Upload
ngothu
View
212
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Calcul parasismique de structures en bois
Clément Boudaud Enseignant-Chercheur ESB
Sébastian Fuentes Ingénieur Etudes Bois HD
C. BOUDAUD (ESB), S. Fuentes (Bois HD)
Angers - 25/09/2014
Demi journée technique AIESB
Plan
Demie journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 2
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
1. Présentation
2. Cadre général
2.1. Contexte réglementaire des calculs parasismiques
2.2. Les méthodes de calcul
3. Points particuliers
3.1. Distribution des efforts horizontaux
3.2. Calcul de rigidité des planchers bois
3.3. Influence des trémies et des renforts aux coins
3.4. Calcul de rigidité des murs
4. Conclusion
1. Introduction
Demie journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 3
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Le pôle construction à l’ESB • Enseignants chercheurs
• Enseignants
• Formations
• BTS SCBH (alternance)
• Licence Pro Construction Bois (alternance, Université de Nantes)
• Ingénieur (approfondissement Construction)
• Ingénieur (alternance)
• Master Sciences Mécaniques Appliquées (Ecole Centrale Nantes)
Francesca LANATA Mécanique, structure, fiabilité Monitoring (structure, long terme)
Clément BOUDAUD Mécanique, structure, sismique Sismique
Gaël SIMON Séchage du bois, thermique du bâtiment
Monitoring (thermique, ambiance intérieure)
Jean-François FOUCAULT Conception, fabrication, chantier
Ronan CORNEC Logistique, chantier
1. Présentation Bois HD
Demie journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 4
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Groupement d’intérêt scientifique axé sur la thématique du bois dans la construction : Mission :
- Accompagnement des entreprises dans leurs développements techniques et technologiques
- Agir sur le levier de l’innovation (produits, services, organisation) pour permettre aux acteurs de la construction d’accéder à de nouveaux marchés
Champs d’intervention :
- Matériau, structure, enveloppe, menuiserie Eligible au Crédit Impôt Recherche (CIR) Membre du réseau RDI : Réseau de diffusion de l’innovation
1. Présentation Bois HD
Demie journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 5
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Equipements: - Bois HD: Hall de essais (en construction) - Laboratoires de l’ESB : Matériau bois - Autres laboratoires : Essais de structures (IUT de ST Nazaire)…
1. Présentation Bois HD
Demie journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 6
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Compétences: • Essais sur matériaux : Mécanique, finition, vieillissement, durabilité… • Essais sur structures : Caractérisation mécanique, assemblages…
• Simulation numérique : Matériaux, assemblages, structures…
• Calcul de structures : Eurocodes, sismique…
• Développement informatique : Applications de calcul et gestion…
• BIM : Création de bibliothèques
2. Cadre général
Demie journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 7
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
2. Cadre général 2.1. Contexte réglementaire des calculs parasismiques 2.2. Les méthodes de calcul
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
8
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Les principes de la réglementation
Carte Catégories d’importance
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
9
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Les dates à retenir
• Nouveau zonage de l’aléa sismique : 1 mai 2011
• Période de recouvrement PS92 – EC8 : jusqu’au 31 octobre 2012
Repoussée au 1 janvier 2014 par arrêté du 25 octobre 2012
• Depuis janvier 2014, l’Eurocode 8 est obligatoire pour le dimensionnement des ouvrages au séisme.
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
10
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Pourquoi un nouveau zonage sismique ?
