Problématique et Techniques de Renforcement

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1 M.E.D.A.D. / Plan Séisme Journées Techniques 5 et 6 février 2008 Problématique et Techniques de Renforcement Victor DAVIDOVICI

2 TYPOLOGIE des BATIMENTS EXISTANTS Bâti ancien antérieur à 1900 Monuments historiques ou apparentés Fondations (?) Murs en maçonnerie Murs en pan de bois ou de fer Poteaux et piliers (pierre, brique, fonte, etc.) Voûtes, planchers, Charpentes de couvertures Bâti de transition 1900 à 1940 Maçonnerie porteuse Portiques B.A. et remplissage en maçonnerie Structure en charpente métallique Bâtiments construits 1945 à 1980 PS 69 : 1981 à 1995 Victor DAVIDOVICI Voiles et portiques B.A. Portiques B.A. et remplissage en maçonnerie Structures préfabriquées : éléments filaires et grands panneaux Structure en charpente métallique

3 Haut niveau de PS 92 performance EC 8 Faibles pertes Classe D Classe C Classe B Domaine d endommagement maîtrisable Domaine de sauvegarde de vies Classe IV Classe III Classe II Victor DAVIDOVICI Classe A Bas niveau de performance Pertes importantes Classe I

4 Disposant d une représentation probabiliste de l aléa local et du coût de la protection, et étant entendu qu il n y a de protection absolue possible, la décision en matière de niveau de protection relève d un compromis économique et éthique Victor DAVIDOVICI

5 Le compromis économique et éthique (niveau de protection) se pose dans les termes suivants : Soit il n y a rien à faire, le renforcement et/ou les réparations sont trop importants et la démolition n est pas d une première urgence Les bâtiments restent inoccupés Soit le bâtiment est «traité», c est-à-dire (1) Renforcé et réparé en site occupé (!?!) ou (2) Démoli et reconstruit après une étude économique dans laquelle les coûts globaux des deux solutions sont comparés Victor DAVIDOVICI

6 Les niveaux de protection appropriés sont atteints en choisissant pour chacun des états limites, une période de retour relative à l action sismique [EC8-3/2.1-(3)P] Victor DAVIDOVICI

7 Etat-limite de quasi-effondrement (NC) : La structure est fortement endommagée, avec une résistance et une rigidité latérales résiduelles faibles, bien que les éléments verticaux demeurent capables de supporter les charges verticales. La plupart des éléments non-structuraux se sont effondrés et en partie les éléments structuraux. Des déplacements permanents importants sont observés. La structure est proche de l effondrement et ne résisterait vraisemblablement pas à un autre séisme, même d intensité modérée. Il s agit plutôt de l effondrement réel du bâtiment Victor DAVIDOVICI

8 Etat limite de dommages significatifs (SD) : La structure est endommagée de manière significative, avec une certaine résistance et une certaine rigidité latérale résiduelle, les éléments verticaux étant capable de supporter les charges verticales. Les éléments non-structuraux sont endommagés, bien que les cloisons de remplissage n aient pas subi de rupture hors plan. Des déplacements permanents modérés sont observés. La structure peut supporter des répliques d intensité modérée. La réparation de la structure est vraisemblablement non rentable. Victor DAVIDOVICI

9 Etat limite de limitation des dommages (DL) : La structure n est que faiblement endommagée, ses éléments structuraux n ayant pas subi d incursion post-élastique significative et conservant leurs propriétés de résistance et de rigidité. Les éléments non-structuraux, tels que les cloisons et les remplissages, peuvent relever une fissuration répartie, mais la réparation du dommage demeure rentable. Les déplacements permanents sont négligeables. La structure ne requiert aucune mesure de réparation. Victor DAVIDOVICI

10 (NC) : 2475 ans, le spectre correspondant à une probabilité de dépassement de 2% en 50 ans, (SD) : 475 ans, le spectre correspondant à une probabilité de dépassement de 10% en 50 ans, (DL) : 225 ans, le spectre correspondant à une probabilité de dépassement de 20% en 50 ans E Prob (475/pas 225)=0.1/0.2 = 50% 0.2 Pas Prob(2475/pas225)= 0.02/0.2 = 10% Victor DAVIDOVICI

11 Niveaux de performance et comportements d une construction Déplacement limite avant effondrement Sauvegarde de vies Fonctionnalité assurée Fonctionnement des services vitaux V ΔFSV = 2,5 0 /00 / Fe E 500 Effondrement Opérationnel Apparition des dommages q = 1 q min = 1,5 q = 2 à 6 (?) Effort tranchant total à la base Δ FA DL Bâtiments Scolaires Continuité de l occupation IV III II SD Réparable Δ SV Protection des vies I NC Ruine Δ E Classe de bâtiments D Déplacement latéral 1,4 1,2 1 0,8 Coefficients d Importance γ I Victor DAVIDOVICI

