MINISTERE DE L'HABITAT

DOCUMENT TECHNIQUE REGLEMENTAIRE DTR B C 2 48

REGLES PARASISMIQUES ALGERIENNES

RPA 99 / VERSION 2003

CENTRE NATIONAL DE RECHERCHE APPLIQUEE EN GENIE-PARASISMIQUE

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COMITE DE REDACTION

PRESIDENT : M. BELAZOUGUI Mohamed Directeur du CGS MEMBRES:

M. AFRA Hamid Chef-de service informatique et analyse des structures au CGS

M. N. O. M AMEUR Boualem Chef-de Dpt Rglementation P. Technique et Reduction du

Risque Sismique (DRS) au CGS M. BELAZOUGUI Mohamed Directeur du CGS

M. N. Mme BOUCHEFA Ouahiba Chef-de Service O. Rglementation

Technique au CGS

M.FARSI Mohamed Chef Dpt Genie Sismique au CGS M. OUAKLI Ahmed Charg de Recherche au CGS M. REMAS Abdelkader Chef-de Service Vulnrabilit au

CGS

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GROUPE DE TRAVAIL SPECIALISE (GTS )

PRESIDENT DHONNEUR : HEDIBI Youcef Directeur de la Recherche et de la Construction au Ministre de

Habitat (DRC) PRESIDENT : . BELAZOUGUI Mohamed Directeur du CGS CO-RAPPORTEURS :

AMEUR Boualem Chef-de Dpt Rglementation Technique et Rduction du

Risque Sismique (DRS) au CGS . BELAZOUGUI Mohamed Directeur du CGS

BOUCHEFA Ouahiba Chef-de service Rglementation

Technique MEMBRES: ADIB Abdelkader Reprsentant du

CTC /CHLEF AFRA Hamid Chef-de service informatique CGS AMEUR Boualem Chef-de Dpt Rglementation

Technique et Reduction du Risque Sismique (DRS) au CGS BAKHTI Mohamed Ministre de lHabitat BAZIZ Makhlouf Ministre de Habitat BEGHDADI Laid USTHB/IGC BELAID Abdelkader Prsident Directeur Gnral du

CTC/SUD BELAZOUGUI Mohamed Directeur du CGS

BOUCHAKOUR Tahar Prsident Directeur General du BEREG

BOUCHEFA Ouahiba Chef-de service Rglementation Technique

CHANTI Amar Reprsentant du CTC - Est DAHMOUCHE Boualem Ministre de Habitat

EL FOUL Djamel Chef-de Dpt Ala sismique et Microzonage CGS

FARSI Mohamed Chef-de Dpt Gnie Parasismique au CGS

HEDIBI Youcef Directeur de la Recherche et de la

Construction au Ministre de l Habitat (DRC)

MENOUAR Mohamed Ministre de Habitat MOHAMED CHERIF Arezki Prsident Directeur Gnral du CTC - Centre

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OUAKLI Ahmed Charg de Recherche au CGS REMAS Abdelkader Chef-de service Vulnrabilit au

CGS RILI Moussa USTHB/IGC SOUISSI Messaoud Reprsentant du CNERIB TAIBI Youcef .Reprsentant du CTC/OUEST

TERCHI Boualem Sous Directeur BATIMETAL YEZLI Lamara Matre de Confrence USTHB/ IGC

CONTRIBUTIONS

Ont galement contribu lenrichissement du document Messieurs : AZZOUZ Prsident Directeur Gnral du CTC /CHLEF, BELHADJ Larbi Reprsentant du CTC /Ouest, CHARIF Abdehamid Universit de Batna ;DJAFOUR Mustapha Universit de Telemcen ; , MVILA Atelier A3 Chlef ; ZERGOUG Kaddour Larbi Reprsentant du CTC /Ouest

HOMMAGE POST-MORTEM

Tous les membres du Groupe de Travail Spcialis ont t profondment peins par la perte de Monsieur YEZLI Lamara Matre de Confrence USTHB/ IGC , dcd accidentellement en Aot 1998, en pleine priode de travail du groupe dont il tait un membre des plus minents .Les collgues tiennent tout particulirement lui rendre ici un hommage hautement mrit pour son apport apprciable au document et son entregent dans les discussions du groupe

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AVANT -PROPOS - PRESENTATION

Le document technique DTR BC 2-48 portant sur les REGLES PARASISMIQUES

ALGERIENNES RPA 99 qui a t approuv par la commission technique permanente pour le contrle technique de la construction ( CTP ) lors de sa runion du 4 Dcembre 1999 se situe dans la continuit des documents prcdents RPA 81 , version 1983 et RPA 88 dont il garde la philosophie originelle . Il constitue en fait une actualisation qui savre ncessaire aprs prs de deux dcennies de pratique riche et diversifie de la part des scientifiques et techniciens nationaux des bureaux dtudes et de contrle , des entreprises et des institutions de formation suprieure .

Cette actualisation tient compte galement des leons tires des rcents sismes survenus en

Algrie tels que ceux de Oued Djer (oct 1988), Tipaza (oct 1989), Mascara (aot 1994) ,ou ltranger, tels que Spitak / Armnie ( 1988),Sanjan / Iran ( 1990),Loma Prita / Californie ( 1989), Northridge /Californie ( 1994), Kob/Japon ( 1995),ou Izmit/Turquie(1999). Cette actualisation a en outre bnfici des grands progrs de la recherche dans ce domaine aussi bien aux niveaux national qu international .

Globalement , les proccupations essentielles qui ont prsid la prsente rvision qui est la

deuxime sont les suivantes : - Prise en compte de lvolution rcente de la rglementation internationale en la matire. - Rponse aux questions et remarques des utilisateurs du RPA. - Valorisation de lexprience acquise dans la pratique du gnie parasismique - Harmonisation du RPA avec les autres DTR complmentaires (CBA, CCM, Maonnerie,

Fondations,...). - Rorganisation du contenu du RPA selon un schma de plus en plus utilis dans les codes

trangers. - Amlioration de la prsentation du RPA en tant quoutil de travail trs utilis.

Les points qui ont t retenus pour rvision se prsentent comme suit :

-. Dfinir de manire plus prcise lobjet du RPA -. Prciser davantage le domaine dapplication du RPA -. Prciser les objectifs et les niveaux de protection parasismique recherchs pour les

diffrentes catgories de constructions qui relvent du domaine dapplication du RPA. -. Dcrire les principes de conception parasismique respecter, pralablement tout calcul

(choix de site, implantation,...). - Revoir les diffrentes classifications (zonage sismique, sites et sols, catgories douvrages). -.. Prciser davantage les critres de rgularit en plan et en lvation des constructions.

Identifier les systmes structuraux en usage courant en Algrie. - Prciser les critres de choix de la mthode de calcul des forces sismiques (mthode statique quivalente, mthode danalyse modale spectrale). - Dcrire la mthode statique quivalente avec les modifications apportes sur les diffrents paramtres. - Dcrire la mthode dynamique modale spectrale. - Dcrire les critres de scurit justifier pour que la structure soit rpute parasismique (systme de contreventement, lments secondaires et lments non structuraux).

- Revoir les dispositions constructives relatives aux constructions en bton arm, en acier et

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en maonnerie porteuse chane.

-..Envisager un nouveau chapitre relatif aux fondations et murs de soutnement (fondations, liqufaction, stabilit des pentes, murs de soutnement).

Un avant-projet de RPA rvis a t ainsi labor et soumis un examen dtaill de la part dun groupe de travail spcialis regroupant des experts de bureaux dtudes, de bureaux de contrle, duniversits, dentreprises et de reprsentants du Ministre. A lissue dune srie de plus de trente runions, le GTS a approuv un document rvis de manire dtaille et comportant dix (10) chapitres et une (01) annexe. Les principaux points ayant fait lobjet dune rvision se prsentent comme suit (liste non exhaustive) : Chapitre I : Gnralits 1. Dfinition des objectifs viss en matire de protection parasismique des constructions. 2. Domaine et conditions dapplication des rgles. Chapitre II : Rgles gnrales de conception Dfinition de plusieurs aspects essentiels relatifs la conception parasismique, ayant un rle primordial dans la vulnrabilit des constructions face aux actions sismiques :

Choix de site et implantation des ouvrages. Investigations gotechniques et fondations. Superstructure, matriaux et procds de construction. Mthodes de calcul et modlisation des structures Chapitre III : Critres de classification Dfinition de plusieurs classifications ncessaires : - La dfinition de la situation sismique tudie - La modlisation et le choix de la mthode de calcul - La dtermination des paramtres de calcul des forces sismiques

1. Zones sismiques : peu de changements, raffectation de certaines communes sur les diffrentes zones sismiques (0 III).

2. Importance des ouvrages : groupe dusage 1 (RPA-88) clat en deux sous-groupes (1A) et (1B).

3. Sites : identification de quatre (4) catgories de sites avec les formes de spectre de rponse associes.

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4. Systmes de contreventement : dfinition dun plus grand nombre des systmes de contreventement des constructions avec les conditions de mise en uvre associes (limitations en hauteur,...).

5. Rgularit des ouvrages : dfinition des critres de rgularit en plan et en lvation pour le choix appropri du modle et de la mthode de calcul utiliser.

Chapitre IV : Rgles de calcul Dfinition des critres de choix de la mthode de calcul et description des deux (2) mthodes retenues par le RPA : - Mthode statique quivalente : seuls les coefficients D et R (coefficient de comportement) ont

t modifis, et introduction dune nouvelle formule empirique pour lestimation de la priode dun ouvrage.

