Séance 5

Question 1

Qu’est-ce qu’un SYSTÈME?

Answer 1

Ensemble d’éléments inter reliés ou interdépendants formant un tout à la fois unifié et plus complexe, et ayant une vocation commune.
Un bâtiment incarne l’agencement d’un grand nombre de systèmes et de sous-systèmes qui sont inter reliés, coordonnés et intégrés les uns aux autres.

Question 2

Qu’est-ce qu’une STRUCTURE?

Answer 2

Conçue pour supporter et transmettre au sol son poids et ses charges latérales.

Question 3

Qu’est-ce qu’une superstructure?

Answer 3

Partie de la structure qui s’élève au-dessus de ses fondations

Question 4

Qu’est-ce que l’infrastructure dans la structure?

Answer 4

Structure sous-jacente qui en forme la fondation.

Question 5

Qu’est-ce que l’enveloppe et de quels éléments est-elle composée?

Answer 5

Enveloppe: est l’enceinte du bâtiment.
Composée de:
- Toit et murs extérieurs (protègent les espaces intérieurs contre les intempéries, amortissent les bruits, assurent sécurité et intimité)
- Portes: accès au bâtiment/pièces
- Fenêtres: laissent passer lumière/air + panorama
- Murs intérieurs et cloisons: divisent l’espace intérieur en pièces distinctes

Question 6

Qu’est-ce qu’un système mécanique?

Quels sont les types de systèmes mécaniques?

Answer 6

Systèmes mécaniques: fournissent différents services aux occupants du bâtiment.
Types:
- Alimentation d’eau
- Système d’évacuation
- Système de chauffage, ventilation, et climatisation
- Système électrique
- Système de transport vertical
- Système anti-incendie
- Système d’élimination/collecte des déchets (pour bâtiments en hauteur)

Question 7

Les choix, l’assemblage et l’intégration des systèmes d’un bâtiment sont influencés par:

Answer 7

• Performance: Compatibilité des différents éléments, intégration et sécurité des structures, Résistance au feu, sécurité contre incendies, Contrôle de la circulation de l’air et de la chaleur, Contrôle du déplacement et de la condensation de la vapeur d’eau, Prise en compte des mouvements du bâtiment (Structurels: tassement, fléchissement, Variations de température et humidité: dilatation, contraction), Insonorisation et intimité acoustique, Résistance à l’usure, corrosion, intempéries, Finitions, propreté d’entretien, Sécurité d’utilisation
• Facteurs écologiques: Réduire consommation énergétique grâce à l’emplacement et conception du bâtiment, Efficacité énergétique des systèmes mécaniques, Utilisation matériaux non toxiques, favorisant conservation des ressources
• Méthodes de construction: Selon les lois en vigueur, sécurité des ouvriers, Équipement, dispositions en cas d’intempéries, etc.
• Qualités esthétiques (Harmonisation du bâtiment avec son site, voisinage)
• Contraintes réglementaires: Zonage et code du bâtiment
• Facteurs économiques: Coût de construction: matériaux, transport, équipement, main-d’œuvre; Coût total: coût initial + frais entretien + coûts énergétiques + durée de vie + coût de remplacement + frais d’intérêts sur capital investi

Question 8

En quoi consistent les coûts périodiques de posséder un bien immobilier (Rt)?

Answer 8

• Dépréciation (diminution de la valeur)
• Intérêts sur la dette hypothécaire
• Impôts (taxe sur la propriété, etc.): Peuvent dépendre des systèmes de construction
• Subsides: déduction de la dette sur intérêts hypothécaires (aux USA, au Canada pas sur logement principal): Peuvent dépendre des systèmes de construction.
• Efficience énergétique

Question 9

Quels sont les 4 objectifs du CNB?

Answer 9

• Sécurité
• Santé
• Accessibilité pour personnes atteintes d’un incapacité
• Protection contre les incendies et dommages structuraux

Question 10

Qu’est-ce que le code de sécurité pour les bâtiments au Québec?

Answer 10

Une version adaptée pour le Québec du code national de sécurité pour les bâtiments. S’adresse aux propriétaires des bâtiments.

Question 11

Qu’est-ce que les codes modèles?

Answer 11

Ce sont des codes élaborés par des organismes nationaux (spécialistes). Une municipalité peut promulguer des codes modèles dont certaines dispositions ont fait l’objet de modifications/ajouts pour respecter exigences/préoccupations locales.
Ils sont orientés vers des objectifs précis.

Question 12

Vrai ou faux?

La structure peut changer d’un code modèle à un autre.

Answer 12

Faux

Question 13

Comment se structure un code modèle?

Answer 13

• Définition catégories d’usage, type de construction selon leur degré de résistance au feu et leur inflammabilité
• Limite de hauteur/superficie applicable en fonction de l’affectation ou de l’usage/type de construction
• Normes relatives à la conception de la structure, murs, planchers, toits, systèmes de protection contre incendies, éclairage, ventilation, accessibilité personnes handicapées

Question 14

Quels sont les 3 types de construction couvertes par le CCQ?

