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Sismique et ossature bois

Ce sujet comporte 11 messages et a été affiché 3.280 fois
Xavier1983
Auteur du sujet

Messages : Env. 10
Dept : Pyrenees Atlantiques
Ancienneté : + de 6 ans
Le 11/03/2013 à 12h02
Sismique et ossature bois
Bonjour à tous,
dessinateur-projeteur en charpente bois, je voulais savoir exactement les exigence au niveau structurel, et assemblages qu'engendrait la nouvelle reglementation sismique (élargissement des zonages sismiques).
Si certains d'entre vous dimensionnent avec ces contraintes, qu'ils me fassent signe!
Merci d'avance.
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erwan1972

Messages : Env. 3000
De : La Grée Saint Laurent (56)
Ancienneté : + de 8 ans
Le 15/03/2013 à 21h07
Http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/3_presentat[...]arretebatiment_DHUP.pdf

et

http://www.eurocodes.setra.equipement.gouv.fr/IMG/pdf/NI_OA_[...]/NI_OA_32_cle5ff1f7.pdf

et

http://www.planseisme.fr/IMG/pdf/CONSTRUCTION_PARASISMIQUE_EN_BOIS.pdf

donc pour moi

Règles générales :
Eurocode 8 : NF EN 1998 (parties 1, 3 et 5 notamment)
Règles PS 92 (réglementation précédente – valables jusqu’au 31/10/2012) NF P 06-013

Règles simplifiées :
Règles PSMI 89 : NF P 06-014
Guide CPMI Antilles 2004

cdt
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Xavier1983
Auteur du sujet

Messages : Env. 10
Dept : Pyrenees Atlantiques
Ancienneté : + de 6 ans
Le 18/03/2013 à 12h03
Merci Erwan,
Je suis rentré un peu dans les méthodes de calcul de l'EC8. Le but final des calcul est d'obtenir une charge horizontale pour vérifier notre structure (bois en l'occurence) à ces efforts, si j'ai bien compris.
Mais au niveau des combinaison, doit-on l'appliquer de la même manière que le vent? Ex: combinaison ELU vent= 1g + 1.5 w . Doit-on faire de même pour les "charges" sismiques?
Je travail en zone "modérée", certains ont-il deja justifié des structures bois ou des mob dans cette zone ? Les parametre sismique y sont-il plus préjudiciable que le vent par exemple sur une maison r+1 ?
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erwan1972

Messages : Env. 3000
De : La Grée Saint Laurent (56)
Ancienneté : + de 8 ans
Le 18/03/2013 à 14h56
Faut que je m'y plonge !

avant on fessait quasi rien pour une charpente en règle PS, dans le cas de l’euro code c'est plus la même chose, car la zone comprend l’Europe et les pays ultra périphérique. il faut établir une règle valable partout donc avec des zones à fort séisme.

On modélise la structure à étudier par un ensemble de masse ressort et élément dissipatif. Le but est de savoir si la structure va se mettre en reconnaissance. Car si la structure se mets à raisonner elle engendre des efforts sur les bois et assemblage énorme.

donc la procédure est la suivante en quatre étape :
1er étape
- on modélise la structure en un ensemble de barre/liaison plus ou moins rigide ou élastique, pour chaque pièce, chaque assemblage ainsi que les masses ces éléments
2er le spectre de vibration
- on détermine l’accélération à encaisser sur la structure ou "un spectre de vibration" qui est coefficienté suivant : le lieu (fréquence et déplacement), cf carte, suivant le type de sol, le type de structure (coef q), coef suivant les fondations
3iem
- on calcul les efforts sur les nœuds F=masse associé* gamma du nœud. On obtiens ces données en fessant tourner le modèle de la 1er étape sur un logiciel pour avoir la fréquence de résonance du nœud ainsi que la masse associée (analyse modale). A chaque fréquence de résonance, on connait l’accélération (déterminer à l'étape 2er).

liminaire :
Si on a F alors l’énergie dissipé par le nœud est E=P/T avec P=F*V
E =énergie
T= Temps du séisme
V vitesse obtenu grâce à l’accélération gamma
bref tout çà en intégrale
on arrive à un truc du style :
E= M * machin
machin étant un truc calculable
Le point à bien comprendre est que si E est composé de deux masses M = m1 + m2
E = E1 +E2= m1* machin + m2* machin
machin est identique pour les deux masses m1 et m2 !!!!!!!!!!

