Les présents textes traitent principalement du Népal, de l'alpinisme, de l'himalayisme

LA SUPERSTRUCTURE. REGLES CONSTRUCTIVES :

NOTA. Ce sont rarement les séismes qui causent directement des accidents aux personnes mais les constructions. Paradoxe : ce qui est fait pour protéger les hommes peut parfois les tuer.

Croquis 13.15. Où se réfugier !

FORCES HORIZONTALES :

Comme nous l’avons écrit, les techniciens en structure admettent que les efforts F transmis par un séisme à la surface du sol peuvent se décomposer en une force horizontale H et une force verticale V, croquis 13.16 A. Ces techniciens effectuant les calculs de dimensionnement de la structure admettent aussi que les forces verticales s’appliquent aux poteaux et aux murs et que les forces horizontales s’appliquent aux nœuds de la construction qui sont les surfaces à l’intersection des ossatures verticales : murs M ou poteaux P, et horizontales : poutres, planchers P, croquis 13. 16.B. ; 16.C. ; 16.D.

Les forces verticales sont souvent bien acceptées par une ossature, ce sont les forces horizontales qui causent le plus de dégâts aux édifices.
Croquis 13. 16A, 16B,16.D.

L’intensité des efforts engendrés par un séisme et le type de calculs de stabilité à effectuer sont indiqués dans les prescriptions d’un des textes législatifs qui existent dans certains pays. Rappelons que pour les bâtiments de grande hauteur, ils sont très complexes et, en conséquence, ne peuvent être réalisés que grâce à l’utilisation de machines électroniques utilisant des programmes spéciaux.

Ce sont toujours les habitants des pays pauvres qui payent le plus lourd tribut aux séismes car l’ossature de leurs maisons présente de faibles résistances mécaniques. De plus les maçonneries qui les composent ne sont pas monolithes et elles n’ont qu’une faible stabilité dans le sens transversal. Ainsi les murs en briques, en blocs de béton préfabriqués, en pierres sont souvent maçonnés avec un mortier d’argile ou un mortier de ciment peu dosé. Aucune liaison sérieuse n’existe entre les planchers et les murs et il n’existe aucun chaînage rigidifiant ces constructions.

CHAINAGES :

On nomme chaînages des éléments qui assurent la liaison entre les différents composants d’une ossature. Que seraient les tonneaux si les douves n’étaient pas chaînées par des cerces métalliques ? Croquis 13. 17. Dans les montagnes, dans les régions non desservies par des routes ( 80% de la population du Népal, ne l’oublions pas), lorsque des chaînages en béton armé ne peuvent pas être réalisés, il est parfois possible de chaîner un bâtiment en pierres, en blocs de béton, en briques en utilisant des bois : solives, madriers, voire de simples planches, ces éléments étant bloqués aux extrémités par des assemblages tel que celui qui figure sur le croquis 13. 18.

Croquis 13.17. Croquis 13.18.

Chaque fois que cela est possible, des chaînages en béton armé sont à créer. On distingue les chaînages horizontaux et les chaînages verticaux. Sur les croquis 19. figurent différents types de chaînages. Le croquis 13.19. A. indique un chaînage en béton armé horizontal (ou vertical) classique. Il est composé de quatre armatures longitudinales (filantes) et de cadres de liaison. Le croquis 13.19.B. indique un chaînage horizontal composé de deux aciers longitudinaux et d’aciers de liaison nommés épingles. Le croquis 13.19.C. indique un chaînage composé d’une seule barre, ce type de chaînage est placé dans les joints entre blocs de béton ou de briques.

Croquis 13.19 A. 13. 19.B. 13.19.C.

Le croquis 13.20. indique un chaînage vertical composé de deux aciers placés dans le vide d’un bloc de béton préfabriqué. Les épingles de liaison ne sont pas visibles.

Croquis 13.20.

Le croquis 13.21. montre la position des chaînages horizontaux dans une construction. Ces chaînages se placent à l’intersection des planchers et des murs. Le croquis 13.22. indique la position de chaînages verticaux dans les murs. Ils sont à placer à chaque intersection et à l’extrémité de murs libres.

Croquis 13.21. Croquis 13.22.

Sur le croquis 13.23. figure l’ensemble des chaînages horizontaux et verticaux à placer dans un mur. C1 indique les chaînages au

droit des planchers, C2 indique les chaînages intermédiaires placés de part et d’autre des ouvertures. Tous ces chaînages doivent être reliés entre eux par des aciers de liaison nommés aciers de couture.

Croquis 13.23.

La norme P 06-014 indique la position des chaînages :

- Horizontaux :

- au niveau bas.

- au niveau de chaque plancher.

- au niveau du contreventement du haut des murs en l’absence de plancher sous comble.

- Verticaux, au moins :

- en bordure des panneaux de contreventement.

- à tous les angles saillants ou rentrants de la construction.

- aux jonctions de murs.

- aux encadrements d’ouvertures de hauteur supérieure ou égale à 1,80 m. Les espacements des armatures transversales doivent être espacées au maximum de 25 cm… La continuité et le recouvrement des armatures des divers chaînages concourants en un même nœud doivent être assurés dans les trois directions.

