Comportement des bâtiments avec voiles en béton armé

Victor DAVIDOVICI – Consultant – 8 juin 2003

Par rapport à d’autres systèmes constructifs tels que les portiques, les structures à voiles en béton armé présentent, particulièrement en zone sismique, plusieurs avantages :

• Leur présence limite les déformations latérales,[/*:m:3sia0xmf]

• Leur rigidité permet de protéger les éléments non-structuraux et quelques poteaux existants,[/*:m:3sia0xmf]

• Leur présence permet de s’affranchir du difficile problème posé par la réalisation des noeuds des portiques,[/*:m:3sia0xmf]

• Elles permettent de ne pas être pénalisé dans le choix du coefficient de comportement en cas de panneaux de remplissage.[/*:m:3sia0xmf]

En conclusion, de multiples raisons d’ordre structural et économique poussent à promouvoir l’utilisation de ces structures en zone sismique. Les images suivantes montrent l’excellent comportement des bâtiments comportant des voiles en béton armé dans la zone sinistrée suite au séisme de Boumerdes du 21 mai 2003

http://www.4shared.com/file/83402317/75 ... n_arm.html

Le ferraillage longitudinal des semelles filantes sous voiles et poteaux est nécessaire car les sollicitations sismiques doivent aboutir au sol ,

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behaz

Pour les semelle filante sous poteaux je suis entièrement d'accord avec vous. Les semelles filantes sous poteaux travaillent dans les deux sens. Travaillent comme une double console pour le sens transversale et travaillent comme une poutre (renversée) appuyée sur les poteaux pour le sens longitudinale. Si en prévois un libage, la section de la poutre renversée sera une section en T.

Je pense que ce n'est pas la même chose pour les semelles filante sous voiles. Le voile a une inertie infini, on aura une section en T (qui travaille en flexion) de hauteur égale à la hauteur de la structure plus la hauteur de l'ancrage pour laquelle une armature de construction, dans le sens de la longueur, suffit largement.

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bonjour medeaing

" medeaing a ecrit : JJe pense que ce n'est pas la même chose pour les semelles filante sous voiles. Le voile a une inertie infini, on aura une section en T (qui travaille en flexion) de hauteur égale à la hauteur de la structure plus la hauteur de l'ancrage pour laquelle une armature de construction, dans le sens de la longueur, suffit largement. "

Il ne s'agit pas du ferraillage au niveau du voile , là l'inertie est trés importante , il faut déterminer les sollicitations M et T au niveau du libage lui-meme ( prendre des sections entre les voiles ou le voile et poteaux ) là la hauteur du libage est limitée au maximum à la profondeur d'ancrage+hauteur de la longrine , on trouve generalement un ferraillage important.

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behaz

Il ne s'agit pas du ferraillage au niveau du voile , là l'inertie est trés importante , il faut déterminer les sollicitations M et T au niveau du libage lui-meme ( prendre des sections entre les voiles ou le voile et poteaux ) là la hauteur du libage est limitée au maximum à la profondeur d'ancrage+hauteur de la longrine , on trouve generalement un ferraillage important.

Je pense que j'ai compris, vous parlez d'une semelle filante reliant des poteaux et des voiles.

Dans ce cas je suis d'accord avec vous. Le problème dans ce cas ressemble au problème d'une semelle filante sous plusieurs poteaux.

Je pense que le problème dans ce cas ce n'est pas la détermination des sollicitations mais c'est plutôt la détermination de la réaction du sol sur la semelle (la répartition des contraintes sous la semelle).

La réaction du sol sur la semelle dépend de la flexibilité (rigidité) de cette dernière et dépend aussi de la rigidité du sol.

Si la longueur entre appuis est inférieur à [(?/2)* LE] (LE est la longueur élastique = racine quatrième de (4EI/KB)) on peut considérer que la semelle filante est rigide et le calcul de la réaction du sol peut être fait en supposant une répartition linéaire des contraintes (trapézoïdale ou triangulaire).