4iem Vérifie
- on vérifie deux trucs :
--que l'on tiens au état limite (eurcode 5) Le F supplémentaire (cisaillement au fondation, efforts supplémentaires aux assemblages ...), pour les cas les plus complexe en 3D de la torsion
--que la totalité de l’énergie du séisme est totalement dissipé par la structure. Ce dernier point revient à dire grâce au liminaire que la somme des masses associées = 100% de la masse totale de la structure( m1 associé +m2 associé = 100% de M). Et là c'est jamais le cas il y a toujours un résidu, ou l'eurocode donne les règles pour traiter ce "résidu" (en gros l'approche reste similaire au ancienne règle PS).
http://www.civilmania.com/forum/topic/14924-masse-modale-et-eurocode-8/

Pour le bois, une partie spécifique de l'eurocode donne comment modéliser le bois :
Une poutre LMC dissipatif ou rigide ? un mi-bois ? un cloue ...

L'idée de la chose à masse associé est quand même d'avoir une masse par étage ! D’où dans le cas ancien de la psmi, en constatant qu'une charpente est fortement triangulée, légère, pas très haute, comme le bois casse doucement, les actions sismiques était quasi sans effet en France. Maintenant avec les maisons bois la charpente est bien plus imposante donc la modélisation serait à plusieurs masses associées. Donc des effets possibles. il y a t'il une forte simplification avec l'eurocode 8 dans la partie national en /NV ? Je sait pas

http://www.fibois04-05.com/upload/upload_actu/Programme_E8_decembre2012.pdf

cdt

Edité 7 fois, la dernière fois il y a +6 ans.
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Xavier1983
Auteur du sujet

Messages : Env. 10
Dept : Pyrenees Atlantiques
Ancienneté : + de 6 ans
Le 18/03/2013 à 15h29
Merci d'avoir pris le temps!
Je vais essayer de digérer tout ça. Je me suis commandé un livret sur le calcul des murs ossature bois a l'EC8 (eyrolles-cstb) on verra si il facilite la "digestion"...
A trés vite.
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Pierreled

Messages : Env. 10
Dept : Paris
Ancienneté : + de 6 ans
Le 30/03/2013 à 12h20
Construction bois en zone a tres forte sysmicité Classe 5
La modelisation version EUROCODE8 est superbe mais dans la pratique il y a de multiples facons de concevoir des murs a structure bois,

Avec des assemblages par pointes ou par vis ( un consensus semble ce dégager sur le clou plus ductible et travaillant avec un fortement dissipatif d'énergie )
Avec la pose d'équerre métalliques aux intersections des lisses supérieures et montant verticaux
Avec différent type de laisonnage entre les fondations béton et la structure bois
Avec le type de panneaux de contreventement ( avec simple ou double peau bois clouée et/ou triangulation intérieure )
Avec dispostif métallique amortisseur à friction dans les angles des panneaux

Comment prend t-on en compte ces différents dispositifs constructifs dans ces calculs ?

J'ai un projet en Grece dans une zone a tres forte sysmicité ( un force 6 tout les 10 ans , et un 7 tout les 50 ans ) or je ne trouve pas grand chose en métropole.

Les seuls documents disponibles le sont pour la zone Antilles , mais sont plutot des guides de "bonnes pratiques" constructives, avec les dispositifs évoqués ci avant , mais sans aucune information quand a leur impact sur l'aspect modelisation/ calcul

Merci de votre aide

Pierre
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erwan1972

Messages : Env. 3000
De : La Grée Saint Laurent (56)
Ancienneté : + de 8 ans
Le 02/04/2013 à 13h17
Citation: J'ai un projet en Grece dans une zone a tres forte sysmicité ( un force 6 tout les 10 ans , et un 7 tout les 50 ans ) or je ne trouve pas grand chose en métropole.


un peu normal ! En France la version national de l'eurocode 8 /nv traite que de la France !!!!!
il faut que tu obtienne la version grecque de l'eurocode c'est à dire l'application national. pourquoi ? parce que c'est là que tu aura le profil des vibrations et des coef associé. Et aussi la carte du pays suivant la sismicité.