• Nombreux enregistrements de séisme
• Meilleures connaissances des phénomènes
• Nouvelle approche (Eurocodes probabiliste)
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
11
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Zonage sismique pour tout le territoire
Justification parasismique obligatoire
• A partir de la zone 2 (60% du territoire)
• A partie de la zone 3 pour certains types de bâtiments (26% du territoire)
Zonage agr
Zone Aléa agr (m/s²)
Zone 1 Très faible 0,4
Zone 2 Faible 0,7
Zone 3 Modéré 1,1
Zone 4 Moyen 1,6
Zone 5 Fort 3
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
12
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Catégorie d’importance (ouvrage à risque normaux) Zonage agr
Catégorie d’importance
γI
Catégorie d’importance
Description γI
I
• Bâtiments dans lesquels il n’y a aucune activité humaine nécessitant un séjour de longue durée
0,8
II
• Habitations individuelles • Etablissements recevant du public de catégorie 4 et 5 • Habitations collectives de hauteur inférieure à 28 m • Bureaux ou établissements commerciaux non ERP • Bâtiments industriels pouvant accueillir au plus 300 personnes • Parcs de stationnement ouverts au public
1,0
III
• ERP de catégorie 1, 2 et 3 • Habitations collectives et bureaux, h > 28 m • Bâtiments pouvant accueillir plus de 300 personnes • Etablissements sanitaires et sociaux • Centres de production collective d’énergie • Etablissements scolaires
1,2
IV
• Bâtiments indispensables à la sécurité civil, la défense nationale et le maintien de l’ordre public
• Bâtiment assurant le maintien des communications, la production et le stockage d’eau potable, la distribution d’énergie public
• Bâtiments assurant le contrôle de la sécurité aérienne • Etablissement de santé nécessaires à la gestion de crise • Centres météorologiques
1,4
Exigence d’opérabilité et garantie de fonctionnement
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
13
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Accélération de calcul
• Définie pour un sol de classe A Zonage
agr
Catégorie d’importance
γI
Risque = Aléa Vulnérabilité
ag = agr · γI
ag
Depuis janvier 2014
I II III IV
Zone 1
Zone 2
Eurocode 8 Zone 3
CPMI Eurocode 8 Zone 4
Zone 5
Obligation de justification parasismique
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
14
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Classe de sol
• Etude de sol type G12, conforme à l’Eurocode 7 Zonage
agr
Catégorie d’importance
γI
Classe de sol S
Paramètre de sol S
Type Nature de sol Zones 1 à 4
Zone 5
A Rocher ou autre formation géologique de ce type comportant une couche superficielle d’au moins 5 m de matériau moins résistant
1,00 1,00
B
Dépôts raides de sable, de gravier ou d’argile sur-consolidée, d’au moins plusieurs dizaines de mètres d’épaisseur, caractérisés par une augmentation progressive des propriétés mécaniques avec la profondeur
1,35 1,20
C Dépôts profonds de sable de densité moyenne, de gravier ou d’argile moyennement raide, ayant des épaisseurs de quelques dizaines à plusieurs centaines de mètres
1,50 1,15
D Dépôts de sol sans cohésion de densité faible à moyenne (avec ou sans couches cohérentes molles) ou comprenant une majorité de sols cohérents mous à fermes
1,60 1,35
E
Profil de sol comprenant une couche superficielle d’alluvions avec des valeurs de vs de classe C ou D et une épaisseur comprise entre 5 et 20 m, reposant sur un matériau plus raide avec vs > 800 m/s
1,80 1,40
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
15
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Coefficient de comportement • Approximation du rapport entre les forces subies par un
modèle linéaire et un modèle non linéaire
• Détermination du coefficient q
• Règles de moyens (ex : d ≤ 3,1 mm et t1 ≥ 4·d)
• Essais cycliques (EN 12512)
Zonage agr
Catégorie d’importance
γI
Classe de sol S
Coefficient de comportement
q
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
16
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Spectre de calcul pour l’analyse linéaire • Sd(T)
Zonage agr
Catégorie d’importance
γI
Classe de sol S
Spectre de calcul pour analyse linéaire
Sd(T)
Coefficient de comportement
q
Classe de sol
Zone 1 à 4 Zone 5
TB TC TD TB TC TD
A 0,03 0,20 2,50 0,15 0,40 2,00
B 0,05 0,25 2,50 0,15 0,50 2,00
C 0,06 0,40 2,00 0,20 0,60 2,00
D 0,10 0,60 1,50 0,20 0,80 2,00
E 0,08 0,45 1,25 0,15 0,50 2,00
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
17
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
• Ductilité des structures
FLINEAIRE
FNON LINEAIRE
DLINEAIRE
DNON LINEAIRE
• Coefficient de comportement :
FNON LINEAIRE < FLINEAIRE
en contrepartie
DNON LINEAIRE > DLINEAIRE
𝒒 = 𝑭𝑳𝑰𝑵𝑬𝑨𝑰𝑹𝑬𝑭𝑵𝑶𝑵 𝑳𝑰𝑵𝑬𝑨𝑰𝑹𝑬
