Renforcement de Bâtiment en Maçonnerie dans StatiCAD
Renforcement de Bâtiment en Maçonnerie dans StatiCAD
Types de Renforcement Disponibles
1-Renforcement par béton projeté (gunitage)
2-Renforcement par ajout de chaînages verticaux au système
3-Renforcement par chemisage en polymère renforcé de fibres (PRF)
4-Renforcement par ajout de nouveaux murs au système
…
Pour les bâtiments en maçonnerie, les coefficients R, D, I doivent être pris conformément au Chapitre 11. Toutefois, le programme applique la valeur saisie par l'utilisateur.
Le calcul doit être effectué pour le niveau de mouvement sismique DD-2 et l'objectif de performance en dommages contrôlés doit être satisfait. Pour les bâtiments de type scolaire, un coefficient d'importance de bâtiment de 1,5 est approprié.
Les coefficients de sécurité des murs étant relatifs à un bâtiment existant, une valeur de 1 est appropriée.
La collecte d'informations sur le bâtiment s'effectue comme suit conformément à la TBDY2018.
15.2.10. Niveau d'Information Limité pour les Bâtiments en Maçonnerie
15.2.10.1 – Géométrie du Bâtiment : Si les plans architecturaux sont disponibles, une inspection visuelle du bâtiment doit être réalisée pour vérifier la conformité de la géométrie existante aux plans. En l'absence de plans architecturaux, un relevé structurel du bâtiment doit être établi. Les informations recueillies doivent comprendre l'emplacement, les longueurs, les épaisseurs et les ouvertures des murs en maçonnerie à chaque niveau, ainsi que les hauteurs d'étage.
15.2.10.2 – Détails : Le type de toiture et de plancher, leurs modes de liaison aux murs, et l'état des chaînages et des linteaux doivent être déterminés visuellement.
15.2.10.3 – Propriétés des Matériaux : Le type de matériaux de mur doit être déterminé visuellement en décapant le plâtre d'une partie de la surface du mur. Dans les calculs de résistance du bâtiment, les résistances au cisaillement des murs données au Chapitre 11 pour chaque type de mur seront utilisées comme base.
15.2.11. Niveau d'Information Complet pour les Bâtiments en Maçonnerie
15.2.11.1 – Géométrie du Bâtiment : Un relevé structurel du bâtiment doit être établi. Les informations recueillies doivent comprendre l'emplacement, les longueurs, les épaisseurs et les ouvertures des murs en maçonnerie à chaque niveau, ainsi que les hauteurs d'étage. Le système de fondation doit être déterminé au moyen d'une fouille d'inspection ouverte à l'extérieur du bâtiment.
15.2.11.2 – Détails : Le type de toiture et de plancher, leurs modes de liaison aux murs, et l'état des chaînages et des linteaux doivent être examinés visuellement. À l'issue de cet examen, il doit être déterminé si le comportement de diaphragme rigide est assuré à chaque niveau. Si ce comportement ne peut être assuré, le bâtiment sera jugé inadéquat en matière de sécurité sismique.
15.2.11.3 – Propriétés des Matériaux : Le type de matériaux de mur doit être déterminé visuellement en décapant le plâtre d'une partie de la surface du mur. Pour déterminer les propriétés des matériaux de mur, au moins deux échantillons de mur doivent être prélevés sur le bâtiment et les propriétés moyennes obtenues à partir des essais de résistance à la compression de ces échantillons seront utilisées dans les calculs effectués conformément au Chapitre 11.
Dans les calculs de résistance du bâtiment, les résistances au cisaillement des murs données au Chapitre 11 pour chaque type de mur seront utilisées comme base.
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1-Renforcement par Béton Projeté (Gunitage)
1.1 Un treillis soudé de la nuance calculée est placé sur une ou deux faces du mur. Le treillis soudé est ancré au mur existant pour assurer un comportement composite. Le mur est revêtu de béton projeté ou de mortier de réparation de l'épaisseur calculée, fournissant la résistance de projet.
Pour que StatiCAD prenne en compte le renforcement dans ses calculs, le règlement TBDY2018 doit être sélectionné sur la page de sélection du règlement dans les paramètres généraux du projet, et l'option « Ce projet est un Projet d'Évaluation et de Renforcement d'un Bâtiment Existant » doit être cochée. Si le règlement RYTEİE 2019 (Bâtiment à Risque) est sélectionné, ou si l'option « Ce projet est un Projet d'Évaluation et de Renforcement d'un Bâtiment Existant » n'est pas cochée, le renforcement ne sera pas pris en compte.
Dans Paramètres Généraux du Projet > Onglet Renforcement, les options 1, 2 et 4 sont sélectionnées.