- Mthode dynamique modale spectrale : introduite comme mthode de calcul adopter dans

tous les cas, en particulier dans les situations o la premire mthode ne sapplique pas. Chapitre V : Justification de la scurit Dfinition dune srie de critres satisfaire par les constructions qui relvent du domaine dapplication du RPA pour tre rputes parasismiques : - Rsistance des lments et de leurs liaisons - Ductilit des sections et des lments - Equilibre et stabilit densemble (effet P-) - Rsistance des planchers - Stabilit des fondations - Rsistance et stabilit des lments secondaires et des lments non structuraux - Largeur des joints et dformations relatives dtage. Chapitre VI : Prescriptions complmentaires et lments non structuraux Peu de modifications ont t apportes par rapport au RPA-88 ( Importance de lapplication de ces prescriptions dans le cas des ouvrages des groupes 1A et 1B ). Chapitre VII : Structure en bton arm Nouvelle rdaction plus complte visant lever les ambiguts dinterprtation releves par les utilisateurs des anciennes versions et introduction de nouvelles prescriptions mme de renforcer la ductilit et /ou la scurit .Introduction de la rfrence au CBA 93 Chapitre VIII : Structures en acier - Nouveau chapitre comblant une lacune releve dans les anciennes versions des RPA. - Rfrence au nouveau DTR CCM-97 (approche aux tats limites) Chapitre IX : Structures en maonnerie porteuse chane

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- Nouvelle rdaction (sous forme de chapitre )dveloppant lancienne annexe du RPA-88 et visant promouvoir lutilisation en zone sismique de ce systme constructif des plus intressants pour lAlgrie Chapitre X : Fondations et murs de soutnement - Nouveau chapitre portant sur un certain nombre de points tels que :

Liqufaction des sols Stabilit des pentes Murs de soutnement et murs priphriques en sous-sol Fondations superficielles et profondes Annexe 1. : Rpartition des communes sur les diffrentes zones sismiques identifies. Comme suite ce travail de rvision ayant dbouch sur la version RPA 99 , Il a t dcid dlaborer deux documents daccompagnement intituls : - Document Commentaires du RPA-99 regroupant les commentaires, remarques

dveloppements, schmas et une synthse des avis dvelopps lors des travaux du GTS, pour une meilleure interprtation des dispositions rglementaires.

- Document Exemples du RPA-99 regroupant un certain nombre dexemples de calculs

dtaills de structures avec le RPA-99. En conclusion ,on peut dire que lexprience vcue aussi bien au cours de llaboration de lavant-projet que durant les sances de travail du GTS a t trs enrichissante pour les uns et les autres. Les dbats entre les membres du GTS taient souvent trs passionns. Chacun dentre eux tait conscient de limportance des problmes poss et des consquences des dcisions prendre. En particulier, la problmatique scurit/cots a t un souci constant tout au long des travaux pour les membres du GTS appels trancher. Le document final (RPA-99) issu de ces travaux est plus riche et permet daborder des situations sismiques de projets plus varis et plus complexes. En ce sens, il constitue une nette avance dans la rglementation parasismique nationale. Ceci dit , le travail dtude et de rflexion se poursuit naturellement et en permanence , tant au niveau des structures du CGS que des groupes de travail spcialiss composs de professionnels du domaine , pour aboutir , au travers dactualisations successives , assurer une scurit des constructions de mieux en mieux matrise , des conditions conomiques acceptables ,des proccupations auxquelles le ministre de lhabitat est particulirement attentif.

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TABLE DE MATIERE CHAPITRE I. - GNRALITS 1.1. - Objet 1.2. Objectifs 1.3. - Domaine dapplication ( voir modificatifs et complments aux RPA 99) 1.4. - Conditions dapplication 1.5. - Dfinitions et notation 1.5.1. - Dfinitions 1.5.2. - Notations CHAPITRE II. - RGLES GNRALES DE CONCEPTION 2.1. - Choix du site 2.2. - Reconnaissance et tudes de sol ( voir modificatifs et complments aux RPA 99) 2.3. - Implantation des ouvrages (voir modificatifs et complments aux RPA 99) 2.4. - Infrastructure et fondation 2.5. Superstructure 2.5.1. Rgularit 2.5.2. - Joints 2.5.3. - Matriaux et techniques de construction 2.5.4. - Systmes structurels 2.5.5. Ductilit 2.5.6. - Elments non structuraux 2.6. - Modlisation et mthodes de calcul CHAPITRE III. - CRITRES DE CLASSIFICATION 3.1 Classification des zones sismiques (voir modificatifs et complments aux RPA 99) 3.2 Classification des ouvrages selon leur importance 3.3 Classification des sites 3.31 Catgories et Critres de classification 3.32. Classement du site selon la disponibilit des essais

3.3.3 Cas d'absence dessais (voir modificatifs et complments aux RPA 99) 3.3 4 Conditions de site ncessitant des investigations approfondies

3.4 Classification des systmes de contreventement (voir modificatifs et complments aux RPA 99)

3.5 Classification des ouvrages selon leur configuration CHAPITRE IV. - RGLES DE CALCUL 4.1Choix de la mthode de calcul 4.1.1 Mthodes utilisables 4.1.2 Conditions dapplication de la mthode statique quivalente 4.1.3 Mthodes dynamiques 4.2 Mthode statique quivalent

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4.2.1 Principe 4.2.2 Modlisation 4.2.3 Calcul de la force sismique totale (voir modificatifs et complments aux RPA 99) 4.2.4 Dtermination de la priode fondamentale de la structure 4.2.5 Distribution de la rsultante des forces sismiques selon la hauteur 4.2.6 Distribution horizontale des forces sismiques 4.2.7 Effet de la torsion daxe vertical 4.3 Mthode dynamique modale spectrale 4.3.1 Principe 4.3.2 Modlisation 4.3.3 Spectre de rponse de calcul 4.3.4 Nombre de modes considrer 4.3.5 Combinaison des rponses modales 4.3.6 Rsultante des forces sismiques de calcul 4.37 Effets de la torsion accidentelle 4.4 Prescriptions communes aux mthodes statique et dynamique

4.41 Stabilit au renversement 4.42 Composante verticale de laction sismique

4.43 Calcul des dplacements CHAPITRE V. - JUSTIFICATION DE LA SCURIT 5.1 Gnralits 5.2 Combinaisons daction 5.3 Justification vis vis de la rsistance 5.4 Justification vis vis de la ductilit 5.5 Justification vis vis de lquilibre densemble 5.6 Justification vis vis de la rsistance des planchers 5.7 Justification de la stabilit des fondations 5.8 Justification de la largeur des joints sismiques 5.9 Justification vis vis de leffet P- 5.10 Justification vis vis des dformations CHAPITRE VI. - PRESCRIPTIONS COMPLEMENTAIRES ET ELEMENTS NON-

STRUCTURAUX 6.1 prescriptions complmentaires

6.1.1 Compatibilit des dplacements 6.1.2 Elments rigides adjacents 6.1.3. Diaphragmes

6.2 Elments non structuraux 6.21 Dfinition 6.2 2 Exigences de Comportement 6.2.3 Force horizontale FP agissant sur les lments non structuraux 6.2.4 Elments extrieurs

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CHAPITRE VII - STRUCTURES EN BETON ARME 7.1 Gnralits

7.1.1 Objet 7.1.2.Elments principaux - Elments secondaires 7.1.3 Dfinitions et conventions Notations

7.2 Spcifications concernant les matriaux 7.2.1 Bton (voir modificatifs et complments aux RPA 99) 7.2.2 Aciers

7.3 Conception et vrifications 7.3.1 Coefficients de comportement 7.3.2 Vrification de scurit des lments principaux

7.4. Spcifications pour les poteaux 7.4.1. Coffrage (voir modificatifs et complments aux RPA 99) 7.4.2 Ferraillage 7.4.3 Vrifications spcifiques

7.5. Spcifications pour les poutres 7.5.1 Coffrage : 7.5.2 Ferraillage

7.6 Spcifications pour les nuds poteaux-poutres 7.6.1 Dispositions constructives 7.6.2 Dimensionnement du noeud vis--vis des moments flchissants

7.7 Murs et voiles de contreventement 7.7.1 Coffrage : 7.7.2. Contraintes limites de cisaillement dans les linteaux et les trumeaux 7.7.3. Ferraillages des linteaux 7.7.4 Ferraillages des trumeaux :

7.8 Dispositions propres aux dalles et diaphragmes 7.9. Elments d'infrastructure : 7.10 Dispositions propres aux lments secondaires CHAPITRE VIII : CHARPENTES EN ACIER 8.1-. Gnralits 8.1.1. Conditions dapplication 8.1.2 Principe de cohrence ( vent/sisme) 8 1.3. Mthodes danalyse 8.1.4. Notation et dfinitions 8.2. Portiques autostables ductiles 8.2.1 Principes gnraux 8.2.2 Matriaux :Aciers de construction 8.2.3 Sections transversales 8.2.4 assemblages 8.3 Cadres autostables ordinaires 8.4. Pales triangules 8.4.1. Principes gnraux 8.4.2. Pales triangules concentriques 8.4.3. Forces de calcul des barres et assemblages

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CHAPITRE IX : CONSTRUCTIONS EN MAONNERIE PORTEUSE CHAINE 9.1 Principes architecturaux et concepts structuraux 9.1.1 Objet 9.1.2 Conception 9.1.3 Dimensions en plan, hauteur du btiment et nombre de niveaux 73 9.1.4 Rpartition et densit des murs 9.1.5 Les ouvertures 9.2 Matriaux 9.21 Gnralits.

9.22 Spcifications concernant les matriaux 9.3 Systme de construction en maonnerie porteuse chane 9.31 Principe 9.32 Les lments structuraux principaux 9.33 Chanages horizontaux 9.34 Chanages verticaux 9.35Nuds des chanages 9.3.6 Planchers 9.37Encadrements des baies et ouvertures 9.4 Calculs et vrifications des lments structuraux principaux 9.4.1. Sollicitations agissantes 9.4.2. Sollicitations rsistantes 9.4.3. Principes de calcul

CHAPITRE X : FONDATIONS ET MURS DE SOUTENEMENT

10.1. Fondations 10.1.1. Solidarisation des points dappui 10.1.2. Voile priphrique 10.1.3. Dispositions constructives 10.1.4. Vrification de la capacit portante 10.15 Vrification de la stabilit au renversement 10.2. Liqufaction des sols 10.3. Stabilit des pentes 10.4. Murs de soutnement

ANNEXE I (voir modificatifs et complments aux RPA 99) MODIFICATIFS ET COMPLEMENTS AUX RPA 99

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CHAPITRE I - GNRALITS

1.1. - OBJET Le prsent document technique rglementaire fixe les rgles de conception et de calcul des constructions en zones sismiques. 1.2. - OBJECTIFS Les prsentes rgles visent assurer une protection acceptable des vies humaines et des constructions vis vis des effets des actions sismiques par une conception et un dimensionnement appropris Pour des ouvrages courants, les objectifs ainsi viss consistent doter la structure : - dune rigidit et dune rsistance suffisante pour limiter les dommages non structuraux et viter les dommages structuraux par un comportement essentiellement lastique de la structure face un sisme modr, relativement frquent. - dune ductilit et dune capacit de dissipation dnergie adquates pour permettre la structure de subir des dplacements inlastiques avec des dommages limits et sans effondrement, ni perte de stabilit, face un sisme majeur, plus rare. Pour certains ouvrages importants, la protection vise est encore plus svre puisquil faudra que louvrage puisse demeurer oprationnel immdiatement aprs un sisme majeur. 1.3. - DOMAINE DAPPLICATION ( VOIR MODIFICATIFS ET COMPLEMENTS

