École d architectu re de l yon les grands ateliers de lisle dabeau F. Fleury - EAL Maximiser la résistance des structures Systèmes de résistance aux efforts.

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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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