1. Si l'Option 1 n'est pas sélectionnée, le renforcement n'est pas pris en compte.
2. L'Option 2 permet de prendre en compte la contribution du renforcement à la capacité en compression. Si la résistance à la compression des murs est suffisante, cette option peut ne pas être cochée.
3. L'Option 3 calcule l'augmentation de la capacité au cisaillement du renforcement mural en supposant que seule la résistance au cisaillement du béton projeté est utilisée et que les armatures sont placées à titre constructif. Elle n'est pas recommandée car trop conservative et non économique, mais peut être appliquée à la discrétion de l'ingénieur.
4. Lorsque l'Option 4 est sélectionnée, la résistance au cisaillement du béton projeté n'est pas calculée ; seule la résistance au cisaillement fournie par le treillis d'armature est prise en compte. À notre avis, c'est une solution économique et sûre. Dans cette option, la résistance au cisaillement supplémentaire apportée par le treillis d'armature (pour prévenir la rupture fragile) est limitée à 0,22*fcd*Amanto. Si la résistance au cisaillement du mur renforcé reste insuffisante, l'augmentation de la nuance du béton projeté ou de l'épaisseur de la chemise, comme l'exige la formule, peut être une solution pour obtenir des performances suffisantes du renforcement.
DESSIN DE LA CHEMISE DE RENFORCEMENT (BÉTON PROJETÉ)
Pour calculer les capacités composites (chemisées) des murs dans le renforcement, la chemise de renforcement doit être modélisée sur l'axe statique passant par le centre du mur. Les nœuds de début et de fin de chaque segment de mur et de chaque segment de chemise doivent être identiques. Si cela est appliqué, la chemise reçoit une charge du plancher en proportion de sa rigidité et la partie de capacité insuffisante du mur lui est également affectée comme charge pour le calcul des armatures.
Si les points de début et de fin du mur sont définis différemment des points de début et de fin de la chemise, la chemise ne reçoit que la charge du plancher et les armatures sont calculées en conséquence ; elle ne reçoit pas de charge supplémentaire du mur auquel elle est attachée. Les armatures sont calculées sur la base de la charge reçue du plancher.
Le terme « chemise de renforcement » utilisé dans le programme désigne une couche de béton armé formée par la mise en place d'un treillis soudé sur le mur traité au béton projeté ou au mortier de réparation et son ancrage au mur, définissant ainsi le renforcement.
Pour dessiner une chemise de renforcement, appuyez sur le bouton 
sur l'écran principal pour faire apparaître le formulaire de saisie des Propriétés de la Chemise de Renforcement Murale.
Dans le formulaire qui apparaît, le nom de la chemise n'a pas besoin d'être modifié car il est attribué automatiquement par le programme. L'épaisseur du mur à chemiser est saisie en cm. La valeur d'excentricité mur-chemise est maintenue à zéro. La longueur de débord gauche/inférieur de la chemise détermine de combien de cm la chemise sera prolongée vers la gauche ou vers le bas depuis le point cliqué ; la longueur de débord droit/supérieur détermine de combien de cm elle sera prolongée vers la droite ou vers le haut. La valeur d'épaisseur de la chemise en béton est saisie. Si le bâtiment n'est pas en gradins ou si les valeurs de cote inférieure et supérieure des murs sont nulles, les cotes inférieure et supérieure de la chemise en béton doivent également être laissées à zéro.
Si la face supérieure ou gauche du mur doit être revêtue, le bouton radio Revêtement Face Supérieure/Gauche est sélectionné ; si la face droite ou inférieure doit être revêtue, le bouton radio Face Inférieure/Droite est sélectionné.
Lorsque les murs sont chemisés sur toute leur longueur, le programme peut calculer les armatures nécessaires pour la chemise. Si une valeur spécifique est souhaitée, l'une des options de treillis soudé disponibles peut être utilisée.
Après avoir cliqué sur OK, la chemise est dessinée en cliquant sur les premier et deuxième points sur l'axe du mur à chemiser.
Dessin des Chemises de Renforcement
1-Pour que les capacités composites (chemisées) des murs soient calculées dans le renforcement, les chemises de renforcement et les murs doivent être définis sur le même axe.
2-Il n'est pas nécessaire de modifier le Nom de la Chemise dans les Propriétés de la Chemise de Renforcement Murale. Le programme attribue automatiquement les noms des éléments ; si les noms des éléments dessinés dans un ordre aléatoire doivent être triés, un tri automatique peut être effectué en appuyant sur le bouton Trier dans la barre d'outils supérieure.
