Soutenance mémoire
La maçonnerie est considérée comme la technique de construction la plus répandue. En effet, comme elle n’utilise pour l’essentiel que des petits éléments hourdés au mortier, elle ne nécessite pas, par suite, de moyen de manutention important sur le chantier ; elle est donc applicable par toutes les entreprises et, en particulier, par l’artisan maçon qui réalise d’ailleurs la plupart des petites constructions en secteur diffus. La maçonnerie associée au béton armé pour la réalisation des planchers est en France, de ce fait, la technique la plus utilisée pour la construction de murs dans les bâtiments à usage d’habitation, mais aussi de plus en plus pour les bâtiments tertiaires et les bâtiments à usages industriel, commercial ou agricole.
Un moment supplantée par la technique de béton banché dans les années d’après-guerre, période de construction à grande cadence de grands ensembles, la maçonnerie est désormais utilisée à nouveau de façon significative pour la réalisation de murs porteurs de petits collectifs. Dans le cas de la maison individuelle au contraire, compte tenu des épaisseurs de parois requises pour satisfaire d’autres exigences que la seule capacité portante, les murs ne peuvent être considérés que faiblement porteurs eu égard aux faibles sollicitations qu’ils ont à supporter. Rappelons en effet qu’un mur, surtout s’il s’agit d’un mur extérieur, doit en fonction du rôle qu’il assume dans la construction satisfaire à des exigences nombreuses et variées :
— résistance mécanique aux diverses sollicitations qu’il subit dans son plan, principalement verticalement, mais aussi horizontalement (contreventement de la construction) et perpendiculairement à son plan (action du vent, poussée des terres, chocs) ;
— résistance à la pénétration de la pluie ;
— contribution à l’isolation thermique et à l’isolation acoustique des locaux qu’il délimite.
Règles particulières aux bâtiments en maçonnerie
Domaine d’application
La présente règle s’applique au dimensionnement des bâtiments en maçonnerie non armée, en maçonnerie chaînée et en maçonnerie armée, situés dans des zones sismiques. Pour le dimensionnement des bâtiments en maçonnerie, l’EN 1996 s’applique. Les règles qui suivent viennent en complément de celles de l’EN 1996.
Types de construction et coefficients de comportement
En fonction du type de maçonnerie utilisé pour les éléments résistant aux séismes, il convient de classer les bâtiments en maçonnerie dans un des types de construction suivants :
a) constructions en maçonnerie non armée,
b) constructions en maçonnerie chaînée,
c) constructions en maçonnerie armée.
En raison de sa faible résistance à la traction et de sa faible ductilité, la maçonnerie non armée conforme aux dispositions de l’EN 1996 uniquement est considérée comme offrant une capacité de dissipation limitée (DCL) et il convient d’en limiter l’utilisation, sous réserve que l’épaisseur effective des murs, t ef , ne soit pas inférieure à une valeur minimale, t ef,min Une maçonnerie non armée conforme aux dispositions de l’Eurocode 8 ne peut pas être utilisée si la valeur de ag dépasse une certaine limite a g,urm.
Exigences complémentaires pour la maçonnerie non armée conforme à l’EN 1998-1
Il convient de placer des poutres horizontales en béton ou des chaînages en acier dans le plan du mur au niveau de chaque plancher et dans tous les cas avec un espacement qui ne dépasse pas 4 m. Il y a lieu que ces poutres ou chaînages forment des éléments de liaison continus, physiquement reliés les uns aux autres. Il convient que les armatures longitudinales des poutres horizontales en béton aient une section totale minimale de 200 mm².
Exigences complémentaires pour la maçonnerie chaînée
Les chaînages horizontaux et verticaux doivent être liés entre eux et ancrés aux éléments du système structural principal. Afin d’obtenir une adhérence effective entre les chaînages et la maçonnerie, le béton des chaînages doit être coulé après exécution de la maçonnerie. Les dimensions de la section transversale des chaînages horizontaux et verticaux ne doivent pas être inférieures à 150 mm. Dans les murs à double paroi, il convient que l’épaisseur des chaînages assure la liaison des deux parois et leur confinement effectif. Il convient de placer les chaînages verticaux :
➤aux bords libres de chaque élément de mur de la structure,de chaque côté des ouvertures pratiquées dans les murs, dont la surface est supérieure à 1,5 m²,
➤si nécessaire à l’intérieur du mur pour que l’espacement entre les chaînages ne dépasse pas 5 m,
➤à chaque intersection entre les murs de structure, lorsque les chaînages imposés par les règles cidessus sont distants de plus 1,5 m.