AUX RPA 99) Les prsentes rgles sont applicables toutes les constructions courantes. Par contre, elles ne sont pas directement applicables aux constructions telles que: - constructions et installations pour lesquelles les consquences dun dommage mme lger peuvent tre dune exceptionnelle gravit: centrales nuclaires, installations GNL, installations de fabrication et de stockage des produits inflammables, explosifs, toxiques, ou polluants.. - ouvrages dart (barrages, ouvrages maritimes, ponts, tunnels,...). - rseaux et ouvrages enterrs. Pour ces types de constructions, il y a lieu de se rfrer des rgles ou recommandations spcifiques Par ailleurs les dispositions du prsent rglement ne sappliquent pas en zone de sismicit ngligeable de la classification des zones sismiques ( cf 3.1 )

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1.4. - CONDITIONS DAPPLICATION Les constructions auxquelles sappliquent les prsentes rgles doivent satisfaire concomitamment aux rgles de conception, de calcul et dexcution applicables Par ailleurs, au cas o les sollicitations issues dun calcul aux effets du vent sont plus dfavorables, ce sont ces dernires quil y a lieu de prendre en considration pour la vrification de la rsistance et de la stabilit de louvrage, mais, en mme temps, les dispositions constructives des rgles RPA doivent tre respectes. Lapplication rationnelle et efficace des prsentes rgles suppose une coopration et une coordination troite entre les diffrents intervenants chaque stade de la conception et de la ralisation du projet. 1.5. DFINITIONS ET NOTATIONS 1.51Dfinitions

1 Constructions courantes :Toute construction dont la ruine ou les dommages ne peuvent avoir de consquences sur lenvironnement (hormis les abords immdiats) 2 Dformation lastique :Dformation rversible qui disparat aprs suppression des charges qui lont provoqu

3 Dformation post- lastique :Dformation irrversible dlments raliss en matriaux ductiles ( accompagne de dissipation dnergie ) aprs dpassement de la limite dlasticit.

4 Diaphragme : Elment horizontal (plancher) ou vertical ( remplissage solidaire dossature

mtallique )conu pour rsister aux forces qui agissent dans son plan et les transmettre aux lments de contreventement 5 Ductilit : Capacit dun matriau , dune section , dun lment ou dune structure de subir avant rupture des dformations irrversibles sans perte significative de rsistance sous sollicitations alternes . 6 Elments non-structuraux :Elments nayant pas de fonction porteuse ou de contreventement( cloisons, acrotres , auvents) 7 Elments structuraux :Elment principaux : lment porteur faisant partie du systme de contreventement ( poutres ,poteaux , planchers, voiles , mur ...)

Elments secondaires : lment porteur ne faisant pas partie du systme de contreventement ( poteaux , murs....) 8 Faille active : Fracture de lcorce terrestre sur laquelle un glissement sest produit une priode gologique rcente .Elle constitue ainsi , une source sismique qui peut engendrer un futur sisme . 9 Instabilit lastique : Instabilit de forme dun lment de structure due son lasticit et son manque de rigidit latrale .Elle peut se produire par flambage , dversement , cloquage ,

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voilement dlment ou de parois lancs, comprims et/ou cisaills ( poteaux , poutres , voiles , barre de contreventement ;, me de poutre, ...) 10Liqufaction dun sol : Perte momentane de capacit portante de certains sols sableux saturs ;transforms en fluide dense sous leffet des secousses sismiques 11 Mthode statique quivalente : Analyse statique dune structure sous leffet dun systme de forces statiques quivalantes celui de laction sismique 12 Mthode dynamique modale spectrale: Analyse dynamique dune structure sous leffet dun sisme reprsent par un spectre de rponse 13 Mur de contreventement :Elment identique au voile ralis en maonnerie chane 14 Ossature :Structure dont les lments verticaux sont constitus de poteaux par opposition aux murs et voiles 15Ossature auto stable :Ensemble tridimensionnel de poutres et de poteaux lis rigidement et capable de reprendre la totalit des forces verticales et horizontales 16 Ossature contrevente :Structure constitue de poutres et de poteaux ou de portique capable de reprendre les charges verticales et de voiles , murs ou pales triangules qui reprennent une partie ou la totalit des charges horizontales 17Pales de stabilit triangule :Structure de contreventement en treillis dont les lments sont soumis des efforts axiaux 18Portiques (cadres rigides ) : Structure compose de poteaux et de poutres rigidement lis 19 Protection parasismique :Niveau minimal de protection sismique accord un ouvrage en fonction de sa dstination avant et aprs un sisme ou de son importance stratgique vis vis des objectifs de scurit et des cots fixs par la collectivit 20 Rupture de ductilit :Rupture prcde de dformations irrversibles installes la diffrence dune rupture fragile qui est soudaine et quasi-instantane 21 Rotule plastique : Zone dun lment de structure ( poutres ,poteaux , voiles,.) subissant des dformations irrversible et capables de dissiper de lnergie sous sollicitations alternes .Au del dun seuil ,de sollicitation , elle se comporte comme une articulation autorisant la rotation des autres parties de llment. 22 Sisme modr :Evnement sismique rela tivement frquent comparativement la dure de vie utile de la construction .Les dommage non-structuraux doiventtre limits un cot de rparation acceptable . 23 Sisme majeur :Evnement sismique relativement rare comparativement la dure de vie utile de la construction .Les dommage non-structuraux doiventtre limits et tout effondrement partiel ou total vit un cot de rparation acceptable . 24 Site :Terrain dimplantation retenu pour la construction , caractris par un

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ensemble de conditions gologiques , hydrogologiques , topographiques et gotechniques 25 Spectre de rponse : Courbes permettant dvaluer la rponse dun btiment un sisme pass ou futur 26 Stabilit densemble :Capacit dun structure conserver sa gomtrie et sa position (non glissement , non renversement ) sous laction des charges . Elle est obtenue par les liaisons des divers lments conscutifs , par le contreventement et lancrage au sol et requiert que la stabilit de forme et de rsistance des lments soient assurs 27 Stabilit de forme ;Capacit dune structure ou de lun des lments conserver sa forme sous laction des charges .Linstabilit de forme due au manque de rigidit se produit pour des lments lancs ou des parois minces par flambage , cloquage , dversement avant que la rsistance de leur matriau soit puise.

28 Structure dissipative : Structure capable de dissiper de lnergie grce des dformations post-lastiques loin de sollicitations rptes

29 Systme de contreventement : Ensemble dlments de construction assurant la rigidit et la stabilit vis vis des forces horizontales engendres par le vent ou le sisme . 30 Voile de contreventement : Elment porteur rigide en bton- arm destin transmettre les charges latrales dans les fondations 31 Zone critique : Rgion dune structure o sont concentres principalement les sollicitations dorigine sismique, elle peut tre dissipative ou fragile 32 Zone dissipative :Rgion dune structure dissipative o est localise sa capacit dissiper de lnergie 33 Zone sismique :Partie du territoire national dont les limites sont dtermines en fonction de lala sismique

1.52 Notations A : Coefficient dacclration de zone (%) (4-1, 6-2,6-3 ) B,Bm, Bi : Largeur du btiment la base , en tte , ltage i (m) Cp : Facteur de force horizontale ( 6-3) CT: Coefficient de priode ( 4-6) D : Facteur damplification dynamique moyen ( 4-1, 4-2) E : Rponse totale 4-16 , action sismique (5-1, 5-2 ,5-3 ) E i :Rponse du mode i ( 4-16) Fi Fn : Forces horizontales appliques aux niveaux i et n ( 4-11 , 6-1 ) Ft : Partie de leffort tranchant la base , applique au niveau n en plus de F n ( 4-10 , 6-1) Fv :Force sismique verticale applique aux portes faux ( 4-18 ) Fp :Force horizontale agissant sur un lment non structural ( 6-3 ) Fpk :Force horizontale applique un diagramme au niveau k ( 6-1 ) G : Action des charges permanentes ( 5-1, 5-2, 5-3 ) ( KN) L : Longueur de btiment , dimension de plancher perpendiculaire la direction de laction

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sismique ( m) Lx ,Ly: Largeur et longueur de btiment dans la direction x ou y Pk : Poids total de la structure et des charges dexploitation associs au dessus du niveau k (5-6) Pq : Pnalit a retenir dans la dtermination du coefficient Q (4-4) Q : Facteur de qualit (4-4) ; action des charges dexploitation ( 5-1, 5-2, 5-3 ) R : Coefficient de comportement (4-1) Rd : Sollicitation rsistante de calcul de llment (5-4) Sa /g : Acclration spectrale (4-13) Sd : Sollicitation agissante de calcul de llment (5-4) Si ( i=1,2,3,4) : Symboles dsignant les diffrentes catgories de site T : Priode fondamentale de la structure (4-6,4-7,4-8,4-9 ) (sec) T1 T2 : Priode caractristiques associes la catgorie de site (4-13) (sec) Ti,j,k :Priode des modes i , j , k (sec) V : force sismique totale applique la base de la structure (2-1) ( KN) Vk : Effort tranchant au niveau k ( 4-12 , 5-6 ) Vt : force sismique totale( combinaison des valeurs modales ) W : poids total de la structure (4-5) Wi : poids sismique au niveau i (4-5, 4-8 , 4-11 , 6-11) Wp : poids de llment non-structural considr ( 6-3) Wpk : poids du diaphragme et des lments tributaires au niveau k ( 6-1,6-2 ) d min : Largeur minimale dun joint sismique (5-5) e x , e y : Excentricits de la charge sismique dans les directions x et y f : Forces horizontales ( 4-8) g : Acclration de la pesanteur ( 4-13) h i, h j , h n : Hauteurs des niveaux i , j et n l x, l y , ou l 1, l 2 : Largeur des dcrochements en plan r : Rapport des priodes de deux modes i et j (4-15) : Coefficient de pondration (4-5) i : Flche horizontale due f i (4-8) k : Dplacement horizontal au niveau k (4-19) ek : Dplacement horizontal du aux forces Fi (4-19) N: Dplacement horizontal au sommet de la structure , niveau n (4-9) k Dplacement horizontal relatif au niveau k par rapport au niveau k-i (4-20) , i, j : Pourcentage damortissement critique global , relatif aux modes i et j (4-3, 4-15 ) : Facteur de correction damortissement (4-3) : Facteur dinstabilit (5-6)

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CHAPITRE II. - RGLES GNRALES DE CONCEPTION 2.1 CHOIX DU SITE

Pour le choix du site, une attention particulire doit tre porte aux conditions dfavorables ou pnalisantes suivantes :

prsence de failles reconnues actives zones suspectes de liqufaction terrains instables :

- Pentes instables, abords de falaises, rives et berges sujettes affouillement - Terrains tassants, gorgs deau, mal drains ou inondables - Terrains susceptibles de seffondrer sous leffet des secousses - Prsence de cavits souterraines - Prsence de remblais non compacts

topographie superficielle accidente : - Crtes, pitons rocheux - Bords de valles encaisses - Abords de changements de pente importants

prsence dalluvions dpaisseur variable en pied de pente ou dpaisseur importante en milieu de valles ( susceptible damplification ). prsence de formations gologiques diffrentes

Le choix dfinitif du site sera arrt sur la base des rsultats dinvestigations dont limportance sera en rapport avec celle de louvrage projet. Le type et limportance de ces investigations pourront tre utilement orients par les rsultats dtudes de microzonage sismique l o elles existent.

