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France. Ministère de la transition écologique (06 juillet 2020-19 juillet 2022)

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Résumé

Exemple d'application du guide de construction parasismique des maisons individuelles - DHUP - CPMI EC8 - Zones 3-4

Descripteur Urbamet

procédé de construction

Descripteur écoplanete

Thème

Construction ;Risques

Texte intégral

Exemple d?application du guide de construction parasismique des maisons individuelles ? DHUP - CPMI EC8 - Zones 3-4 Exemple n°6 : Maison R+0 en maçonnerie Zone de sismicité 3 Surface de plancher Pente du terrain Sol Fondations Hauteur niveau(RdC) Contreventement Plancher rez de chaussée Sous-sol Toiture Conception générale Les murs de contreventement (murs primaires) sont disposés dans les deux directions principales de la structure (Fig. 1) . Fig. 1 : 135,8 m² : Aucune : Catégorie 1 : Semelles filantes reliées : 2,5m : Mur en maçonnerie chainée : Dalle en béton armé : Non : Type légère. §1.1 - Surface au sol inférieure à 200 m² : 135,8 m² §1.2 - Maison individuelle à usage d'habitation. Le bâtiment est de catégorie d'importance II. §1.3 - Charges d'exploitation uniforme 1,5 kN/m² Charge d'exploitation ponctuelle 2 kN Charge d'exploitation permanente Charges permanentes du plancher RdC 6,25 kN/m² §1.4 - Le conteventement de la structure est assuré par des murs en maçonnerie chaînés verticalement et horizontalement. Ces panneaux de contreventement sont disposés dans des plans parallèles, selon les deux directions orthogonales de la construction. §1.5 - La toiture est de type legère avec une couverture en tuiles. §1.6 - La condition sur le nombre de niveau est respectée (inférieur à 3) §1.7 - La hauteur du RdC est de 2,5 m, inférieure à 3 m. §1.8 - Les conditions sur les planchers sont respectées. (abscence des trémie) §1.9 - La pente du terrain est inférieure à 10%. Aucune justification supplémentaire n'est nécessaire. Renvoi au paragraphe des guides CPMI-EC8 STADE CONCEPTION §2.3.1. Configuration en plan Critère 1 - Elancement L/l = 16,3/9,14 = 1,78 < 2,5 Critère sur l'élancement vérifié Critère 2 - Compacité Critère 3 - Implantation des panneaux de contreventement Il existe au moins deux panneaux parallèles par direction (8 panneaux dans le sens longitidinal sur 3 files différentes, 6 panneaux dans le sens transversal sur 4 files différentes) . Critère 4 - Position des panneaux par rapport au périmètre du bâtiment Au moins un élément de contreventement est présent sur chaque façade située sur le périmètre du bâtiment. Critère 5 - Limitation de l'effet de torsion SENS X : Bande de 0,25 l : 0,25 x 9,14 = 2,28 m Rapport des longueurs de murs primaires compris entre 0,4 et 2,5 : (Lv1+Lv2+Lv3+Lv4)/(Lv7+Lv8+Lv9+Lv10) =(4,5+1,6+2,5+4,5)/(4,2+1,5+2,05+1,2) =1,46 ? [0,4;2,5] SENS Y :Bande de 0,25 L = 0,25 x 16,3= 4,07 m Le mur V13, bien que primaire ne peut être considéré comme participant à l'effet de torsion (en dehors de la bande de 0,25L) Rapport des longueurs de murs primaires compris entre 0,4 et 2,5 : (Lv11+Lv12+Lv14)/(Lv5+Lv6) = (6,84+1,3+2,32)/(2,27+2,27)= 2,3 ? [0,4;2,5] Le critère sur la torsion est vérifié. Critère 6 - Effort normal sur les éléments secondaires Ce critère est vérifié si les charges verticales reprises par les éléments secondaires n'exèdent pas 20% des charges verticales totales reprises au niveau considéré. Masse totale de la toiture: estimée à 70 kN Au vu de la configuration de la charpente (pose des fermettes dans le sens transversal) , nous considèrons la répartion suivante, 95% de la masse totale