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La presente invention concerne la c~ns~ructions d'im
meubles susceptibles dletre soumis à des secou~ses sis~iqu s d'o-
rigine n~turelle ou provoquées par des explosions atomiquesO
Il est d'une manière gén~rale connu de ren~orcer les
S caves des im~eubles existants pour les transformer en abris con-
tre les obus et bombes explosives du type conventionnel~ Dans ce
cas9 l'abr:i doit pouvoir résister à la puissance perforatrice de
l'engin et aux ébranlements du sol que provoquent les explosions.
Il s'agit toute~ois de phénomènes correspondant a une énergie libé-
10 ree assez ~aible et, sauf le cas de coups tombant directement surl'abri ou dans son voisinage très immédiat, les dérangements pou-
vant se produire dans la structure de l'abri tels que des fissures~
ne mettent pas en dan~er la vie des occupants.
Il en est tout differe~ment dans le cas des abris anti-
15 atomiques car les armes nucléaires ayant une puissance incompara;blement s~érieure agissent a des distances du point d'impact cor-
respondant a plusieurs kilomètres par plusieurs phénomènes dont il
est nécessaire de protéger les utilisateurs de l'abri. Ces phér.omè-
nes sont une onde de surpression at~osphérique qui se traduit pax
20 un sou~fle violent du type cyclone, une onde de pression sismique~
un rayonnement du type calorifique et radio~actif pur et des re-
tombées radio-actives. Il faut en outre protéaer les utilisateurs
contre des phénomènes dérivés, nota~nment les incendies allumés
par le rayonnement calorifique, les projectiles, décombres et pous-
25 sières résultant de l'onde de surpression atmosphérique~ les éma-
nations gazeuses xésultant des destxuctions des réseaux de distri-
bution, voire les ga~ ou agents biolog;ques utilisés pour infectex
la zone bombaxdée et enfin les inondations éventuelles~
E~ ait donc lSabri doit pr~senter une résisLance méca-
30 nique tres supérieuxe aux abris classiques pour pouvoir résister
nota~lment à l'onde d2 pression sismique, toute fissuration suppri~
mant l'étanchéité nécessaire pour faire ace à la pollution et aux
d~n~ers résultant des retombées radio~actives~ des gaz et ef:fets
thermiques et é~alement des eaux.
Il est difficile dlenvisager un abri anti-atomique en
superstructure car il doit alors résister par lui-m8me et en tou-
tes ses parties à ltonde de surpression atmosphérique, il doit
etre très monolithique ce qui rend sa construction chère et ~n
outre son aspect architectural est inesthétique. Il peut être
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enterré en dehors de toute construction mais, d'une part, il est
sou~ent difficile de trouver un site d'implantation, d'autre
part, il doit etre occupé e~ q~asi-permanence du ~ait de son
éloiynement obligé des locaux d'habitation et des lieux de
tra~ail et, en1n, des batiments construits en superstructure
sur l'abri ~orment, surtou~ lorsqu'ils sont en béton armé, des
écrans pximaires contre les bombes et obus conventionnels.
Par contre, ils créent un risque d'effondrement sur l'abri et
d'incendie pouvant se développer au-dessus de celui-ci.
Il est donc essentiel que l'abri anti-atomique
enterré résiste par~aitement aux ondes de pression sismiques
engendrées par la bombe. Selon la distance du point d'impact,
le phénomene determinant pour l'effondrement des superstructures
peut être l'onde de surpression atmospherique, ou l'onde sismique
agissant sur les fondations laquelle ébranle l'ensemble de la
construction. Dans ~e cas d'untremblementdeterre,c'estl'ondesismiquequi
provoque l'~branlement et l'effrondrement des immeubles.
La presente invention a pour but de réaliser des
constructions dans lesquelles la partie enterrée peut résister
a des secousses sismiques intenses qu'elles soient d'origine
naturelle ou atomique, sans risque de dégradation grave, les
déplacements horizontaux auxquels peut se trouver soumise la
partie enterrée de la construction~ n'étant pas transmis a
la superstructure.
