Table des matières


1       Influence de la conception sur les efforts sismiques  1

2       Stabilité de l’ouvrage et des murs de façades  2

2.1         Par système en « k »2

2.2         Poutre partielle5

2.3         Poutre assemblée sur chantier6

2.4         Poutre périphérique préfabriquée7

2.5         Par panneaux8

2.6         Par plancher béton ou par murs de refend9

3       Stabilité perpendiculaire des fermes  10

3.1         Contreventement des rampants par AFA.. 10

3.2         Par panneaux12

3.3         Par voliges12

3.4         Echelle de pignon + panneaux12

3.5         Poutre entre fermes13

3.6         Croupe14

 

1         Influence de la conception sur les efforts sismiques

En conception parasismique, il est préférable d’avoir un système hyperstatique. A la rupture d’un élément, les efforts seront repris par un autre. Inversement l ‘hypostatisme n’offre pas cette posibilité, la rupture d’une barre engendre l’instabilité.

Ci-dessous vous trouvez les paramètres les plus influences dans l’augmentation des sollicitations sismiques.

 L’ouvrage  est dans une zone fortement sismique

  Oui

  Non

Les l’arases des murs ont une hauteur supérieure à 3 m

  Oui

  Non

La longueur de l’ouvrage  dépasse 15m sans mur de refend intermédiaire

  Oui

  Non

L’ouvrage  est construit à plus de 1000m d’altitude

  Oui

  Non

L’ouvrage est construit sur un sol en pente

  Oui

  Non

L’ouvrage fait plus de 3 étages

  Oui

  Non

La pente est proche de 45°, les pignons sont hauts et élancés

  Oui

  Non

Le bâtiment possède une façade partiellement ouvert, voir totalement ouvert

  Oui

  Non

L’ouvrage a une forme de « L, T, Y »

  Oui

  Non

La charpente supporte une cheminée en brique, ou un réservoir d’eau

  Oui

  Non

Le bâtiment est construit sur un sol « mou » : bord de mer, bord de lac, bord de fleuve…

  Oui

  Non

L’ouvrage est une caserne de pompier, un hôpital etc..

  Oui

  Non

Si votre ouvrage contient un de ces critères, votre bâtiment sera sensible au séisme.

2         Stabilité de l’ouvrage et des murs de façades

Si les murs ne sont pas stables aux sollicitations sismiques (façade trop longue, absence de mur de refend…), la masse à stabiliser augmente considérablement, ce qui conduit à la mise en œuvre d’un diaphragme.

 

En fonction du niveau de sollicitation, de la géométrie et de la position des éléments porteurs, plusieurs conceptions de diaphragme peuvent-être utilisées pour la stabilisation des murs en dehors de leurs plans :

1.       Système en « k »

2.       Poutre partielle

3.       Poutre assemblée sur chantier

4.       Poutre périphérique préfabriquée

5.       Par panneaux

6.       Par plancher béton ou par murs de refend

 

2.1        Par système en « k »

Ce système utilise le chainage du mur de façade avec adjonction d’un système en « K » (AFE, BCD) en renfort. La longueur AB libre est conditionnée par la résistance en flexion hors plan du chaînage des murs de façades aux sollicitations  sismiques (4-5 m en zone modérée).

La fixation des barres AFA au même point que les diagonales d’entrait coïncide avec l’emplacement des poteaux bétons.

Les barres FA, BC, CD et EF sont des éléments bois cloués sous entraits. Les barres AE et BE sont matérialisées sur le chantier par les entraits des fermes. Afin de reprendre les efforts, les ancrages des fermes adjacentes sont de résistances supérieures aux fermes courantes.

 

Détails des fixations :

Assemblage sur le mur façade, fixation de la diagonale bois par plaques perforées et chevilles.

Ancrage par chevilles de la muraillère et fixation par pointes du système en "K" via une muraillère.

 

Ci-dessous, le système en « k » est directement fixé sur le dessus de l’ossature, une lisse (vert) est ajoutée pour rattraper le niveau. Les fixations sont par pointes, boulonnage ou vis.

2.2        Poutre partielle

Cette conception optimise la position des murs de refends, l’ajout de barres « butoirs »  sur les murs de refends permet de faire travailler les poutres à plat 2 par 2.

Lorsque la portée est inférieure à 5m, ces poutres peuvent-être des éléments en bois massifs ou LVL disposées à plats. Si la portée est supérieure, les éléments porteurs sont par exemple des poutres triangulées préfabriquées en atelier,  poutre en « I » etc..

2.3        Poutre assemblée sur chantier

Lorsque les efforts ne sont pas importants, il est possible de réaliser un diaphragme triangulé assemblé sur chantier. La limite du système provient des assemblages par pointes dans les angles du bâtiment. Ce système étant réalisé sur chantier, il très sensible à la qualité de la mise en œuvre.

Détail des différentes parties :

La membrure AB est constituée d’une rangée d’entretoises, ou d’une lisse fixé sur le dessus des CVS à plat.

