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Comment lire ce point de vue :
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« Il s’agit d’une ossature composée de poteaux et de poutres à noeuds rigides ou d'une charpente contreventée,capable de résister aussi bien qu’aux charges verticales qu'aux horizontales ». |
A la définition donnée il est utile d’ajouter | Quand ce type de contreventement est retenu,il est impératif que la maçonnerie de remplissage ne doit pas bloquer les déformations. Si tel est le cas il est nécessaire de procéder à la vérification demandée par l’article 4.5.c du RPS 2000 » |
| Définition des autres règlements | RPA99-Art 3.4.1.b Portiques autostables en BA avec remplissage maçonnerie Pour cette catégorie,Les éléments de remplissage sont constitués par des murs en maçonnerie de petits éléments insérés dans le cadre poteaux-poutres ..... Les bâtiments concernés ne doivent pas dépasser 6 niveaux ou 20m en zone I et II et 2 niveaux ou 8m en zone III. |
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« Le RPS2000 répartit les bâtiments selon leur usage principal en deux classes de priorité.
A chaque classe de bâtiment correspond un facteur d’importance ou de priorité (I),donné dans le tableau 3.1,qui est un facteur additionnel de sécurité ». |
Cette classification en seulement deux groupes d’usage est trop restreinte. Pour la classe 1 elle met au même niveau ,par exemple,un établissement banquaire et une centrale nucléaire. Pour la classe 2 , on peut trouver à la même priorité un grand centre commercial et un hangar de cheptel. |
| Classification des autres règlements | Le règlement RPA99 définit 4 groupes Groupe 1A : Les ouvrages vitaux devant rester opérationnels aprés le séisme Groupe 1B : Les ouvrages abritant fréquemment de grands rassemblements de personnes. Groupe 2 : Les ouvrages courants ou d’importance moyenne Groupe 3 : Les ouvrages de fiable importance |
Classe B : Les ouvrages et installations offrant un risque dit « courant » pour les perrsonnes.(Habitations,bureaux,usines…) Classe C : Les ouvrages représentant un risque élevé pour les personnes ou en raison de leur fréquentation ou de leur importance socio-économique (Enseignement,stades,salles, …) Classe D : Ouvrages et installations dont la sécurité est primordiale (Hôpitaux,garages d’ambulance,musées…..) |
Même dans le PS69 (remplacé par le PS92), ce coefficient de valeur 4 était introduit de façon implicite dans le coefficient de réponse β, mais cité explicitement à l’article AD 1.21 (Addenda 1982 PS69) pour le calcul du joint.
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« Tableau 3-3 : Facteur de comportement K (RPS2000-Page 10) Il est noté à la 2ème ligne de la colonne "Système de contreventement" Murs et refends». |
C'est propablement une erreur de frappe | Il faut probablement lire "Portiques et refends(voiles)" |
Commentaire 1 : Choix du coefficient de comportement
La réduction des efforts sismiques par l’introduction d’un coefficient de comportement n’est pas gratuite comme semble le suggérer la division par k.
La prudence est de rigueur dans le choix de la valeur de k. Il convient d’être sûr de placer la structure dans le niveau de ductilité adopté surtout pour le niveau ND3. Ces niveaux se « payent » par des dispositions constructives adéquates surtout dans les zones nodales (armatures transversales et cadres dans les nœuds) pour obtenir le niveau visé et donner à la structure un comportement satisfaisant ce choix de niveau de ductilité retenu
Commentaire 2 : Coefficient de comportement unique pour toute la structure
D’autre part le coefficient de comportement est pris unique pour toute la structure. En réalité il dépend de beaucoup de facteurs. Il dépend de l’amortissement et il est en rapport avec la période du mode fondamental. Pour pouvoir le prendre comme constant,le spectre de dimensionnement est lissé en spectre de calcul par la valeur constante de :
- 2.50 pour T <= 0.40s pour le site S1
- 2.50 pour T <= 0.60s pour le site S2
- 2.00 pour T <= 1.00s pour le site S3
En outre le coefficient de comportement ne peut être le même en élévation car la ductilité est réduite dans le sens vertical. Pour ne citer que ces paramètres dans le cadre théorique.
