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Siège social 10, rue de Galilée 77420 Champs-sur-Marne Tél : +33 (0)1 72 84 97 84 www.fcba.fr
Compte Rendu de la Réunion Générale de la marque CTB- Structures
REUNION DU 12 avril 2016 FCBA Bordeaux
Grands projets bois – état des lieux Patrick MOLINIE, Responsable Bâtiment
Révision du DTU 31.1 – Evolutions de la version 2016
Julien BRASSY, Ingénieur Construction Bois
Présentation du Catalogue Construction Bois
Laurence MAIFFREDY, Ingénieur Construction Bois
Problématiques sismiques en ossature bois et en charpente industrialisée
Laurent LEMAGOROU, Docteur en mécanique
12 avril 2016
REUNION GENERALE CTB Structures Grands projets – quelques exemples Patrick MOLINIE Responsable Développement Construction
• 1.320 000 m² SPC* de logements soit
19 800 logements
• 505.000 m² SPC* de bureaux
• 55.000 m² SPC* de commerces
• 43 600 SPC* de locaux d’activités
• 112.000 m² SPC* d’équipements
publics et privés
• 60.000 m² SPC* d’hôtels
EURATLANTIQUE : programmation générale sur 15 ans
* Surface de Plancher Construit
Motivations, et actions en matière de Bois Construction
Développer un territoire bas carbone préservation des ressources minérales naturelles
Soutenir le développement économique de la filière bois
local et national => effet de levier
Diminuer les nuisances de chantier
>
Commande régulière et massive
= > construire 25 000m² de surface de plancher
par an, en structure interne en bois
Des projets phares = > Immeubles de logements de 50m
Première réalisation en cours sur l’OIN
Immeuble tertiaire en structure Bois R+6 - 5000 m²
Groupe Pichet – Programme Ecocité
Démarrage des travaux en décembre 2015
Repousser les limites actuelles
Fin juillet 2015
Lancement de la consultation
Fin novembre 2015
Remise des candidatures
3 décembre 2015
Présentation des candidats au
SIMI
Mars 2016
Désignation du lauréat
> Immeuble à destination de logements en structure primaire bois > Environ 50 mètres soit environ 17 étages
Insertion urbaine : la place d’Armagnac, une nouvelle centralité
Les projets candidats
Demathieu et Bard Nexity AQPRIM
Les projets candidats
Pitch Eiffage Bouygues Immobilier
Les projets candidats
Icade REI Kaufman Broad
PROJET HYPERION EIFFAGE IMMOBILIER ATLANTIQUE
Projet Hypérion - l’équipe
Projet Hypérion – le système constructif
PROJET SILVA KAUFMAN & BROAD
PROJET SILVA – L’ÉQUIPE
PROJET SILVA - Le système constructif
Hypérion (Eiffage, lot 8.4) Silva (Eiffage, lot 4.9)
Une autre grande opération lancée sur l’EPA : Le Belvedère
Groupement de Promoteurs retenu pour aménager les 140,000 m² de construction : Nexity, Altarea Cogedim et Pitch, conçu notamment par les architectes suisses Güller Güller Nexity et Pitch candidats pour la tour bois => une possibilité d’intégrer du bois sur cette ZAC
Un autre EPA engagé dans la construction bois
Fort de ses 40 ans de développements urbain et économique reconnus, Marne-la-Vallée compte aujourd’hui 320 000 habitants, 19 500 entreprises et 140 000 emplois. Chaque année, ce territoire dynamique, situé à quelques minutes du centre de Paris, accueille 4 500 nouveaux habitants et génère la création de plus de 2 000 emplois accompagnés par une production de 1300 logements environ. Fruits d’un partenariat original entre l’Etat et les collectivités locales, les établissements publics d’aménagement (EPA) ont pour mission de contribuer à impulser, à mettre en œuvre et à accompagner le développement de ce territoire. Leur ambition : créer une ville durable et désirable. Ils participent de manière significative à la production de logements en Ile-de-France et appuient les acteurs publics et privés pour favoriser le développement économique et durable du territoire ainsi que la création de valeur.