Les chaînages horizontaux doivent être placés dans le plan du mur, au niveau de chaque plancher, et en aucun cas avec un espacement vertical supérieur à 4 m. La section transversale des armatures longitudinales des chaînages ne doit pas être inférieure à 300 mm² ni représenter moins de 1 % de la section transversale du chaînage. Il convient de prévoir des étriers de 5 mm de diamètre au minimum et espacés de 150 mm au maximum, autour des armatures longitudinales. Il convient que l’acier de béton armé appartienne aux classes B ou C conformément à l’EN 1992-1-1:2004, Les recouvrements des armatures ne peuvent pas être inférieurs à 60 diamètres de barre en longueur.
Exigences complémentaires pour la maçonnerie armée
– Il convient de placer des armatures horizontales dans les joints horizontaux ou dans des gorges créées à cet effet dans les blocs, l’espacement vertical ne dépassant pas 600 mm.
– Il convient que les blocs de maçonnerie avec des évidements permettent de loger les armatures nécessaires des linteaux et des allèges.
– Il y a lieu d’utiliser des armatures en acier d’un diamètre au moins égal à 4 mm pour encadrer les barres verticales aux extrémités du mur.
– Il convient que le pourcentage minimal d’armatures horizontales dans les murs, rapporté à la section brute, ne soit pas inférieur à 0,05 %.
– On doit éviter de disposer des pourcentages trop élevés d’armatures horizontales, qui peuvent conduire à la rupture par compression des blocs avant plastification de l’acier.
– Il convient que le pourcentage minimal d’armatures verticales dans les murs, rapporté à la section brute horizontale du mur, ne soit pas inférieur à 0,08 %.
– Il convient de placer les armatures verticales dans des empêchements, des évidements ou des trous prévus à cet effet dans les éléments.
– Il convient de disposer des armatures verticales avec une section transversale au moins égale à 200 mm² :
➤aux deux bords libres de chaque élément de mur ;
➤à chaque intersection de mur ;
➤à l’intérieur du mur, de manière à ne pas dépasser un espacement de 5 m entre les armatures. Les allèges et les linteaux doivent être régulièrement reliés à la maçonnerie des murs adjacents par des armatures horizontales.
Comportement dynamique des portiques en Béton Armé avec Remplissage en Maçonnerie durant un évènement sismique
Dans les structures en portiques en béton armé, remplir les mailles des portiques avec des murs en maçonnerie est une pratique commune dans beaucoup de pays. Toutefois, de par leur détail de construction, ces murs viennent s’insérer dans les mailles du portique créant un contact serré avec les poutres et poteaux de ce dernier, et en raison de leur rigidité élevée dans leurs plans, ces murs de remplissage peuvent influencer d’une manière significative le comportement dynamique de la structure tels que sa résistance, sa rigidité et sa ductilité durant un évènement sismique. En d’autres mots, les murs en maçonnerie peuvent interagir avec les cadres du portique et participer de la sorte à la résistance aux efforts latéraux provoqués par un séisme. En effet, la présence de ces murs augmente la raideur latérale de la structure, diminue sa période propre de vibration, et comme résultat, elle attire plus d’effort tranchant principalement durant la phase de la réponse élastique de cette dernière. Au début d’un séisme, les murs en maçonnerie reprennent une grande partie des forces sismiques, mais avec l’accroissement du déplacement inter-étages sous les charges sismiques, ces murs subissent les premières fissures et une séparation avec les cadres du portique s’initie. D’un coté, le développement des fissures dans les murs augmente substantiellement la capacité de dissipation de l’énergie sismique de la structure, mais d’un autre coté, ce comportement réduira leur résistance et leur rigidité latérale. Avec l’intensification des charges sismiques, les murs en maçonnerie périssent par excès de compression ou de cisaillement, ce qui va conduire à une redistribution des efforts latéraux des murs vers le système structural, et lorsque des rotules plastiques se forment en pied et en tête des poteaux, les déformations plastiques conduisent à un mécanisme plastique d’étage souvent fatal pour la structure . Un tel mécanisme plastique n’est pas souhaitable étant donné que le but du dimensionnement sismique est d’établir une hiérarchie des ruines successives des divers éléments structuraux et d’atteindre un mécanisme plastique global et ductile, afin de dissiper par déformations plastiques un maximum d’énergie induite par le séisme.
