Conception parasismique des bâtiments industriels à ossature métallique. Pierre-Olivier MARTIN. Propriété du CTICM. sommaire

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1 Conception parasismique des bâtiments industriels à ossature métallique Pierre-Olivier MARTIN sommaire

2 Sommaire Préface 5 Introduction 11 Domaine d application Typologies de bâtiments 13 Ossature 15 Fondations 19 Organisation du bâtiment 20 Équipements techniques 20 Réglementation parasismique française 21 Définition du zonage sismique 21 Classification des bâtiments : catégorie d importance 23 Accélérations maximales 24 Influence du sol 24 Spectres de calcul 25 Directions horizontales 25 Direction verticale 26 Fiche A spectres de calcul réglementaires 27 Bâtiments soumis aux exigences de construction parasismique 29 Règles de construction parasismique 31 Éléments non structuraux et équipements 32 Cas particuliers des bâtiments à risque spécial 33 Principes généraux de l Eurocode 8 35 Introduction 35 Notion de base : la ductilité 35 Choix du comportement et du niveau de ductilité 36 Dimensionnement d un bâtiment peu ou pas dissipatif 37 7

3 Conception parasismique des bâtiments industriels à ossature métallique Conséquences sur le dimensionnement d un choix de comportement dissipatif 41 Régularité 41 Prise en compte de la torsion 42 Conception et dimensionnement parasismiques des bâtiments industriels 43 Principes généraux 43 Conception globale du bâtiment 47 Éléments non structuraux et équipements 48 Généralités 48 Cloisons et parois extérieures 49 Autres éléments 53 Pont roulant et chemin de roulement 53 Prise en compte des masses 54 Reprise des charges sismiques dans la direction longitudinale 54 Reprise des charges sismiques dans la direction transversale 57 Assemblages 59 Pieds de poteaux et fondations 59 Reprise des moments fléchissants 59 Reprise des efforts de traction 60 Tiges d ancrage 60 Reprise des efforts tranchants 61 Liaisonnement des fondations 66 Bâtiments industriels à comportement faiblement dissipatif 69 Généralités 69 Prescriptions communes 69 Règles particulières pour la classe de ductilité DCL avec q = 1,5 70 Règles particulières pour la classe de ductilité DCL avec q = 2 70 Règles particulières pour la classe de ductilité DCL avec q = 1 71 Fiche B utilisation de boulons précontraints à serrage contrôlé pour les assemblages boulonnés en construction parasismique 73 Fiche C utilisation de boulons ajustés (plein trou) pour les assemblages boulonnés travaillant en cisaillement en construction parasismique 77 Bâtiments industriels à comportement dissipatif 81 Principes 81 Contreventement par portique 82 Fonctionnement dissipatif 82 Fiche D une structure dissipative ne permet pas une réduction des charges sismiques aux ancrages par magie! 83 8

4 Sommaire Approvisionnement des traverses de portiques 86 Géométrie de la section droite de traverse 86 Déversement de la traverse 87 Conception des assemblages 88 Optimisation de la traverse 91 Effets du second ordre 91 Cas particulier : poutre forte/poteaux faibles 92 Contreventement par triangulation centrée 94 Fonctionnement dissipatif 94 Approvisionnement des diagonales dissipatives 95 Géométrie de la section droite des diagonales 95 Conditions sur l élancement réduit des diagonales 95 Conception des assemblages 96 Méthode simplifiée pour le calcul des actions sismiques 101 Introduction Domaine d application 101 Paramètres 102 Bâtiment 102 Paramètres pour l étude sismique 104 Bilan de masse 104 Masses permanentes 104 Masses liées aux charges variables gravitaires 106 Fiche E fraction des masses liées aux charges d exploitation gravitaires à prendre en compte dans l analyse sismique d un bâtiment 107 Masses pour l analyse sismique 109 Centre de masse 109 Rigidités 110 Rigidités des plans de stabilité verticaux 110 Centre de torsion et rigidité en torsion 112 Rigidité des poutres au vent 112 Fiche F rigidités de systèmes de stabilité courants 113 Régularité du bâtiment 117 Régularité en élévation 117 Régularité en plan 117 Fiche G moments d inertie polaire 119 Principes d analyse et modélisation 122 Analyse modale 123 Accélérations spectrales 124 Fiche H périodes propres pour un bâtiment industriel 125 Actions sismiques 127 Effort tranchant à la base de la structure 127 Moments de torsion 130 Forces équivalentes pour le dimensionnement 132 9

5 Conception parasismique des bâtiments industriels à ossature métallique Calcul des éléments de stabilité du bâtiment 133 Combinaisons de calcul 133 Calcul d un plan vertical de stabilité 134 Calcul de la poutre au vent transversale 136 Calcul d une panne de toiture 137 Calcul du portique de pignon 138 Déplacements relatifs entre pieds de poteaux 140 Calcul des diagonales de poutre au vent longitudinale 141 Calcul du chemin de roulement 141 Références 143 Textes réglementaires 143 Normes 144 Autres documents 145 Sigles 147 Liens internet utiles 147 Annexes 149 Annexe 1 : Installation d une mezzanine dans un bâtiment existant 149 Annexe 2 : Prise en compte d un pont roulant dans l analyse sismique d un bâtiment 153 Annexe 3 : Déplacements relatifs entre points de fondation 157 Annexe 4 : Rigidité minimale du contreventement en toiture pour former un diaphragme horizontal 161 Annexe 5 : Indications pour l analyse sismique d un bâtiment sans poutres au vent longitudinales