Projet majeur en cours : ilot V1
Une tour en bois de 10 étages, réalisée par Arbonis, filiale de Vinci Construction, Livraison à la cité Descartes en 2018,
Projet majeur en cours : Programme B3 – BIM, Bois, BEPOS
• Opérations de logements sociaux :
• Opérations de logements en accession :
D’autres initiatives identifiées
• En Aquitaine :
– R+8 Gironde habitat, R+9 Aquitanis, 400 logements étudiants CROUS (modules 3D bois), programme réhabilitation CR Aquitaine,..
• En Bourgogne (projet Bâtiment Bois Bourgogne), en Rhône Alpes (R+8 ACTIS), à Nantes R+9 Nantes habitat, à IdF Paris Habitat engagés dans des opérations bois,….
Une organisation autour des immeubles bois
• L’Association ADIVBOIS
– Actions en cours : • Benchmark technique international,
• Définitions de solutions techniques,
• Lancement fin 2016 d’un AAP territoires et équipes de conception/réalisation,
• Participation a différentes manifestations dont MIPIM, FBC Lyon, et un congrès international en programmation en 2017
Encore beaucoup de projets et d’initiatives à vous présenter…
– Programme ARBRE sur la réhabilitation
– Appel à projet ADEME pour le bâtiment bois et AAP ADEME pour les PME,
– Des maîtres d’ouvrages qui souhaitent s’engager en faveur du bois dont ICF habitat (bailleur
social de la SNCF), SNI, Postimmo, EDF,…
– Actions dans les territoires dont IdF avec Grands projets, Grands Paris,
– Une dynamique internationale lancées pour positionner le bois dans les bâtiments : Canada,
Québec, Japon, Chine => aller vers l’export
• Mais obligé de laisser la parole à mes collègues
A votre disposition pour poursuivre ces échanges
Patrick MOLINIE FCBA Bordeaux Allées de Boutaut – BP 227 33.028 Bordeaux
[email protected] T : 05.56.43.63.91 / 06.63.27.57.60
NF DTU 31.1 : Charpente en bois
Version soumise à enquête publique
Institut Technologique FCBA : Forêt, Cellulose, Bois - construction, Ameublement
@FCBA
2 2
• Etat d’avancement et articulation • Domaine d’application • Principaux sujets et ajouts dans les différentes parties
Sommaire
NF DTU 31.1 : Charpente en bois
@FCBA
3 3
• Version en vigueur à l’heure actuelle date de Mai 1993 : Charpente et escaliers en bois • Refonte complète du document et mise à jour globale
• Etat d’avancement : version soumise à enquête publique jusqu’au 18/11/2015 en cours de
dépouillement • Articulation :
– Partie 1-1 : Cahier des Clauses Techniques types – Partie 1-2 : Critères Généraux de choix des Matériaux – Partie 2 : Cahier des Clauses administratives Spéciales types
Etat d’avancement et articulation
NF DTU 31.1 : Charpente en bois
@FCBA
4 4
Domaine d’application
Clauses types de spécifications de calculs, de construction et de mise en œuvre pour les marchés de travaux de :
- Charpente bois;
- Structure bois de type poteau poutre;
- Solivage;
- Pans de bois et colombage;
- Beffroi;
- Platelage (lame et lambourde) en bois positionné au-delà de un mètre au-dessus du sol ou tout autre surface sous-jacente.
Ouvrages constitués d’éléments taillés sur le chantier et/ou en atelier et/ou par des centres d’usinage. S’applique aux travaux neufs et aux parties neuves des travaux de rénovation d’ouvrages à structure bois ou mixte bois/métal de bâtiment. Applicable dans toutes les zones climatiques ou naturelles françaises.
