Bâtiments à ossature mixte en zone sismique

Cours bâtiments à ossature mixte en zone sismique, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Introduction

Il existe des solutions mixtes acier-béton très diverses dans le domaine du bâtiment. A côté des classiques ossatures auto stables en portique et des ossatures contreventées par des triangulations à barres centrées ou excentrées, on peut aussi concevoir des solutions mixtes appartenant aux types suivants :
– des ossatures à murs mixtes acier-béton
– des systèmes mixtes avec murs ou poteaux en béton armé et poutres de couplage métalliques ou mixtes
– des murs mixtes comportant une âme d’acier travaillant en cisaillement, continue sur la hauteur du bâtiment, et des « ailes » en acier ou mixtes pour la reprise de la flexion ; ce type de murs peut-être ou non enrobé de béton sur une ou sur deux faces.
Ossature en portique Murs mixtes renforcés Murs mixtes ou en béton acier ou mixte connectée par des profilés acier couplés par des poutres en à des remplissages en béton enrobés verticaux acier ou mixtes

Condition pour qu’un élément mixte soit dissipatif

Les sections ou assemblages mixtes sont fait de deux matériaux : l’acier et le béton. L’acier est un matériau ductile. Si on utilise des nuances convenables, l’allongement à rupture est supérieur à 15 % = 150. 10-3 et la ductilité ε y, max / ε y supérieure à 15. Le béton est caractérisé par une capacité de déformation εcu2 à rupture très limitée, de l’ordre de 3,5. 10-3. La déformation εcu2 vaut seulement 2 fois l’accourcissement maximum élastique de sorte que la ductilité du matériau béton n’est que de 2, à comparer à 15 pour l’acier. On peut relever εcu2 par un facteur de 2 à 4 si on confine le béton par des armatures transversales, mais ceci ne vaut que pour la partie de béton intérieure à ces armatures et, en outre, est difficile à réaliser dans la dalle d’un profil en T (poutre acier + dalle).
On obtient la ductilité requise des éléments structuraux ou assemblages mixtes de la même manière, qu’en béton armé, c’est-à-dire en proportionnant les sections/assemblages mixtes de manière telle que l’acier plastifie alors que le béton reste dans le domaine élastique. De cette façon, on maintient l’intégrité du béton pendant le séisme et le caractère dissipatif est réalisé par la plastification de l’acier des profilés et/ou des armatures. On développe ce point en 12.8..