12 Site / Sols A Spectres élastiques C/III: PS92 / Spécifiques du site Victor DAVIDOVICI

13 Site Sols A Spectres de calculs C/III: PS92 / Spécifiques du site Accélération (cm/s²) SD : 0,416 g DL : 0,314 g 225 Victor DAVIDOVICI

14 Site Sols B Spectres élastiques C/III : PS92 / spécifiques du site Victor DAVIDOVICI

15 Site Sols B Spectres de calculs C/III : PS92 / spécifiques du site SD : 0,492 g Accélération (cm/s²) DL : 0,371 g 225 Victor DAVIDOVICI

16 Site Sols C Spectres élastiques C/III: PS92 / spécifiques du site

17 Site Sols C Spectres de calcul C/III: PS92 / spécifiques du site SD : 0,545 g Accélération (cm/s²) DL : 0,410 g 225 Victor DAVIDOVICI

18 Site Sols D Spectres élastiques C/III: PS92 / Spécifiques du site

19 Site Sols D Spectres de calcul C/III: PS92 / Spécifiques du site SD : 0,582 g Accélération (cm/s²) DL : 0,439 g Victor DAVIDOVICI

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30 Représentation schématique des ossatures en «Tabourets CM» J.D. Env. 6,00 Env. 6,00 Env. 6,00 Victor DAVIDOVICI

31 R+3 R+2 R+1 RdCh. Victor DAVIDOVICI

32 HYPOTHESES POUR DILLON 1 NOMBRE DE NIVEAUX COMPRIS TOITURE 4 HAUTEUR TOTAL DE LA CONSTRUCTION : 11 mètres HAUTEUR ENTRE NIVEAU (COMPRIS DALLE) : 2,7 mètres LONGUEUR TOTALE (JOINT DE DILATATION NEGLIGE) : 72 mètres LARGEUR TOTALE D UN NIVEAU : 9,2 mètres NOMBRE DE TABOURETS MIS EN OEUVRE : 3 LONGUEUR DE PLANCHER PRISE EN COMPTE 24 mètres EMPRISE DES TABOURETS EN PLAN 10x10 mètres ACIER S275 JR DEPLACEMENT EN TETE DE LA STRUCTURE PROJETEE H/300

33 Env. 6,00

34 3,00 6,00 Victor DAVIDOVICI

35 Largeur Bloc 3,00 8,80 Victor DAVIDOVICI

36 VISUALISATION DE LA MODELISATION D UN TABOURET. Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

37 Représentation en coupe schématique transversale de l ossature CM du «Tabouret» Équilibrage de l action horizontale en butée Reprise du renversement par les pieux de fondations Victor DAVIDOVICI

38 REPRESENTATION EN COUPE SCHEMATIQUE LONGITUDINALE DE L OSSATURE EN TABOURET Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

39 LES OSSATURES TABOURETS EN CHARPENTE METALLIQUE SONT LIAISONNEES AU BATIMENT EXISTANT PAR DES CONNECTEURS CLAVETES DANS LES DALLES EXISTANTES A CHAQUE NIVEAU. Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

40 PROFILES MIS EN OEUVRE HEA340 HEA340 HEA180 HEA200 HEA180 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA340 HEA200 HEA340 HEA180 HEA180 HEA200 HEA180 HEA180 HEA180 HEA180 HEA180 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA180 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA180 HEA180 HEA180 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA200 HEA180 HEA200 HEA200 HEA260 HEA200 HEA260 Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

41 Visualisation des déplacements Date 06/01/08 Déplacements (cm) Noeuds Filaires Surfaciques D D D Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

42 Visualisation des contraintes Date 06/01/08 Contraintes (MPa) Filaires sv Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

43 Actions verticale aux appuis - pieux Date 06/01/08 Efforts (T) Appuis FY Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

44 Actions horizontale aux appuis - pieux Date 06/01/08 Efforts (T) Appuis FX Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

45 JD Victor DAVIDOVICI C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

48 C&E Ingénierie des structures Construction et Environnement

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50 Poteau libre sur toute la hauteur du niveau su niveau Victor DAVIDOVICI

51 0,10 g 0,40 g h = hauteur libre Victor DAVIDOVICI

52 Poteau bloqué sur ¾ de la hauteur du niveau h ¾h ¾h Victor DAVIDOVICI

53 0,10 g 0,40 g 1/4 Renforcement avec TFC 3/4 h = hauteur libre Victor DAVIDOVICI

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61 Annecy 15 juillet 1996 Renforcement après séisme Bâtiment d habitations

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68 Tirants 12T14 x x Tirants 12T14 x x Tirants 12T14 x x Victor DAVIDOVICI

69 Renforcement extérieur par corsetage

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73 Tirants 12T14

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77 Renforcement bâtiment bureaux par voiles extérieurs et précontrainte additionnelle Victor DAVIDOVICI

78 A B C D Victor DAVIDOVICI

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82 Jonction poutres-poteaux en façades