@FCBA
5 5
Sommaire :
1- Domaine d’application
2 – Références normatives
3 – Termes et définitions
4 – Matériaux
5 – Principes de conception et de calcul
6 – Préparation des bois et exécution des éléments d’ouvrages
7 – Mise en œuvre des ouvrages
Annexe A (informative) Tableau des sections
Annexe B (normative) Cas particulier des bois à forte humidité
Annexe C (informative) Conseil au maître d’ouvrage pour l’entretien des charpentes bois
Annexe D (informative) Flèches limites
Partie 1.1 : CCT
@FCBA
6 6
5.1 Calcul et analyse de structure
Règles de calculs applicables : Eurocode 5 : NF EN 1995-1-1 et les documents qui s’y rattachent. Utilisation des CB 71 possible, suivant les DPM et sous réserve de compatibilité avec les autres corps d'état et autres dispositions constructives. Note 1 : Si calculs réalisés au CB 71, classes de résistance et les contraintes admissibles
peuvent être disponibles soit dans la norme NF P21 400 pour les bois de structure et produits
à base de bois soit auprès des fournisseurs.
5.3 Dimensions pour les calculs Dimensions prises en compte pour les calculs rapportées à 12% d’humidité quelle que soit la classe de service visée.
Partie 1.1 : CCT
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7 7
5.9 Durabilité
Objectif principal de ce paragraphe : préciser, pour les éléments de charpente bois exposés (parties courantes et points singuliers), les trois niveaux de conception introduits par le FD P 20-651 : Durabilité des éléments et ouvrages en bois. Exemples :
Partie 1.1 : CCT
Ecoulement longitudinal de l’eau sur la face supérieure : Pieds de poteaux : bois de bout à
affecter en conception drainante si :
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8 8
5.9 Durabilité
Assemblages exposés : trois exemples d’approches de conception d’un assemblage entrait moisé/poteau :
Partie 1.1 : CCT
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9 9
6.3 Humidité
Partie 1.1 : CCT
Usiner, stocker et mettre en œuvre les bois à une humidité aussi voisine que possible de l'équilibre hygroscopique qu'ils atteindront dans la construction en exploitation. Taux d’humidité correspondant aux classes de service sont donnés dans le tableau :
@FCBA
10 10
6.3 Humidité
Partie 1.1 : CCT
Equilibre hygroscopique pour les bois en classe de service 2 :
@FCBA
11 11
Partie 1.1 : CCT
7.7.4 Cas des fentes sur les éléments d’ouvrages
Critères d’acceptation des fentes lors du classement des bois définis par les normes NF B 52 001-1 et NF EN 14081-1. Note : Fentes pas forcément dommageables. Incidence mécanique de ces défauts prise en compte dans le cas des bois classés secs dans les règles de calcul de l’Eurocode 5 (coefficient kcr).
7.7.5 Aubier
Approvisionnement des bois demandé sans aubier dans le CGM. A la réception de l’ouvrage traces d’aubier non traité tolérée pour la classe d’emploi visée n’excédant pas 5% de la section de la pièce en tout endroit.
@FCBA
12 12
Partie 1.1 : CCT
Annexe B (Normative) : Cas particulier des bois à forte humidité
Cas particuliers : raisons historiques, patrimoniales, esthétiques par exemple, bois
massifs de sections non commerciales (épaisseur ≥ 120mm feuillus et 140mm résineux) présentant des difficultés de séchage.
Taux d’humidité assez élevés de ces bois à la mise en œuvre dans la limite de :
Sous certaines conditions, notamment : - Calcul du fluage avec taux d’humidité
réel et kdef majoré de 1 - Calcul en classe de service 3; - Attention aux déformations parties
courantes et assemblages - Pas d’effet de corde pour les
assemblages par tiges
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13 13
Partie 1.1 : CCT
Annexe C (Informative) : Conseil au maitre d’ouvrage pour l’entretien de charpente bois Durabilité pleinement satisfaite si les ouvrages sont entretenus et si leur usage est conforme à leur destination. Entretien à la charge du maître d'ouvrage après la réception de l'ouvrage : visites périodiques de surveillance notamment. Les actions nécessaires doivent être menées. Se rapprocher d’une entreprise qualifiée au besoin. Validation par une entreprise qualifiée : tout projet de modification, impactant la structure, ou de changement de destination (charges, humidité, …).