Citation: il y a de multiples facons de concevoir des murs a structure bois,


Oui mais ...

Citation: Avec des assemblages par pointes ou par vis ( un consensus semble ce dégager sur le clou plus ductible et travaillant avec un fortement dissipatif d'énergie )
Avec la pose d'équerre métalliques aux intersections des lisses supérieures et montant verticaux
Avec différent type de laisonnage entre les fondations béton et la structure bois


cloue, boulon, vis, goujon, c'est la même chose c'est de l'acier régit par l'eurocode acier, pas de différence notable pour la sismicité. on descend pas aussi fin, pour savoir si un assemblage boulon bois qui à du jeu à une influence notable sur le comportement globale de la structure. On suppose que cela est bien fait et les variabilités sont inclus dans les coef de sécurité.

supposons que tu veuille allez aussi fin, comment modéliser tu un nœud du bois ? comment prendre en compte le cas d'un nœud mal placé ? c'est quasi impossible avec un ordi !
en fait c'est le charpentier qui fait sa sélection des bois pour supprimer ou limiter ce genre de cas. Un eurocode c'est comme un dtu c'est pas une encyclopédie qui détail tout, pour qu'une structure bois soit pérenne, il y a aussi du savoir faire et un tas de règle métier non écrite (qui tant à s’évaporer).

à ma connaissance dans la modélisation un assemblage bois est vue comme soit rigide (collage) soit comme une rotule.

la méthode c'est après avoir fait tourner le modèle si tu trouve des effort triples par rapport à la statique et bien tu dimensionne en conséquence ELU et ELS qui la vont peux t’être te donner des contraintes sur la profondeur des tenons, les surfaces mini d’embrèvement ...

Évidement cela n’enlève pas la phase d'analyse du comportement de la structure qui amène à placer chevilles, buttées, etc. pour éviter un désassemblage dans le cas d'une sollicitation inverse.

Citation: Avec le type de panneaux de contreventement ( avec simple ou double peau bois clouée et/ou triangulation intérieure )


ma réponse est une réponse de normand; il faut que ta modélisation soit "suffisamment" fidèle à la réalité. C'est toit qui décide s'il faut faire ou pas une analyse plus poussée de certain partie sensible. En clair, c'est purement ta responsabilité ton savoir faire de professionnelle.

Citation: Avec dispostif métallique amortisseur à friction dans les angles des panneaux


tu le place par plaisir ?
non, en faite tu place ces éléments car les résultats de modélisation t'on indiqué qu'il avait des manques. En clair que la structure se mettait en résonance trop fortement, donc nécessite l'emploi d'absorbeur.

Citation: Comment prend t-on en compte ces différents dispositifs constructifs dans ces calculs ?


Différencier le clou du boulon on s'en fou car les liaisons sont simplifiées en rotule !

pour les absorbeurs c'est suite à ton analyse modale qui résonnait trop !

donc en gros (on résume pas un eurocode en une ligne), assemblage = rotule , un bois = une masse associé et les panneaux = analyse élément finie.


cdt
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Pierreled

Messages : Env. 10
Dept : Paris
Ancienneté : + de 6 ans
Le 02/04/2013 à 19h18
Erwan, merci pour ta longue réponse , mais qui ne me satisfait pas totalement

L ' EUROCODE8 écrit en grec c 'est assez dur à lire , d'autant qu'lls ne l'on pas transcrit l EC8 dans le droit grec, alors que c'est une directive européenne de 2004 . Pour la spécificité des ondes , je suis d'accord qu'il faut aller les chercher dans les bases de données locales

Par contre j'ai l'impression que tu modelise du bois comme une structure béton ou une structure poutrelle métallque avec des liaisons parfaitement rigides ou des rotules, avec l 'ELS et l'ELU

J'ai récuperé une sorte de DTU réalisé par la DDE la Martinique ( où l'on construit beaucoup en bois) , et qui est l'une des seules zones a rique sysmique 5 en France.