2.2. RECONNAISSANCES ET TUDES DE SOL ( VOIR MODIFICATIFS ET

COMPLEMENTS AUX RPA 99) Les reconnaissances et tudes de sol sont obligatoires pour les ouvrages dimportance moyenne ou plus, implants en zones de sismicit moyenne leve. Ces tudes sont en principe les mmes que dans le cas des situations non sismiques mais doivent en outre, permettre de classer le site et de dtecter les zones liqufiables et / ou instables. Des reconnaissances et tudes complmentaires peuvent savrer ncessaires en prsence notamment de zones liqufiables ou instables ainsi que pour la prise en compte ventuelle des proprits dynamiques des sols dans les calculs

2.3 IMPLANTATION DES OUVRAGES ( VOIR MODIFICATIFS ET COMPLEMENTS

AUX RPA 99) Lors de limplantation des ouvrages, il faudrait : - viter absolument la proximit immdiate dune faille reconnue active pour les ouvrages

importants et ceux dimportance vitale. Si le trac de la faille a t localis lissue dune tude de site pralable, les ouvrages dimportance moyenne doivent faire lobjet dun niveau de protection plus lev et tre implants en dehors dune bande de 100 m de large minimum de part et dautre de la trace de la faille .Pour les ouvrages dimportance faible,

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la largeur de la bande neutraliser est ramene 50 m, de part et dautre de la faille- viter autant que possible, les terrains instables et les terrains topographie accidente.

- viter les sols liqufiables, les sols fortement fracturs, les sols faiblement ciments et les zones de remblais.

Il est par ailleurs recommand de : - prfrer les sols rocheux et les sols fermes aux sols meubles, de faible portance et

donnant lieu des tassements excessifs et irrguliers. - veiller ce que la couche dappui des fondations soit suffisamment paisse et quelle ne

repose pas elle-mme sur une couche instable. - implanter autant que possible, les btiments levs sur des sites rocheux ou sites de sols

fermes de faible paisseur et les btiments bas sur des sites de sols fermes ou meubles relativement pais et ce pour viter les phnomnes de rsonance.

- opter de prfrence pour plusieurs blocs de btiments sur plates-formes horizontales lors de limplantation dun programme important de constructions sur un terrain en pente. La pente des talus dont la stabilit reste vrifier ne doit pas dpasser 2/3.

- implanter un ouvrage dun mme ct dune discontinuit telle que fracture, contact de formations gologiques diffrentes, changement brusque de pente, sinon le scinder par des joints en blocs distincts, implants de part et dautre de la discontinuit.

2.4. INFRASTRUCTURE ET FONDATIONS

Linfrastructure, constitue des lments structuraux des sous-sols ventuels et le systme de fondations doivent former un ensemble rsistant et rigide, prenant, si possible, appui un minimum de profondeur sur des formations en place compactes et homognes, hors deau de prfrence. En outre, cet ensemble devra tre capable de transmettre les charges sismiques horizontales en plus des charges verticales, de limiter les tassements diffrentiels et dempcher les dplacements horizontaux relatifs des points dappui par solidarisation au moyen de longrines ou autre dispositif quivalent. Les fondations sur remblais ou sols reconstitus ne sont pas admises, sauf justifications spciales. Le systme de fondation doit tre homogne (semelles superficielles, radier, pieux ) avec un seul mode de fondation par bloc de construction, dlimit par des joints. Il doit autant que possible constituer une assise horizontale unique sur toute lemprise du bloc.

2.5 SUPERSTRUCTRE 2.5.1. Rgularit

Pour offrir une meilleure rsistance aux sismes, les ouvrages doivent de prfrence avoir, dune part des formes simples, dautre part, une distribution aussi rgulire que possible des masses et des rigidits tant en plan quen lvation. Le but recherch est dassurer la meilleure rpartition possible des sollicitations travers la structure de faon faire participer tous les lments labsorption et la dissipation de lnergie dveloppe par laction sismique.

2.5.2. Joints La disposition des joints sismiques peut concider avec les joints de dilatation ou de rupture. Ils doivent assurer lindpendance complte des blocs quils dlimitent et empcher leur entrechoquement.

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En cas de sol de fondation homogne, il nest pas ncessaire de les poursuivre en fondation. Les joints doivent tre plans, sans dcrochement et dbarrasss de tout matriau ou corps tranger. Ils sont disposs de faon :

- A limiter des longueurs de btiments trop importantes - A sparer les blocs de btiments ou ouvrages accols de gomtrie et /ou de rigidits et

de masses ingales. - A simplifier les formes en plan de btiments prsentant des configurations complexes

(forme en T, U, L, H,...). - 2.5.3. MATRIAUX ET TECHNIQUES DE CONSTRUCTION

Les prsentes rgles concernent essentiellement les structures ralises, avec les matriaux suivants :

aciers de construction bton arm maonneries diverses (briques, blocs de bton, pierre ) convenablement chanes

horizontalement et verticalement par des lments en bton arm couls en place. Le comportement des matriaux aux sismes ne peut-tre dissoci du type de structure quils constituent :

les matriaux avec un rapport rsistance/masse volumique tel que celui de lacier permettent de raliser des structures lgres, rsistantes et conomiques.

la rigidit des matriaux permet de limiter les problmes de stabilit de forme. la ductilit est la capacit des matriaux se dformer plastiquement lors defforts levs

sans diminution significative de la rsistance pendant plusieurs cycles de chargement. lacier et le bton arm convenablement ferraill ont une bonne ductilit.

lemploi de matriaux fragiles dont les rsistances en traction et en cisaillement sont faibles (bton non arm, maonnerie non chane), est proscrire pour la ralisation des lments de contreventement. Ils peuvent tre utiliss par contre, pour certains lments non structuraux, aprs avoir vrifi que leur comportement est compatible avec les dformations de la structure sollicite ou en leur associant des matriaux capables de remdier leurs insuffisances en matire de rsistance.

les assemblages qui assurent la transmission des efforts entre les lments constructifs, garantissant ainsi la continuit mcanique de la structure doivent tre raliss en acier ou en bton arm coul en place.

lutilisation de la prcontrainte pour les lments de contreventement est interdite en zone sismique. Par contre, lutilisation dlments secondaires isostatiques en bton prcontraint tels que pannes, poutrelles de plancher, prdalles est permise.

les structures prfabriques doivent :

- satisfaire aux conditions gnrales de conception, de calcul, et dexcution -faire lobjet dagrments prcisant les conditions dutilisation en zones sismiques

2.5.4 SYSTMES STRUCTURELS

Les ouvrages doivent en gnral comporter des contreventements dans au moins les deux directions horizontales. Ces contreventements doivent tre disposs de faon :

- Reprendre une charge verticale suffisante pour assurer leur stabilit

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- Assurer une transmission directe des forces aux fondations - Minimiser les effets de torsion

Les lments de contreventement devraient prsenter une configuration rgulire et former un systme continu et cohrent aussi monolithique que possible. Par ailleurs, ce systme doit tre suffisamment redondant de faon assurer une marge importante entre la limite dlasticit et le seuil de rupture de la structure. Une attention particulire doit tre accorde ltude et la ralisation de tous les assemblages, en tenant compte des consquences que peut avoir toute dfaillance ce niveau sur le comportement de la structure. 2.5.5. DUCTILIT La structure et ses lments doivent avoir une ductilit suffisante pour pouvoir dissiper une grande part de lnergie induite par le mouvement sismique et conserver leur rsistance de calcul sous dformations imposes. Le dveloppement des rotules plastiques devrait se faire, en dehors des noeuds, de prfrence dans les lments horizontaux (poutres, linteaux) plutt que verticaux (poteaux, voile..) de faon ne remettre en cause ni le cheminement des forces verticales, ni la stabilit de la structure et/ou de ses lments porteurs. Quant aux lments porteurs qui ne participent pas au contreventement ils doivent pouvoir conserver leur capacit portante sous leffet des dformations imposes. 2.5.6. LMENTS NON-STRUCTURAUX En plus de ltude du systme structurel, il y a lieu de tenir compte de la prsence dlments non-structuraux qui peuvent modifier considrablement le comportement de la structure et donner lieu des dsordres importants (cf. 6.2). 2.6. MODLISATION ET MTHODES DE CALCUL Le choix des mthodes de calcul et la modlisation de la structure doivent avoir pour objectif de reproduire au mieux le comportement rel de louvrage. Dans le cas des ouvrages qui relvent du prsent rglement, il est admis que les structures soumises une action sismique puissent subir des dformations dans le domaine post-lastique. Il est fait alors recours des mthodes de calcul linaire quivalent, utilisant un modle lastique de la structure o laction sismique est introduite sous forme de spectre de rponse. Un coefficient de comportement unique associ la structure permet alors :

- de dterminer les efforts de dimensionnement de la structure - destimer les dformations inlastiques subies par la structure pour la vrification des

critres dendommagement. Dautres mthodes de calcul plus labores peuvent ventuellement tre utilises, sous rserve de justification scientifique approprie.

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CHAPITRE III - CRITRES DE CLASSIFICATION

Le prsent chapitre expose un ensemble de classifications ncessaires la dfinition de la situation sismique tudie et au choix de la mthode et des paramtres de calcul des forces sismiques.