@FCBA
14 14
Partie 1.1 : CCT
Annexe D (Informative) : Flèches limites
@FCBA
15 15
Sommaire :
1- Domaine d’application
2 – Références normatives
3 – Matériaux en bois et à base de bois
4 – Matériaux de fixation ou d’assemblage
Annexe A (informative) Conseils pour la commande de bois de structure
Partie 1.2 : CGM
@FCBA
16 16
3.1.2 Durabilité biologique
Si conception basée sur la durabilité naturelle des bois, le duramen, reconnu durable pour la classe d’emploi prévu, doit être identifiable visuellement. Présence d’aubier non tolérée.
3.2.2 Bois Massifs Aboutés
Utilisation de BMA visés par la NF EN 15497 limitée aux classes de service 1 et 2 pour les éléments structuraux. Utilisation possible si évaluation initiale du produit et contrôle de production démontrent la compatibilité avec une utilisation en classe de service 3 (réalisation d’essais de délamination selon NF EN 14080, Annexe C ou essais selon NF EN 301 :2013, Annexe A).
Partie 1.2 : CGM
@FCBA
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Annexe A (informative) : Conseils pour la commande de bois de structure
A.1 Bois massif de structure conforme à la 14081-1
Exemple de bon de commande : bois massif de structure conforme à la NF EN 14081-1 Bois de structure en Douglas hors aubier conforme NF EN 14081-1 : - 75x225 mm longueur 6000 mm (tolérances selon NF EN 336), quantité - Compatible classe d’emploi 3.1 telle que définie dans la NF EN 335 - Classe mécanique déterminée à sec : C24 (selon NF EN 14081-1), - Humidité moyenne du lot 18 % +- 2 % d’humidité (selon prescriptions du marché) A.1.1 Redéfinition de la classe mécanique des bois - Bois classés humides pour un emploi en classe de service 1 et 2 - Bois refendus - Bois rabotés de plus de 5mm pour des dimensions inférieures ou égales à 100mm ou à
10mm pour des dimensions supérieures
Reclassement par machine ou visuellement avec la norme du pays de provenance des bois.
Partie 1.2 : CGM
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18 18
Sommaire :
1- Domaine d’application
2 – Références normatives
3 – Consistance des travaux objet du marché
4 – Données nécessaires à l’exécution du marché
5 – Disposition de coordination avec les autres entreprises et intervenants
6 – Règlement des contestations
7 – Dispositions pour le règlement des difficultés crées par l’insuffisance des données techniques
Annexe A (informative) Conseils pour la rédaction des DPM
Annexe B (normative) Information à communiquer en cas de sous-traitance
Partie 2 : CCS
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19 19
3.2 Travaux ne faisant pas partie du marché
Notamment : stabilisation des ouvrages des autres corps d’état.
Note : Si DPM prescrivent la stabilisation par le lot charpente d’ouvrages exécutés par d’autres corps d’état, données nécessaires indiquées dans le paragraphe 4.3 (sollicitations, critères de déformation) doivent être fournies au titulaire du lot charpente.
Partie 2 : CCS
@FCBA
20 20
Annexe A (informative) : Conseils pour la rédaction des DPM
A.1 Tolérances attendues du support
A.1.1 Rappel des tolérances normatives
Rappel des tolérances de la NF DTU 21
A.1.2 Tolérances spécifiques
Introduction de tolérances spécifiques (entraxe voiles ou poteaux, rectitude d’un voile, différence de niveau, équerrage)
Introduction de la notion d’ouvrage complémentaire si nécessité de tolérances plus fines.
