent être à haute adhérence de
classe B ou C au sens de l’Eurocode 2 et de
limite élastique minimale de 500 MPa.
Toutefois, l’acier de classe A peut se trouver
dans les cas suivants (Eurocode 8-1 § 5.3.2 (1) :
- les aciers qui ont un rôle d’acier de montage
tels que les cadres entourant les armatures
longitudinales des chaînages,
- les aciers des murs qui résultent de dispositions constructives minimales tels que les
« aciers de peau » ou « treillis de surface »,
- les aciers des dalles qui ne jouent qu’un rôle
de portance sous charges gravitaires et/ou
de résistance au cisaillement.
Résistance moyenne normalisée des blocs
de maçonnerie : au minimum de 4 MPa.
Comme les blocs en béton garantissent une
résistance à 95 %, lorsque les blocs sont
déclarés à 3 MPa, la résistance moyenne normalisée est en réalité de 4,1 MPa (ce qui n'est
pas le cas des matériaux qui déclarent une
résistance moyenne).
Tous les blocs de catégorie minimale L30
pour les blocs de granulats légers et B40
pour les blocs de granulats courants sont
donc autorisés.
Les blocs de béton cellulaire ayant une résistance déclarée entre 3 et 4 MPa peuvent être
utilisés aux conditions suivantes :
- masse volumique supérieure ou égale à
350 kg/m3,
- épaisseur au moins égale à 25 cm,
- bâtiments d’au plus deux étages.
Une nouvelle exigence a été ajoutée : la
résistance longitudinale des blocs doit être
de 1,5 MPa pour pouvoir résister aux sollicitations horizontales générées par un séisme.
Les blocs béton, qui ont des parois épaisses
et résistantes, répondent sans problème à
cette exigence.
Les joints verticaux pourront être remplis*
ou non. Il est cependant important de noter
que le non remplissage des joints entraîne
une perte de résistance en cisaillement du
mur.
Les alvéoles des blocs spéciaux doivent avoir
une section transversale de 15 cm, principalement pour garantir un bon remplissage
des poteaux.
* Un joint est considéré comme rempli si le mortier (pour joints
épais ou minces) est appliqué sur toute la hauteur et sur une largeur valant au minimum 40 % de la largeur totale de l’élément
de maçonnerie.
Éléments architecturaux
Les éléments architecturaux, lorsqu'ils sont non porteurs, ne doivent pas s'effondrer en cas de séisme. Ils n'ont pas à respecter les conditions sur
les matériaux, mais les systèmes d'attaches doivent être conçus et mis en œuvre pour éviter tout risque de chute ou d'entrechoquement entre
panneaux.
Lorsque les éléments architecturaux sont porteurs et qu'ils font partie du système de contreventement, les conditions sur les matériaux s'appliquent, ainsi que des conditions sur le ferraillage et la géométrie du panneau. En plus de conserver sa stabilité, ils doivent être capables de reprendre et de transmettre les efforts sismiques dans les étages inférieurs. Une vérification particulière de la résistance au cisaillement de l'interface du
panneau doit être effectuée.
Le risque sismique : anticiper et prévenir
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Actualités n° 70
Mise en œuvre des
maçonneries
Dans le même temps, l'obligation d'encadrer
les baies et les ouvertures disparaît et n'est
réservée qu'à certaines configurations bien
précises et très limitées de bâtiments.
Suite à une étude du CERIB, en collaboration avec la FFB-UMGO, une solution pour
la réalisation des liaisons entre les chaînages verticaux et horizontaux utilisant des
boucles d'armature a été proposée. Elle
permet de garantir une exécution efficace
de la liaison, tout en facilitant la mise en
œuvre. Le bon remplissage du poteau est
ensuite garanti par l’utilisation d’un béton
fluide.
Exemple de réalisation de la liaison entre les chaînages verticaux et horizontaux
Planchers
Les planchers ont une fonction de diaphragme rigide, c'est-à-dire qu'ils doivent
être suffisamment rigides dans leur plan
pour pouvoir répartir de manière homogène
les efforts dans les éléments verticaux.
Dalle de compression (B25)
Treillis soudé
cm2/ml
Section transversale ≥ 1
Section longitudinale ≥ 0,5 cm2/ml
Recouvrement 35 cm
dans les deux directions
Épaisseur minimale :
4 cm sur entrevous béton
5 cm sur entrevous polystyrène
Renforts de trémies
Longueur ≥ 100 Ø + a + b
Section totale ≥ 0,5 x b
Armatures périphériques
Ø 6 Fe TE. 500
st = 25 cm
Recouvrement 40 cm
avec treillis soudé
Cette fonction est assurée :
 par
une dalle collaborante rapportée et
armée par un treillis soudé (4 ou 5 cm au
minimum),
 en renforçant la liaison entre le plancher et
Lr
b
a
les éléments structuraux verticaux.
De nombreuses dispositions constructives
suivant les types de planchers sont présentées dans le « Guide des dispositions
constructives parasismiques » de l'Association Française du Génie Parasismique [8].
Pour les planchers à prédalles et à dalles
alvéolées, les DTU 23.4 et 23.2 donnent, dans
des chapitres spécifiques, les méthodes de
justification et les dispositions constructives
minimales. Ces DTU sont en conformité avec
les Eurocodes.
Prescriptions relatives aux planchers à poutrelles conformément aux PS-MI 89 révisées
92 et au CPT. Le CPT est actuellement en
cours de révision, afin de le mettre en cohérence avec les Eurocodes.
