La construction en zone sismique

La construction en zone sismique

  • Nombre de pages : 330 pages
  • Date de parution : 01/05/1999 
  • EAN13 : 9782281111804

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Résumé

La réglementation et la technique de construction en zone sismique illustrées par des exemples concrets de calculs : tous les outils pour respecter les obligations de conformité parasismique pour toutes les constructions.

Très complet et enrichi de nombreux dessins précis et explicatifs, ce livre détaille les phénomènes physiques et structurels, ainsi que les dispositions constructives à respecter en tenant compte des règles PS 92 (Norme NF P 06-013) devenues obligatoires. De nombreux exemples précisent, à partir de projets réels, les éléments spécifiques de calcul à considérer pour différents ouvrages : bureaux, bâtiments d'habitation de 4, 6 et 11 niveaux. Une large place est également accordée à la réhabilitation de bâtiments existants.

Au sommaire

  • Risque sismique
  • Réponses des structures
  • Chargement sismique
  • Élément pour le calcul sismique
  • Modélisations
  • Pratique de l'analyse modale
  • Analyse statique équivalente - Méthodes simplifiées
  • Calcul de bâtiments de faible hauteur
  • Murs de soutènement
  • Analyse sismique de bâtiments existants
  • Exemples de calcul

Parmi les catastrophes naturelles, les secousses sismiques ont les effets les plus destructeurs dans les zones aménagées et urbanisées. Le territoire français se trouve sensiblement concerné : 5500 communes sont menacées par un tel risque. Face à ce risque social et économique majeur, la construction parasismique, c'est-a-dire celle qui même endommagée ne s'effondre pas, reste la solution préventive la mieux adaptée.

Auteur :

Victor Davidovici, consultant en génie sismique à Dynamique Concept qu'il a crée récemment, est un expert de renommée internationale. Homme de terrain, il est continuellement sollicité pour concevoir et optimiser des projets en zone sismique, ou pour analyser les solutions à mettre en oeuvre lors de réhabilitations après un séisme.

Préface :

A la fin des années 70, le génie parasismique français apparaissait morcelé et d'une utilité relativement faible quant au nombre de ses acteurs. Il y avait, d'une part, les intervenants de la prévention parasismique appliquée aux ouvrages et bâtiments courants, qui disposaient d'un code de règles techniques (les règles PS 69) visant essentiellement les bâtiments, mais dont les textes réglementaires d'application avaient été pris au cas par cas et sans aucune logique d'ensemble. Il y avait, d'autre part, les responsables de la protection parasismique d'ouvrages présentant des risques majeurs pour la population et l'environnement (centrales et usines nucléaires, grands barrages), gui mettaient en oeuvre leur propre pratique, souvent inspirée des critères américains alors utilisés. Ces deux mondes de spécialistes n'avaient que très peu de contacts entre eux et ne cherchaient même pas, sauf exception, à les susciter, tant les différences entre les méthodes utilisées et les objectifs de sécurité paraissaient considérables.
Cette situation peu satisfaisante évolua rapidement au début des années 80, à la suite de deux événements indépendants :

  • La création du secrétariat d'Etat aux risques majeurs. Cette instance fut placée sous l'autorité d'Haroun Tazieff qui, bien que vulcanologue de profession, s'était toujours intéressé aux autres risques naturels, notamment les tremblements de terre. Haroun Tazieff ressentit rapidement le besoin de mettre de l'ordre dans les activités dispersées de ce domaine et de doter la France d'un arsenal législatif exhaustif et cohérent sur ce sujet.
  • La formation de l'Association française de génie parasismique (AFPS). Cette association fut créée à l'origine pour une raison purement administrative. En effet, jusqu'à cette époque, les pays pouvaient être représentés à l'Association internationale du génie parasismique par des personnes (Jean Despeyroux, père du génie parasismique français, représentait la France). Puis les changements de statuts de l'Association internationale ont imposé que les pays soient représentés par des associations nationales, ce qui nécessita en France la création de l'AFPS. La collaboration de personnes ayant des formations et des cultures différentes parut très vite extrêmement profitable. L'AFPS a donc entrepris avec enthousiasme la rédaction des "Recommandations AFPS 1990", tâche considérable qui a pris plus de dix ans et qui se poursuit encore actuellement. Ces recommandations ont pour objet de fournir des éléments de base pour la mise au point des normes techniques traitant de sujets sismiques.