Partie 2 : CCS
Catalogue Construction Bois, un outil d’aide à la conception 12 Avril 2016
Avec le financement de :
@FCBA
Introduction
Financement: o Contenu : RAGE o Site internet : CODIFAB
Cahier des charges et début de la production : fin 2011
Mise en ligne : 2013 Nouveautés: fin 2015
2/33
Avec le financement de :
@FCBA
Introduction
Réalisation : FCBA Groupe de travail : FFB, FIBC, CAPEB, CSTB, CNDB,
AFCOBOIS, IBC, COPREC Public visé : maîtrise d’œuvre, bureaux de contrôle,
bureaux d’études, économistes, services techniques des entreprises, organismes de formation, étudiants…
3/33
@FCBA
www.catalogue-construction-bois.fr
Site internet d’accès gratuit
Introduction
4/33
@FCBA
Domaine d’application
Parois conformes au NF DTU 31,2
Porte sur l’enveloppe du bâtiment (pas de justifications mécaniques…)
Configurations les plus courantes : grands standards de l’ossature bois
31 types de parois caractérisées Environ 300 détails de parties courantes et points singuliers Environ 1300 valeurs caractéristiques (feu, acoustique et
thermique) 12 aides à la rédaction de CCTP
5/33
@FCBA
Site composé de 4 onglets
Un outil dédié à la construction bois divisé en 4 onglets : Solutions constructives bois Données environnementales Conception CCTP Fiches Produits
6/33
@FCBA
Onglet solutions constructives bois
2 parties:
Parois Ouvrages
7/33
@FCBA
Onglet solutions constructives bois
8/33
@FCBA 9/33
@FCBA
Onglet solutions constructives bois
10/33
@FCBA 11/33
@FCBA 12/33
@FCBA 13/33
@FCBA
Onglet solutions constructives bois
14/33
@FCBA 15/33
@FCBA
Hypothèses
16/33
@FCBA
Recherche multi-critères
17/33
@FCBA
Recherche multi-critères
18/33
@FCBA
Données environnementales : fiches FDES ou DEP
19/33
@FCBA 20/33
Données environnementales : fiches FDES ou DEP
@FCBA
Aide à la rédaction de CCTP
21/33
@FCBA
Rappels normatifs et réglementaires : - Normalisation et réglementation
: Définition et fonctionnement - Réglementations en vigueur
Aide à la rédaction de CCTP
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@FCBA
Aide à la rédaction des clauses générales : - Particularités d’un
chantier bois - Interfaces entre les lots - Cadre normatif des
produits
Aide à la rédaction de CCTP
23/33
@FCBA
Aide à la rédaction des clauses particulières : Prescriptions particulières par parois et selon le type d’allotissement
Aide à la rédaction de CCTP
24/33
@FCBA
Aide à la rédaction de CCTP
Des aides à la rédaction des CCTP: prescriptions particulières par parois selon le type d’allotissement:
– Lot Structure (lot S) – Lot Structure Enveloppe (lot SE) – Lot Structure Enveloppe Revêtement extérieur (lot SER)
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@FCBA 26/33
@FCBA 27/33
@FCBA
Onglet Solutions constructives bois - Ouvrages
28/33
@FCBA
Onglet Solutions constructives bois - Ouvrages
29/33
Dans cette partie (ouvrages/généralités/thermique) :
ponts thermiques bois
@FCBA
Onglet Solutions constructives bois - Ouvrages
30/33
Dans cette partie (ouvrages/Maison individuelle/thermique) :
simulations thermiques
@FCBA
Nouveautés
31/33
NEW
NEW
Fiches POB : Produits Ouvrages Bois
Env 50 fiches: produits bois ou associés
couramment utilisés dans la construction. - caractéristiques techniques - exigences normatives ou réglementaires
Intégration des menuiseries dans un mur ossature bois
- Focus sur l'interface menuiserie/mur à ossature bois - Menuiseries pouvant être posées en applique intérieure, en tunnel ou en applique extérieure. - Les configurations présentées ont, pour la plupart, fait l'objet d'une validation par essais. - Illustration du guide RAGE
@FCBA
www.catalogue-construction-bois.fr
32/33
Merci de votre attention
FCBA Institut technologique Forêt Cellulose Bois – construction Ameublement Page 1 - CTB-Structures 12/04/2016
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2016
Problématique « sismique » Murs à Ossature Bois Charpentes Industrialisées
CTB - Structures 12 avril 2016
FCBA Institut technologique Forêt Cellulose Bois – construction Ameublement Page 2 - CTB-Structures 12/04/2016
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2016
Mur à Ossature Bois Utilisation de l’OSB 12 mm en zone sismique
CTB - Structures 12 avril 2016
FCBA Institut technologique Forêt Cellulose Bois – construction Ameublement Page 3 - CTB-Structures 12/04/2016
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2016
Contexte général des études SISBAT, SISMOB et SISBOIS
Évolution des cartes de l’aléa sismique (décrets octobre 2010): pour l’habitation individuelle (bâtiment de catégorie d’importance II), les règles de dimensionnement EC8 s’appliquent pour les zones d’aléa sismique 3, 4 et 5, soit 25% du territoire.