L'invention concerne plus particuli~rement une
construction formant abri anti-atomique susceptible d'etre
soumise a des ondes de type sismique comprenant une superstructure,
au moins trois eléments de soubassement indépendants enterres
formant abris anti-atomiques et une sortie de secours, la
- superstructure etant mise en appui sur trois points d'appui
non-alignés prévus sur les éléments de soubassement. Cette
construction est caractérisée en ce que les élements de soubasse-
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. .
fia~
men~ enterres pxesentent une ~eslstance ~ecanl~ue tel~e que
chacun d'entre eux est susceptible de resister sans endomma-
gement ~ l'onde slsmique d'lntenslte maximale et de soutenir
au moins un tiers du poids de la superstructure, la super-
structure ~tant calculée pour résister mécaniquement dans le
cas d'une mise en appui isostatique sur trois points d'appui
non~alignés positionn~s de maniere aléatoire parmi les points
d'ap~ui prevus de construction sur les elements de soubassement,
la resistance au cisaillement des liaisons aux points d'appui
de la superstructure sur les elements de soubassement etant
inerieure a la resistance gl~bale au cisaillement des elements
de la structure aboutissant au point considere. '~
Avec ce mode de réalisation les éléments du soubas- .
sement peuvent, sous l'effet des ondes sismiques, subir des
. _ _ ~ ..... _ . . . _ _ . , .. _ . . _
,
,
aéplacements rela-tifs sans qu7aucun effort, n~tam~ent de cis~ill~-
ment, 5u~erie-lr à la résis~nce mécanique de la su~erstrueture~
soit transmis à c~lle-ciO
Une dislocation du soubasse~ent en ses éléments ind~-
pendants peut se traduire par un a?pui de la superstructure surtrois seulement de ces éléments assllrant un appui isostatique
mais sans dislocation de la superstructure, ce qui met les occu-
pants à l~abri des risques dle~ondrement et permet une reprise
en sous-oeuvre ulterieure, par exemple par injection, pour ni-
10 veller à nouveau le soubassement.
De préérence e t conformément à une autre caractéris-
tique de l'invention, les éléments independants du soubassement
sont constitués, au moins pour partie, ~ar des cellules habita-
bles formant abris anti-atomiques,
Selon une autre caractéristique, les éléments indé~en-
dants sont écaxtés les uns des autres d'une distance au moins
égale à la comrressibilité d~une épaisseur de terrain égale et
parallèle à leur ?lus grande dimension hori20ntale sous la ~res-
sion maximale développée par l~onde si~smique d'intensité maximale.
L~intervalle existant entre deux éléments indépendants
est~ notamment dans le cas de cellules habita~les, obturé ~ar un
matériau compressible aussi étanche que possible a l'eau, aux ~az
et aux radiations. Ce matériau déformable peut etre une mousse
chargée en métal lourd ou un matériau composite à base de mousse
25 et de couches en métal malléable.
Selon une autre c~ractéristique les éléments d~ sou-
bassement sont écartés des éléments de parois verticaux délimi-
$ant la fouille du soubassement~ l~intervalle étant rempli avec un
matériau compressible étanche.
Il est usuel de munir l'accès aux abris anti-atomiques-
de sas étanc~es et de tels sas sexont éventuelle~ent prévus pour
; donner accès aux cellules ou au groupe de cellules. ~outefois, les
entrées normales situées sous la superstructure peuvent etre obs-
truées par effondrement de la superstructure sous lle~fet de l~on-
35 de de surpression atmosphérique. Pour y remédier on a déjà proposé~
par exemple dans le brevet francais N 1.375.468 du 22 Novembre
1~63~ de munir les ~b~^s ~i-æ~iens desortie de secours constituée
par un boyau souterrain reliant ledit abri à un puits creusé dans
le sol. Il est connu que ce puits de sortie doit ~être situé à une
6~
distance de l~im~euble au moins ~gale à la hauteur de ce c~rnier
et le bre~et ci~dessus -oror-ose de nrev~i.x a llentree et en divers
poin-ts du boyaù des portes d'isol~ment~ 11 est toute~ois certain
qutun tel bovau so~lmis a une secousse si.sn?ique intense xisque de
s~ébouler et que des poxtes metalliques risquent de se coincer.
D~ns lecadre c~d~veloppe~ent de la presente inventi.on, la sortie
de secours est r2alis~e par des éléments tùbul~ires susceptibles
inc~viduellement de r~sister sans écrasetnent à la secousse sismi-
q~le d~intensité maxin?ale, les divers éléments étan-t réullis entre
10 eux par des joints souples susceptibles dtabsorver les déplace-
ments xelatifs cle deux éléments successifs. Selon un mode de r éa-
lisation~ les extrémités de d eux éléments tubulaires successifs,
écartées d'~ne distance suf:~isante pour absorber le déplacement
relatif, sont engac3ées dans un élément tubulaire de jo~ction Dré-
15 sentant les mêmes caractéristiques de résistance ~écani~ue mais
réservant entre sa sur~ace interne et la sur~ace périphéxi.cue
externe des élements intéri.eurs un jeu supérieur au déplacement
relatif~ ce jeu étant rempli pax un matéxi.au déformable analogue
à celui utili.sé entre les éléments cle soubassement.