de la toiture sur la direction longitudinale et 5% sur la direction transversale. Dans la direction transversale Y, les murs pignons supportent également la maçonnerie sur la hauteur des combles (16,5 kN par pignon) . La masse reprise par les murs est calculée au prorata des longueurs de murs. Les résultats sont les suivants: (Cf. Fig 1) Les charges verticales reprises par les éléments secondaires représentent 15% (<20%) des charges verticales totales. Le critère est vérifié. §2.3.2 Configuration en élévation La structure ne comporte pas de mezzanine. Il n'y a pas lieu de vérifier la limite de 20% entre les planchers. STADE CONCEPTION Surface du polygone convexe ci-contre (149 m²) . - La construction ne présente qu'un seul retrait (en vert) - 135,8 x 10%= 13,6 m². Le retrait de 13,1 m² n'excède pas 10% de la surface du diaphragme (surface de plancher) . Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 §2.3.1. Configuration en plan Critère 1 - Elancement L/l = 16,3/9,14 = 1,78 < 2,5 Critère sur l'élancement vérifié Critère 2 - Compacité Critère 3 - Implantation des panneaux de contreventement Il existe au moins deux panneaux parallèles par direction (8 panneaux dans le sens longitidinal sur 3 files différentes, 6 panneaux dans le sens transversal sur 4 files différentes) . Critère 4 - Position des panneaux par rapport au périmètre du bâtiment Au moins un élément de contreventement est présent sur chaque façade située sur le périmètre du bâtiment. Critère 5 - Limitation de l'effet de torsion SENS X : Bande de 0,25 l : 0,25 x 9,14 = 2,28 m Rapport des longueurs de murs primaires compris entre 0,4 et 2,5 : (Lv1+Lv2+Lv3+Lv4)/(Lv7+Lv8+Lv9+Lv10) =(4,5+1,6+2,5+4,5)/(4,2+1,5+2,05+1,2) =1,46 ? [0,4;2,5] SENS Y :Bande de 0,25 L = 0,25 x 16,3= 4,07 m Le mur V13, bien que primaire ne peut être considéré comme participant à l'effet de torsion (en dehors de la bande de 0,25L) Rapport des longueurs de murs primaires compris entre 0,4 et 2,5 : (Lv11+Lv12+Lv14)/(Lv5+Lv6) = (6,84+1,3+2,32)/(2,27+2,27)= 2,3 ? [0,4;2,5] Le critère sur la torsion est vérifié. Critère 6 - Effort normal sur les éléments secondaires Ce critère est vérifié si les charges verticales reprises par les éléments secondaires n'exèdent pas 20% des charges verticales totales reprises au niveau considéré. Masse totale de la toiture: estimée à 70 kN Au vu de la configuration de la charpente (pose des fermettes dans le sens transversal) , nous considèrons la répartion suivante, 95% de la masse totale de la toiture sur la direction longitudinale et 5% sur la direction transversale. Dans la direction transversale Y, les murs pignons supportent également la maçonnerie sur la hauteur des combles (16,5 kN par pignon) . La masse reprise par les murs est calculée au prorata des longueurs de murs. Les résultats sont les suivants: (Cf. Fig 1) Les charges verticales reprises par les éléments secondaires représentent 15% (<20%) des charges verticales totales. Le critère est vérifié. §2.3.2 Configuration en élévation La structure ne comporte pas de mezzanine. Il n'y a pas lieu de vérifier la limite de 20% entre les planchers. Tableau 1 La structure est contreventée par des murs primaires constitués de blocs en maçonnerie d'une épaisseur de 20 cm. La conception proposée initialement doit faire l'objet d'une vérification suivant le CPMI-EC8 métropole à travers les deux tableaux de l'annexe A intitulée "Tableaux de dimensionnement pour la maçonnerie et le béton armé" . La vérification se fait en deux temps. PREMIERE ETAPE: Il s'agit de déterminer la section (S) des murs de contreventement nécessaires dans