Commentaire 3 : Suggestion pour le choix coefficient de comportement
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Qu'adoptent les autres règlements? (PS92-RPA99-UBC/USA-CNB). |
Afin d’uniformiser,il est préférable que le RPS 2000 adopte un seul niveau de ductilité.Le niveau ND2 est adopté par la plupart des règlements et des codes de conception parasismique et de donner une valeur du coefficient de comportement suivant le parti constructif du mode de contreventement. |
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Système de contreventement à adopter Portiques déformables sans remplissage en maçonnerie Portiques avec remplissage en maçonnerie Murs porteurs avec chaînages Voiles en béton armé Mixte portiques/voiles avec interaction Noyau central Console verticale avec masse répartie Portiques métalliques autostables ductiles Ossature métallique contreventée par croix de St André Ossature métallique avec CV en V ou en K Ossature métallique portiques/CV par palée St André Ossature métallique portiques/CV en V ou K |
Coefficient de comportement 5.00 2.00 2.50 3.50 4.00 3.70 2.80 6.00 4.00 3.00 5.00 4.00 |
Article 4.1.1.b
«Les cartéristiques mécaniques doivent être conformes au règlement en vigueur de béton armé.Toutefois la résistance σ28 à la compression doit être supérieure à 22 Mpa»
Article 4.1.2
«Le coefficient de sécurité à adopter ait pour valeur : γs=1.15»
Il est à noter que Le coefficient de sécurité : γs=1.15 n'a pas été réduit en cas de sollicitation sismique.
Les règlements PS92 et RPA99_v2003 définissent des coefficients de sécurité partiels
| Coefficients sécurité partiels | PS92-Art 11.812 Coefficients de sécurité partiels On vérifie que les sollicitations accidentelles agissantes sont inférieures aux sollicitations résistantes obtenues en prenant en compte les coefficients de sécurité partiels suivants : Acier (gamma s) γs=1.00 Béton (gamma b) γb=1.15 La résistance de calcul fbu du béton est : fbu=0.85fcj/γb |
RPA99-Art 7.3.2.3 Coefficients de sécurité partiels On vérifie que les sollicitations accidentelles agissantes sont inférieures ou égales aux sollicitations résistantes obtenues en prenant en compte les coefficients de sécurité partiels suivants : Acier (gamma s) γs=1.00 Béton (gamma b) γb=1.15 La résistance de calcul fbu du béton est : fbu=0.85fcj/γb |
DebutRemarque :
Par rapport à ces deux règlements,le RPS2000 conserve une sécurité supplémentaire de 15%
1-Forme en plan-Page 15 RPS2000 :
«L'élancement (grand côté L/petit côté B) ne doit pas dépasser la valeur de 3.5» L/B<=3.5Que faut-il faire quand cette valeur de 3.5 est dépassée?
- Scinder le bâtiment en bloc si c'est possible
- Le règlement ne précise pas ce qu'il faut faire et n'introduit pas une prise en compte d'une torsion accidentelle pour le non respect de L/B>3.5
| Critères régularité en plan: Autres règlements |
PS92-Art 6.61211-Configuration en plan (c) «L'élancement η=Lx/ly de la section en plan du batiment ne doit pas excéder la valeur 4» |
RPA99(Version 2003)-Art 3.5.a régularité en plan: « a3 : La forme du batiment doit être compacte avec un rapport longueur/largeur du plancher inférieur ou égale à 4 » |
2-Forme en élévation (alinéa : b)-Page 16 RPS2000 :
«a) La distribuion de la rigidité et de la masse doit être sensiblement régulière le long de la hauteur.Les variations de la rigidité et de la masse entre deux étages successifs ne doivent pas dépasser respectivement 30% et 15%»
Remarque importante
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La variation de la RAIDEUR,entre deux niveaux successifs,serait plus appropriée que la variation de la RIGIDITE notamment lorsque les hauteurs entre les dits niveaux sont différentes. Exemple :Soit 2 niveaux successifs de même rigidité mais de hauteur différente : hi = 5.00m |
2-Forme en élévation (alinéa : d)-Page 16 RPS2000 :
«d) Pour les batiments dont la hauteur totale ne dépasse pas 12m;les pourcentages relatifs à la configuration peuvent être ramenés à 40%»
NOTA :
Il est nécessaire de préciser de quelle configuration il s'agit?