3.1. - CLASSIFICATION DES ZONES SISMIQUES ( VOIR MODIFICATIFS ET COMPLEMENTS AUX RPA 99)

Le territoire national est divis en quatre (04) zones de sismicit croissante, dfinies sur la carte des zones de sismicit et le tableau associ qui prcise cette rpartition par wilaya et par commune, soit :

Zone O : sismicit ngligeable Zone I : sismicit faible Zone II : sismicit moyenne Zone III : sismicit leve

La figure 3.1 reprsente la carte des zones sismiques de l'Algrie et le zonage global des diffrentes wilayas. L'annexe I donne la classification sismique par wilaya et par commune lorsque la wilaya est partage entre deux zones sismiques diffrentes 3.2. - CLASSIFICATION DES OUVRAGES SELON LEUR IMPORTANCE

Le niveau minimal de protection sismique accord un ouvrage dpend de sa destination et de son importance vis vis des objectifs de protection fixs par la collectivit.

Les listes dcrites ci-dessous sont ncessairement incompltes. Cependant, elles permettent dillustrer cette classification qui vise protger les personnes, puis les biens conomiques et culturels de la communaut. Cette classification prconise des seuils minima de protection quun matre douvrage peut modifier uniquement en surclassant louvrage pour une protection accrue, compte tenu de la nature et de la destination de louvrage vis vis des objectifs viss. Tout ouvrage qui relve du domaine dapplication des prsentes rgles doit tre class dans lun des quatre (04 ) groupes dfinis ci-aprs :

Groupe 1A : Ouvrages dimportance vitale

- Ouvrages vitaux qui doivent demeurer oprationnels aprs un sisme majeur pour les besoins de la survie de la rgion, de la scurit publique et de la dfense nationale, soit: Btiments abritant les centres de dcisions stratgiques Btiments abritant le personnel et le matriel de secours et (ou) de dfense nationale

ayant un caractre oprationnel tels que casernes de pompiers, de police ou militaires, parcs dengins et de vhicules dintervention durgence et de secours

Btiments des tablissements publics de sant tels que les hpitaux et centres dots de services des urgences, de chirurgie et dobsttrique.

23

24

25

Btiments des tablissements publics de communications tels que les centres de

tlcommunications, de diffusion et de rception de linformation (radio et tlvision), des relais hertziens, des tours de contrle des aroports et contrle de la circulation arienne.

Btiments de production et de stockage deau potable dimportance vitale Ouvrages publics caractre culturel, ou historique dimportance nationale Btiments des centres de production ou de distribution dnergie, dimportance

nationale Btiments administratifs ou autre devant rester fonctionnels en cas de sisme

Groupe 1B : Ouvrages de grande importance

- Ouvrages abritant frquemment de grands rassemblements de personnes Btiments recevant du public et pouvant accueillir simultanment plus de 300

personnes tels que grande mosque, btiments usage de bureaux, btiments industriels et commerciaux, scolaires, universitaires, constructions sportives et culturelles, pnitenciers, grands htels.

Btiments dhabitation collective ou usage de bureaux dont la hauteur dpasse 48 m.

- Ouvrages publics dintrt national ou ayant une importance socio-culturelle et conomique certaine. Btiments de bibliothque ou darchives dimportance rgionale, muse, etc. Btiments des tablissements sanitaires autres que ceux du groupe 1A Btiments de centres de production ou de distribution dnergie autres que ceux du

groupe 1A Chteaux deau et rservoirs de grande moyenne importance

Groupe 2 : Ouvrages courants ou dimportance moyenne

- Ouvrages non classs dans les autres groupes 1A, 1B ou 3 tels que : Btiments dhabitation collective ou usage de bureaux dont la hauteur ne

dpasse pas 48 m. Autres btiments pouvant accueillir au plus 300 personnes simultanment

tels que, btiments usage de bureaux, btiments industriels,... Parkings de stationnement publics,...

Groupe 3 : Ouvrages de faible importance

Btiments industriels ou agricoles abritant des biens de faibles valeurs. Btiments risque limit pour les personnes Constructions provisoires

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3.3 CLASSIFICATION DES SITES 3.3.1 Catgories et Critres de classification Les sites sont classs en quatre (04) catgories en fonction des proprits mcaniques des sols qui les constituent.

Catgorie S1 (site rocheux) : Roche ou autre formation gologique caractrise par une vitesse moyenne donde de cisaillement (VS ) 800m/s.

Catgorie S2 (site ferme) : Dpts de sables et de graviers trs denses et/ou dargile surconsolide sur 10 20 m dpaisseur avec VS 400 m/s partir de 10 m de profondeur. Catgorie S3 (site meuble) : Dpts pais de sables et graviers moyennement denses ou dargile moyennement raide avec VS 200 m/s partir de 10 m de profondeur.

Catgorie S4 (site trs meuble) - Dpts de sables lches avec ou sans prsence de couches dargile molle avec VS < 200 m/s dans les 20 premiers mtres. - Dpts dargile molle moyennement raide avec VS < 200 m/s dans les 20 premiers

mtres.

Par ailleurs, outre les valeurs des vitesses dondes de cisaillement, les valeurs moyennes harmoniques dautres rsultats dessais ( pntromtre statique, SPT, pressiomtre...) peuvent tre utilises pour classer un site selon le tableau suivant :

Tableau 3.2 : Classification des sites

Cat-gorie

Description

qc(MPA)

( c )

N

( d )

pl(MPA)

( e )

Ep(MPA)

( e)

qu (MPA)

( f )

Vs (m/s)

(g )

S1 Rocheux (a)

-

-

>5

>100-

>10

800

S2

Ferme

>15

>50

>2

>20

>0.4

400 - 75) sur une paisseur de plus de 6 m. - prsence sur une paisseur de plus de 30 m dune couche dargile molle moyennement raide (qC = 1.5 5 MPA, pl = 0.5 2 MPA, EP = 5 25 MPA, qU = 0.1 0.4 MPA)

3.4 CLASSIFICATION DES SYSTMES DE CONTREVENTEMENT

( VOIR MODIFICATIFS ET COMPLEMENTS AUX RPA 99) Lobjet de la classification des systmes structuraux se traduit, dans les rgles et mthodes de calcul, par lattribution pour chacune des catgories de cette classification, dune valeur numrique du coefficient de comportement R (voir tableau 4.3.) La classification des systmes structuraux est faite en tenant compte de leur fiabilit et de leur capacit de dissipation de lnergie vis--vis de laction sismique, et le coefficient de comportement correspondant est fix en fonction de la nature des matriaux constitutifs, du type de construction, des possibilits de redistribution defforts dans la structure et des capacits de dformation des lments dans le domaine post-lastique. Les systmes de contreventement retenus dans les prsentes rgles sont classs selon les catgories suivantes : A) Structures en bton arm 1.a: Portiques autostables en bton arm sans remplissage en maonnerie

rigide Cest une ossature constitue uniquement de portiques capables de reprendre la totalit des sollicitations dues aux charges verticales et horizontales. Pour cette catgorie, les lments de remplissage ne doivent pas gner les dformations des portiques ( cloisons dsolidarises ou cloisons lgres dont les liaisons ne gnent pas le dplacement des portiques ) Par ailleurs les btiments concerns ne doivent pas dpasser 7 niveaux ou 23 m en zone I, 5 niveaux ou 17m en zone II et 2 niveaux ou 8m en zone III. 1.b: Portiques autostables en bton arm avec remplissage en maonnerie

rigide

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Cest une ossature constitue uniquement de portiques capables de reprendre la totalit des sollicitations dues aux charges verticales et horizontales. Pour cette catgorie, les lments de remplissage de la structure sont constitus par des murs en maonnerie de petits lments insrs dans le cadre poteaux-poutres dont lpaisseur (hors crpissage) ne dpasse pas 10 cm (exception faite pour les remplissages priphriques ou les sparations entre deux (2) logements ou deux locaux dun mme niveaux ou une deuxime paroi de 5 cm , du cot intrieur est tolre ; Cette dernire peut ventuellement avoir une paisseur de 10 cm condition quelle ne soit pas insre dans les cadres poteaux-poutres pour ne pas aggraver les phnomnes dinteraction maonnerie structure ). En outre les remplissages concerns doivent tre disposs en plan aussi symtriquement que possible par rapport au centre de masse de chaque tage de faon ne pas aggraver une dissymtrie ventuelle du systme de contreventement en bton arm de ltage(portique auto-stable). Les btiments concerns ne doivent par ailleurs pas dpasser 6 niveaux ou 20m. en zone I et II et 2 niveaux ou 8m en zone III. 2. Systme de contreventement constitu par des voiles porteurs en bton

arm Le systme est constitu de voiles uniquement ou de voiles et de portiques. Dans ce dernier

cas les voiles reprennent plus de 20% des sollicitations dues aux charges verticales. On considre que la sollicitation horizontale est reprise uniquement par les voiles.

3. Structure ossature en bton arm contrevente entirement par noyau en bton arm

Le btiment est dans ce cas-l contrevent entirement par un noyau rigide en bton arm qui reprend la totalit de leffort horizontal.

4.a Systme de contreventement mixte assur par des voiles et des portiques

avec justification dinteraction portiques -voiles Les voiles de contreventement doivent reprendre au plus 20% des sollicitations dues aux charges verticales. Les charges horizontales sont reprises conjointement par les voiles et les portiques proportionnellement leurs rigidits relatives ainsi que les sollicitations rsultant de leurs interactions tous les niveaux;. Les portiques doivent reprendre, outre les sollicitations dues aux charges verticales, au moins 25% de leffort tranchant d'tage. 4.b Systme de contreventement de structures en portiques par des voiles en

bton arm.