 

La fixation des CVS d’angles se font par l’intermédiaire d’entretoise à plat. La dimension des CVS à plat et de l’entretoise sont fonction des efforts et du nombre de pointes à mettre en œuvre.

 

L’entrait des fermettes ont la fonction de membrure pour la poutre contre pignon (CD, en rouge ci-dessous)

Les éléments de contreventements à plats dans la partie centrale du bâtiment sont moins sollicités, leurs dimensions peut-être diminuée par rapport aux CVS d’angles.

2.4        Poutre périphérique préfabriquée

Lorsque les efforts, ou les portées deviennent trop importantes, il est préférable de passer à une conception de poutre triangulée préfabriquée sur les périphéries des murs.

Exemple avec ou sans murs de refend

2.5        Par panneaux

Le système de diaphragme par panneaux permet une grande dissipation d’énergie grâce aux  nombreux assemblages. Il est très efficace dans les zones fortement sismiques.

La mise en œuvre de ce type de diaphragme doit respecter les règles habituels de clouage des murs ossature bois : distance entre pointe sur les coutures périphériques est de 300 mm et 150 mm en interne.

L’épaisseur des panneaux doit-être suffisante pour supporter la circulation d’un homme avec un minimum de 12mm. Il est important de choisir correctement la longueur et le diamètres des pointes le mode de rupture doit-être de type « d,e, f » des Eurocodes.

Ces modes de ruptures correspondent au « pliage » de la pointe, il faut éviter une rupture par écrasement ou déchirement du bois ou du panneau.

Panneaux sous entrait

Panneaux partiels

 

 

Plancher (comble entrait porteur)

2.6        Par plancher béton ou par murs de refend

Lorsque les efforts sismiques deviennent importants, la stabilité de l’ouvrage ne peut-être assuré par une solution bois uniquement. L’ajout de mur de refend ou de plancher béton (même partiel) est nécessaire.

Murs de refends et dalle partielles

Ferme habitable sur dalle

Comble perdu sur dalle

 

3         Stabilité perpendiculaire des fermes

Chaque ferme est sollicitée en dehors de son plan : les arbalétriers subissent des sollicitations alternées horizontales dans le sens du faîtage, cet effort est proportionnel aux masses accrochées.

 

Effondrement par insuffisance de chaînage et de stabilisation des fermes (Effet domino)

3.1       Contreventement des rampants par AFA

Le dispositif est basé sur un système de fixation des antiflambements par entretoise. Les AFA sont fixés sur une  entretoise, d’épaisseur suffissante, elle même fixée sur les fermes par l’intermédiaire d’équerre métalliques.

 

Exemple de fixation de l’AFA sur l’ESA

 

Exemple de pignon non stable,

les masses (pignon + couverture)

sont stabilisées par les AFA

Exemple de pignon stable,

seule la masse de couverture

est transmise aux AFA.

 

Lorsque les pignons sont élancés (exemple pente à 45°), l’ajout  d’AFA supplémentaires en milieu de rampant permet  de répartir les efforts venant des pignons sur plusieurs éléments

Pignons chainés et contreventés à mi- rampant

Ruptures des pointes de pignons par manque de chainage

et aux contreventements localisés

 

3.2       Par panneaux

La stabilisation dans le plan perpendiculaire à la charpente peut-être envisagée par la mise en place d’un diaphragme par panneaux cloués sur les fermes. La prise en compte d’un fonctionnement de tels éléments discontinus nécessite une mise en œuvre particulièrement soignée. Pour ce type de diaphragme, l’espacement maximal de clouage est de 150 mm et un support périphérique de chaque panneau.

Diaphragme de toiture

Diaphragmes partiels

 

3.3        Par voliges

L’antiflambement est réalisé par le seul voligeage, fixé aux arbalétriers par au moins 2 pointes par point de fixation

La stabilisation est réalisé par voligeage

 

3.4        Echelle de pignon + panneaux

La stabilité est assurée par la combinaison d’une ou plusieurs poutres posées dans le plan du rampant (qui peuvent aussi servir à l’antiflambement des arbalétriers). La distance intérieure entre ces poutres, n’excède pas 12 m sauf justification des éléments de rappel et de leurs liaisons

Les éléments de rappel (liteaux, pannelettes,..) transmettant les efforts de chaque ferme à la poutre au vent.

L’échelle de pignon fait office de poutre

 

3.5        Poutre entre fermes

Système analogue au système au-dessus.

Poutres entre fermes

3.6        Croupe

Lorsque le bâtiment est symétrique et présente une ou deux croupes, les éléments principaux (arêtiers, fermes tronquées,..) peuvent être intégrés dans la triangulation du diaphragme, sous réserve de vérifications vis-à-vis de différentes sollicitations. Dans ce cas, l’ensemble des liaisons : fermes tronquées sur fermes porteuses, empannons doivent faire l’objet d’une attention particulière.