3- La valeur d'épaisseur du mur est saisie dans la case épaisseur du mur à chemiser.
4-Pour la longueur de débord gauche/inférieur de la chemise dans les chemises de murs extérieurs, il peut être approprié de prendre la moitié de l'épaisseur du mur perpendiculairement raccordé à gauche ou en dessous du mur à chemiser. La longueur de débord gauche/inférieur détermine jusqu'où en avant ou en arrière de l'axe gauche/inférieur auquel la chemise est définie elle sera dessinée. Des valeurs positives ou négatives peuvent être données.
6-Pour la longueur de débord gauche/inférieur de la chemise dans les chemises de murs intérieurs, il peut être approprié de prendre la valeur négative de la moitié de l'épaisseur du mur perpendiculairement raccordé au mur à chemiser (par exemple -10). La longueur de débord gauche/inférieur détermine jusqu'où en avant ou en arrière de l'axe gauche/inférieur auquel la chemise est définie elle sera dessinée. Des valeurs positives ou négatives peuvent être données.
7-Pour la définition de la longueur de débord droit/supérieur de la chemise, référez-vous aux points (5) et (6).
8-L'épaisseur de la chemise en béton doit être d'au moins 3 cm conformément au Règlement Parasismique. Lorsque l'analyse statique est effectuée en tenant compte de la rigidité des chemises, l'épaisseur de la chemise est l'un des facteurs qui détermine la charge sismique que les chemises supporteront.
9- Cote Inférieure : si le niveau que vous modélisez est un sous-sol et que votre bâtiment est en gradins, vous pouvez définir la cote inférieure de la chemise égale à la cote inférieure du mur.
10-Cote Supérieure : si le niveau que vous modélisez est le niveau le plus haut et que votre bâtiment est en gradins, vous pouvez définir la cote supérieure de la chemise égale à la cote supérieure du mur. Si vous saisissez la cote inférieure ou supérieure de la chemise différemment de la cote inférieure ou supérieure du mur, les résultats d'analyse peuvent s'écarter des résultats attendus.
11- Dans une application de bâtiment, le fait de définir la cote inférieure ou supérieure de la chemise différemment de la cote inférieure ou supérieure du mur peut entraîner une réduction des performances sismiques de votre bâtiment.
12-Pour revêtir la face gauche des murs verticaux ou la face supérieure des murs horizontaux, vous pouvez activer l'option de revêtement de la face supérieure/gauche.
13-Pour revêtir la face droite des murs verticaux ou la face inférieure des murs horizontaux, vous pouvez activer l'option de revêtement de la face inférieure/droite.
14- Cliquez sur le Bouton OK et cliquez sur les points d'intersection des axes sur l'écran de modélisation principal pour marquer les premier et deuxième extrémités de la chemise. La chemise sera dessinée.
15-Si vous souhaitez prendre en compte la contribution des Chemises de Renforcement aux Contraintes de Sécurité en Compression des Murs ou calculer la Contribution des Chemises de Renforcement à la Capacité au Cisaillement des Murs, pour les chemises de murs extérieurs, vous devez définir les points de début et de fin des chemises égaux ou supérieurs aux points de début ou de fin du mur. (d'après la définition de la formule)
15-Si vous souhaitez prendre en compte la contribution des Chemises de Renforcement aux Contraintes de Sécurité en Compression des Murs ou calculer la Contribution des Chemises de Renforcement à la Capacité au Cisaillement des Murs, pour les chemises de murs intérieurs, vous devez définir les points de début et de fin des chemises égaux ou supérieurs aux points de début ou de fin du mur.
Étant donné que la chemise sera dessinée à l'intersection de la chemise et du mur (la zone où la chemise rencontre le mur perpendiculairement raccordé) à l'écran et dans les dessins, il y aura un excédent dans les rigidités de la chemise égal à la surface d'intersection du mur. Cependant, cette situation est prise en compte dans l'analyse et les surfaces des chemises sont réduites de la superficie de la zone d'intersection, de sorte qu'aucune divergence n'apparaît dans les calculs. Dans les dessins, il serait approprié de rogner (supprimer) en outre la ligne de chemise à l'intersection mur-chemise.
16-Lorsqu'une chemise de mur est dessinée pour couvrir une ouverture de porte ou de fenêtre, les chemises sont automatiquement divisées par les ouvertures de porte ou de fenêtre et des chemises constructives sont automatiquement créées.