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Dans ce cas les voiles reprennent au plus 20% des sollicitations dues aux charges verticales et la totalit des sollicitations dues aux charges horizontales On considre que les portiques ne reprennent que les charges verticales. Toutefois, en zone sismique III, il y a lieu de vrifier les portiques sous un effort horizontal reprsentant 25% de leffort horizontal global Avec ce systme de contreventement les btiments sont limits en hauteur 10 niveaux ou 33 m au maximum 5. Systme fonctionnant en console verticale masses rparties

prdominantes Cest le cas par exemple dun rservoir cylindrique, des silos et chemines de forme cylindrique, et autre. 6. Systme pendule inverse Cest un systme o 50% ou plus de la masse est concentre dans le tiers suprieur de la structure Cest le cas par exemple dun chteau deau sur pilotis ou dun rservoir deau cylindrique ou torique prominent sur jupe cylindrique ou conique plus resserre. B) Structures en acier 7. Ossature contrevente par portiques autostables ductiles Lossature complte (cadres inclus) reprend la totalit des charges verticales. Les portiques autostables ductiles reprennent eux seuls la totalit des charges horizontales. Ces portiques ou cadres doivent tre conus calculs et excuts selon les dispositions fixes au paragraphe 8.2. 8 Ossature contrevente par portiques autostables ordinaires Lossature complte reprend la totalit des charges verticales. Les portiques ou cadres devant remplir les exigences donnes au paragraphes 8.3, reprennent eux seuls la totalit des charges horizontales. La hauteur de tout btiment utilisant ce systme pour le contreventement, doit tre limite 5 niveaux ou 17 m Nota: Les systmes de contreventement 7 8 ci-dessus supposent des remplissages dossature en lments lgers compatibles avec les systmes constructifs considrs et qui ne gnent pas les dplacements dossature. 9. Ossature contrevente par pales triangules concentriques Lossature complte reprend la totalit des charges verticales et les pales reprennent la totalit des charges horizontales. Les pales triangules concentriques doivent respecter les dispositions donnes au paragraphe 8.4. La hauteur des btiments utilisant ce systme pour le contreventement doit tre limite 10 niveaux ou 33m.

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Dans cette classe de contreventement, on distingue deux (02) sous classes, soit des pales en X et en V ( les pales en K ntant pas autorises ) 9.a. : Systme dossature contrevente par pales triangules en X : Dans ce systme, pour un nud dune pale, les axes de la diagonale, de la poutre et du poteau convergent en un seul point situ sur le centre du nud. Dans ce systme, on considre que parmi toutes les diagonales dune pale, seules celles tendues interviennent dans la rsistance et le comportement dissipatif de cette pale vis--vis de laction sismique. 9.b. : systme dossature contrevente par pales triangules en V : Dans ce systme, les poutres de chaque pale sont continues et le point dintersection des axes des diagonales de la pale se situe sur laxe de la poutre. La rsistance et la capacit de dissipation de la pale vis--vis de laction sismique sont fournies par la participation conjointe des diagonales tendues et des diagonales comprimes. 10. Ossature avec contreventements mixtes Dans le cas de figure dvelopp ici, les pales de contreventement doivent reprendre au plus 20% des sollicitations dues aux charges verticales. Un contreventement mixte est une combinaison de 2 types de contreventement choisis parmi certains de ceux dfinis prcdemment. Il comprend des portiques ou des cadres autostables ductiles coupls avec, soit des pales triangules en X, soit des pales triangules en V, ou se rapprochant du V (systme en double bquille ). Lossature complte reprend la totalit des charges verticales. Les contreventements mixtes ( cadres + pales ) reprennent la totalit des charges horizontales globales. Les cadres et les pales doivent tre calculs pour rsister leffort horizontal qui sera partag au prorata de leur raideurs et en tenant compte de leur interaction mutuelle tous les niveaux. Les cadres autostables ductiles doivent pouvoir reprendre eux seuls, au moins 25% des charges horizontales globales. Les dispositions concernant les contreventements de cette catgorie sont prcises au paragraphe 8.5. 10.a: systme dossature contrevente par cadres ductiles et pales enX Dans ce systme, le contreventement mixte est une combinaison de cadres autostables ductiles et de pales triangules concentriques en X 10.b: systme dossature contrevente par cadres ductiles et pales enV Dans ce systme, le contreventement mixte est une combinaison de cadres autostables ductiles et de pales triangules concentriques en V 11. Portiques fonctionnant en console verticale Cette catgorie de systme structural de faible degr dhyperstaticit concerne essentiellement des portiques classiques un seul niveau avec une traverse rigide, et des structures lances de type "tube" o les lments rsistants sont essentiellement des poteaux situs en priphrie de la structure. Ces structures particulires se traduisent par un comportement dissipatif localis uniquement aux extrmits des poteaux.

C) Structure en maonnerie

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Les constructions en maonnerie porteuse ordinaire sont interdites en zone sismique; Seule la maonnerie porteuse chane y est permise. 12. Structures en maonnerie porteuse chane Ce systme concerne des structures porteuses ralises en maonnerie de moellons ou petits lments manufacturs et comportant des chanages en bton arm mis en uvre aprs excution de la maonnerie. Ces structures rsistent en mme temps aux charges verticales et horizontales. Les modles de calcul et les dispositions constructives sont dveloppes au chapitre 9. Les btiments concerns par ce type constructif sont limits 03 niveaux en zone sismique III, 04 niveaux en zone sismique II et 05 niveaux en zone sismique I. D). Autres structures 13. Structures ossature mtallique avec contreventement par diaphragme Ces structures rsistent, vis vis de laction sismique, par leffet de diaphragme des parois verticales (murs) et horizontales (planchers). Le niveau de comportement dissipatif de ces structures est fonction de la capacit de rsistance ductile au cisaillement des parois, celles-ci pouvant tre labores partir de techniques et de matriaux trs divers (tle nervure forme froid, mur en maonnerie arme, parois en bton ou bton arm, etc.). Les parois doivent tre fixes au cadre de lossature mtallique de manire pouvoir considrer la liaison comme rigide. 14. Structure ossature mtallique avec contreventement par noyau en bton arm Mme dfinition que pour ossature en bton arm (cf. systme 3.). 15. Structure ossature mtallique avec contreventement par voiles en bton arm Mme dfinition que pour structure en portiques bton arm (cf. systme 4.b.). 16. Structure ossature mtallique avec contreventement mixte compos dun noyau en bton arm et de pales et/ou portiques mtalliques en priphrie 17. Systme comportant des transparences (tages souples) Les exemples les plus "parlants" sont les niveaux de "rception" ou lobbies des grands htels (raret des cloisons ou, parfois, hauteur de niveau plus importante que celle des tages courants...) ou des tages non cloisonns pour des raisons fonctionnelles (salles informatiques, dquipements spciaux etc.). Ces systmes sont en gnral viter. Sinon, outre la pnalisation par un coefficient de comportement adquat, il y a lieu de prendre toutes les dispositions mme dattnuer les effets dfavorables prvisibles. 3.5. CLASSIFICATION DES OUVRAGES SELON LEUR CONFIGURATION 3.5.1. Chaque btiment (et sa structure) doit tre classe selon sa configuration en plan et en lvation en btiment rgulier ou non, selon les critres ci-dessous :

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a) Rgularit en plan a1. Le btiment doit prsenter une configuration sensiblement symtrique vis vis de deux directions orthogonales aussi bien pour la distribution des rigidits que pour celle des masses. a2. A chaque niveau et pour chaque direction de calcul, la distance entre le centre de gravit des masses et le centre des rigidits ne dpasse pas 15% de la dimension du btiment mesure perpendiculairement la direction de laction sismique considre. a3. La forme du btiment doit tre compacte avec un rapport longueur/largeur du plancher infrieur ou gal 4 (cf Fig 3.2) La somme des dimensions des parties rentrantes ou saillantes du btiment dans une direction donne ne doit pas excder 25% de la dimension totale du btiment dans cette direction. (cf Fig 3.2) a4. Les planchers doivent prsenter une rigidit suffisante vis vis de celle des contreventements verticaux pour tre considrs comme indformables dans leur plan. Dans ce cadre la surface totale des ouvertures de plancher doit rester infrieure 15% de celle de ce dernier.

Fig. 3.2 : Limites des dcrochements en plan b) Rgularit en lvation b1. Le systme de contreventement ne doit pas comporter dlment porteur vertical discontinu, dont la charge ne se transmette pas directement la fondation. b2 Aussi bien la raideur .que la masse des diffrents niveaux restent constants ou diminuent progressivement et sans chargement brusque de la base au sommet du btiment b4. Dans le cas de dcrochements en lvation, la variation des dimensions en plan du btiment entre deux niveaux successifs ne dpasse pas 20% dans les deux directions de calcul et ne seffectue que dans le sens dune diminution avec la hauteur. La plus grande dimension latrale du btiment nexcde pas 1,5 fois sa plus petite dimension.

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Toutefois, au dernier niveau, les lments douvrage, tels que buanderies, salle de machines dascenseurs etc. pourront ne pas respecter les rgles b3 et b4 et tre calculs conformment aux prescriptions relatives aux lments secondaires Dune manire gnrale, se reporter aux schmas illustratifs ci-aprs (fig. 3.3).

Fig. 3.2 : Limites des dcrochements en lvation

3.5.2. Un btiment est class rgulier en plan si tous les critres de rgularit en plan (a1 a4) sont respects. Par contre, il est class irrgulier en plan si lun de ces critres nest pas satisfait 3.5.3. Un btiment est class rgulier en lvation si tous les critres de rgularit en lvation (b1 b4) sont respects. Par contre, il est class irrgulier en lvation si lun de ces critres nest pas satisfait. 3.5.4. Un btiment est class rgulier sil est la fois rgulier en plan et en lvation.

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CHAPITRE IV : REGLES DE CALCUL

4.1. CHOIX DE LA MTHODE DE CALCUL

4.1.1. Mthodes utilisables Le calcul des forces sismiques peut tre men suivant trois mthodes: - par la mthode statique quivalente - par la mthode danalyse modale spectrale - par la mthode danalyse dynamique par acclrogrammes

4.1.2. Conditions dapplication de la mthode statique quivalente La mthode statique quivalente peut tre utilise dans les conditions suivantes :

a) Le btiment ou bloc tudi, satisfaisait aux conditions de rgularit en plan et en lvation prescrites au chapitre III, paragraphe 3.5 avec une hauteur au plus gale 65m en zones I et II et 30m en zones III

b) Le btiment ou bloc tudi prsente une configuration irrgulire tout en respectant, outres les conditions de hauteur nonces en a), les conditions complmentaires suivantes :

Zone I : tous groupes Zone II : groupe dusage 3

groupe dusage 2, si la hauteur est infrieure ou gale 7 niveaux ou 23m. groupe dusage 1B, si la hauteur est infrieure ou gale 5 niveaux ou 17m. groupe dusage 1A, si la hauteur est infrieure ou gale 3 niveaux ou 10m.

Zone III : groupes dusage 3 et 2, si hauteur est infrieure ou gale 5 niveaux ou 17m. groupe dusage 1B, si la hauteur est infrieure ou gale 3 niveaux ou 10m. groupe dusage 1A, si la hauteur est infrieure ou gale 2 niveaux ou 08m.