q
Cadre réglementaire des calculs parasismiques
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
18
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Les méthodes d’analyse dans la réglementation Eurocode 8
Méthodes d’analyse
Linéaire équivalente (q) Non linéaire
Régularité en élévation
Modale spectrale
Force latérale équivalente
Push over Temporelle
oui non
Modèle linéaire Ductilité Coef q
Modèle non linéaire
Spectre de réponse élastique
Les méthodes de calcul
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
Etats Généraux du bois dans la construction – 25/09/2014 19
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Choix de la méthode de calcul
• Choix de conception
• Méthode simplifiée rapide, conservative
• Critères de régularité
• En plan limiter la torsion d’axe vertical • Symétrie selon deux axes orthogonaux
• Retraits et excroissances limités
• Elancement limité
• Rigidité des diaphragmes horizontaux
• Excentricité structurale limitée
Les méthodes de calcul
C. Boudaud, S. Fuentes
20
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Critères de régularité
• En élévation limiter l’influence des modes > 1
• Continuité verticale des contreventements
• Variation progressive de la raideur, de la masse et de la géométrie entre niveaux
Tous type de bâtiment
Régularité Modèle Analyse q
Plan Elévation
Plan Force latérale Référence
Plan Modale Minorée
Spatial1 Force latérale Référence
Spatial Modale Minorée
1 : Plan si H<10m et conditions supplémentaires
Choix de la méthode d’analyse
Les méthodes de calcul
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
21
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Méthode des forces latérales équivalentes
Spectre de calcul Sd(T)
𝑇1 = 0,05 𝐻3/4
Période fondamentale Masse de la structure
𝑚 = 𝐺𝑘,𝑗 " + " ψ𝐸,𝑖𝑄𝑘,𝑖
T1
Force à la base de la structure
m
Sd(T1)
Répartition des efforts par niveaux
Fb
Les méthodes de calcul
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
22
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Méthode des forces latérales équivalentes
Efforts par niveaux Torsion accidentelle
Centre de gravité CGi
Centre de raideur CRi
𝜹 = 𝟏 + 𝟎, 𝟔𝒙
𝑳𝒆
Répartition des efforts sur les murs
Effort de translation Ft,j
• Plancher rigide : prorata des raideurs de mur
• Plancher flexible : surface de plancher associée
Effort par mur 𝑭𝒕𝒐𝒕,𝒋 = 𝑭𝒕,𝒋𝜹
Vérification 𝑭𝒕𝒐𝒕,𝒋 ≤ 𝑭𝑬𝒖𝒓𝒐𝒄𝒐𝒅𝒆 𝟓
Fi
Ftot,j
δ
Ft,i
Les méthodes de calcul
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
23
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Méthode par analyse modale spectrale
Spectre de calcul Sd(T)
Modélisation de la structure
Décomposition modale
Modes
Déformées
Masses modales
Sélection des modes
𝑚𝑘 ≥ 90%
Calcul pour chaque mode
A la base : Fbk = Sd(Tk)mk
Dans la structure : Xk
Tk
mk
Sd(T)
Liste des modes
Combinaison des réponses modales
Combinaison Quadratique
Combinaison Quadratique Complexe
Xk
Actions sur les
éléments
Les méthodes de calcul
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
24
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Les points particuliers
3. Points particuliers
3.1. Distribution des efforts horizontaux
3.2. Calcul de rigidité des planchers bois
3.3. Influence des trémies et des renforts aux coins
3.4. Calcul de rigidité des murs
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
3.1. Distribution des efforts horizontaux
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 25
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Forces d’inertie
sur les planchers
Accélération du sol
y
z
Mur de contreventement
Action sismique
Plancher
x
y z
Action sismique Mur de contreventement
Plancher
Traction
Compression Efforts de
cisaillement
Action sismique
Plancher
Mur de contreventement x
y
10
20
30
40
50
60
70
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
Dis
trib
uti
on
des
eff
ort
s [
%]
kmur / kplancher
Mur 2
Mur 1 et 3
Rigid Semi-Rigide Flexible
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 26
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Fmur1
Fmur2
Fmur3
0,5L
0,5L
q kN/m
3,6m
7,2m
z
x
y y
x
kmur1 kmur2 kmur3
Fmur1 Fmur2 Fmur3
0,5L 0,5L
q kN/m
kplancher
kmur1 = kmur2= kmur3
0,3
3.1. Distribution des efforts horizontaux
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 27
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Eurocode 8 Plancher Diaphragme rigide : « Le diaphragme est considéré comme rigide si, lorsqu’il est modélisé avec sa flexibilité en plan effective, ses déplacements horizontaux n’excèdent en aucun point les déplacements résultant de l’hypothèse du diaphragme rigide de plus de 10 % des déplacements horizontaux absolus correspondants dans la situation sismique de calcul ».
