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  • EPFL IMACPierino Lestuzzi

    Sisme et vent

    Evaluation de l'effet dterminant, selon le nombre d'tages et la localisation d'un btiment

    Etude de btiments suisses

    Ephrme JobinMaster semestre 3

  • EPFLIMAC Projet de semestre : Sisme et vent : valuation de l'effet dterminant[...] Master Semestre 3M. Pierino Lestuzzi Ephrme Jobin

    Table des matires 1 Introduction....................................................................................................................... 2

    1.1 But............................................................................................................................. 2 2 Cadre de l'tude............................................................................................................... 3

    2.1 Dmarche.................................................................................................................. 3 2.2 Objectif principal........................................................................................................ 3 2.3 Objectifs de travail..................................................................................................... 3 2.4 Limitations................................................................................................................. 4 2.5 Donnes existantes................................................................................................... 4

    3 Bases de calcul................................................................................................................ 4 3.1 Vent........................................................................................................................... 4

    3.1.1 Variables considrer....................................................................................... 5 3.2 Sisme...................................................................................................................... 6

    3.2.1 Btiment............................................................................................................. 6 3.2.2 Sol de fondation................................................................................................. 7 3.2.3 Classe d'ouvrages.............................................................................................. 9 3.2.4 Frquence propre et priode propre................................................................ 10 3.2.5 Ductilit............................................................................................................ 11 3.2.6 Variables considrer..................................................................................... 13

    4 Btiment type................................................................................................................. 14 5 Dcoupage du territoire.................................................................................................. 16

    5.1 Principes ................................................................................................................ 16 5.2 Rsultats du dcoupage.......................................................................................... 16

    6 Calculs et rsultats......................................................................................................... 18 6.1 Btiments existants................................................................................................. 18

    Analyse.................................................................................................................. 20 6.2 Btiments neufs...................................................................................................... 22

    7 Suite des tudes............................................................................................................. 23Autres btiments-types.......................................................................................... 23

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    1 Introduction

    Ce projet de semestre est intitul Vent et sisme : valuation de l'effet dterminant, selon le nombre d'tages et la localisation d'un btiment. Etude de btiments suisses.

    Il s'agit d'un projet de laboratoire informatique, ce qui signifie qu'aucune modlisation physique ne sera construite, mais qu'une srie de calculs va tre effectue l'aide d'un ordinateur.

    1.1 But

    Les btiments sont soumis plusieurs forces horizontales, qu'il faut connatre pour dimensionner les lments de contreventement, tels que les murs de refend et diagonales de contreventement.

    Les forces horizontales principales, selon les normes SIA, sont le vent et le sisme. D'autres forces existent, par exemple la pousse des terres, le choc d'un vhicule ou l'explosion, mais elles ne seront pas traites dans ce projet, car elles n'interviennent que dans des situations particulires.

    Le travail consistera dterminer quel effet entre le vent et le sisme est prpondrant, en fonction des paramtres cits plus bas.Il est utile de connatre l'effet prpondrant dans les situations suivantes :Pour un btiment en projet, la conception, notamment les dtails constructifs permettant la ductilit de la structure, va tre variable selon le rsultat de l'analyse.Pour un btiment existant, l'analyse permettra de dterminer l'urgence d'une remise niveau. Il faut savoir que le cas du sisme tait considr de manire trop faible jusqu' la sortie de la norme SIA 160 en 1989 et que tous les btiments antrieurs devraient subir un contrle.

    Deux domaines interviennent dans la dtermination des forces horizontales : les caractristiques du btiment tudi et le site sur lequel il est construit. Ces paramtres seront varis de manire obtenir une reprsentration cartographique des zones de vent ou de sisme prpondrant, selon le type de btiment, de manire couvrir une srie de cas typiques.

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    2 Cadre de l'tude

    2.1 Dmarche

    2.2 Objectif principal

    Etablir, pour chaque un cas typique de btiment, une carte de Suisse dsignant les zones de vent ou de sisme prpondrant.

    2.3 Objectifs de travail

    Choisir le cas d'un btiment typique. Slectionner pour chaque rgion du territoire les sites reprsentatifs et liminer les

    combinaisons inexistantes. Fournir une feuille de calcul informatique permettant d'obtenir les forces de vent et de

    sisme selon les caractristiques du btiment et du site considrs, permettant l'utilisateur de couvrir les cas non-traits dans les cartes dcrites ci-dessus.

    Comprendre l'utilisation et les limitations des normes SIA concernant le vent et le sisme.

    Dterminer les zones o l'effet prpondrant est clairement tabli.

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    2.4 Limitations

    Les cas traits seront en Suisse, calculs selon les normes SIA.Le travail traitera uniquement des charges, sans se proccuper des rsistances. Par exemple, les questions de construction parasisimique ne seront abordes que pour ce qui a une influence sur les forces horizontales.Les cas exceptionnels ne seront pas traits. Les zones non ou peu construites actuellement, telles que les crtes montagneuses, sont exclues. Il est ncessaire de gnraliser, afin que les donnes soit exploitables de manire simple et large chelle.

    2.5 Donnes existantes

    Projet de semestre par Philippe Schmit : Evolution des sollicitations horizontales pour les btiments en Suisse .

    Normes SIA 260 : Bases pour llaboration des projetsde structures porteuses261 : Action sur les structures porteuses261/1 : Action sur les structures porteuses spcifications complmentaires262 : Construction en bton263 : Construction en acier

    Documentation SIA D 0188 Wind - Kommentar zum Kapitel 6 der Normen SIA 261 und 261/1 (2003) - Einwirkungen auf Tragwerke

    3 Bases de calcul

    Les indications concernant le calcul des forces de vent et de sisme se trouvent pour la plupart dans la norme 261.

    3.1 Vent

    Le calcul est bas sur une action fixe d'intensit variable. La valeur de rfrence de la pression dynamique est multiplie par une srie de coefficients et par l'aire de la faade.

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    3.1.1 Variables considrer

    Variable Unit Description Paramtre (s) Valeurs possiblesCas

    standardqp0 kN/m2 Valeur de

    rfrence de la pression dynamique

    Topographie et vents, selon carte en annexe E. Reprsente la vitesse de pointe de rafales d'une priode de retour de 50 ans.

    0.9, 1.1 ou 1.3

    0.9Variation : +45 %

    ch - Coeffitient du profil de rpartition du vent

    Site (4 possibilits) :Rive lacustreGrande plaineLocalit / milieu ruralZone urbaine tendueHauteur du btiment

    0.75 - 2 1.2Variation :-38%+67%

    cred - Facteur de rduction pour calcul d'ensemble

    Gomtrie, selon abaque 0.7 - 0.9 0.8Variation :13%

    cd - Facteur dynamique

    Gomtrie, rigidit du btiment. Pour les btiments communs, la valeur de 1.0 est admise.

    1.0 1.0

    cf - Facteur de forme

    Gomtrie, selon tableau 0.9 - 1.35 1.0Variation :-10%+35%

    Aref m2 Aire de faade Gomtrieq - Facteur de

    scurit pour charges fixes d'intensit variable

    Pas de variation, donn par SIA 260

    1.5 1.5

    Les possibilits de variation sont multipl