Or dans ce document on y lit :

" Les noeuds sont rigides (non dissipatifs) ils doivent être calculés pour des charges sismiques élevés.
• L’emploi de noeuds semi-rigide est à priori préférable mais leur dimensionnement est délicat car l’ossature doit rester indéformable sous charges permanentes ou variables (tolérance pour petites déformations élastiques) et n’entrer dans les déformations postélastiques que sous charges sismiques importantes."

Il y a beaucoup de pages relatives l'amortissement et à la ductibilité des assemblages classées en 3 catégories
• I : ductilité faible
• II : ductilité moyenne
• III : ductilité forte

( Je peut te faire passer le doc)

Bref pour conclure ca ne me semble pas aussi binaire que le béton ou le métal pour la modélisation d'où mes questions

Merci de ton avis
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erwan1972

Messages : Env. 3000
De : La Grée Saint Laurent (56)
Ancienneté : + de 8 ans
Le 02/04/2013 à 22h22
Voici des doc intéressantes qui présentent du concret :
http://www.conseilencom.com/afps/article/120.pdf
http://www.ewpa.com/Archive/2012/july/Paper_077.pdf
http://www.ewpa.com/Archive/2012/july/Paper_127.pdf
http://customers.evianet.fi/woodfocus/download.php/download/[...]f_timber_structures.pdf


je vais essayer de pas dire de bêtise .


Citation: Par contre j'ai l'impression que tu modelise du bois comme une structure béton ou une structure poutrelle métallque avec des liaisons parfaitement rigides ou des rotules, avec l 'ELS et l'ELU


oui et non. tu modélise une structure avec des machins élastiques et des zones particulières qui vont dissiper de l’énergie (nommé rotules plastique selon l'eurocode).

tu peux modéliser toute la structure en machin élastique, c'est à dire qu'il y a pas de ductilité, alors ta structure va être considérée comme peux amortie et donc générer sur tes éléments (assemblages et lien) des efforts important ! Efforts important qui vont te donner des sections importantes. Et si en plus ta structure raisonne avec le spectre du séisme les sections passent d'importante à mega grosse, en gros tu construis un bunker. C'est pas très économique ! Attention pour les petits machins genre un niveau sans poids dans les hauts, tu est coincé. C'est toute la structure qui bouge à l'identique du sol donc même si tu prévoit de la rotule elle sert à rien car les rotules dissipent peu d’énergie.

L'autre solution c'est de considérer que certain élément (liaison avec tige , goujon) vont être des amortisseurs. donc tu as un ensemble d'assemblage lien et rotule plastique. Et on s'en doute seul les assemblages peuvent être considéré comme rotule, je cite §8.3.1 :
Les zones dissipatives doivent être situées dans les assemblages et les connexions, alors que les éléments en bois doivent être considérés comme ayant un comportement élastique.

comment fait on pour avoir des rotules plastiques ou comment s'assure t'on que c'est bien au endroit des rotules plastiques que l'on absorbe l’énergie et pas de façon imprévu à d'autre endroit ?

et bien on sur dimensionne les autres machin pour que les rotules plastique soit des points faibles ! comment ? Avec les coef gamma de surresistance globale à tout les éléments sauf les rotules.

en plus comme une charpente bois c'est des bois dans tout les sens a priori il faut te taper une modélisation spatial en modale (avec les effet tordu de torsion et excentricité des masses)

Citation: mais qui ne me satisfait pas totalement

une idée sous jacassante de l'eurocode c'est que les éléments diaphragme sont vue comme rigide (donc gamma a de sur résistance) et horizontaux avec un par étage. En gros c'est les plancher auquel on fait un modele une masse par étage. en gros les autre poteaux sont de poids négligeable sont quasi sans masse mais faut faire gaffe aussi au element non structuraux qui pourrait modifier les fréquences de résonance. Bref on est dans un immeuble, et donc on peut faire une analyse plus simple (méthode des forces latérales), mais dans le cas du bois c'est bien moins simple car il ya tellement de lien et truc dans tout les sens que qu'une modélisation la plus poussé et demandé (spatial et modales).