Jusqu'à aujourd'hui, les principaux ouvrages généraux traitant du génie parasismique, mis a part les articles ou communications de congrès sur des points précis, étaient les suivants :

  • Calcul dynamique des structures en zone sismique (éditions Eyrolles). Cet ouvrage clair et concis, dont les auteurs sont Alain Capra et Victor Davidovici, a été le premier livre en français consacre au génie parasismique et a initié de très nombreux ingénieurs débutants dans ce domaine.
  • Génie parasismique (Presses de l'ENPC). Cet ouvrage collectif rassemble des contributions de plus de cinquante auteurs, coordonnées par Victor Davidovici, sur des sujets allant des sciences de la terre (géologie, tectonique, sismologie) aux techniques de l'ingénieur (géotechnique des terrains superficiels, mécanique des sols, techniques de fondations, études de structures de génie civil et d'équipements industriels), sans oublier les apports de la conception architecturale.
  • Recent Advances in Earthquake Engineering and Structural Dynamics (Ouest Editions, Presses académiques). Cet ouvrage collectif, coordonné par Victor Davidovici, a été rédigé en anglais pour sensibiliser la communauté internationale à l'importance du travail de recherche et de développement effectué en France dans le domaine du génie parasismique.
  • Formulaire du béton armé. Tome 1 : Calculs. Tome 2 : Constructions (éditions du Moniteur). Cet ouvrage traite de l'ensemble des applications du béton arme, et pas seulement de celles relatives a l'emploi de ce matériau en Zone sismique, mais dans le tome 2 une large partie est consacrée aux dispositions constructives et aux précautions de mise en oeuvre du béton arme dans les projets parasismiques. A ce titre, cet ouvrage mérite d'être considéré comme faisant partie des contributions de Victor Davidovici au génie parasismique.

Victor Davidovici, professionnel hautement qualifié dans le domaine du génie parasismique, a abordé au cours de sa carrière tous les aspects de cette discipline :

  • conception et suivi de réalisation d'ouvrages nouveaux ;
  • exécution de missions de contrôle technique ;
  • diagnostic et renforcement d'ouvrages existants ;
  • participation aux activités de normalisation ;
  • établissement et suivi de relations internationales.

Il a enrichi cette expérience en participant à de nombreuses missions postsismiques, notamment en Algérie (El Asnam, 1980), au Mexique (Mexico, 1985), en Arménie (Spitak, 1988), aux Etats-Unis (Loma Prieta, Californie, 1989), en Roumanie (1990). Même les deux séismes français les plus récents, certes modestes par rapport aux cataclysmes cités, mais ayant produit des dégâts notables (Saint-Paul-de-Fenouillet, Pyrénées-Orientales, 18 février 1996 et Meythet, Haute-Savoie, 15 juillet 1996) ont retenu son attention.
Outre son activité d'écriture, il consacre toujours une large part de son temps à aller sur le terrain pour rencontrer les praticiens dans différentes régions de France métropolitaine. Il travaille également aux Antilles françaises, Zone la plus sismique parmi les territoires relevant de la souveraineté française, à la mise au point, en collaboration avec d'autres spécialistes, d'un document guide adapté aux habitudes locales de construction.
Victor Davidovici a été président de l'AFPS pendant quatre ans, période pendant laquelle il a considérablement accru le rôle et l'influence de l'association. Il a notamment facilité l'activité des groupes de rédaction des recommandations et a obtenu le concours des directions ministérielles intéressées par nos travaux (Environnement, Aménagement, Construction et Industrie). Il est membre associé du Conseil général des ponts-et-chaussées.
Outre son action comme animateur de l'AFPS et comme coordinateur avec les activités d'autres sociétés savantes et d'autres organismes d'études et de recherches dans le domaine des séismes, il s'est donné pour but de rédiger des documents techniques pour répondre aux besoins des praticiens de la prévention parasismique. Cet aspect particulier fait de lui un membre à part dans l'AFPS. En effet, parmi toute la littérature technique en génie parasismique, portant sur des points précis tant sur le plan pratique que théorique, il est le seul a avoir conçu un livre de génie parasismique - le présent ouvrage -, tout a la fois accessible à l'ingénieur de structures, néophyte en matière sismique, et guide destiné à orienter l'utilisateur et à le prévenir des risques de mauvaise interprétation ou d'extrapolation fallacieuse des normes.
Il convient en effet de reconnaitre que les normes actuellement en vigueur sont plus complexes que les précédentes (PS 69), car elles sont le fruit d'une meilleure compréhension des phénomènes physiques très complexes qui caractérisent l'action d'une secousse physique violente sur une structure. Elles ont donc introduit des notions difficiles à comprendre et à quantifier, comme le fameux coefficient de comportement. Ces normes constituent plus une étape qu'un aboutissement dans la recherche d'une protection parasismique de haute fiabilité.
Je conclurai en souhaitant le plus vif succès à ce nouvel ouvrage de Victor Davidovici, gui couronne une oeuvre de longue haleine et gui devrait être d'un grand secours pour les utilisateurs du règlement français (règles PS 92) actuellement en vigueur.