Le verbe ramener fait penser à une réduction.Peut être écrire : peuvent être portés à 40%
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Dans nos habitudes de construire les panneaux de maçonnerie entre les éléments structuraux poteaux/poutres de telles précautions sont totalement ignorées. |
Comme signalé pour le coefficient de comportement,il serait plus pratique que le RPS2000 :
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| Coefficients de comportement pour ossature avec remplissage à postériori | PS92-Art 11.7 Coefficients de comportement Ossature avec remplissage à postériori: Batiments régulier : q = 1.5 Batiments régularitré moyenne : q = 0.85q3 Batiments irréguliés : q = 0.70q3 |
RPA99(Version 2003)-Tableau 4.3 : Valeurs du Coefficient comportement (R) Béton armé Portiques autostables avec remplissage en maçonnerie rigide : R = 3.5 |
En complément à la carte de zonage sismique,il est utile et nécessaire de joindre une liste donnant la classification sismique par wilaya,provinces et communes du Maroc étant donné que sur la carte les limites ne peuvent être distinguées avec précision.
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Extraits des listes : France Algérie:RPA99(V2003) |
PS92 - France-Exemple : Arrondissement : Belley Zone : Ib Cantons : Belley - Seyssel - VirieuLeGrand |
RPA99(Version 2003)-Exemple MEDEA : Groupe de communes A Zone : IIb Communes : El Hamdania - Medea - Tamesguida |
La force sismique latérale équivalente est :1-Force sismique latérale équivalente Article 6.2.1.3-Page 30 RPS2000 :
| Pays | Calcul de l'effort sismique : V | Désignation des coefficients |
Algérie |
V = ADQW/R |
A = Coefficient de zone sismique D = Facteur amplification dynamique Q = Coefficient de pénalité R = Facteur de comportement |
Argentine
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V = Sa(γd).W/R |
Sa = accélération spectrale (γd) = Facteur d'importance R = Facteur de comportement |
Canada
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V = U(vSIF)W/R |
U = Coefficient d'étalonnage=0.60 v = Rapport vitesse de la zone S = Coefficient de réponse sismique I = Facteur d'importance F = Coefficient de fondation (site) R = Facteur de comportement |
Egypte
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V = ZISMRQW avec : Z=AFC |
Z = Coefficient de zone sismique A = Accélération F = Coefficient de fondation (site) C = Coefficient d'amortissement I = Facteur d'importance S = Facteur de comportement M = Facteur matériau (BA;BP;Acier..) R = Facteur de risque Q = Facteur de pénalité |
Iran
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V = ABIW/R |
A = Coefficient de zone sismique B = f(T,sol) : Coefficient dynamique I = Facteur d'importance R = Facteur de comportement |
Japan
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V = Z.Rt.Ai.Co.Wi |
Z = Coefficient de zone sismique Rt = f(T,sol) : Coefficient dynamique Ai = Coefficient de distribution de V Co = varie de 0.20 à 1.00 suivant séisme |
Turquie
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V = CoKSIW |
Co = Coefficient de zone sismique K = Coefficient comportement S = f(T,sol) : Coefficient dynamique I = Facteur d'importance |
USA
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V = (ZI/Rw)*1.25SW/(T↑2/3) |
Z = Coefficient de zone sismique I = Facteur d'importance S = Coefficient de site T = Période Rw = Coefficient de comportement |
La force sismique latérale totale V doit être répartie sur le hauteur de la structure de la maniè suivante :2-Répartition verticale de la Force sismique Article 6.2.1.4-Page 32 RPS2000 :
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« Sur le RPS2000 il est noté : hn est la hauteur du niveau considéré à partir du sol. ». |
Il est nécessaire de définir de façon précise et explicite à partir d'où il faut compter la hauteur du premier niveau car celle-ci a une influence directe sur le calcul de la période,des déformation et des moments dans les éléments de contreventement. |  |
