Comment les règlements de calcul parasismiques garantissent la sécurité des bâtiments en Algérie ?

Les règlements de calcul parasismiques sont essentiels pour garantir la sécurité des bâtiments en zones sismiques. Cette étude innovante sur un édifice multifonctionnel à Sétif révèle des méthodes de conception qui transforment notre compréhension des normes algériennes, avec des implications cruciales pour l’ingénierie moderne.

• 1. Règlements de calcul

Toute la procédure de calcul devra respecter des règlements, dites ( Règles professionnelles ou règles de l’Art de l’ingénieur). Ces règles exposent des méthodes a suivre pour des cas précis et les obligations associes et que l’on peut résumer en :

• Les règles parasismiques algériennes ( RPA version2003 ).
• Charges permanentes et charges d’exploitation ( DTR-BC.2.2 )
• Le Béton arme aux états limite (BAEL 91).
• Règles de conception et de calcul des structures en béton armé ( CBA 93 )

1. Le règlement parasismique algérien RPA99 V 2003 :

Les présentes règles visent à assurer une protection acceptable des vies humaines et des constructions vis à vis des effets des actions sismiques par une conception et un dimensionnement appropriés.

1. Charges permanentes et charges d’exploitation ( DTR-BC.2.2 ) :

Ce document traite des charges permanentes et charges d’exploitation des bâtiments, de leur mode d’évaluation et des valeurs de ces charges à introduire dans les calculs.

1. Le Béton arme aux états limite (BAEL 91) :

Les présentes règles de calcul, dites règles BAEL91, sont applicables à tout les ouvrages et constructions en béton armé, soumis à des ambiances s’écartant peu des seuls influences climatiques, et dont le béton est constitué de granulats naturel normaux, avec un dosage en ciment au moins égale à 300 kg par m³ de béton mis en œuvre.

1. Règles de conception et de calcul des structures en béton armé ( CBA 93 ) :

Est un document qui a pour objet de spécifier les principes et les méthodes les plus actuels devant présider et servir à la conception et aux calculs de vérification des structures et ouvrages en béton armé, et s’applique plus spécialement en bâtiment courant.

• • 1. Définition de l’état limite :

C’est un état dont lequel une condition de sécurité pour l’ouvrage où un de ses éléments est strictement vérifié. Au-delà de cet état la structure cesse de remplir les fonctions pour lesquelles elle a été conçue.

Il existe deux états limites différents l’ELU et l’ELS :

• • • 1. Etat limite ultime ELU :

C’est un état qui correspond à la capacité portante maximale de la structure, son dépassement va entraîner la ruine de l’ouvrage.

Il y’a 03 états limites :

1. Etat limite de l’équilibre statique.
2. Etat limite de résistance de l’un des matériaux.
3. Etat limite de stabilité de forme : flambement.

• • • 1. Etat limite de service ELS :

C’est la condition que doit satisfaire un ouvrage pour que son utilisation normale et sa durabilité soient assurées, son dépassement impliquera un désordre dans le fonctionnement de l’ouvrage.

Il y’a 03 états limites :

• • • • 1. Etat limite d’ouverture des fissures : risque d’ouverture des fissures.
        2. Etat limite de déformation : flèche maximale.
        3. Etat limite de compression du béton.

1. Hypothèse de calcul à l’ELU : BAEL 91 (Article A.4.3 ,2)

Ces hypothèses sont au nombre de six. Les trois premières sont celles du calcul classique.

• • • • Les sections droites restent planes (hypothèse de Bernoulli).
      • Du fait de l’adhérence, toute armature subit la même déformation linéaire que la gaine de béton qui l’entoure (supposée non fissurée si l’armature considérée est tendue).
      • La résistance du béton tendu est négligée.
      • Le raccourcissement relatif de la fibre de béton la plus comprimée est limité à :

En flexion ε_bc = 3.5 ‰

En compression simple : ε_bc = 2 ‰

• L’allongement relatif des armatures les plus tendues, supposées concentrées en leur centre de gravité, est limité à 10 ‰.
• Le diagramme linéaire des déformations passe par l’un des trois pivots A, B, C (la règle des trois pivots).
• Règle des trois pivots BAEL 91 (Article A.4.3,3)

Les diagrammes possibles résultent des déformations limites fixées pour les matériaux, d’où les trois domaines de la figure suivante :

[3_reglements-de-calcul-parasismiques-etude-essentielle_6]

Fig I.6 diagramme des déformations limites de la section règle des trois pivots.

• Pivot A :

L’état-limite ultime est défini par l’atteinte de l’allongement limite de 10 ‰ de l’armature la plus tendue : la section est soumise à la traction simple ou à la flexion simple ou composée.

• Pivot B :

L’état-limite ultime est défini par l’atteinte du raccourcissement limite de 3,5 ‰ de la fibre la plus comprimée : la section est soumise à la flexion simple ou composée.

• Pivot C :

L’état-limite ultime est défini par l’atteinte du raccourcissement limite de 2 ‰ à une distance de la fibre la plus comprimée égale au 3/7 de la hauteur totale h de la section: celle-ci est entièrement comprimée et soumise à la flexion composée ou à la compression simple.