4.1.3. Mthodes dynamiques a) La mthode danalyse modale spectrale peut tre utilise dans tous les cas, et en

particulier, dans le cas o la mthode statique quivalente nest pas permise. b) La mthode danalyse dynamique par acclrogrammes peut tre utilise au cas par

cas par un personnel qualifi, ayant justifi auparavant les choix des sismes de calcul et des lois de comportement utilises ainsi que la mthode dinterprtation des rsultats et les critres de scurit satisfaire.

4.2. MTHODE STATIQUE QUIVALENTE

4.2.1. Principe Les forces relles dynamiques qui se dveloppent dans la construction sont remplaces par un systme de forces statiques fictives dont les effets sont considrs quivalents ceux de laction sismique.

37

Le mouvement du sol peut se faire dans une direction quelconque dans le plan horizontal. Les forces sismiques horizontales quivalentes seront considres appliques successivement suivant deux directions orthogonales caractristiques choisies par le projeteur. Dans le cas gnral, ces deux directions sont les axes principaux du plan horizontal de la structure. Il faut souligner toutefois que les forces et les dformations obtenues pour llment partir des mthodes danalyse statiques pour les charges de conception recommandes sont infrieures aux forces et aux dformations qui seraient observes sur la structure sous les effets dun sisme majeur pour lequel les charges ont t spcifies. Ce dpassement des forces est quilibr par le comportement ductile qui est fourni par les dtails de construction de llment. Cest pourquoi lutilisation de cette mthode ne peut tre dissocie de lapplication rigoureuse des dispositions constructives garantissant la structure: - Une ductilit suffisante - La capacit de dissiper lnergie vibratoire transmise la structure par des secousses sismiques majeures

4.2.2. Modlisation a) Le modle du btiment utiliser dans chacune des deux directions de calcul est plan

avec les masses concentres au centre de gravit des planchers et un seul degr de libert en translation horizontale par niveau sous rserve que les systmes de contreventement dans les deux (2) directions puissent tre dcoupls

b) La rigidit latrale des lments porteurs du systme de contreventement est calcule partir de sections non fissures pour les structures en bton arm ou en maonnerie.

c) Seul le mode fondamental de vibration de la structure est considrer dans le calcul de la force sismique totale

4.2.3. Calcul de la force sismique totale ( VOIR MODIFICATIFS ET COMPLEMENTS AUX RPA 99)

La force sismique totale V, applique la base de la structure, doit tre calcule successivement dans deux directions horizontales orthogonales selon la formule :

V A D QR W=. .

(4.1)

- A : coefficient dacclration de zone, donn par le tableau 4.1 suivant la zone sismique et le groupe dusage du btiment Tableau 4.1. : coefficient dacclration de zone A.

38

Z o n e

Groupe I II III

1A 0,12 0,25 0,35

1B 0,10 0,20 0,30

2 0,08 0,15 0,25

3 0,05 0,10 0,15 - D : facteur damplification dynamique moyen, fonction de la catgorie de site, du facteur de correction damortissement ( ) et de la priode fondamentale de la structure ( T ).

(((( ))))(((( )))) (((( ))))

====

s0.3TT0.30.3T5.2

s0.3TTTT5.2

TT05.2

D

35

32

2

232

2

2

(4.2)

T2 priode caractristique, associe la catgorie du site et donne par le tableau 4.7 Le facteur D est par ailleurs donn sous forme graphique la figure 4.1pour un amortissement = 5% : facteur de correction damortissement donn par la formule :

- (((( )))) 7.027 ++++==== (4.3)

o (%) est le pourcentage damortissement critique fonction du matriau constitutif, du type de structure et de limportance des remplissages. Quant = 5%, on a = 1

Tableau 4.2 : Valeurs de (%)

Portiques Voiles ou murs Remplissage Bton arm Acier Bton arm/maonnerie

Lger 6 4 10

Dense 7 5

39

40

41

R : coefficient de comportement global de la structure Sa valeur unique est donne par le tableau 4.3 en fonction du systme de contreventement tel que dfini en 3.4 En cas dutilisation de systmes de contreventement diffrents dans les deux directions considres il y a lieu dadopter pour le coefficient R la valeur la plus petite.

Tableau 4.3 : valeurs du coefficient de comportement R

Cat Description du systme de contreventement (voir chapitre III 3.4) Valeur de R

A

1a

1b

2

3

4a

4b

5

6

Bton arm

Portiques autostables sans remplissages en maonnerie rigide

Portiques autostables avec remplissages en maonnerie rigide

Voiles porteurs

Noyau

Mixte portiques/voiles avec interaction

Portiques contrevents par des voiles

Console verticale masses rparties

Pendule inverse

5

3,5

3,5

3,5

5

4

2

2

B 7

8

9a

9b

10a

10b

11

Acier Portiques autostables ductiles

Portiques autostables ordinaires

Ossature contrevente par pales triangules en X

Ossature contrevente par pales triangules en V

Mixte portiques/pales triangules en X

Mixte portiques/pales triangules en V

Portiques en console verticale

6

4

4

3

5

4

2

C 12

Maonnerie Maonnerie porteuse chane

2,5

42

D 13

14

15

16

17

Autres systmes Ossature mtallique contrevente par diaphragme

Ossature mtallique contrevente par noyau en bton arm

Ossature mtallique contrevente par voiles en bton arm

Ossature mtallique avec contreventement mixte comportant un

noyau en bton arm et pales ou portiques mtalliques en faades

Systmes comportant des transparences (tages souples)

2

3

3,5

4

2

- Q : facteur de qualit Le facteur de qualit de la structure est fonction de : - la redondance et de la gomtrie des lments qui la constituent - la rgularit en plan et en lvation - la qualit du contrle de la construction

La valeur de Q est dtermine par la formule : ++++====5

1qP1Q (4-4)

Pq est la pnalit retenir selon que le critre de qualit q " est satisfait ou non". Sa valeur est donne au tableau 4.4 Les critres de qualit "q" vrifier sont : 1. Conditions minimales sur les files de contreventement

- systme de portiques : chaque file de portique doit comporter tous les niveaux, au

moins trois (03) traves dont le rapport des portes nexcde pas 1,5. Les traves de portique peuvent tre constitues de voiles de contreventement.

- systme de voiles : chaque file de voiles doit comporter tous les niveaux, au moins

un (01) trumeau ayant un rapport "hauteur dtage sur largeur" infrieur ou gal 0,67 ou bien deux (02) trumeaux ayant un rapport "hauteur dtage sur largeur" infrieur ou gal 1,0. Ces trumeaux doivent slever sur toute la hauteur de ltage et ne doivent avoir aucune ouverture ou perforation qui puisse rduire de manire significative leur rsistance ou leur rigidit..

2. Redondance en plan

Chaque tage devra avoir, en plan, au moins quatre (04) files de portiques et/ou de voiles dans la direction des forces latrales appliques. Ces files de contreventement devront tre disposes symtriquement autant que possible avec un rapport entre valeurs maximale et minimale despacement ne dpassant pas 1,5.

3. Rgularit en plan La structure est classe rgulire en plan. ( cf 3.5 1a )

43

4. Rgularit en lvation La structure est classe rgulire en lvation. ( cf 3.5 1b )

5. Contrle de la qualit des matriaux

Des essais systmatiques sur les matriaux mis en uvre doivent tre raliss par lentreprise.

6. Contrle de la qualit de lexcution

Il est prvu contractuellement une mission de suivi des travaux sur chantier. Cette mission doit comprendre notamment une supervision des essais effectus sur les matriaux.

44

Tableau 4.4.: valeurs des pnalits Pq

Pq

Critre q Observ N/observ

1. Conditions minimales sur les files de contreventement

0 0,05

2. Redondance en plan 0 0,05

3. Rgularit en plan 0 0,05

4. Rgularit en lvation 0 0,05

5. Contrle de la qualit des matriaux 0 0,05

6. Contrle de la qualit de lexcution 0 0,10

- W : poids total de la structure, W est gal la somme des poids Wi, calculs chaque niveau (i) :

W = i

n

=

1

Wi avec Wi= WGi + WQi (4-5) WGi : poids d aux charges permanentes et celles des quipements fixes ventuels, solidaires de la structure WQi : charges dexploitation : coefficient de pondration, fonction de la nature et de la dure de la charge dexploitation et donn par le tableau 4.5.

Tableau 4.5 : valeurs du coefficient de pondration

Cas Type d'ouvrage 1 2 3 4 5

Btiments dhabitation, bureaux ou assimils Btiments recevant du public temporairement : - Salles dexposition, de sport, lieux de culte, salles de runions avec places debout. - salles de classes, restaurants, dortoirs, salles de runions avec places assises Entrepts, hangars Archives, bibliothques, rservoirs et ouvrages assimils Autres locaux non viss ci-dessus

0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 0,60

45

4.2.4. Estimation de la priode fondamentale de la structure 1. La valeur de la priode fondamentale (T) de la structure peut tre estime partir de

formules empiriques ou calcule par des mthodes analytiques ou numriques. 2. La formule empirique utiliser selon les cas est la suivante :

43

NThCT ==== (4-6) hN : hauteur mesure en mtres partir de la base de la structure jusquau dernier niveau (N). CT : coefficient, fonction du systme de contreventement, du type de remplissage et donn par le tableau 4.6.

Tableau 4.6 : valeurs du coefficient CT

Cas n Systme de contreventement CT

1

2

3

4

Portiques autostables en bton arm sans remplissage en maonnerie

Portiques autostables en acier sans remplissage en maonnerie

Portiques autostables en bton arm ou en acier avec remplissage en

maonnerie

Contreventement assur partiellement ou totalement par des voiles en

bton arm, des pales triangules et des murs en maonnerie

0,075

0,085

0,050

0,050

Dans les cas n 3 et 4, on peut galement utiliser aussi la formule :

Dh09.0T N==== (4.7) o D est la dimension du btiment mesure sa base dans la direction de calcul considre. Dans ce cas de figure il y a lieu de retenir dans chaque directions considre la plus petite des deux valeurs donnes respectivement par (4.6 ) et (4.7)

3. La valeur de T peut tre calcule avec la formule de Rayleigh ou une version simplifie de cette formule :

a ) ) )T W g fii

n

i ii

n

i=

2 / (4-8)

46

fi : systme de forces horizontales, distribues selon les formules de rpartition de V suivant la verticale.

i : flches horizontales dues aux forces fi calcules partir dun modle lastique linaire de la structure qui prend en compte tous les lments participant sa rigidit.

b.) Version simplifie de la formule de Rayleigh :

T = 2 N (4-9)

N : flche horizontale au sommet du btiment, mesure en mtres, due aux forces gravitaires appliques horizontalement. 4. Les valeurs de T, calcules partir des formules de Rayleigh ou de mthodes numriques

ne doivent pas dpasser celles estimes partir des formules empiriques appropries de plus de 30%.