Jacques BETBEDER-MATIBET Conseiller scientifique à EDF-SEPTEN

Sommaire

Preface

Liste des sigles

Introduction : Demarche de la protection sismique

1 - Risque sismique
1.1 - Risque sismique en France metropolitaine et aux Antilles
1.2 - Reglementation parasismique
1.2.1 - Textes legislatifs
1.2.2 - Textes techniques en vigueur et evolution previsible
1.3 - Perception du seisme
1.3.1 - Ondes sismiques
1.3.2 - Notions d'intensite et de magnitude
1.4 - Comportement des batiments a l'action sismique
1.5 - Comportement des ouvrages enterres
1.6 - Consequences economiques
1.6.1 - Surcout parasismique
16.2 - Facteurs diminuant le cout de la protection sismique
1.6.3 - Facteurs augmentant le cout de la protection sismique

2 - Reponses des structures
2.1 - Oscillations (modes de vibrations) des structures - Spectre de reponse .
2.1.1 - Nature des structures
2.1.2 - Oscillations des structures .
2.2 - Determination de spectres de reponse
2.3 - Amortissement
2.4 - Accumulation et dissipation de l'energie
2.5 - Coefficients de comportement
2.5.1 - Pourquoi un coefficient de comportement ?
2.5.2 - Contenu du coefficient de comportement
2.5.3 - Coefficients de comportement des structures en beton arme
2.5.4 - Coefficients de comportement des cheminees, tours ou mats
2.5.5 - Coefficients de comportement des ossatures a base d'elements en beton precontraint
2.5.6 - Coefficients de comportement des batiments avec murs en maconnerie porteuse
2.5.7 - Coefficients de comportement des constructions metalliques
2.5.8 - Coefficients de comportement des structures couplees en acier et beton arme
2.5.9 - Coefficients de comportement des constructions en bois
2.6 - Coefficients de comportement dans le cas des installations classees

3 - Chargement sismique
3.1 - Parametres du mouvement sismique
3.2 - Accelerogrammes
3.3 - Spectres de reponse
3.3.1 - Utilisation des spectres de reponse
3.3.2 - Spectres reglementaires - Regles PS 92
3.3.3 - Spectres pour les installations classees (arrete du 10 mai 1993)
3.4 - Niveau d'application de l'action sismique
3.5 - Domaine de l'action sismique et de la reponse des batiments
3.6 - Statut de l'action sismique
3.'7 -Batiments a risque normal : combinaisons d'actions sismiques
3.7.1 - Cas general
3.7.2 - Cas des batiments courants
3.7.3 - Cas des batiments reguliers
3.7.4 - Cas des portiques en beton arme avec remplissage en maconnerie
3.7.5 - Cas des parois d'infrastructure de batiments
3.8 - Batiments a risque special : combinaisons d'actions sismiques
3.9 - Transfert de spectre/Spectre de plancher