83 Jonction poutres-poteaux en façades Dessin projet Sans échelle Victor DAVIDOVICI

84 Dessin projet à l échelle Jonction poutres-poteaux en façades 4 20 Fissures Victor DAVIDOVICI

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90 25 mm

91 5,00 à 2,50 34,76 0,70 10,78 0,50 0,50 10,78 0,70 Contreventement par voiles disposés aux deux angles du bâtiment et contre-voiles en pignons Victor DAVIDOVICI

92 34,76 0,70 10,78 0,50 0,50 10,78 0, , ,77 3, ,32 3,45 10, ,49 3,83 X Contreventement par voiles disposés aux deux angles du bâtiment et contre-voiles en pignons Victor DAVIDOVICI

93 12,00 Tirants précontraints 3,83 3,45 10,70 3,42 Y Victor DAVIDOVICI Contreventement par voiles disposés aux deux angles du bâtiment et contre-voiles en pignons

94 758 kn 34,76 12, kn Passerelle Contreventement par 2 voiles disposés dans chaque direction Victor DAVIDOVICI

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96 150 variable R x85ht P3 2 18x85ht P2 3 18x85ht 7 18x85ht 8 18x70ht 9 18x85ht 10 18x85ht 11 18x70ht 12 18x85ht ntrevoile B.A. épr. 30cm ton B30 age des ns 4T15 age des ns 4T15 P4 P8 Talon 20x20ht Talon 20x20ht Talon 20x20ht Torons 4T15 Torons 4T15 PLANCHER ALVEOLAIRE Epr. 32cm Torons 4T15 Torons 4T15 Talon 20x20ht Talon 20x20ht Talon 20x20ht 4 18x85ht P7 5 18x85ht P6 6 18x85ht Ancrage des Torons 4T15 Ancrage des Torons 4T15 P1 P Plat carbone Plat carbone Plat carbone Plat carbone Plat carbone Plat carbone Victor DAVIDOVICI

97 Contrevoile B.A. épr. 30cm Béton B ngf ngf Contrevoile B.A. épr. 30cm Béton B30 Fondations existantes conservées Ancrage des Torons 4T15 Ancrage des Torons 4T Ancrage des Torons 4T Fondations existantes conservées ngf ngf ngf Micropieux Ø18 Micropieux Ø Victor DAVIDOVICI

98 ngf ngf Structure existante ngf ngf Fondation existante conservée (à démolir au droit des massifs) Voile B30 Voile B.A. B Ancrage des Torons 4T Contrevoile B.A. épr. 30cm Béton B30 Ancrage des Torons 4T15 Longrine 50x100ht Victor DAVIDOVICI 6 Micropieux Ø18 par massif lg 15m ( à confirmer par les hypothèses du rapport de sol) Massifs d'appuis 120x200x100ht

99 CRINOLINE : Diametre 0.80 m ACCES TOITURE Contrevoile B.A. épr. 30cm Béton B ngf ngf Ancrage des Torons 4T Ancrage des Torons 4T Ancrage des Torons 4T ngf ngf ngf 32 Fondations existantes conservées Fondations existantes conservées Micropieux Ø18 Micropieux Ø Victor DAVIDOVICI

100 Simulations infographiques

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103 Coût de la construction Renforcement par l extérieur Renforcement par l intérieur

104 La Fonderie 1922

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112 «La Fonderie 1922»en 1996

113 Réhabilitation de la «La Fonderie 1922» de Mulhouse PREDIAGNOSTIC / EXAMEN PREALABLE Maître d Ouvrage : Ville de Mulhouse Mandataire : Société d Equipement de la Région Mulhousienne Consultant : Dynamique Concept

114 G F N E D B C J.D. J.D. J.D. A S Victor DAVIDOVICI J.D. J.D. J.D. J.D. Longueur = 125 m Largeur = 54 m Hauteur = 18 m Surface au sol = 1575 m² Silos : Une travée de 105 m. x 12 m

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123 Maitre d ouvrage : Ville de Mulhouse Mandataire : SERM Consultant : Dynamique Concept Architectes : Mongiello-Plisson, Emergence Ingénieur Fluides : ETF Ingénierie Bureau d Etudes : Hagenmuller S.A. Victor DAVIDOVICI

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125 «La Fonderie» Phases APS, APD, DCE

126 Maitre d ouvrage : Ville de Mulhouse Mandataire : SERM Architectes : Mongiello-Plisson, Emergence Ingénierie Générale : Hagenmuller S.A. Consultant : Dynamique Concept Victor Davidovici

127 A B C D E F Victor DAVIDOVICI

128 EFFEL

129 Hercule

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134 Maitre d ouvrage : Ville de Mulhouse Mandataire : SERM Architectes : Mongiello-Plisson, Emergence Ingénierie Générale : Hagenmuller S.A. Consultant : Dynamique Concept Entreprise : EIFFAGE Est

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