chaque direction. Cette surface dépend de la surface de diaphragme horizontal (Sp) , du nombre de niveau de la construction, du type de toiture (légère ou lourde) . S = Coeff tableau(en vert) x Sp/100 LCVT = S / Epaisseur mur Dans cet exemple, Sp est confondu avec la surface de plancher S=0,36 x 135,8/100 = 0,49 m² Longueur de contreventement calculée pour une épaisseur de mur de 20cm(0,2m) : LCVT = 0,49/0,2 = 2,45 m Ainsi, pour une construction maconnée avec des joints verticaux non remplis et une catégorie de sol 1 en zone 3, nous obtenons une longueur minimale de 2,45 métres de contreventement par direction. Cette condition est vérifiée. DEUXIEME ETAPE: La longueur des murs de contreventement doit être vérifée selon le tableau de l'annexe A du CPMI-EC8 métropole. Chaque longueur de panneau doit être supérieure à une longeur minimale qui dépend du mode constructif, de la longueur totale LT des murs primaires dans chaque direction, de la longueur Li de chaque mur de contreventement, du type de toiture, du diamètre des aciers de chaînages et du nombre de niveau N. Tableau 2 (extraction de l'Annexe A du CPMI-EC8 Zones 3 et 4) Vérification de la longueur du panneau de contreventement V1. Paramétres à prendre en compte: Li/LT = 4,5/22 =0,2 Sp=135,8 m² (valeur arrondie à 150m²) N=1 Dans le sens X : LT = 22 m Dans le sens Y : LT = 17,32 m Ainsi, la longueur du panneau de contreventement de 4,5 m (supérieure à 1,2 m) est conforme que l'on utilise des HA10 ou HA12. Toutes les autres longueurs de contreventement sont vérifées suivant le même procédé (cf. tableau 4 récapitulatif ci-dessous) Tableau 3 (extraction de l'Annexe A du CPMI-EC8 Zones 3 et Tableau 4 §3.1 Choix des matériaux Blocs: B40(6 alvéoles) Béton: Pour le béton des chaînages, il est posssible d'utiliser un béton de chantier de consistance plastique dosé au minimum à 400kg/m3 de ciment et confectionné avec des granulats de diamètre 10 mm au plus. Il est conseillé d'utiliser un béton avec gravillons 3/8 de façon à assurer le bon enrobage des aciers par remplissage du coffrage des chaînages. Maçonnerie: Les joints verticaux peuvent être remplis ou non, en cohérence avec le dimensionnement de la structure. Dans le cas d'un mortier d'usage courant un joint est considéré comme rempli si l'épaisseur de celui-ci est comprise entre 6 et 15 mm. §3.3 Exécution des murs en maçonnerie -Les dimensions de la section transversale des chaînages horizontaux et verticaux ne doivent pas être inférieures à 150 mm. -Les armatures longitudinales sont constituées au minimum de 4 armatures. Lorsqu' il n'y a que 4 armatures celles-ci doivent être de diamétre HA10 ou HA12. -Des cadres HA5 au minimum doivent être disposés autour des armatures longitudinales tous les 150 mm au maximum. Dans les zones de liaison entre chaînages, le premier cadre (ou épingle) aboutissant à la liaison ne doit pas être situé à plus de 75 mm du noeud de ferraillage. -Les chaînages verticaux et horizontaux sont constitués d'armatures longitudinales rectilignes et rendues continues par recouvrement minimale de 60 fois le diamétre des armatures(fig.6 et 7) , soit 600 mm pour des barres HA10 et 720 mm pour des barres HA12. -Les dispositions ne doivent donner lieu à aucune poussée au vide. §3.6 Planchers -La structure proposée dans cet exemple repose sur une dalle en béton armé. Le plancher doit comporter dans sa zone courante une section d'acier minimale de 0,6 cm²/ml dans chaque direction (acier B500A au minimum). L'espacement entre armatures ne doit pas excéder 33cm dans le cas d'une dalle coulée en place. Une attention particulière doit