Si la condition précédente n'est pas satisfaite, la semelle sera calculée comme une semelle flexible et dans ce cas le calcul devra être effectuée conformément à la théorie de la poutre sur sol élastique.

Donc pour simplifier les calculs, on fait un choix sur la hauteur du libage de telle sorte que la condition ( L inf à [?/2 * LE] soit remplie. Dans ce cas la semelle sera rigide et on peut supposer une réaction linéaire sous la semelle.

Avec cette supposition le calcul est relativement simple, on calcul la contrainte sur les deux extrimité de la semelle (sigma 1,2 = (N/L) ± (6M/L*L))

Pour la détermination des sollicitations, les calculs sont effectuée comme s'il s'agit d'une poutre continue soumise au sollicitations qui correspondent au diagrame linéaire (trapézoïdale ou triangulaire) des contraintes

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Bonjour,

A première vue, il peut paraître superflu de calculer un ferraillage longitudinal (parallèle à la longueur du voile) dans la semelle puisque, comme le dit Medeaing , dans ce sens le voile est très rigide (inertie BH3/12 avec H = hauteur du mur), cependant je pense que ce calcul est nécessaire pour les raisons suivantes :

1/ d’ où proviennent les sollicitations « longitudinales » ?

en général , elles sont dues à la différence entre le schéma de chargement à la base du mur et celui des réactions du sol sous la semelle en raisonnant dans le sens longitudinal.

Considérons les 2 cas suivants :

· Cas 1 :

la réaction en pied de voile est triangulaire (calcul des contraintes linéaires dans le mur) ; la réaction du sol est aussi triangulaire (même schéma). Dans ce cas, il est évident qu il n y a pas de sollicitations longitudinales puisque les deux schémas de chargement sont de même forme et opposés, les aciers longitudinaux seront donc faibles. Il y aura bien sur des aciers transversaux pour répartir dans le sens transversal (méthode des bielles).

· Cas 2 : la réaction en pied de voile est constituée d’ une zone comprimée et d une traction correspondant aux aciers d extrémité tendus (calcul de type BA en flexion composée sous effort verticaux et moments sismiques) ; la réaction du sol est triangulaire. Dans ce cas, on trouve des sollicitations longitudinales du fait que les schémas de chargement de se superposent pas, il faut calculer les sollicitations en diverses sections (S1, S2…) et calculer les aciers correspondants (A1, A2…).

2/ l’ interface entre la semelle et le mur n est pas forcément toujours comprimée :

dans le cas 2 ci-dessus, une grande partie de cette interface est tendue, donc on ne peut plus considérer une section en T renversé. La question se pose de savoir sur quelle hauteur calculer les aciers longitudinaux ? sur la semelle seule ? sur la semelle + une partie de la hauteur du mur ? mais laquelle ? Faut il prévoir des aciers de coutures entre la semelle et le mur ?

3/ quand plusieurs murs reposent sur une semelle commune , ces efforts longitudinaux sont à prendre en compte pour dimensionner cette semelle (ou le libage), voir le fichier Albiges- Goulet.pdf ci dessous, On voit que les simplifications sont à proscrire.

Je joint également un 2° fichier Cassba qui montre un exemple de calcul de semelle sous voile au séisme (la semelle est appelée « longrine sous mur » dans le texte), noter l importance des moments longitudinaux, les aciers dans le libage sont très importants. Remarquez aussi que l équilibre nécessite de faire appel à des charges verticales provenant du centre de la maquette. Précisons que ce calcul réalisé par des spécialistes du calcul parasismique a été mené pour préparer des essais sur table vibrante d une maquette d un bâtiment dans le cadre de la mise au point du règlement français PS92.

Salutations

les fichiers manquants

Albiges- Goulet.pdf

Cassba.pdf

les fichiers manquants

merci MR GUISSET pour cette Doc.