Une Chemise de Renforcement Constructive est la continuation de la chemise sur les sections de mur au-dessus et en dessous des fenêtres ou au-dessus des portes. La continuation de la chemise à travers les ouvertures de mur augmente la rigidité des chemises sur les sections de mur pleines et assure un meilleur renforcement du bâtiment. Lors du dessin des chemises de renforcement, des chemises constructives
sont automatiquement créées par le programme aux sections coïncidant avec les portes ou les fenêtres, et leurs propriétés peuvent être modifiées par l'utilisateur en modifiant les informations dans ce formulaire.
Armatures de Chemise
Si un seul type d'armature doit être utilisé comme armature de chemise dans tout le bâtiment, cochez d'abord « Laisser le programme sélectionner automatiquement » dans l'onglet de sélection des armatures de la fenêtre des propriétés de la chemise. Après l'analyse, pour appliquer l'armature de chemise maximale sélectionnée par le programme à toutes les chemises, sélectionnez toutes les chemises niveau par niveau (en utilisant l'option « Modifier les propriétés des éléments sélectionnés ») et attribuez le treillis soudé maximal calculé à toutes les chemises dans l'onglet de sélection des armatures de la fenêtre des propriétés de la chemise.
Dans les rapports de calcul, la présence d'une nuance de treillis plus élevée que le treillis soudé Q785/785 indique que la section d'armature requise ne peut pas être fournie avec des treillis soudés standard. Par exemple, si le treillis Q1234/1234 est calculé, cela signifie que 12,34 cm²/m d'armature horizontale et verticale doit être utilisé dans cette chemise.
Dans un tel cas, deux armatures Q634 (2*634>1234) peuvent être utilisées dans l'épaisseur de la chemise,
ou
par exemple, si des barres nervurées de 12 mm de diamètre en rangée unique doivent être utilisées : avec un espacement de 100/(12,34/(1,2*1,2*pi()/4)) = 9 cm,
ou si des barres nervurées de 12 mm de diamètre en double rangée doivent être utilisées : avec un espacement de 2*100/(12,34/(1,2*1,2*pi()/4)) = 18 cm, l'armature peut être sélectionnée et les dessins mis à jour en conséquence.
2-Renforcement des Murs Insuffisants par Ajout de Chaînages Verticaux
Cocher l'option illustrée dans l'image ci-dessus amène le programme à appliquer la clause réglementaire suivante.
Après avoir coché l'option « Inclure les chaînages verticaux dans la résistance des murs », lorsque des chaînages verticaux de section suffisante sont ajoutés à l'intérieur du mur, les murs insuffisants peuvent devenir suffisants.
3-Renforcement par Chemisage en Polymère Renforcé de Fibres (PRF)
Sélectionnez les murs insuffisants, faites un clic droit dessus et cliquez sur « Modifier les propriétés du mur sélectionné ».
Dans la fenêtre des propriétés du mur, accédez à l'Onglet Chemisage PRF et sélectionnez l'option « Appliquer un Chemisage en Polymère Renforcé de Fibres en Bandes Horizontales » et/ou « Appliquer un Chemisage en Polymère Renforcé de Fibres Diagonal entre les Coins du Mur ».
Saisissez les valeurs relatives au matériau envisagé dans les cases de saisie et appuyez sur OK.
Après l'analyse, vérifiez si le mur est devenu suffisant. Si ce n'est pas le cas, répétez l'analyse en modifiant le nombre de couches de chemisage PRF sur une face, le nombre de faces revêtues (si le mur est revêtu sur 1 ou 2 faces), l'espacement des bandes PRF (d'axe en axe), la largeur de la bande PRF ou le type/la qualité du matériau.
Les résultats statiques peuvent être vérifiés dans le rapport de contrainte de cisaillement des murs.
Dans le tableau ci-dessus, la résistance au cisaillement du mur (Vrd) est obtenue en ajoutant les valeurs Vfy+Vfc à la plus petite des valeurs Vrd1a et Vrd1b pour chaque cas de charge.
Vrd=min(Vrd1a,Vrd1b)+Vfy+Vfc
Les dessins peuvent être obtenus depuis la fenêtre de sélection des dessins.
Fondations
Étant donné que le règlement ne précise pas l'effet des insuffisances de fondation sur le bâtiment dans les calculs de performance, le programme ne modifie pas le statut de performance du bâtiment pour les insuffisances de fondation. Cependant, s'il y a des insuffisances dans les fondations (vérifiées dans les rapports de fondation), une analyse est effectuée avec les dimensions de section transversale des fondations modifiées jusqu'à ce qu'elles soient suffisantes ; les dessins de renforcement pour les nouvelles dimensions de fondation suffisantes doivent être préparés séparément par l'utilisateur. Pour les dessins, il peut être utile de consulter le livre « Introduction à l'ingénierie sismique » du professeur Zekai Celep.