0,085
0
10
20
30
40
50
60
70
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
Dis
trib
uti
on
des
eff
ort
s [
%]
kmur / kplancher
Mur 2
Murs 1 et 3
Rigide Flexible
0,19qL
L
0,62qL 0,19qL
q [kN/m]
qL/3 qL/3 qL/3
L y
x
Fmur1
Fmur2
Fmur3
q kN/m
z
x
y
3.1. Distribution des efforts horizontaux
28
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Les points particuliers
3. Points particuliers
3.1. Distribution des efforts horizontaux
3.2. Calcul de rigidité des planchers bois
3.3. Influence des trémies et des renforts aux coins
3.4. Calcul de rigidité des murs
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 29
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
Plancher
Numérique (MEF)
Calcul Analytique
Comment estimer
Kmur, Kplancher ? f (Rigidité
relative)
Distribution de
forces
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 30
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Calcul Analytique
Eurocodes: Pas de méthode pour les planchers!
Codes nord-américains
Plancher avec entretoises
Sans trémies
American plywood association (APA)
Plancher symétrique
4 termes indépendants
Dflexion Dcisaillement Dconnexion Dchaînage
∆𝑝𝑙𝑎𝑛𝑐 ℎ𝑒𝑟=10𝑞𝐿4
384𝐸𝑐𝐴𝑐𝑊2
+𝑞𝐿2
8𝐺𝑝𝑊𝑡𝑓+
2 𝑐𝑜𝑠 45°− 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛
𝑎𝑝𝑎𝑛ℎ𝑝𝑎𝑛
𝑎𝑝𝑎𝑛2 + ℎ𝑝𝑎𝑛
2 𝑐𝑜𝑠 90°− 2𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑝𝑎𝑛ℎ𝑝𝑎𝑛
𝐿𝑒𝑛 + δ𝑐,𝑖𝑛i=1 𝑥𝑖
2𝑊
F
en
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 31
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
Plancher
Numérique (MEF)
Calcul Analytique
Comment estimer
Kmur, Kplancher ? f (Rigidité
relative)
Distribution de
forces
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 32
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Numérique (MEF)
Eléments de poutraison
Connexion
Assemblages de chaînage Contact
Eléments poutre
Non-interpénétration
de maillage
Panneaux
0,6
m
Coq-membrane
Ressort axial
Ressort en flexion
z
x
y
Modèle 3D
Géométrie réelle
Eléments de poutre et coque
Connexion non-linéaire
Contact entre panneaux
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 33
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Numérique (MEF)
Modèle 3D
Géométrie réelle
Eléments de poutre et coque
Connexion non-linéaire
Contact entre panneaux
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 34
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
Plancher
Numérique (MEF)
Calcul Analytique
Comment estimer
Kmur, Kplancher ? f (Rigidité
relative)
Distribution de
forces
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 35
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
2 Planchers 2,4x7,2 m2
Avec et sans entretoise
Flexion 4 points
Chargement quasi statique
Caractérisation de
composants
119 points de mesure
y x
z
7,2 m
2,4
m
y
x
y
x
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 36
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 37
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 38
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 39
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 40
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Forc
e to
tale
[kN
]
Déplacement [mm]
Expérimentation
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Forc
e to
tale
[kN
]
Déplacement [mm]
Expérimentation
Avec entretoise (plancher 1) Sans entretoises (plancher 2)
Plancher 1
k = 3,5kN/mm
fye = 18kN
Plancher 2
k = 1,5kN/mm
fye =3,8kN
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 41
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Expérimentation
Plancher
Numérique (MEF)
Calcul Analytique
Comment estimer
Kmur, Kplancher ? f (Rigidité
relative)
Distribution de
forces
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 42
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Forc
e to
tale
[kN
]
Déplacement [mm]
ExpérimentationNumériqueAnalytique
V
S
V
S Comparaison