Answer 14

• Construction combustible
• Construction en gros bois d’oeuvre
• Construction incombustible

Question 15

Quelle est la particularité à retenir pour l’évacuation dans les constructions combustibles?

Answer 15

Les parcours d’évacuation (issue) sont protégés.

Question 16

Quelle est la résistance au feu requise pour les éléments structuraux en bois (construction combustible)?

Answer 16

45 min

Question 17

Quelles sont les exceptions aux matériaux incombustibles dans les constructions incombustibles? Autrement dit, où peut-on utiliser des matériaux combustibles dans des construction incombustibles?

Answer 17

Matériaux de finition et éléments non-porteurs.

Question 18

Énumère le classement des bâtiments du CCQ selon leur usage.

Answer 18

A: Établissements de réunion
B: Établissements de soins
C: Habitations
D: Établissements d’affaires
E: Établissements commerciaux
F: Établissements industriels

Question 19

Quelles sont les caractéristiques d’un mur coupe-feu?

Answer 19

Partent des fondations jusqu’au toit

Ouvertures dans ces murs restreintes à un % de la longueur du mur

Portes ignifugées à fermeture automatique, ensembles de fenêtres pare-feu, coupe-fumée, etc.

Question 20

Qu’est-ce que la distance limitative?

Answer 20

Distance limitative: Espace requis entre:

• Limite de la propriété, axe d’une rue, voie publique, etc. et
• Façade de rayonnement dont la résistance au feu est connue

Question 21

Quelles sont les 2 types de charges exercées sur un bâtiment?

Answer 21

Charge statique

Charge dynamique

Question 22

Qu’est-ce qu’une charge statique?

Answer 22

Charge statique: s’applique lentement à la structure d’un bâtiment.
Pas de fluctuation rapide de son intensité et emplacement, donc la structure réagit lentement à la charge statique, donc déformation structure maximale lorsque la force statique est maximale

Question 23

Qu’est-ce qu’une charge dynamique?

Answer 23

Charge dynamique: charge qui s’applique soudainement à la structure du bâtiment.

Ampleur et point d’application varient rapidement

Si une structure est soumise à une charge dynamique, elle acquiert une force d’inertie proportionnelle à sa masse

Question 24

Quels sont les types de charge statique (6)?

Answer 24

Charges permanentes

Surcharges

Géostatique

Hydrostatique

Tassement

Contrainte thermique

Question 25

Qu’est-ce qu’une charge permanente?

Answer 25

Charges permanentes: forces qui agissent vers le bas sur la structure. Poids de la structure, installations, équipements…

Charge statique

Question 26

Qu’est-ce qu’une surcharge?

Answer 26

Surcharges: Charge statique. Forces verticales vers le bas:

• D’utilisation (occupants, meubles, équipement, etc.). Les codes du bâtiment prévoient des surcharges unitaires minimales (uniformes) qui doivent être respectées selon l’utilisation/affectation des lieux
• Poids de la neige/pluie accumulées sur le toit. Varie selon l’emplacement géographique, exposition du terrain, géométrie du toit (forme, inclinaison, système de drainage)
• D’impact: charges cinétiques de courte durée provenant de véhicules, machines en mouvement, etc. (définition CC)

Question 27

Quels sont les 3 types de surcharge?

Answer 27

D’utilisation

Poids de la neige/pluie sur le toit

D’impact

Question 28

Qu’est-ce qu’une charge géostatique?

Answer 28

Charge géostatique: force horizontale que le sol exerce sur une structure de soutènement verticale

Charge statique

Question 29

Qu’est-ce qu’une charge hydrostatique?

Answer 29

Charge hydrostatique: force hydraulique que les eaux souterraines exercent sur les fondations.

Charge statique

Question 30

Qu’est-ce qu’une charge de tassement?

Answer 30

Charge de tassement: résultent de l’affaissement d’une partie du terrain porteur et du tassement différentiel qu’il induit sur les fondations.

Charge statique

Question 31

Qu’est-ce qu’une charge de contrainte thermique?

Answer 31

Charge de contrainte thermique: contrainte de compression ou de traction engendrée dans un élément exposé à une dilatation ou à une contraction thermique.

Charge statique

Question 32

Quels sont les types de charges dynamiques (2)?

Answer 32

Vents

Séismes

Question 33

Quelles sont les composantes importantes des charges de séisme sur une structure et pourquoi?

Answer 33

Les composantes horizontales.

Car les composantes verticales de la structures sont assez adaptées pour recevoir des surcharges supplémentaires à la verticale.

Question 34

Comment calcule-t-on le total des charges dues aux vents?

Answer 34

En multipliant la charge par mètre carré par l’aire des surfaces verticales du bâtiment sur lesquelles le vent exerce une pression/force

Question 35

Qu’est-ce que la pression et comment la calculer? (formule)

Answer 35

force 𝐹 par unité de surface 𝑝=𝐹/𝐴, avec 𝐴 surface totale sur laquelle on exerce la force (p. ex. surface du mur d’un bâtiment)

Question 36

Si on augmente l’aire sur laquelle une même force est appliquée, la pression sera-t-elle plus ou moins importante?

Answer 36

Moins importante

Question 37

Qu’est-ce que la force d’inertie?

