7 Réalisation d’une conception Eurocode 8
7.4 La régularité des bâtiments EC8-1 4.2.3
Selon l’Eurocode 8 les bâtiments peuvent être classés comme réguliers ou irréguliers. Contrairement aux PS92, l’EC8 distingue la régularité en plan et la régularité en élévation. Suivant leur régularité en plan et en élévation, l’EC8 définit le type d’analyse à adopter pour l’étude sismique du bâtiment :
Tableau 58 Conséquences de la régularité de la structure sur l'analyse et le calcul sismique
7.4.1 Régularité en plan
Pour classer un bâtiment comme régulier en plan, l’EC8 exige les conditions suivantes :
- Le bâtiment doit être approximativement symétrique en plan par rapport à ses deux directions principales.
- La raideur en plan des planchers doit être suffisamment importante, comparée à la raideur latérale des éléments verticaux de structure, pour que la déformation du plancher ait peu d’effet sur la distribution des forces entre éléments verticaux de structure.
- La configuration doit être compacte, c'est-à-dire être délimitée pour chaque plancher par un contour polygonal curviligne : la surface comprise entre le plancher et le contour polygonal convexe du plancher doit être inférieur à 5% de la surface du plancher
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- Le rapport entre les dimensions en plan (Lx et Ly) du bâtiment doit être inférieur à 4.
- La répartition des éléments de contreventement de manière régulière dans chaque direction et limitation de l’excentricité structurale permettent de limiter les effets de la torsion et des concentrations de contraintes. Ces phénomènes réduisent la capacité des constructions à absorber l’énergie cinétique des oscillations. A chaque niveau et pour chaque direction, l’excentricité structurale doit être vérifiée. Le phénomène de torsion d’ensemble a lieu lorsque le centre de gravité d’une construction est excentré par rapport au centre de torsion. Prévoir des éléments de contreventement suffisamment rigides à proximité de la périphérie du bâtiment ou utiliser des noyaux par assemblage de voiles permettent de limiter la torsion. En ce sens, l’EC8 définit des critères sur l’excentricité structurale et la rigidité de torsion visant à limiter la torsion d’une construction NF EN 1998-1, §4.2.3.2.(6) :
A chaque niveau et pour chaque direction de calcul x et y, l’excentricité doit vérifier les deux conditions ci-dessous :
e
ox ≤ 0,30⋅ r
xr
x ≥ lse
ox est la distance entre le centre de rigidité et le centre de gravité, mesurée suivant la direction x perpendiculaire à la direction de calcul considérée ;121
r
x est la racine carrée du rapport de la rigidité de torsion à la rigidité latérale dans la direction y («rayon de torsion») ;Á K torsionKÆ
l
s est le rayon de giration massique du plancher en plan (racine carrée du rapport entre le moment d’inertie polaire du plancher en plan par rapport au centre de gravité du plancher et la masse du plancher).Á I massique polaire plancherM plancher
Pour que la méthode simplifiée décrite donne des estimations suffisamment correctes de la position du centre de rigidité CR et des rayons de torsion rx et ry, il faut que la structure respecte deux conditions :
- les systèmes de contreventement soient ininterrompus de la fondation au sommet du bâtiment.
- les déformées des divers contreventements présentent une allure similaire.
Les concentrations de contraintes se produisent quant à elles lorsque la géométrie du bâtiment présente des angles rentrants formés par des retraits où des intersections d’ailes. Ces parties n’oscillant pas en phase avec le reste du bâtiment, ont tendance à se séparer et sont fortement exposées aux sollicitations. Si la configuration de l’ouvrage le nécessite, la disposition de joint parasismique permettra de corriger l’asymétrie d’un bâtiment. Contrairement aux règles PS92, l’EC8 ne préconise pas de dimensions minimales à respecter entre les blocs. Le déplacement de chaque unité doit être calculé et doit vérifier les conditions ci-dessous afin d’éviter l’entrechoquement entre blocs NF EN 1998-1, §4.4.2.7.
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Figure 59 Distances entre blocs
En revanche la création de joint pour des raisons parasismiques reste une solution couteuse. L’Ingénieur devra juger si le recours à cette solution s’adapte à l’économie globale du projet.
7.4.2 La régularité en élévation
Pour classer un bâtiment comme régulier en élévation, l’EC8 exige que les conditions suivantes soient remplies :
- Tous les éléments de contreventement doivent être continus depuis les fondations jusqu’au sommet du bâtiment ou, lorsqu’il existe des retraits à différents niveaux, jusqu’au sommet de la partie considérée du bâtiment.
- La raideur latérale et la masse de chaque niveau doivent demeurer constantes ou sont réduites progressivement, sans changement brutal, entre la base et le sommet du bâtiment considéré. - Dans les bâtiments à ossature, le rapport entre la résistance effective de chaque niveau et la résistance exigée par le calcul ne doit pas varier de manière disproportionnée d’un niveau à l’autre.
- Dans le cas de retraits successifs maintenant une symétrie axiale, le retrait à un niveau quelconque ne doit être supérieur à 20% de la dimension en plan du niveau inférieur dans la direction du retrait.
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Figure 60 Retrait en élévation
- Dans le cas d’un seul retrait situé dans les 15% inférieurs de la hauteur totale du système structurale principal, le retrait ne doit pas être supérieur à 50% de la dimension en plan du niveau inférieur. Dans ce cas, il convient de concevoir la partie inférieure, située à l’intérieur de la projection verticale des étages supérieurs, de manière à résister à au moins 75% de l’effort tranchant horizontal qui agirait à ce niveau dans un bâtiment semblable n’ayant que la largeur réduite.
Figure 61 Retrait en élévation dans la partie basse du bâtiment
- Dans le cas de retrait non symétriques, de chaque côté, la somme des retraits de tous les niveaux ne doit pas être supérieure à 30% de la dimension en plan au premier niveau au-dessus des fondations ou au-dessus du sommet d’un soubassement rigide, et chaque retrait ne doit pas dépasser 10% de la dimension en plan du niveau inférieur.
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