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Méthode de justification de la stabilisation des murs maçonnés par bracons en situation de séisme

Créé le 26/01/2021 - dernière mise à jour le 12/02/2021

L’objectif de cette étude, réalisée par le FCBA en partenariat avec CSTB et financée par le CODIFAB, est de définir le domaine d’emploi et les conditions d’applications d’une méthode simplifiée de justification de la stabilité des murs maçonnés par bracons en situation de séisme.

En zone sismique, pour les constructions maçonnées à charpentes industrialisées avec combles non habitables, la stabilisation des murs incombe généralement aux charpentiers par la mise en œuvre d’un plan continu de panneaux fixés aux entraits de fermes formant un diaphragme horizontal.

En alternative, pour des petits ouvrages courants, les professionnels des charpentes industrialisées en bois ont étudié la possibilité de faire participer les chainages horizontaux en tête de mur à la
reprise des efforts hors plan, ceux-ci étant stabilisés ponctuellement par des éléments bois appelés « bracons ». Ils ont proposé une méthode simplifiée de justification en situation de sismique, se limitant à une analyse statique en plan du système de stabilisation formé par les bracons associés aux chainages horizontaux sous chargement uniformément réparti. Le ferraillage des chaînages horizontaux étant défini, le dimensionnement des bracons et de leurs ancrages est mené de manière à ne pas solliciter la section de béton armé au-delà de sa capacité résistante.

Une telle approche, faisant abstraction de la réponse globale du bâtiment, doit permettre de s’affranchir d’une analyse spatiale fastidieuse théoriquement requise par les règles de calcul Eurocode 8.

Ce document a pour objectif de définir les conditions d’application de cette méthode. Pour cela, une étude paramétrique a été menée en comparant les résultats obtenus suivant cette approche avec
ceux d’une analyse conventionnelle. Elle a porté sur les principales typologies constructives potentiellement défavorables en situation de séisme, dans le domaine d’emploi visé : maisons individuelles et petits bâtiments d’habitation collectifs en maçonnerie limités à R+1, avec combles non aménageables dont la charpente est constituée de fermes industrialisées en bois.

 

Contexte

En zone sismique, pour les constructions maçonnées avec combles non habitables, la stabilisation hors plan en tête des murs est conditionnée à la conception et la mise en œuvre d’un diaphragme horizontal dans le plan des entraits. Ceci est donc généralement confié au lot charpente, en prévoyant un plan continu de panneaux à base de bois fixés sous les entraits ou des poutres au vent triangulées sur la périphérie. Ce contreventement de toiture doit être suffisamment rigide pour ne pas influer sur la distribution des efforts horizontaux en tête de murs.

En alternative, pour des petits ouvrages courants, les professionnels des charpentes industrialisées en bois ont étudié la possibilité de faire participer les chainages horizontaux en tête de mur à la reprise des efforts hors plan, ceux-ci étant stabilisés ponctuellement par des éléments bois appelés « bracons » disposés dans le plan des entraits qui fonctionnent en tirant-buton.

Un projet de note a ainsi été rédigé par le SCIBO (Syndicat national des fabricants de structures et Charpentes Industrialisées en Bois) afin de proposer une méthode de conception et de justification de la « reprise de stabilité des murs sous efforts sismiques horizontaux par un système de bracons ».

Le principe est de se ramener à une analyse statique en plan du système de stabilisation formé par les bracons en bois associés aux chainages horizontaux en béton armé soumis à une charge horizontale uniformément répartie. Le ferraillage des chaînages horizontaux étant défini, le dimensionnement des bracons et de leurs ancrages est mené de manière à limiter les sollicitations dans les chainages pour ne pas excéder leur capacité résistante maximale en flexion composée.

Une analyse de cette méthode simplifiée a été réalisée, sous la forme d’une « Note de positionnement Synerbois » (partenariat FCBA-CSTB) émise en 2017. Elle indiquait qu’une telle approche simplifiée, faisant abstraction de la réponse globale du bâtiment liée à la disposition des éléments de contreventements verticaux, ne pouvait être directement appliquée sans garde-fous. En effet, suivant l’Eurocode 8, une analyse spatiale doit théoriquement être menée puisque le système de stabilisation impacte la distribution des efforts horizontaux. Quelques configurations avaient donc été étudiées afin de comparer les résultats de cette approche avec ceux d’une analyse conventionnelle. Elle concluait que l’application d’une telle méthode simplifiée pouvait être envisageable, mais dans un domaine d’application restreint et avec des modalités particulières (coefficients forfaitaires ou autres...) qu’il restait à définir. Pour cela une étude paramétrique sur un plus grand nombre de  configurations représentatives devait être menée.

Cette étude a été menée à partir de différents cas de projets de maisons individuelles retenus par les professionnels pour prendre en compte les principales typologies constructives potentiellement défavorables en situation de séisme, dans le domaine d’emploi initialement visé : maisons individuelles et petits bâtiments d’habitation collectifs en maçonnerie limités à R+1, avec combles non aménageables dont la charpente est constituée de fermes industrialisées en bois.

 

Objectif

L’objectif est de définir le domaine d’emploi et les conditions d’applications d’une méthode simplifiée de justification de la stabilité des murs maçonnés par bracons en situation de séisme. Cette méthode doit permettre de s’affranchir d’une analyse spatiale fastidieuse.

 

A télécharger

Le résumé (FCBA, 2p, 2020)

Rapport d'étude : méthode de justification de la stabilisation des murs maçonnés par bracons en situation de séisme (FCBA, 61p, novembre 2020)