Answer 37

Force d’inertie: force qui apparaît lorsqu’on se déplace dans un référentiel (point de vue) en mouvement accéléré.
C’est une force fictive qui ne provient pas directement de l’interaction d’un objet à un autre.

Question 38

En quoi consiste la 1re loi de Newton?

Answer 38

Première Loi de Newton (principe d’inertie): si la résultante des forces agissant sur un objet est nulle, alors l’accélération de cet objet est nulle aussi. La vitesse peut-être non nulle, mais constante. L’objet est en équilibre.

Question 39

En quoi consiste la 2e loi de Newton?

Answer 39

Si la force résultante n’est pas nulle, alors F = ma

Question 40

En quoi consiste la 3e loi de Newton?

Answer 40

Pour chaque action, il existe une réaction égale et opposée: force normale (une normale est perpendiculaire à la surface sur laquelle la force est appliquée)

Question 41

Qu’est-ce que le moment M?

Answer 41

Un moment 𝑀 d’une force désigne la capacité d’une force à imprimer à un corps une rotation autour d’un point ou d’une ligne (axe de rotation). L’ampleur du moment est donnée par le produit de la force exercée 𝐹 et de la distance 𝑑 du point de rotation (horaire et antihoraire)

Question 42

Qu’est-ce que la pression éolienne?

Answer 42

Pression éolienne: pression statique équivalente qui s’exerce sur les surfaces extérieures lorsque le vent atteint une vitesse critique.

Question 43

Si la vitesse d’un vent augmente sur la surface d’un bâtiment, la force appliquée sur le bâtiment est-elle plus ou moins grande?

Answer 43

Plus grande

Question 44

Vrai ou faux? Plus la surface d’un bâtiment sur laquelle un vent souffle est grande, plus la force statique du vent est grande.

Answer 44

Vrai

Question 45

Qu’est-ce que la pression positive vs la pression négative (charges dues aux vents) et quels sont leurs effets?

Answer 45

Pression positive: charge due aux vents
Pression négative: force d’aspiration de vents

Effets:
Glissements
Soulèvements/renversements

Question 46

Quels sont les 2 types de charge dues aux vents?

Answer 46

Pression positive

Pression négative

Question 47

Comment la structure d’un bâtiment réagit lors d’un tremblement de terre?

Answer 47

La masse supérieure de la structure acquiert une force d’inertie. Elle reste au repos tandis que la base se déplace avec le sol.

Cela engendre une contrainte de cisaillement.

Question 48

Qu’est-ce qu’une contrainte de cisaillement?

Answer 48

Pression appliquée de façon tangentielle à un objet.

Question 49

De quels facteurs dépend la contrainte de cisaillement exercée sur un immeuble?

Answer 49

La contrainte de cisaillement dépend de:

• Intensité du mouvement du sol
• Profil du sous-sol et fondations
• Répartition de la masse en fonction de la rigidité de la structure et à la période propre de la structure (temps d’une oscillation complète)

Question 50

Contrainte de cisaillement est repartie pour chaque diaphragme horizontal au-dessus de la base proportionnellement selon quels facteurs?

Answer 50

Contrainte de cisaillement est repartie pour chaque diaphragme horizontal au-dessus de la base proportionnellement :

• au poids du plancher de chaque étage
• à la distance du sol

Question 51

De quels facteurs dépendent la période d’oscillation d’une structure lors d’un tremblement de terre?

Answer 51

• Sa hauteur au-dessus de sa base
• Sa dimension selon une direction parallèle à celle des forces appliquées
• Sa rigidité: rigide = oscille rapidement et période courte

Question 52

Comment contrebalancer un moment de renversement à la base d’une structure?

Answer 52

Pour assurer un équilibre, on contrebalance un moment de renversement par:

• Un moment de redressement extérieur
• Un moment de résistance intérieur provenant des forces situées dans les poteux et les murs de cisaillement

Bref, on canalise les forces vers le sol = addition vectorielle

Question 53

Quelles sont les 2 fonctions d’une structure?

Answer 53

Les deux fonctions d’une structure sont de supporter et de transmettre les charges au sol.

Question 54

Quelle est la différence entre une infrastructure et une superstructure?

Answer 54

La différence entre une infrastructure et une superstructure réside dans l’emplacement de la structure par rapport au niveau du sol : l’infrastructure est sous le niveau du sol et la superstructure est au-dessus du niveau du sol.

Question 55

Définis «contreventement» et nommer ses quatre principaux dispositifs.

Answer 55

Un contreventement est un élément de la structure qui assure la stabilité de la construction et lui permet de résister aux charges latérales telles que les charges dues aux vents ou liées aux séismes. Ses quatre principaux dispositifs sont le cadre, le mur de cisaillement, le cadre contreventé et le diaphragme horizontal (dalle).

Question 56

5. À quoi les bâtiments de grande hauteur sont-ils particulièrement sujets? Devrait-on privilégier une structure rigide ou permettant une certaine souplesse?

Answer 56

Les bâtiments de grande hauteur sont particulièrement sujets aux effets des forces latérales. Une structure permettant un certain mouvement est à privilégier.