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
10
20
30
40
50
60
70
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
Dis
trib
uti
on
des
eff
ort
s [%
]
kmur / kplancher
Mur 2
Murs 1 et 3
Rigide FlexibleEurocode 8
10
20
30
40
50
60
70
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
Dis
trib
uti
on
des
eff
ort
s [%
]
kmur / kplancher
Mur 2
Murs 1 et 3
Rigide FlexibleEurocode 8
Plancher 2 sans entretoises: k =
4,4kN/mm
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 43
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Fmur
1
Fmur
2
Fmur3
q kN/m
z
x
y
Plancher 1 avec entretoises: k = 11kN/mm
Murs (2,8m) : k = 2,5 kN/mm
3,6m
7,2m
0,23 0,56
33%
62%
19%
31%
38%
44%
28%
3.2. Calcul de la rigidité des planchers bois
44
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Les points particuliers
3. Points particuliers
3.1. Distribution des efforts horizontaux
3.2. Calcul de rigidité des planchers bois
3.3. Influence des trémies et des renforts aux coins
3.4. Calcul de rigidité des murs
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
3.3. Influence des trémies et des renforts aux coins
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 45
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
MT-1a
MT-2a
MT-3a 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 10 20 30 40 50 60 70
Ch
arge
[kN
/m]
Déplacement mi-portée [mm]
MT-0
MT-1a
MT-2a
MT-3a
x2,2
x1,4
x1,1
x2,2
x1,4
x1,1
MT-0 Influence de trémies
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 46
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is M0
AE x0,64 SE x0,69 M1
AE x0,45 SE x0,40 M2
AE x0,29 SE x0,08 M2
0
5
10
15
20
0 5 10 15 20 25 30 35
Ch
arge
[kN
/mm
]
Déplacement [mm]
M0
M1
M2
M3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ch
arge
[kN
/mm
]
Déplacement [mm]
M0
M1
M2
M3
avec entretoises sans entretoises
Renfort des coins C
ha
rge
[kN
/m]
Ch
arg
e [
kN
/m]
3.3. Influence des trémies et des renforts aux coins
Rigidité des planchers
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes 47
Cal
cul p
aras
ism
iqu
e d
es
stru
ctu
res
bo
is
Connexion panneaux-solives
Présence d’entretoises
Taille de panneaux
Calepinage des panneaux
Position de trémies
Renfort des coins
…
Plancher rigide ou flexible?
Rigidité de plancher
f(k contreventement)
Modélisation des murs
et de planchers
Correcte estimation
de distribution la
d’efforts
48
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
Les points particuliers
3. Points particuliers
3.1. Distribution des efforts horizontaux
3.2. Calcul de rigidité des planchers bois
3.3. Influence des trémies et des renforts aux coins
3.4. Calcul de rigidité des murs
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
49
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
3.4. Calcul de rigidité des murs
Méthodes de calcul de rigidité d’un mur à ossature bois
Eurocode : rien
Guide AQCEN
Méthode APA
Expérimentale
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
50
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
3.4. Calcul de rigidité des murs
Guide AQCEN
• kser des assemblages, cf EC5
• bp largeur des panneaux
• h hauteur des murs
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
51
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
3.4. Calcul de rigidité des murs
Méthode APA
K = + + +
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
52
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
3.4. Calcul de rigidité des murs
Méthode expérimentale
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes
53
Co
mp
ort
em
en
t p
aras
ism
iqu
e d
es s
tru
ctu
res
bo
is
3.4. Calcul de rigidité des murs
Comparaison
• Mur ossature bois classique: • Pointes annelées 2,5x55mm
• Couturage 150/300 mm
• OSB 12 mm
• Montant 45x145 mm
KAPA = 1400 N/mm
KAQCEN = 2588 N/mm
KEXP = 1210 N/mm
Demi journée technique AIESB – 26/09/2014 C. Boudaud, S. Fuentes