Le diagramme passe par :

• • Le pivot A si y  0.2596 d.
  • Le pivot B si 0.2593  d  y  h.
  • Le pivot C si y  h.
  1. Hypothèse de calcul à l’ELS

Il correspond à des critères dont le non respect ne permet pas à l’élément d’être exploité dons des conditions satisfaisantes, il comprend trois cas :

• • • • Etat limite de service d’ouverture des fissures.
      • la corrosion des armatures insuffisamment protégés, comprenette la durabilité de l’ouvrage, des fonctions d’étanchéité ou des critères esthétique d’aspect extérieur peuvent également ne pas être respectés.
      • Etat limite de service de déformation : des déformations trop importantes de l’ouvrage peuvent créer des désordres, fissuration des cloisons ou de carrelage sur une dalle trop fléchie par exemple.
    1. Actions et sollicitations :

1. Les actions :

Les actions sont les forces et les couples dues aux charges appliquées à une structure et aux déformations imposées, elles proviennent donc :

• Des charges permanentes,
• Des charges d’exploitations,
• Des charges climatiques.

Actions permanentes (G) :

Ce sont des actions dont l’intensité est constante ou peu variable dans le temps, par exemple le poids propre de la structure, le poids des équipements fixes, les forces de poussée des terres et des liquides ou les déformations imposées à la structure.

Actions variables (Q) :

Ce sont celles dont l’intensité varie fréquemment de façon importante dans le temps, elles correspondent aux charges d’exploitation, les charges appliquées durant l’exécution, les charges climatiques et les effets dus à la température.

Actions accidentelles (FA) :

Elles se produisent rarement et leurs durées sont très courtes, (Séismes, incendies, chocs,…etc.).

1. Les sollicitations :

On appelle sollicitations les moments de flexion ou de torsion, les efforts normaux et les efforts tranchants provoqués par les actions.

Sollicitations de calcul :

Gmax : ensemble des actions permanentes défavorables. Gmin : ensemble des actions permanentes favorables. Q1 : action variable dite de base.

Qi : autres actions variables dites d’accompagnement.

• • 1. Combinaison de calcul vis-à-vis des états limites

1. Etat limite ultime
   • Combinaison fondamentale : Lors des situations durables ou transitoires il y a lieu de considérer :

1.35 G_max + G_min + γ_Q1 Q₁ + Σ 1.3 Ψ_0i Q_i BAEL 91 (Article A.3.3,2)

Avec : _Q1 = 1,5 dans le cas général

_Q1 = 1,35 dans les cas suivants :

• la température ;
• les charges d´exploitation étroitement bornées ou de caractère particulier
• les bâtiments agricoles à faible densité d´occupation humaine

1. 35 𝐺 + 1. 5 𝑸 RPA 99 V2003

• • Combinaisons accidentelles :

G_max + G_min +F_A + Ψ₁₁ Q₁ + Σ Ψ_2i Q_i BAEL 91 (Article A.3.3,2)

Avec :

FA : la valeur nominale de l´action accidentelle ;

₁₁ Q1 : la valeur fréquente d´une action variable ;

_2iQi : la valeur quasi permanente d´une autre action variable

𝐺 + 𝑸 + 𝐸

RPA 99 V2003 (Article 5.1) {𝐺 + 𝑸 + 1. 2 𝐸

0. 8𝐺 ± 𝐸

1. Etat limite de service :

Elles résultent des combinaisons d´actions ci-après, dites combinaisons rares :

G_max + G_min + Q₁ + Σ Ψ_0i Q_i BAEL 91 (Article A.3.3,3)

𝐺 + 𝑸 RPA 99 V2003

• Le Béton

En compression: f_c28

=25MPa

 fbu

fbu



 14.2 MPa

 18.5 MPa

cas générale. cas accidentele.

En traction: f_t28=2.1MPa

Contrainte limite:

σ  0.6fc28  15MPa

• L’acier

FeE400   s = 348 MPa

cas géneral.

 = 400 MPa



 s

Questions Fréquemment Posées

Quels sont les règlements de calcul parasismiques en Algérie?

Les règlements de calcul parasismiques en Algérie incluent les règles parasismiques algériennes (RPA version 2003), les charges permanentes et d’exploitation (DTR-BC.2.2), le Béton armé aux états limite (BAEL 91) et les règles de conception et de calcul des structures en béton armé (CBA 93).

Qu’est-ce que l’état limite ultime (ELU) dans le calcul parasismique?

L’état limite ultime (ELU) correspond à la capacité portante maximale de la structure, et son dépassement entraîne la ruine de l’ouvrage. Il comprend trois états limites : l’équilibre statique, la résistance des matériaux et la stabilité de forme.

Comment les règlements de calcul garantissent-ils la sécurité des bâtiments?

Les règlements de calcul visent à assurer une protection acceptable des vies humaines et des constructions face aux effets des actions sismiques par une conception et un dimensionnement appropriés.

Quels sont les états limites de service (ELS) dans le calcul des structures?

Les états limites de service (ELS) garantissent que l’utilisation normale et la durabilité d’un ouvrage sont assurées. Ils incluent l’ouverture des fissures, la déformation maximale et la compression du béton.