FCBA Institut technologique Forêt Cellulose Bois – construction Ameublement Page 4 - CTB-Structures 12/04/2016
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2016
Règles de moyens pour considérer les murs à ossature bois avec voiles travaillant en classe de haute ductilité
Eurocode 8 §8.2(4) Classe de Ductilité Haute “acquise sans justification” si : a) les panneaux de particules ont une masse volumique d’au moins 650kg/m3 b) les panneaux de contreplaqué ont une épaisseur d’au moins 9mm c) les panneaux de particules et de fibres ont une épaisseur au moins de 13 mm Pas de règles de moyens explicitées pour l’OSB
Application usuelle de l’Eurocode 8 en France • q est limité à 3 pour les murs de contreventement avec voiles travaillant (AN EC5) • Application des règles « particules » à l’OSB avec souvent :
• épaisseur 12 mm : Classe de Ductilité Moyenne • épaisseur 15 mm : Classe de Ductilité Haute
Eurocode 8 §8.3 A défaut, évaluation par essais
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• Evaluer le coefficient de comportement q pour les murs avec voiles en OSB de 12 mm d’épaisseur fixés par pointes ou agrafes
• « Positionner » les voiles OSB 12 mm par rapport aux configurations considérées
comme DCH selon EC8
Objectifs – SISMOB / SISBOIS
Essais cycliques Essais dynamiques
FCBA Institut technologique Forêt Cellulose Bois – construction Ameublement Page 6 - CTB-Structures 12/04/2016
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SISMOB (voiles fixés par pointes) Essais dynamiques / Comparaison OSB12 et CP10
-5
-4
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0 5 10 15 20 25 30 35
time (s)
disp
lace
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ts a
t the
top
of th
e w
all
(cm
)OSB12 wall N°7 for earthquake 1 at 1gCP10 wall N°9 for earthquake 1 at 1.1g
Temps (s)
Dép
lace
men
t re
lati
f en
têt
e d
e m
ur
(c
m)
OSB12 N° 7 / séisme 1 à 1g / qtest>3,2
CP10 N° 9 /séisme 1 à 1.1g / qtest>3,4
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time (s)
disp
lace
men
ts a
t the
top
of t
he w
all
(cm
)
P16 wall n°16 for earthquake 3 at 2.07g
OSB12 wall n°15 for earthquake 3 at 1.4g
SISMOB (voiles fixés par pointes) Essais dynamiques / Comparaison OSB12 et P16
Dép
lace
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t re
lati
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(c
m)
P16 N°16 / séisme 3 à 2.07g / qtest> 6
OSB12 n° 15 /séisme 3 à 1.4g / qtest> 4,5
Temps (s)
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SISBOIS / Essais dynamiques Murs avec voiles pointés et agrafés
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Temps (s)
OSB12 connected by staples / wall N°33 / earthquake 1 at 1.09gOSB12 connected by staples / wall N°37 / earthquake 1 at 0.99gOSB12 connected by staples/ wall N°38 / earthquake 1 at 1.01gOSB12 connected by nails / wall N°8/earthquake 1 at 0.98gOSB12 connected by nails / wall n°12 / earthquake 1 at 1g
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• Les essais mettent en évidence des modes de ruines qui correspondent aux critères demandés pour l’atteinte de la classe de ductilité haute.