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st
Lr
Chapeau de continuité
Diamètre > 6 mm
Nuance Fe TE. 500
Recouvrement Lr sur
poutrelle selon tableau A
Renfort d’ancrage
Suivant indications du plan de pose
Nuance Fe TE. 500
Ø 6 en zone Ia et Ib - Ø 8 en zone II
Chaînage
4 armatures longitudinales
diamètre suivant zone
50 cm
Chapeau de rive
Renforts de trémies
Longueur ≥ 100 Ø + a + b
Section totale ≥ 1 x a
Diamètre > 6 mm - Nuance Fe TE 500
Recouvrement Lr sur poutrelle
selon tableau A correspondant à
une section équivalente de 1,5 cm2/ml
Ossatures industrielles
Epingles éventuelles
Les ossatures industrielles en béton doivent
être conçues et réalisées suivant le DTU 23.3
qui inclut un chapitre concernant le sismique. Ce DTU est également conforme aux
Eurocodes.
Les points importants à vérifier sont situés
au niveau des liaisons, des fondations ou
des jonctions poteaux-poutres.
Appui néoprène percé
Exemple de dispositions constructives minimales pour une liaison poteau-poutres brochée [8]
Conduits de cheminée
Les cheminées peuvent présenter un risque important de chute, même dans le cas d'un séisme d'intensité faible. L'Eurocode 8 propose une justification par calculs, mais les règles PS-MI, pour les maisons individuelles, présentent des dispositions constructives en fonction de l'élancement.
Voir dans le tableau ci-dessous les dispositions constructives imposées pour les maisons individuelles dans les zones 3 à 5.
Cas
Dispositions constructives des conduits de cheminée
Aucune disposition particulière n'est exigée
Le conduit maçonné doit également être renforcé par quatre barres d’acier de diamètre égal à
10 mm à l'intérieur du bâtiment sur une hauteur égale à la souche.
Interdit
Le risque sismique : anticiper et prévenir
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Actualités n° 70
Escaliers
Les limons ou volées des escaliers en béton armé doivent présenter
des liaisons par armatures avec les planchers auxquels ils sont reliés,
en parties haute et basse. Les longueurs d'ancrage et de recouvrement sont au minimum de 60 diamètres. Les escaliers étant des
éléments non structuraux, aucune disposition complémentaire n’est
exigée, sauf pour les types d’escaliers suivants :
- les escaliers en voûte,
-les escaliers à marches en consoles encastrées dans un mur en
maçonnerie,
-les escaliers avec marches sans contremarche,
pour lesquels, il est nécessaire qu’ils soient dimensionnés en tenant
compte d’effets dynamiques.
Conclusion
Cette nouvelle réglementation sismique concerne désormais
une part non négligeable du territoire français. De nombreuses
régions considérées jusqu’à présent comme non sismique vont
désormais devoir prendre en compte ce risque. Cela va entraîner
une importante modification des modes constructifs, mais les
produits en béton, grâce à leurs performances mécaniques et
leur grande adaptabilité, faciliteront cette transition. L’Industrie
du Béton a anticipé depuis de nombreuses années l’arrivée
des Eurocodes et de nombreuses solutions sont d’ores et déjà
proposées.
Références, sources documentaires
Réglementation
Principales sources normatives
Bibliographie
Décret n° 2010-1254 du 22 octobre 2010
relatif à la prévention du risque sismique.
[1]NF EN 1998-1 Eurocode 8 (septembre
2005) Calcul des structures pour leur
résistance aux séismes - Partie 1 : Règles
générales, actions sismiques et règles
pour les bâtiments .
[7]CSTB - Règles de conception et de
réalisation des maisons individuelles
et bâtiments assimilés, en France, selon
l’Eurocode 8, version provisoire du
1er février 2010.
[2]NF EN 1998-1/NA (décembre 2007)
Annexe nationale à la NF EN 1998-1.
[8]AFPS - Guide des dispositions constructives parasismiques, Presses de l'École
Nationale des Ponts et Chaussées, 2006.
Décret n° 2010-1255 du 22 octobre 2010
portant délimitation des zones de sismicité
du territoire français.
Arrêté du 22 octobre 2010 modifiant l’arrêté du 29 mai 1997 relatif à la classification
et aux règles de construction parasismique
applicables aux bâtiments de la catégorie
dite "à risque normal" telle que définie par le
décret n° 91- 461 du 14 mai 1991 relatif à la
prévention du risque sismique.
[3]NF EN 1992-1-1 (octobre 2005) Eurocode 2 : Calcul des structures en béton Partie 1-1 : Règles générales et règles
pour les Bâtiments.
[4]NF EN 1992-1-1/NA (mars 2007) Annexe
nationale à la NF EN 1992-1-1.
[5] NF EN 1996-1-1 (novembre 2005) Eurocode 6 : Calcul des ouvrages en maçonnerie - Partie 1-1 : Règles générales pour
les ouvrages en maçonnerie armée et
non armée.
[6]NF EN 1996-1-1/NA (décembre 2009)
Annexe nationale à la NF EN 1996-1-1.
Rédaction : Nicolas Juraszek – cerib
Publication : DCP/DRI – Crédit photos : CERIB
Centre d’Études et de Recherches de l’Industrie du Béton
BP 30059 - 28231 ÉPERNON CEDEX - FRANCE - Tél. 02 37 18 48 00 - Fax 02 37 83 67 39 - e-mail : [email protected]
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www.cerib.com