Conception des systèmes de contreventement à étages

En général, le système de reprise des charges latérales de ces bâtiments est composé de contreventements en acier du type chevron (diagonales en V ou en V inversé) ou en X, semblables aux exemples montrés aux Figures 1 et 2.

Ces types de contreventement favorisent un comportement structural adéquat et conviennent aux bâtiments de grande hauteur avec un seul étage. Pour des conceptions parasismiques ductiles, il est plus facile de respecter le critère d’élancement des contreventements avec des longueurs courtes. Selon les critères de la classification de niveau de protection civile d’un bâtiment, l’approche de la conception par capacité des éléments structuraux peut ou non être appliquée.

Souvent, les bâtiments miniers avec une durée de vie limitée pourraient être considérés avec un niveau de risque plus bas de protection civile.

Comment alors un·e ingénieur·e en structure doit-il·elle s’y prendre pour décider de la méthodologie à suivre lors de la conception parasismique de ces systèmes?

La norme CSA-S16-14 est muette sur le sujet des systèmes de contreventement à plusieurs niveaux. Au Canada, les ingénieur·e·s en structure qui conçoivent ces systèmes s’appuient sur des articles scientifiques publiés par des chercheur·euse·s ou à la norme américaine pour pallier cette absence de prescriptions.

Bonne nouvelle cependant : la nouvelle version de la norme CSA S16, parue en 2019, traite de la conception des systèmes de contreventement à plusieurs niveaux, ce qui permettra enfin aux ingénieur·e·s en structure d’être mieux accompagné·e·s dans la conception de ces éléments.

En fait, l’article 27.5.2.6 nous guide dans la conception des contreventements à étages. Cet article précise les restrictions à respecter pour la conception des contreventements à plusieurs niveaux. Il décrit également les exigences à satisfaire pour d’autres éléments structuraux, soit les entretoises et les poteaux du bâtiment.

Ainsi, selon l’article 27.5.2.6.2, les contreventements en chevron devraient être munis d’une membrure perpendiculaire au plan de ceux-ci, assemblée à l’intersection des diagonales avec l’entretoise. Ce contreventement sert à stabiliser les entretoises hors de leur plan.

Cependant, dans la plupart des bâtiments industriels, un dégagement forçant à éliminer un contreventement hors plan est requis pour pouvoir y installer des équipements majeurs. Pour remédier à cette problématique, l’article 27.5.2.6.3 explique comment pallier le manque d’un tel support latéral dans la conception des éléments structuraux pour faire en sorte que le système résiste aux charges latérales.

Considérant les nouveaux articles mentionnés dans ce billet de blogue, nous pouvons conclure que les structures pourraient être optimisées tout en restant securitaires et économiques.

Vous avez des exemples de conception à partager? Des interprétations à valider? Si la conception des bâtiments industriels fait partie de votre travail et que vous avez à tenir compte des restrictions dans le choix d’un système structural, nous serons heureux d’en discuter avec vous.