• Pour le critère de non effondrement utilisé, le comportement dynamique des murs OSB 12 et CP10/P16 sont similaires.
SISMOB / SISBOIS - Conclusions
• Révision de l’Eurocode 8 en cours : • Travaux présentés au TC250/ SC8/ WG3 en mars 2016 • Ajout des murs avec voiles en OSB de 12 mm dans la clause 8.2(4) • Voiles OSB de 12 mm fixés par agrafes classés MDL • Voiles OSB de 12 mm fixés par pointes classés HDL
En parallèle, proposition à la CN/PS (Annexe nationale EC8)
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SISTACI Systèmes de stabilité des charpentes industrialisées en zone sismique
SCIBO 7 juillet 2015
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2016
Le contexte
Contexte :
Le nouveau zonage sismique de la France conduit à environ 25% des communes concernées par la nécessité d’une justification de la stabilité des ouvrages en situation de séisme. Cependant, les règles de moyens du DTU 31.3 ne sont pas applicables en zone sismique. Les professionnels se trouvent alors parfois en difficulté pour justifier facilement et simplement la stabilité des fermettes en situation de séisme.
Objectifs :
Le projet doit permettre de proposer des règles de conception simplifiées pour tout le système de stabilisation et de contreventement des charpentes industrialisées, ainsi que leur domaine d’emploi associé. Ces règles seront de 2 types :
• Des règles de moyens (pour les ouvrages très simples)
• Des hypothèses simplificatrices
Ce projet s’appuie sur le projet SISBAT
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2016
Le projet SISBAT
APPROCHE NUMÉRIQUE: MODÉLISATION
APPROCHE EXPÉRIMENTALE
ASSEM
BLAG
ES
TO
ITU
RES
MAIS
ON
S
PLU
SIE
UR
S EC
HE
LLES
Loi de comportement au 3SR
Modèle dynamique non linéaire, aux Leme/LaMI
Modèles de maisons 6×6m 2 et 8×12m 2, aux CSTB et 3SR
Essais cycliques au CSTB
Essais dynamiques sur 12 toitures 6×6 m2, au FCBA
Essais dynamiques sur 2 maisons 6×6 m2 au CEA
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2016
Le projet SISTACI
Exploitation des résultats de SISBAT
Valeurs FCBA sur fermettes seules
Combles
Perdus Habitables
Sens X
x = 5,0% 5,0%
T1 = 0,08 s 0,10 s
f1 = 13,0 Hz 10,0 Hz
Sens Y
x = 20,0% 11,0%
T1 = 0,13 s 0,14 s
f1 = 7,5 Hz 7,0 Hz
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Le projet SISTACI
Exploitation des résultats de SISBAT
Essais CEA - Amplification du spectre à la période fondamentale des fermettes combles perdus
F / S = Faitage / Sabliere F / T = Faitage / Table
Z2 Z4 Z5
Run 5 7 9 11 13 PGA 0,7 m/s² 1,6 m/s² 3,4 m/s² 6,6 m/s² 10,0 m/s²
Sens X F / S 5,2 4,5 3 2,8 2,5 F / T 6,5 5,2 3,5 3 2,7
Sens Y F / S 3 2,9 2,5 1,7 1,3
F / T 7 4,8 3,7 3 0,5
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Le projet SISTACI
Exploitation des résultats de SISBAT
0
1
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6
7
0 1 2 3 4 5 6 7
Cal
cul T
ran
sfe
rt S
pe
ctre
Essais CEA
Sens X
Sens Y
Comparaison de l’amplification du spectre à la période fondamentale des fermettes combles perdus par calcul et par essais
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Le projet SISTACI
• Pour le dimensionnement des toitures, il conviendrait d’utiliser un transfert de spectre. En effet, en utilisant le spectre de calcul EC8 et la période propre de l’ouvrage, c’est comme si on calculait la charpente posée au sol !!!
• Dans le cadre du projet SISTACI, ces transferts de spectre sont calculés pour une gamme de périodes propres et de coefficients de comportement de l’ouvrage (murs).
• Le but est de proposer une approche simplifiée en déterminant plutôt un coefficient d’amplification de spectre.