Citation: J'ai récuperé une sorte de DTU réalisé par la DDE la Martinique ( où l'on construit beaucoup en bois) , et qui est l'une des seules zones a rique sysmique 5 en France.

Or dans ce document on y lit :

" Les noeuds sont rigides (non dissipatifs) ils doivent être calculés pour des charges sismiques élevés.
• L’emploi de noeuds semi-rigide est à priori préférable mais leur dimensionnement est délicat car l’ossature doit rester indéformable sous charges permanentes ou variables (tolérance pour petites déformations élastiques) et n’entrer dans les déformations postélastiques que sous charges sismiques importantes."

Il y a beaucoup de pages relatives l'amortissement et à la ductibilité des assemblages classées en 3 catégories
• I : ductilité faible
• II : ductilité moyenne
• III : ductilité forte


çà va aider pour comment aborder la modélisation des elements mais pas plus.

Citation: ( Je peut te faire passer le doc)

yes et enchange je te donne un super cours bien plus clair que mon baratin :
http://orbi.ulg.ac.be/handle/2268/61649

cdt
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Xavier1983
Auteur du sujet

Messages : Env. 10
Dept : Pyrenees Atlantiques
Ancienneté : + de 6 ans
Le 03/04/2013 à 12h12
Je vais m'éloigner un instant du débat sur la ductilité des assemblages (certes trés interessant). Pour ceux que ça pourrait aider, je viens d'acheter un bouquin du cstb sur le site de eyrolles, "effets du séisme sur les murs de maisons ossature bois". Ce petit bouquin déblaye un peu l'ec8 pour ce qui est de la réisitance des voiles ossature bois.
Ce livre comporte des tableaux pour prédimensionner une mob selon la sitaution géographique, la classe du sol etc.... Et à propos de classe de sol!!
...Pour l'EC8 il en existe 7 classe de sol: a, b,c,d,e,s1 et s2 (argile moyenne densité, rocher, sable densité mayenne, etc... Ce dernier critère étant un paramètre déterminant pour définir les efforts sismiques que va rencontrer la structure. Et j'aurais aimé savoir comment on détermine la classe d'un sol donné ? La réponse qui me vient: faire une étude géologique (prélevement etc...) comme on en fait déjà pour dimensionner des fondations. Mais quand on part sur une rénovation, une extension ou autre cas ne nécessitant pas une telle étude, comment fait-on ?
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erwan1972

Messages : Env. 3000
De : La Grée Saint Laurent (56)
Ancienneté : + de 8 ans
Le 03/04/2013 à 12h58
Citation: Mais quand on part sur une rénovation, une extension ou autre cas ne nécessitant pas une telle étude, comment fait-on ?)


Pareil que pour tes fondations ! Tu fait bien une étude pour savoir comment transmettre le poids de ta structure au sol (pieux, semelle ...), c'est la même approche mais avec une dimension supplémentaire correspondant au besoin de l'EC8.

Donc sauf à des cas simples par exemple si tu est dans la beauce en pleine nature les cartes du http://www.brgm.fr/ seront la base. Mais cela ce complique quand tu constate que le sol a été modifié par des remblais, des zones goudronné, ou bien un sol tourmenté (geologie du lieu complexe), les cartes brgm sont inutile. Sauf à avoir des sondages situer à proximité et pouvant être transposer pour ton lieu de chantier exacte, tu est dans l'obligation de tester in situ le sol. Ton sondage pourrra se limiter à une simple tranché de 1.5m dans les cas simples. Dans les villes tu ne sait pas quelle remblais ou autres couche existent dans ton sol, et tu sera amené à faire plusieurs sondages.

Pour moi si avant on pouvait admettre une fondation sur deux types de sol au comportement bien différent, maintenant on ne peux quasi pas. Il sera bien préférable et plus simple de scinder la structure en deux séparées par des joints parasismique.

Citation: comment fait-on ?


tu loue la prestation d'une carotteuse, pas le choix quand tu peux pas te faire une idée du sol.

cdt
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