«b) Pour les autres structures»«Ou H et L,exprimés en mètre,sont respectivement la hauteur totale du batiment et la longueur du mur ou de l'ossature qui constitue le principal système de contreventement dans la direction de l'action sismique»
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Règlement PS92 - Art 6.233 La hateur de dimensionnement est telle que :
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RPA99(Version 2003)-Article 4.2.4 hN : Hauteur mesurée en mètre à partir de la base de la structure jusqu'au dernier niveau N. |
« b) La valeur de l’effort latéral sismique V servant au calcul ne doit être inférieur à 0.90 fois la valeur obtenue par l’approche statique équivalente »Commentaire :
L’utilisation d’une méthode dynamique pour le calcul des structures soumises au séisme nécessite la modélisation de l’action sismique,des masses et de la structure par ses composants constitués par différents matériaux.
Les éléments d’intérêt de la réponse retenus pour la vérification de sécurité sont :L’analyse modale du type élastique effectuée à partir du spectre de dimensionnement est souvent utilisée. Ainsi le calcul est mené comme si la structure est capable de rester indéfiniment élastique.
- Les maximums des déplacements absolus et relatifs
- Les maximums des sollicitations
D’autres hypothèses sont émises en ce qui concerne le comportement des matériaux de la structure.
Ainsi la validité des résultats n’est effective que si la réponse de la structure ne laisse aucun doute sur la position des sections critiques et les concentrations des déformations
| Que préconisent les autres règlements? | Analyse dynamique – CNB –Article 4.1.9.1.13- Canada : 43) L’analyse dans le présent commentaire est fondée sur la technique du spectre linéaire.Si les résultats de tels calculs donnent un cisaillement à la base plus faible,ils doivent être étalonnés au cisaillement statique à la base calculé selon la méthode statique équivalente. La raison en est que les valeurs du CNB constituent un minimum pour assurer la sécurité du public. 44-e) Pour obtenir les réponses de calcul d’intérêt,multiplier les réponses dynamiques d’intérêt par V/Vdyb où (V) est conforme à ce qui est indiqué au paragraphe 4.1.9.1.4 « C'est-à-dire l’effort tranchant trouvé par la méthode statique équivalente » |
Méthode dynamique modale spectrale – RPA99 –Article 4.3- Algérie 4.3.6) La résultante des forces sismiques à la base Vt obtenue par combinaisons des valeurs modales ne doit pas être inférieure à 80% de la résultante des forces sismiques déterminée par la méthode statique équivalente V pour une valeur de la période fondamentale donnée par la formule empirique appropriée. Si Vt<0.80V,il faudra augmenter tous les paramètres de la réponse calculée par la méthode modale (forces,déplacements,moments…) dans le rapport 0.8V/Vt. |
La valeur du facteur (ψ) ne doit pas être lue dans le tableau 6.1 car celui-ci donne la fraction des charges d’exploitation dont il faut tenir compte pour la détermination du poids de la structure.«a) La combinaison fondamentale des actions à considérer pour le calcul des sollicitations et la vérification des états limites est donnée par l’expression suivante :»
Sc=G+E+0.3N+ψQ
- G : Le poids mort et charges permanentes de longue durée
- E : Effets du séisme
- N : Action de la neige
- Q : Charge d'exploitation
- ψ : Facteur d'accompagnement dont les valeurs sont données dans le tableau 6.1
| Pays | Coefficient des actions : ψ(Q) | Combinaisons adoptées |
| Algérie |
G + Q + E (1) 0.8G ± E (2) G + Q + 1.2E (3) |
G = Charges permanentes Q = Surcharges non pondérées E = Action sismique Combinaison (3) : Pour poteaux dans les ossatures autostables |
France
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G+0.8Q+E+0.1N (1) G + E + 0.3N (2) G+E+0.2N+0.4Q (3) |
G = Charges permanentes Q = Charges d'exploitation E = Action sismique N = Neige |