• Ainsi, il pourra être proposé un calcul simplifié consistant à corriger le spectre de calcul EC8 par ce coef.
• Le but est de conserver une approche EC8 classique, tout en tenant compte du transfert de spectre simplement.
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Transferts de spectre
• Calculs réalisés en faisant varier :
– La période fondamentale du bâtiment sur la plage 0,01 à 2 s
– Coefficient de comportement du bâtiment de 1,5 / 2 / 2,5 / 3
– Classe de sol A, B, C, D et E
– Zone sismique 2 à 5
• Analyse du transfert de spectre sur la plage 0,05 à 1 s
• Un total de 16 000 calculs de transferts de spectre réalisés et traités
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Transferts de spectre
• Exemple :
– Bâtiment avec coefficient de comportement q=2,5
– Classe de sol C
– Zone sismique 3
Génération d’un accélérogramme et vérification de son spectre par rapport au spectre de réponse EC8 de l’ouvrage (spectre envoyé en pieds de fermettes)
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Transferts de spectre
• Résolution du système par méthode de Newmark et calcul des spectres récupérés dans les sens X et Y
Exemple avec T = 0,08 s (sens X / qfermettes = 1,5)
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Transferts de spectre
• Résolution du système par méthode de Newmark et calcul des spectres récupérés dans les sens X et Y
Exemple avec T = 0,13 s (sens Y / qfermettes = 5)
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Transferts de spectre
• Pour le dimensionnement des charpentes, il conviendrait de faire un spectre dû aux murs puis d’utiliser les coefficients de comportement
qcharpente, plan des fermes = 1,5 et qcharpente, perp. aux fermes = 5 .
• Dans le cadre du projet SISTACI, ces transferts de spectre ont été étudiés pour proposer une approche simplifiée : le spectre de calcul de la charpente (Sd,charpente) est déterminé à partir du spectre de calcul du bâtiment (Sd,bâtiment) en appliquant un coefficient d’amplification forfaitaire.
• Il est proposé, pour un ouvrage (maçonnerie chainée ou MOB) de forme rectangulaire avec combles perdus ou habitables:
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Transferts de spectre
Journées Recherche FCBA, 29&30 janvier 13
Spectres de calcul normalisés pour un sol C pour une charpente sur un bâtiment ayant un coefficient de comportement q=3
Sd,bâtiment
Sd,charpente
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Exploitation pour les ouvrages simples
• Développement d’un outil de calcul
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Règles de moyens pour les ouvrages simples
• Les hypothèses et le domaine d’application retenus sont les suivants :
• Sismicité : – Zone à risque sismique modéré ou moyen (zone 3 ou 4)
– Classe de sol A, B, C, D ou E
• Bâtiment : – Catégorie d’importance II
– Régulier en maçonnerie chaînée ou ossature bois, soit qbâtiment = 3
– Période fondamentale comprise entre TB et TC (au plateau du spectre)
• Charpente : – Combles perdus : Pente ≤ 30%, Portée ≤ 12 m
– Combles habitables : Pente ≤ 100%, Portée ≤ 9,5 m
– Fermes en épaisseur 36 mm minimum, C24 minimum
– Barres de stabilité (AFA / CVS) en épaisseur 25 mm minimum, C18 minimum
– Stabilisation de type A (selon DTU 31.3)
– Ancrage de chaque pied de fermes par une équerre
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SISTACI : Règles de moyens
• Par cette approche (conservatrice) , on peut proposer :
• Pour les petites charpentes régulières : pas de calcul, règles de moyens, le tableau actuel du DTU 31.3 donne satisfaction, excepté pour certaines zones qui nécessitent parfois un renforcement :
• des ADA (points durs en pieds d’AFA)
• Des ancrages en pieds de fermettes (surtout les combles habitables)
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En complément :
• Plutôt qu’une amplification enveloppe, un calcul de transfert de spectre simplifié (du type calcul des efforts pour les ENS).
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Merci pour votre attention
CTB - Structures 12 avril 2016