L’ouvrage Braced Frames for Low to Moderate Seismicity de l’Institut canadien de la construction en acier (ICCA) illustre le calcul des systèmes de résistance aux forces sismiques (SFRS) et des assemblages pour les cadres à contreventements concentriques dans les régions de sismicité faible à modérée (voir la figure 1). Les notes de calcul font abondamment référence au Code national du bâtiment – Canada 2015 (CNB 2015) et à la norme CSA S16-14, Règles de calcul des charpentes en acier.

Les bâtiments en exemple sont d’un à six étages et comprennent des SFRS à ductilité limitée et de construction conventionnelle. Les contreventements en chevron et en X, en tension et en tension-compression sont pris en compte. Les notes de calcul portent sur le calcul pour les combinaisons de charges ne comprenant que les charges et les effets dus aux séismes. La liquéfaction, la stabilité des pentes et d’autres enjeux géotechniques dépassent le cadre de cette publication. Cette publication ne traite pas non plus des combinaisons de charges qui excluent les effets dus aux séismes, comme celles qui ne concernent que les charges de gravité et celles qui mettent en cause l’action du vent. Toutefois, ces combinaisons de charges sont également essentielles au calcul des charpentes de bâtiment. Il convient donc de consulter l’ouvrage de l’ICCA intitulé Steel-Framed Commercial Design pour en savoir plus sur ces aspects du calcul.

Les hypothèses générales comprennent la catégorie de risque de bâtiment normale (IE = 1.0), catégorie d’emplacement C (sauf indication contraire). Les mesures de prévention de collision de bâtiments adjacents ne s’appliquent pas aux exemples choisis. Par souci de simplicité, l’ouvrage n’aborde pas non plus l’excentricité d’assemblage des membres gravitaires.

 

Figure 1
Cadres à contreventements pour les régions de sismicité faible à modérée

 

Voici les exemples de calcul inclus dans l’ouvrage :

Calcul du cadre à contreventements

1. Cadre à contreventements en X et en tension, construction conventionnelle, bâtiment à un étage
2. Cadre à contreventements en chevron, construction conventionnelle, bâtiment de six étages, catégorie d’emplacement D
3. Cadre à contreventements en X et en tension, ductilité limitée, bâtiment à un étage
4. Cadre à contreventements en chevron, ductilité limitée, bâtiment de quatre étages (voir la figure 2)
5. Cadre à contreventements en chevron, construction conventionnelle, bâtiment de quatre étages de plus de 15 m

Calcul des assemblages

6. Assemblage supérieur, cadre à contreventements en tension, ductilité limitée, bâtiment à un étage
7. Assemblage inférieur, cadre à contreventements en chevron, ductilité limitée, bâtiment de quatre étages (voir la figure 3)

 

Figure 2
Cadre à contreventements en chevron, ductilité limitée, bâtiment de quatre étages

 

Figure 3
Assemblage inférieur, ductilité limitée, bâtiment de quatre étages