| Egypte
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D + L + E (1) 0.85D + E (2) |
D = Charges permanentes(Dead) L = Charges d'exploitation(Live) E = Action sismique |
1-Article 7.3.1.2.1- Dimensions minimales des sections Page 42 – Figure 7.3 : Excentricité des axes poteau-poutre RPS2000 page 43 :
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«b) La distance entre les axes de la poutre et du poteau support ne doit pas dépasser 0.25 fois la largeur du poteau (Figure 7.3) |
Sur la figure 7.3 de la page 43 : Ecrire : (bc/4) au lieu de (b/4). |  |
2-Article 7.3.1.2.3- Armatures transversales – Formule (7.7) : RPS2000 page 45 :
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«Pour les structures de ductilité ND1 et ND2 , l’espacement (s) ne doit pas excéder les minimum des grandeurs suivantes» |
Ductilité ND1 et ND2 : s = min (8ΦL ;24Φt ;0.25h ;20cm) (7.7) Ductilité ND3 : s = min (6ΦL ;0.25h ;15cm) (7.8) |
Pour ΦL, il est préférable de préciser : ΦL : Plus petit diamètre des armatures longitudinales |
1 - Conditions de dimensions
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«La condition (alinéa b) hc/bc <= 16 : « bc : Dimension de section de poteau perpendiculaire à l’axe de la poutre » « hc : Dimension de section de poteau parallèle à l’axe de la poutre » |
Donne pour la largeur minimale de 25 cm retenu par le règlement : bc = 25 cm Soit : hc = 400 cm = 4.00m |
Avec une telle section ,le poteau de 25*400 devient un élément rigide résistant à l’effort tranchant , soit un voile. Notamment si le système de contreventement par ossature compte un seul poteau de cette inertie,celui-ci va mobiliser tout l’effort sismique et engendrer de la torsion. |
| Que préconisent les autres règlements? | Article 11.124 PS92 - Pièces comprimées,pièces fléchies: Si on désigne par a et b respectivement le plus petite et la plus grande dimension de la pièce. •Si b<4a : La pièce est considérée comme un poteau •Si b≥4a : La pièce est considérée comme un mur(voile) Article 11.41- PS92 - Dimensions minimales (Murs et voiles de contreventement): Les murs et voiles doivent présenter une épaisseur minimale de 15 cm et une largeur au moins égale à 4 fois l'épaisseur. Les éléments ne satisfaisant pas à cette condition sont considérés comme des éléments linéaires. |
Article 7.1.3.4 RPA99 – Pièces comprimées,pièces fléchies: Si on désigne par a et b respectivement le plus petite et la plus grande dimension de la pièce. •Si b<4a : La pièce est considérée comme un poteau •Si b≥4a : La pièce est considérée comme un mur(voile) Dans le cas d'éléments composés tels que poutres-échelles, palées triangulées, association de voiles ou murs, etc, le terme de pièce s'entend de chacun des éléments constitutifs. |
2 - Pourcentage des armatures longitudinales
Il est à constater l’absence du pourcentage minimale des armatures longitudinales des poteaux.
Le pourcentage minimal est d’importance capitale pour éviter des sections des poteaux d’être soit :
• Sous-armées
• Surarmées
| Pourcentage des armatures longitudinales : Autres règlements | Article 11.352 PS92 - Armatures longitudinales (Poteaux): Le pourcentage géométrique des armatures longitudinales hors zones de recouvrement doit être compris dans les limites suivantes : 1%≤ ρ ≥ 5% Les barres doivent être réparties aussi uniformément que possible sur la face du béton concernée;leur espacement d'axe en axe ne devant pas excéder 25 cm. |
Article 7.4.2.1 RPA99 – Les armatures longitudinales: Les armatures longitudinales doivent être à haute adhérence, droites et sans crochets : Leur pourcentage minimal sera de : • 0,7% en zone I • 0,8% en zone II • 0,9% en zone III Leur pourcentage maximal sera de • 4% en zone courante • 6% en zone de recouvrement. |
a) Contreventement par ossature poutres-poteaux
Le contreventement par poutres-poteaux est constitué par un réseau de poteaux et de poutres dans les deux directions principales.