4 - Elements pour le calcul sismique
4.1 - Strategie du calcul sismique
4.1.1 - Panorama des methodes de calcul
4.1.2 - Methodologie de calcul suivant les regles PS 92, pour les batiments " a risque normal "
4.1.3 - Methodologie de calcul pour les installations classees " a risque special "
4.2 - Recueil des hypotheses pour le calcul sismique
4.2.1 - Site et sol
4.2.2 - Structure
4.2.3 - Charges
4.2.4 - Action sismique
4.3 - Formules pour le calcul des periodes propres
4.3.1 - Methode de Rayleigh
4.3.2 - Masse concentree au sommet d'une console de section constante
4.3.3 - Masse concentree au sommet d'un poteau de section constante
4.3.4 - Masse repartie sur une console de section constante
4.3.5 - Masse concentree au sommet d'une console de section constante et de masse non negligeable
4.3.6 - Masse unique situee sur une poutre de section constante et de masse negligeable
4.3.7 - Poutres de section constante et de masse uniformement repartie
4.3.8 - Plaques rectangulaires d'epaisseur constante et de masse uniformement repartie
4.4 - Espacement entre blocs voisins
4.4.1 - Problematique
4.4.2 - Largeur des ,joints
4.4.3 - Prise en compte de l'entrechoquement
4.5 - Verifications specifiques
4.5.1 - Verification de la stabilite d'ensemble
4.5.2 - Limites des deformations imposees
4.5.3 - Prise en compte des torsions d'axe vertical
4.5.4 - Prise en compte des effets du second ordre
4.5.5 - Infrastructures de grande longueur

5 - Modelisations
5.1 - Modelisation des structures
5.1.1 - Quelle modelisation pour quel resultat ?
5.1.2 - Representation des elements non structuraux
5.1.3 - Conseils de modelisation
5.2 - Modelisation des masses
5.3 - Modelisation de l'interaction sol-structure (ISS)
5.3.1 - Necessite de modeliser le sol
5.3.2 - Modelisation du sol par un systeme de ressorts amortis
5.3.3 - Methode Newmark-Rosenblueth
5.3.4 - Methode de Deleuze
5.3.5 - Exemple de calcul de l'ISS
5.3.6 - Methode simplifiee de Veletsos
5.4 - Modelisation de type brochette
5.4.1 - Rigidite des planchers
5.4.2 - Influence de la position des masses
5.4.3 - Calage de la brochette
5.4.4 - Differents modeles de brochettes

6 - Pratique de l'analyse modale
6.1 - Methodologie de calcul
6.1.1 - Recherche des modes propres
6.1.2 - Selection des modes utiles
6.1.3 - Prise en compte des modes negliges : les pseudo-modes
6.1.4 - Combinaisons des reponses modales
6.1.5 - Incidences du decnllPment du batiment sur le comportement dynamique
6.2 - Procedures de calcul
6.2.1 - Analyse dynamique 3-D/2-D : calcul direct des efforts
6.2.2 - Analyse statique 3-D. Brochette dynamique. Analyse statique equivalente 3-D
6.3 - Logiciel permettant la pratique de l'analyse modale
6.3.1 - Calcul statique equivalent
6.3.2 - Calcul de reponse spectrale
6.3.3 - Calcul de reponse transitoire
6.3.4 - Application aux batiments de grande hauteur
6.3.5 - Application aux batiments irreguliers
6.3.6 - Application aux ponts
6.3.7 - Cartes de ferraillage

7 - Analyse statique equivalente : methodes simplifiees
7.1 - Conditions d'application
7.1.1 - Conditions generales
7.1.2 - Criteres de regularite en plan
7.1.3 - Criteres de regularite en elevation
7.1.4 - Cas particuliers
7.2 - Interaction sol-structure (hauteur de calcul)
7.3 - Methode de calcul applicable aux batiments reguliers
7.3.1 - Periodes de vibration du mode fondamental
7.3.2 - Forces statiques equivalentes
7.4 - Methode de calcul applicable aux batiments moyennement reguliers
7.4.1 - Periodes de vibration du mode fondamental
7.4.2 - Forces statiques equivalentes