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Table des matières
Introduction générale
Chapitre I : Revue de la littérature
I.1. Règles particulières aux bâtiments en maçonnerie
I.2. L’influence des maçonneries sur le comportement des portiques en béton armé
I.3. prescription générales relatives à la conception des maçonneries
I.3.1 Rappel des fonctions qu’un mur doit assurer
I.3.2 Conception des murs
l.4. Propriétés physiques et mécaniques des briques
l.4.1. Résistance moyenne de rupture à la compression
l.4.2. Module de déformation longitudinale
l.4.3. Résistance admissible de calcul en compression
l.4.4. Résistance admissible à la traction due à la flexion latérale
l.4.5. Facteurs influençant la résistance à la compression
l.4.5. Rupture des panneaux de maçonnerie en compression
l.4.6. Méthode de détermination de la résistance à la compression
I.5 Caractéristique et fabrication des briques en terre cuite
I.5.1. Généralités
I.5.2. Matériaux de terre cuite
I.5.3. Caractéristiques et emplois
I.6 Catégories et caractéristiques des mortiers
I.6.1 Définition
I.6.2 Classification des différents types de mortier
I.6.3. Mortier de maçonnerie
I.6.4. Matériaux composant le mortier et propriétés du mortier dues à ces matériaux
I.6.5. Domaines d’application des différentes catégories de mortiers
I.6.6. Propriétés des mortiers
I.6.7. Facteurs influençant les propriétés des mortiers
Chapitre II : Essais préliminaires sur des unités de briques
II.1. Choix des unités de briques
II.2. Caractéristiques géométriques des unités de briques
II.3. Essais préliminaires sur des unités de briques
II.4. Conclusion relative aux essais préliminaires sur des unités de briques
Chapitre III : Essais préliminaires sur mortier et leurs constituants
III.1. Sélection des constituants d’un mortier
III.2. Sélection et dosage de mortier
III.3. Le mortier normal
III.4. Essais sur des mortiers
III.5. Résultats des essais sur des mortiers
III.6. Conclusion relative aux essais préliminaires sur mortier et leurs constituants
Chapitre IV Essais sur les murets
IV.1.1. Introduction
IV.1.2. Caractéristiques géométriques et Construction des panneaux en briques
IV.1.3. Instrumentation et procédure de l’essai
IV.1.4. Résistance à la compression des panneaux en briques
IV .1.4.1. Panneaux à cinq rangé de brique
IV.1.4.2. Panneaux à quatre rangé de brique
IV.1.4.3. Cycles chargement/déchargement sur panneaux à cinq rangé de brique
IV.1.5. Résultats de la résistance à la compression
IV.1.6. Module d’élasticité et coefficient de poisson des panneaux en briques
Chapitre V : Analyse et interprétation des résultats
V.1. Mortier
V.2. Briques
V.3. Murs en maçonnerie
V.3.1. Résistance à la compression
V.3.1.1. Discussion des résultats
V.3.1.2. Comparaison des résultats aux résultats expérimentaux déjà publiés
V.3.1.3. Comparaison des résultats expérimentaux aux résultats théoriques
V.3.2.Module d’élasticité des murs
V.3.2.1. Discussion des résultats
a) Murs à cinq rangé de brique sous chargement monotone
b) Mur à quatre rangé de brique sous chargement monotone
c) murs sous chargement cyclique
V.3.2.2. Comparaison des résultats
V.3.2.3. Relation entre le module d’élasticité et la résistance à la compression des murs
V.3.2.4. Comparaison des modules d’élasticité aux résultats déjà publiés
Chapitre VI : Conclusions
