Deux limites « psychologiques » importantes peuvent être mises en exergue :
- Pour des bâtiments de moins de 30 étages, il est possible d’utiliser des
systèmes structuraux composés uniquement de cadres rigides, métalliques ou
en béton armé, ainsi qu’un raidissement uniquement assuré par des refends. - Pour des constructions dont la hauteur est supérieure à 60-70 étages, le
principal groupe de systèmes envisageable est le système en tube.
Nous allons à présent faire un focus sur les structures en béton armé qui sont, dans le
cadre de ce travail, les structures que nous allons étudier. Pour ce faire, nous nous
basons sur un « classement » réalisé par M. Taranath[20] et illustré à la Figure 2.
Rappelons tout de même que ces listings sont très difficiles à réaliser, car en réalité, il
existe presque autant de structures différentes qu’il y a d’ingénieurs.
1.1 Dalles sur murs et/ou colonnes
Ce premier groupe de structures transmet les charges horizontales par les planchers aux colonnes/murs puis de ces éléments verticaux aux fondations. La liaison entre les éléments horizontaux et verticaux doit donc être semi-rigide afin de ne pas devoir disposer de contreventement supplémentaire.
- Pour des bâtiments inférieurs à 10 étages, un système composé uniquement de planchers-dalles est envisageable. Le comportement est alors celui d’une superposition de cadres semi-rigides.
- Pour des constructions de plus de 10 étages, le système composé uniquement de colonnes comme éléments verticaux, n’est plus suffisant à conférer la rigidité latérale. Il faut alors en plus disposer des refends verticaux travaillant comme des poutres en porte-à-faux. Les colonnes peuvent ainsi être bi-articulées, ce qui facilite la mise en œuvre et simplifie les détails d’armature.
- Pour atteindre des hauteurs d’une vingtaine d’étages, une combinaison des deux systèmes susmentionnés est également possible en tenant compte des refends et de l’effet cadre introduit par les colonnes. Afin que l’effet cadre et la transmission des charges horizontales aux refends puissent être considérés, les éléments verticaux doivent être liés aux dalles. La rigidité relative des différents éléments déterminera la contribution des cadres au raidissement latéral par rapport aux refends. Pour des bâtiments entre 10 et 20 étages, cette participation des cadres à la rigidité latérale n’est que d’environ 15[%], les 85[%] restants étant assurés par les refends. Soulignons que cet apport supplémentaire de résistance est très souvent négligé par les ingénieurs tant la complexité du comportement et des calculs augmente.