4.2.5. Distribution de la rsultante des forces sismiques selon la hauteur La rsultante des forces sismiques la base V doit tre distribue sur la hauteur de la structure selon les formules suivantes :

V = F Ft i+ (4-10)

La force concentre Ft au sommet de la structure permet de tenir compte de linfluence des modes suprieurs de vibration. Elle doit tre dtermine par la formule : Ft = 0,07 TV o T est la priode fondamentale de la structure (en secondes). La valeur de Ft ne dpassera en aucun cas 0,25 V et sera prise gale 0 quand T est plus petite ou gale 0,7 secondes. La partie restante de V soit ( V - Ft ) doit tre distribue sur la hauteur de la structure suivant la formule :

FV F Wh

W hi

t i

jj

n

j

=

=

( )

1

(4-11)

4.2.6. Distribution horizontale des forces sismiques

Leffort tranchant au niveau de ltage k : ====

++++====n

kiitk FFV (4-12)

dans le cas de structures comportant des planchers rigides dans leur plan, est distribu aux lments verticaux de contreventement proportionnellement leurs rigidits relatives.

47

4.2.7. Effet de la torsion daxe vertical Laugmentation de leffort tranchant provoqu par la torsion daxe vertical due lexcentricit entre le centre de gravit et le centre de rigidit doit tre prise en compte. Les efforts tranchants ngatifs dus la torsion devront tre ngligs. Pour toutes les structures comportant des planchers ou diaphragmes horizontaux rigides dans leur plan, on supposera qua chaque niveau et dans chaque direction, la rsultante des forces horizontales a une excentricit par rapport au centre de torsion gale la plus grande des deux valeurs:

-5% de la plus grande dimension du btiment ce niveau (cette excentricit doit tre prise en considration de part et d'autre du centre de torsion)

- excentricit thorique rsultant des plans.

4.3. MTHODE DYNAMIQUE MODALE SPECTRALE

4.3.1. Principe Par cette mthode, il est recherch pour chaque mode de vibration, le maximum des effets engendrs dans la structure par les forces sismiques reprsentes par un spectre de rponse de calcul. Ces effets sont par la suite combins pour obtenir la rponse de la structure.

4.3.2. Modlisation a) Pour les structures rgulires en plan comportant des planchers rigides, lanalyse est faite

sparment dans chacune des deux directions principales du btiment. Celui-ci est alors reprsent dans chacune des deux directions de calcul par un modle plan, encastr la base et o les masses sont concentres au niveau des centres de gravit des planchers avec un seul DDL en translation horizontale.

b) Pour les structures irrgulires en plan, sujettes la torsion et comportant des planchers rigides,

elles sont reprsentes par un modle tridimensionnel, encastr la base et o les masses sont concentres au niveau des centres de gravit des planchers avec trois (03) DDL (2 translations horizontales et une rotation daxe vertical).

c) Pour les structures rgulires ou non comportant des planchers flexibles, elles sont reprsentes

par des modles tridimensionnels encastrs la base et plusieurs DDL par plancher. d) La dformabilit du sol de fondation doit tre prise en compte dans le modle toutes les fois o

la rponse de la structure en dpend de faon significative. e) Le modle de btiment utiliser doit reprsenter au mieux les distributions des rigidits et des

masses de faon prendre en compte tous les modes de dformation significatifs dans le calcul des forces dinertie sismiques (ex : contribution des zones nodales et des lments non structuraux la rigidit du btiment).

f) Dans le cas des btiments en bton arm ou en maonnerie la rigidit des lments porteurs doit

tre calcule en considrant les sections non fissures. Si les dplacements sont critiques particulirement dans le cas de structures associes des valeurs leves du coefficient de

48

comportement, une estimation plus prcise de la rigidit devient ncessaire par la prise en compte de sections fissures.

49

4.3.3. Spectre de rponse de calcul Laction sismique est reprsente par le spectre de calcul suivant

( )( )

( )

>

+

=

s0.3TRQ

T3

3TA25.15.2

s0.3TTTT

RQA25.15.2

TTTRQA25.15.2

TT01RQ5.2

TT1A25.1

gS

3/53/22

2

3/22

21

11

a (4.13)

A : coefficient dacclration de zone (tableau 4.1) : facteur de correction damortissement (quant lamortissement est diffrent de

5%) = 7 2/ + 0.7 (4.3) : pourcentage damortissement critique (tableau 4.2) R : coefficient de comportement de la structure (tableau 4.3) T1, T2 : priodes caractristiques associes la catgorie de site (tableau 4.7) Q : facteur de qualit (tableau 4.4)

Tableau 4.7 : Valeurs de T1 et T2

Site S1 S2 S3 S4

T1(sec) 0,15 0,15 0,15 0,15

T2(sec) 0,30 0,40 0,50 0,70 Dans la dtermination de la valeur de Q, il y a lieu de tenir compte que les irrgularits en plan et en lvation ont dj t prises en charge par le modle. Par ailleurs, en cas danalyse tridimensionnelle il y a lieu de prendre comme valeur de Q la plus pnalisante, des valeurs calcules suivant les deux directions orthogonales de rfrence Laction sismique doit tre applique dans toutes les directions juges dterminantes pour le calcul des forces sismiques ainsi que les directions qui leur sont perpendiculaires, compte tenu de la configuration en plan de la structure. Pour les structures ayant leurs lments de contreventement distribus le long de deux directions orthogonales, ces deux directions sont retenir comme directions dexcitation.

4.3.4. Nombre de modes considrer a) Pour les structures reprsentes par des modles plans dans deux directions orthogonales, le

nombre de modes de vibration retenir dans chacune des deux directions dexcitation doit tre tel que :

- la somme des masses modales effectives pour les modes retenus soit gale 90 % au moins de la masse totale de la structure.

50

- ou que tous les modes ayant une masse modale effective suprieure 5% de la masse totale de la structure soient retenus pour la dtermination de la rponse totale de la structure.

Le minimum de modes retenir est de trois (03) dans chaque direction considre. b) Dans le cas o les conditions dcrites ci-dessus ne peuvent pas tre satisfaites cause de

linfluence importante des modes de torsion, le nombre minimal de modes (K) retenir doit tre tel que :

K 3 N et TK 0.20 sec (4-14) o : N est le nombre de niveaux au dessus du sol et Tk la priode du mode K.

4.3.5. Combinaison des rponses modales a) Les rponses de deux modes de vibration i et j de priodes Ti, Tj et damortissement i, j sont

considres comme indpendantes si le rapport r = Ti / Tj ( Ti Tj ) .vrifie :

r 10 / (10 + i j ) (4-15) b) Dans le cas o toutes les rponses modales retenues sont indpendantes les unes des autres, la

rponse totale est donne par

E = Eii

k2

1= (4-16)

E : effet de laction sismique considr Ei : valeur modale de E selon le mode i K : nombre de modes retenus c) Dans le cas o deux rponses modales ne sont pas indpendantes ; E1 et E2 par exemple, la

rponse totale est donne par :

( )E E Eii

K

1 22

3+ +

=

(4-17)

4.3.6. Rsultante des forces sismiques de calcul La rsultante des forces sismiques la base Vt obtenue par combinaison des valeurs modales ne doit pas tre infrieure 80 % de la rsultante des forces sismiques dtermine par la mthode statique quivalente V pour une valeur de la priode fondamentale donne par la formule empirique approprie. Si Vt < 0.80 V, il faudra augmenter tous les paramtres de la rponse (forces, dplacements, moments,...) dans le rapport 0.8 V/Vt.

51

4.3.7. Effets de la torsion accidentelle Quand il est procd une analyse par modles plans dans les deux directions orthogonales Les effets de la torsion accidentelle daxe vertical sont prendre en compte tel que dcrit au paragraphe 4.2.7. Dans le cas o il est procd une analyse tridimensionnelle, en plus de l'excentricit thorique calcule ,une excentricit accidentelle( additionnelle) gale 0.05 L,( L tant la dimension du plancher perpendiculaire la direction de laction sismique) doit tre applique au niveau du plancher considr et suivant chaque direction 4.4 PRESCRIPTIONS COMMUNES AUX MTHODES STATIQUE ET DYNAMIQUE

4.41. Stabilit au renversement Le moment de renversement qui peut tre caus par laction sismique doit tre calcul par rapport au niveau de contact sol-fondation. Le moment stabilisant sera calcul en prenant en compte le poids total quivalent au poids de la construction, au poids des fondations et ventuellement au poids du remblai.

4.42. Composante verticale de laction sismique Les effets de la composante verticale de laction sismique doivent tre pris en compte dans le calcul des porte--faux de plus de 1,50m de long et ceci, en zone sismique III

A cet effet, outre la force descendante adquate, une force sismique minimum ascendante nette Fv = 0.5 A wp (4.-18)

doit tre prise en considration wp : poids propre de llment en porte faux A coefficient sismique de zone

4.43. Calcul des dplacements Le dplacement horizontal chaque niveau "k" de la structure est calcul comme suit

k = R ek (4.-19)

ek : dplacement d aux forces sismiques Fi (y compris leffet de torsion) R : coefficient de comportement le dplacement relatif au niveau "k" par rapport au niveau "k-1" est gal :

k = k - k-1

52

53

CHAPITRE V : JUSTIFICATION DE LA SECURITE

5.1. GNRALITS Les objectifs de scurit de la structure soumise aux effets de laction sismique sont rputs atteints si les critres ci-aprs relatifs la rsistance, la ductilit, lquilibre densemble, la stabilit des fondations, les joints sismiques, les dformations et la stabilit de forme (effet P-) sont satisfaits simultanment.

5.2. COMBINAISONS DACTIONS Laction sismique est considre comme une action accidentelle au sens de la philosophe de calcul aux Etats Limites. Les combinaisons dactions considrer pour la dtermination des sollicitations et des dformations de calcul sont :

G + Q +E (5-1)

0.8 G E (5-2) Pour Les poteaux dans les ossatures autostables, la combinaison (5-1) est remplace par la combinaison suivante:

G + Q + 1.2 E (5.3) G : charges permanentes Q : charges dexploitation non pondres E : action du sisme reprsente par ses composantes horizontales

Bien quaucune mention nait t faite