8 - Calcul de batiments de faible hauteur (moins de 10 m)
8.1 - Methode forfaitaire applicable aux batiments de faible hauteur (moins de 10 m)
8.1.1 - Acceleration nominale aN
8.1.2 - Lecture spectrale RD(T)
8.1.3 - Coefficient de comportement q
8.1.4 - Coefficient correctif d'amortissement p
8.1.5 - Coefficient topographique i
8.2 - Application a un batiment contrevente par des voiles en beton arme
8.2.1 - Modele A
8.2.2 - Modele B
8.2.3 - Modele C : analyse modale
8.3 - Incidence d'une transparence au rez-de-chaussee
8.4 - Incidence du changement de structure au dernier niveau
8.5 - Extension de la methode forfaitaire aux batiments a 4 niveaux
8.5.1 - Calcul des forces statiques equivalentes par la methode forfaitaire
8.5.2 - Analyse modale sur le modele brochette
8.5.3 - Analyse modale sur le modele 3-D

9 - Murs de soutenement
9.1 - Murs de soutenement deplacables
9.1.1 - Methode Mononobe-Okabe
9.1.2 - Methode simplifiee de Seed
9.1.3 - Poussee dynamique passive due au terrain
9.1.4 - Poussee due a une surcharge sur le terre-plein
9.1.5 - Cas des sols satures
9.2 - Parois d'infrastructure de batiments
9.2.1 - Methode Mononobe-Okabe
9.2.2 - Poussee dynamique passive
9.2.3 - Poussee due a une surcharge sur le terre-plein
9.2.4 - Cas des sols satures

10 - Analyse sismique de batiments existants
10.1 - Processus d'endommagement des batiments
10.1.1 - Indicateurs d'endommagement
10.1.2 - Scenarios d'effondrement
10.2 - Problematique
10.2.1 - La gesti.on de la resistance au seisme des batiments
10.2.2 - Pour une analyse appropriee : mieux connaitre la demande
10.3 - Strategie du renforcement
10.3.1 - Identifier les besoin.s et les difficultes techniques
10.3.2 - Avoir une vision d'ensemble
10.4 - Diagnostic - Constat de situation
10.4.1 - Historique de l'ouvrage, typologie
10.4.2 - Methodologie
10.4.3 - Analyse des consequences du diagnostic
10.5 - Therapeutique - Actions correctives
10.5.1 - Renforcement a l'aide d'une nouvelle construction
10.5.2 - Renforcement par brelage
10.5.3 - Renforcement par voiles en beton arme
10.5.4 - Renforcement par panneaux de remplissage
10.5.5 - Renforcement par chemisage des poteaux et des poutres
10.5.6 - Renforcement par chainages et/ou tirants
10.5.7 - Renforcement par treillis metalliques
10.5.8 - Renforcement par isolateurs

11- Exemples de calculs
11.1 - Batiment d'habitation a 4 niveaux, avec voiles disposes en " peigne " : methode simplifiee, analyse modale
1 l.l.l - Methode simplifiee
11.1.2 - Analyse modale
11.2 - Batiment d'habitation a 4 niveaux, avec voiles en beton arme : transmission au sol des efforts horizontaux
11.2.1 - Fondations sur pieux = 500
11.2.2 - Fondations sur micropieux de type IV
11.3 - Batiment a usage de bureaux a 6 niveaux, avec portiques en beton arme. Choix du coefficient de comportement q
11.3.1 - Hauteur de calcul
11.3.2 - Charges
11.3.3 - Masses soumises a l'action sismique
11.3.4 - Choix du coefficient de comportement q
11.4 - Validation du coefficient de comportement q
11 .5 - Batiment d'habitation a 11 niveaux, avec voiles en beton arme. Analyse modale sur un modele 3-D et sur un modele brochette
11.5.1 - Hauteur de calcul
11.5.2 - Charges
11.5.3 - Calcul direct des efforts
11.5.4 - Analyse statique 3-D. Brochette dynamique. Analyse statique equivalente 3-D

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 note avis note avis note avisExcellent - * * * - 22/05/2011

Commentaire de : Hakim MOUNAOULI, le 22/05/2011

Je tiens à dire que ce livre est excellent.

Utilité du commentaire : 28 internautes (sur 55) ont trouvé ce commentaire utile

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Caractéristiques

  • Parution : 01/05/1999
  • Edition : 1ère édition
  •  
  • Nb de pages : 330 pages
  • Format : 21 x 27 cm
  • Couverture : Broché
  • Poids : 1090 g
  • Intérieur : Noir et Blanc
  •