Un chaînage doit être réalisé en partie haute des murs des combles.

Et les sections d’armatures minimales les composant :

Les armatures doivent être composées d’au moins quatre barres en acier à haute adhérence de nuance Fe E 500 de diamètre 12 mm ( recouvrement 50 cm) …

Chaînages autour des ouvertures :

Deux armatures en acier de nuance Fe E 500 et de diamètre… 12 mm.

Les croquis 13.24. et 13.25. montrent la manière de couler les chaînages

verticaux, l’ordre d’exécution des travaux est le suivant :

- 1.- Montage des maçonneries.

- 2.- Exécution du béton des chaînages.

Croquis 13.24. Croquis 13.25.

Cette façon de procéder est exceptionnelle à Kathmandu. Dans cette ville, les entreprises montent d’abord les poteaux puis viennent plaquer les maçonneries de remplissage entre ces poteaux. Il n’y a donc aucune liaison entre ces éléments. En cas de séisme, croquis 13. 26. le mur non stabilisé par l’ossature se renversera.

Croquis 13.26. Croquis 13.27.

CONTREVENTEMENTS :

Observons le croquis 13. 27., on remarque deux personnes qui subissent une poussée horizontale. La première n’a rien pour s’appuyer, à l’évidence, si la poussée est forte, elle tombe. La deuxième s’appuie sur une canne (ou un mur), sa stabilité est sérieusement améliorée. Il en est de même pour les constructions:

les efforts horizontaux seront d’autant mieux supportés qu’ils seront repris par des éléments raides non déformables. Ces éléments sont nommés contreventement. Evidemment, ils reportent sur le sol les efforts horizontaux par l’intermédiaire des fondations.

La norme P 06-14 indique :

Le résistance aux forces sismiques horizontales doit être assurée par les façades et les pignons, qui doivent constituer les éléments verticaux de contreventement, ou pans de contreventements, auxquels peuvent venir s’ajouter les refends. Ces pans de contreventement doivent être répartis sur le pourtour des planchers de telle façon que, sur chaque façade, les longueurs cumulées des pans de contreventements soient proportionnés (à 20% près) aux longueurs des façades augmentées de deux fois celles, perpendiculaires à la façade, des décrochements…

Les pans de contreventement doivent être superposés sur toute la hauteur du bâtiment.

Autres contreventements :

Sur le croquis 13.28. a. figure un bâtiment dans lequel les efforts 1 induits par un séisme sont transmis à un mur transversal très raide (de très grande inertie pour les techniciens en structures) qui augmente la stabilité. Par contre dans le sens 2, aucun élément ne s’oppose à ces efforts horizontaux, la structure risque d’être endommagée. Sur le croquis 13. 28. b. figure un bâtiment comportant, en son centre, des murs en forme de rectangle. Dans le sens 1, les murs ayant une grande inertie, les efforts seront supportés sans dommage, ce qui est moins sûr dans le sens 2, les murs n’ayant pas une grande inertie. Dans ce croquis les murs stabilisateurs peuvent être constitués par les murs d’une importante cage d’escalier. On admet que les efforts horizontaux sont transmis aux contreventements par les planchers fonctionnant en poutres (on les nomme diaphragmes). Même les planchers en bois peuvent assurer cette transmission, voici ce qu’indique la norme NF P 06-014 :

Dans un bâtiment, les planchers en bois des combles doivent assurer un rôle de diaphragme. Pour cela, leurs dispositions constructives et les fixations des éléments doivent assurer la rigidité en plan.

Croquis 13.28. Croquis 13.29.

Le bâtiment qui figure sur le croquis 13.29. est bien contreventé par les murs de façades et le mur de refend central. De même le bâtiment du croquis 13.30.

Croquis 13.30.



Dans ce genre de bâtiment les planchers augmentent la stabilité croquis 13. 31 : il est plus difficile d’écraser une boite qu’un solide formé par cinq parois. Sur le croquis 13.32. figure un bâtiment dans lequel les contreventements sont placés aux angles de l’ouvrage. Ces contreventements en forme de V reprennent les efforts horizontaux dans les deux directions H1 et H2.

Croquis 13.31. Croquis 12.32.

NOTA IMPORTANT. Il est possible de réaliser des ossatures stables sans contreventement, mais il faut pour cela utiliser une ossature en béton armé ou en métal. A Kathmandu, les constructions nouvelles sont ainsi composées de files de poteaux en béton armé entre lesquels sont construits après coup les murs de remplissage ( murs de contreventement malgré eux !). Ces murs n’ayant aucune liaison avec le béton armé des poteaux on doit se demander quelle sera l’efficacité de cette solution. Voir croquis 26. Il serait sans doute plus judicieux de créer en premier des maçonneries bien conçues parfaitement reliées par des chaînages dans toutes les directions : croquis 24 et 25.

NOTA : dans une construction, les chaînages assurent son monolithisme, les contreventements transmettent au sol d’assise les efforts horizontaux et les stabilisent.