Contreventement par portiques-Les rotules plastiques

[B.karim]

LES ROTULES PLASTIQUES – EQUILIBRE DES NŒUDS

1)) Le bon sens :

Pourpouvoir rester debout il faut que le porteur ne « se fatigue » avant leporté.Il en est ainsi pour les éléments structuraux d’une constructionnotamment en poteaux/poutres,les poteaux ne doivent pas

périr avant les poutres. Ledanger d’effondrement est imminent si des « articulations » se formenten premier dans les éléments porteurs que sont les poteaux.Cettesituation serait fortement aggravée si la ductilité des

élémentsverticaux se trouve considérablement réduite par la seule action descharges verticales.La réserve laissée par ce palier de ductilité trèscourt (voir même quasi inexistant).Aussi est-il nécessaire que la plastification des poutres se manifeste AVANT celledes poteaux.Cette plastification des éléments horizontaux doitintervenir « avant » que les éléments porteurs verticaux ne sortent dudomaine élastique.

Comment favoriser la plastification des éléments horizontaux avant celle des éléments verticaux :

1°) Le moment de "calcul" sous la combinaison la plus défavorable incluant lasollicitation sismique a permis de trouver l'équarrissage et leferraillage des éléments poutre et poteau formant le NOEUD.Evidemment

lepoteau est en fléxion composé.Les sections béton et acier retenues sonttelles que la justification limite des matériaux est satisfaite.

2°) La construction est terminée et le NOEUD de notre structure est

conçu avec les sections calculées précitées.Il attend un séisme !

Sousl'action sismique,le noeud,zone pivilégiée pour la dissipation del'énergie,doit résister pour éviter l'effondrement qui survientforcément s'il y a deffaillance de l'élément vertical porteur quidevient un système instable par FORMATION DE ROTULES A SES EXTREMITES.

Comment éviter cet état?------> Il faut favoriser les rotules plastiques dans les poutres plutot que dans les poteaux.Ci-dessus,ila été signalé que l'apparition de la plastification des sections desextrémités des poutres doit SURVENIR AVANT celle des sectionsd'extrémités des poteaux.

L'apparition des rotules plastiques dans la poutre avant le poteau est

assurée en faisant la vérification imposée par les règlements,soit :

A) Les règlements :

1°) RPS2000 : Article 7.3.1.3.3 : Noeuds poteaux-poutres

"Eviterla formation de rotules plastiques dans les poteaux (élémentporteur),il faut qu'au noeud poteaux- poutres,la somme des valeursabsolues des moments résistants (terme oublié dans le texte) ultimes des poteaux doit être supérieure à celles des moments resistants ultimes des poutres aboutissants au noeud "Voir formule ci-dessus - RPS200).

2°) RPA: Article 7.6.2 : Dimensionnement du noeud vis à vis des moments fléchissants

"Ilconvient de vérifier pour les portiques participant au système decontreventement et pour chacune des orientations possible de l'actionsismique que la somme des moments résistants ultimes des extrémités de

poteauxou montants aboutissant au nœud est au moins égale en valeur absolue àla somme des valeurs absolues des moments résistants ultimes desextrémités des poutres ou traverses affectés d’un coefficient

majorateurde 1.25 (Voir formule ci-dessus).Cette disposition tend à faire ensorte que les rotules plastiques se forment dans les poutres plutôt quedans les poteaux.Néanmoins cette vérification est facultative pour lesmaisons individuelles et le deux derniers niveaux des bâtimentssupérieurs à R+2 »

3°) PS92: Article 11.813 : Dimensionnement du noeud vis à vis des moments fléchissants

"Ilconvient de vérifier pour chacune des orientations possible de l'actionsismique que la somme des moments résistants ultimes des extrémités depoteaux ou montants aboutissant au nœud est au moins égale en valeurabsolue à la somme des valeurs absolues des moments résistants ultimesdes extrémités des poutres ou traverses affectés d’un coefficient ?fégal à 1.25 (Voir formule ci-dessus).»

REMARQUES :a) RPS2000 :

Les termes « résistants et résistants ultimes » ont été oubliés dans le texte du règlement (Voirarticle : Point de vue sur les dispositions techniques du règlementRPS2000 – Azzouz BOUGUERBA – Revue Marocaine Génie Civil – n°108 – 4èmeTrimestre 2004).

RPA :

A

monavis le texte à partir de « Néanmoins,cette vérification estfacultative ………. à R+2 » devrait être supprimé pour que cettevérification soit faite sans réserve ou du moins remplacée par :«Néanmoins pour les maisons individuelles et le dernier niveau assurercette vérification pour une travée d’un portique »

Les séismes:

Les photos suivantes du seisme d'Alger du 21 Mai 2003 illustre bien la formation de rotules plastiques.

1°) Lapremière photo est une grande salle de fête en RDC.On constate lagrande hauteur de la poutre par rapport à la section du poteaucirculaire.La poutre étant plus forte que le poteau,les rotulesplastiques se sont formées en tête et en pied du poteau formant desarticulations et par conséquent un système instable.

Sur Ladeuxsième photo on voit nettement les rotules en tête et en pieds despoteaux circulaires de plus faibles inerties que les poutres etnotamment la poutre accrotère de grande section.

La troisième photo est un bâtiment en R+4.On constate que les poteaux sont sur une même ligne.

]Conclusion :

La vérification des nœuds poteaux poutres est

primordiale pour un contreventement par ossature poteaux-poutres.Il y a

lieu donc après dimensionnement des poteaux et des poutres sous les sollicitations (M,N,T) de faire la vérification des MOMENTS RESISTANTS ULTIMES (appelés par les anciennes règles BA : Moments résistants ou moments capables ) sous le formulation Kbd².

Cette vérification peut être faite aisément avec la calculette de ROBOBAT tant en flexion simple qu’en flexion composée.

Les BET et bureaux de contrôle ne doivent pas

délaisser cette vérification importante pour la tenue des constructions

contreventées par portique.

site : www.structureparasismic.com

[KENAOUIA]

 

[B.karim]