Ce réseau constitue des portiques,dans les deux sens,devant s'opposer aux forces latérales.C’est un système résistant essentiellement aux moments.
Le contreventement par ossature se caractérise par sa grande déformabilité.
b) Rigidité poteaux/poutres: Afin d'éviter un mécanisme non stable,il convient,pour ce type de structure,que les rotules plastiques se forment d'abord dans les éléments horizontaux,les poutres,avant leur formation dans les éléments verticaux,les poteaux.
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«a) Eviter la formation de rotules plastiques dans les poteaux (éléments porteurs).Il faut qu’aux nœuds poteaux-poutres,la somme des valeurs absolues des moments ultimes des poteaux doit être supérieure à celle des moments des poutres aboutissants au nœud. Figure 7.7 » |
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Il convient de préciser : «a) Eviter la formation de rotules plastiques dans les poteaux (éments porteurs).Il faut qu’aux nœuds poteaux-poutres,la somme des valeurs absolues des moments résistants ultimes des poteaux doit être supérieure à celle des moments résistants ultimes des poutres aboutissants au nœud. Figure 7.7 ». |
a) Les voiles de contreventement
Les voiles,généralement,présentent une grande rigidité.Leur inertie est notablement augmentée s'ils sont encastrés dans d'autres voiles formant ainsi,en plan,des sections en profilés (Sections en I , L ,U) ou en noyau.
Le contreventement par voiles est adopté pour la conception parasismique pour leur résistance aux charges latérales plus élevées que pour le contreventement par ossature. En outre,leur faible déformabilité protège les éléments secondaires non structuraux.
b) Dimensions Article 7.3.1.4.1 - RPS2000 - Page 50
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«L’épaisseur minimale des voiles est fonction de la hauteur nette hc de l’étage. e min = min (15cm,hc/20) pour un voile non rigidifié à ses deux extrémités. e min = min (15cm,hc/22) pour un voile rigidifié à une extrémité. e min = min (15cm,hc/25) pour un voile rigidifié à ses deux extrémités. » |
Rétablir l'erreur de frappe en remplaçant Min par Max | e min = max (15cm,hc/20) pour un voile non rigidifié à ses deux extrémités. e min = max (15cm,hc/22) pour un voile rigidifié à une extrémité. e min = max (15cm,hc/25) pour un voile rigidifié à ses deux extrémités.. |
c) Conditions de rigidification des voiles
d) Zone critique Article 7.3.1.4.2 – RPS2000 - Page 51
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«Les zones critiques du voile dans la direction verticale sont les régions s’étendant de la base du mur sur une longueur (lc) définie comme suit : lc=max(H/6,L) (7.14) Avec H et L respectivement la hauteur et la largeur du bâtiment.» |
Il y a lieu de revoir la désignation des dimensions (H) et (L) | Les dimensions H et L ne peuvent être la hauteur et la largeur du bâtiment. Généralement les zones critiques sont définies sur une hauteur d’étage à la base du voile. |
| Règlement PS92 | Article 11.42-Zones critiques (page 157) | Sont considérées comme critique les régions situées à la base des voiles habituellement sur une hauteur d’étage et dont la hauteur n’excède pas la largeur Lw des trumeaux,ainsi que celles situées à chaque niveau de changement notable de la section de coffrage. |
Les règles PS92 et le RPA99 recommandent,lorsque θ reste inférieur à 0.25,de majorer les moments par le rapport :b)L’effet du second ordre est à prendre en compte dans le calcul pour :0.20 ≥ θ ≥ 0.10 (8.1.b)