être apportée sur la liaison du plancher aux éléments de structure et aux chaînages : - continuité du treillis soudé (60 diamètres au moins des aciers constitutifs ou recouvrement de 3 soudures) - ancrage dans le chaînage périphérique majoré (longueur d'ancrage de 60 diamètres au minimum ou 3 soudures au moins au dessus des appuis) - éxistance d'un chaînage périphérique continu comportant une section minimale de 3 cm² d'acier et un chaînage au croisement de chaque élément de contrevement avec le plancher de section d'acier minimale de 3 cm² égaelemnt. §3.7 Charpentes de toiture -Les dimensions minimales des éléments constitutifs de la charpente sont rappelées dans le tableau suivant: STADE EXECUTION Fig. 5 Vue en plan : liaison en angle avec boucles Fig. 6 Vue en plan : liaison en angle avec équerres Fig. 7 §3.1 Choix des matériaux Blocs: B40(6 alvéoles) Béton: Pour le béton des chaînages, il est posssible d'utiliser un béton de chantier de consistance plastique dosé au minimum à 400kg/m3 de ciment et confectionné avec des granulats de diamètre 10 mm au plus. Il est conseillé d'utiliser un béton avec gravillons 3/8 de façon à assurer le bon enrobage des aciers par remplissage du coffrage des chaînages. Maçonnerie: Les joints verticaux peuvent être remplis ou non, en cohérence avec le dimensionnement de la structure. Dans le cas d'un mortier d'usage courant un joint est considéré comme rempli si l'épaisseur de celui-ci est comprise entre 6 et 15 mm. §3.3 Exécution des murs en maçonnerie -Les dimensions de la section transversale des chaînages horizontaux et verticaux ne doivent pas être inférieures à 150 mm. -Les armatures longitudinales sont constituées au minimum de 4 armatures. Lorsqu' il n'y a que 4 armatures celles-ci doivent être de diamétre HA10 ou HA12. -Des cadres HA5 au minimum doivent être disposés autour des armatures longitudinales tous les 150 mm au maximum. Dans les zones de liaison entre chaînages, le premier cadre (ou épingle) aboutissant à la liaison ne doit pas être situé à plus de 75 mm du noeud de ferraillage. -Les chaînages verticaux et horizontaux sont constitués d'armatures longitudinales rectilignes et rendues continues par recouvrement minimale de 60 fois le diamétre des armatures(fig.6 et 7) , soit 600 mm pour des barres HA10 et 720 mm pour des barres HA12. -Les dispositions ne doivent donner lieu à aucune poussée au vide. §3.6 Planchers -La structure proposée dans cet exemple repose sur une dalle en béton armé. Le plancher doit comporter dans sa zone courante une section d'acier minimale de 0,6 cm²/ml dans chaque direction (acier B500A au minimum). L'espacement entre armatures ne doit pas excéder 33cm dans le cas d'une dalle coulée en place. Une attention particulière doit être apportée sur la liaison du plancher aux éléments de structure et aux chaînages : - continuité du treillis soudé (60 diamètres au moins des aciers constitutifs ou recouvrement de 3 soudures) - ancrage dans le chaînage périphérique majoré (longueur d'ancrage de 60 diamètres au minimum ou 3 soudures au moins au dessus des appuis) - éxistance d'un chaînage périphérique continu comportant une section minimale de 3 cm² d'acier et un chaînage au croisement de chaque élément de contrevement avec le plancher de section d'acier minimale de 3 cm² égaelemnt. §3.7 Charpentes de toiture -Les dimensions minimales des éléments constitutifs de la charpente sont rappelées dans le tableau suivant: Fig. 8 La poussée au vide est un phénomène rencontré lorsque les armatures, de par leur position (proches des angles) entrainent des détériorations du béton d'enrobage.