Selon une autre caracteristicll~e, l'accès à la sortie
de secours est obturé par une ~aroi rigi.de destructible avec les
outils se trouvant da.ns l~abri par e~emple une paroi enmaconnerie,
en beton non armé ou autre matériau analogue.
La presen-te invention ser~ déc~ite plus en détail ci-
25apres sous forme d'un exemple de réalisation avec ré~érence aux
~ dessins ci-annexés dans lesquels
:~ Fig. 1 est une vue en coupe verticale schématique d'un
imn?euble conforme a l~invention ;
2.est une vue de détail d'une partie de a ccllu~
30 le xeliée à. la sortie de seco?rs,
L'invention~ c?ans le mode de réalisation représenté
au~ dessins, est appliquée à un immeuble à deu~ étages. Le soubas-
se~lent enterré est à un seul étage et comporte une partie 1 for-
~ant garages et une partie 2 formant abri anti-ato.~.?iq?le. La par-
35 tie 1 comporte un certa:in nombre de dalles 3, dalles en béton ar~éprésentant une épaisseur et ~m ferxaillage suffisa.nt pour pouvoir
supporter chaclme urie.fraction impox~ante qui peut atteindre thé- -
oriquemen~ le tiers du poids total de la construction, concentree
- ~ .
~n ]eur centre. Po--r accroitre leur résistance, ces c~llcs peu- ' -
vent etre profil~es et compo~ter des pou~xes fox~an~ un reseau croi- -
sé L~immeuble prend appui sur les dalles 3 par cles pc,teaux ~ mu-
nis d'une se~el].e de réparti~iOn ~. La semelle de réparti~ion 5
n1est pas solidarisee avec la d~lle 3, s~.uf éventuelle~ent par ~es
fers de faible section susceptibles d'être cisaillés en cas cl'ef-
~ort tranchant excédant la résistance au cis~illement clu poteau 4.
D~ns le cas d'une construction dans ne zone p~rticulière~ent ex-
posée ou d~une construction d~une nature par~iculiere dont la des-
10 truction pourrait const;tuer un danger arave~ par exe~ple des cen-
trales nucleaires, une li.aison a élasticité verticale peut être
prevue entre chaque dalle 3 et chaque poteau ~. Une solution opti-
male serait une construction du type completement isostati~ue dans
laquelle chaque appui entre l'i~.meuble et le soubassement compor-
15 *e~ c'o~.e représenté a la ~i~ re 2~ un vexin 6 interposé avec unsysteme a rotule entxe chacJue semelle 5 et cha~iue poteau 4 ou en-
tre une semelle métal3.i~ue cle repartition 5I prenant appui sur -1 e
cellule habitable 10 formant abr; anti-atomique com~e décrit ci-
apres et une plaque d'appui 7 incorporee dans le système de pou-
20 tres porteuses 8 de l~immeuble en superstructure. Les vérins 6 sontxépar~is en trois groupes et les vérins cllun mêr,le groupe sont inter-
connectés par cles canalisations 9. Chaque vérin ou yrc>upe cle vérin
peut être relié à une enceinte d'absorp*ion c'es ondes de pression
sous ~or~e dtune chambre hydropneumatique ou analo~ue non représen~
25 tée. Avec ce mode de réalisation, u~e onde verticale qui se propa-
ge sous les éléments avec une amplitude verticale inférieure à la
course des vérins, peu~ être absorbée sans endommager la construc-
tion~
La par*ie 2 est constituée par des cellules habitables
30 é'galement en béton ar~é 10, Ces cellules sont ca.lculées individuel-
lel~ent pour pouvoir~ co~me les dalles 3, suppor~er une fraction
importante du poids de la constxuction et pour pouvoir résister à
ltécrasement par les ondes sismiques agissant sur leurs ~aces late-
rales. I1 est à notex que lorsque des systè~es de vérins répaxti-
35 ~eurs 6 sont prévus~ le poids de la construction est toujouxs ré~parti entxe les di~érents appuis et la fracti.on du poids ~e ltim~
meuble que doit supporter chaque appui est donc plus faible. Ces
cellules sont équipées cornme tous les abris Anti-ZtOmiques cl~ssi-
ques de lléquipement de secours normalisé en ce qui concerne les
yen~ de survie, 1~ v~ntila~ion, l'écl~ira~e et 1~ d~sin~ection.
Elles l~euvent servir c'irecte~ent d'a??ui~ s~ns li.~.ison ~ec~i-iue
emp~chant un déplace~.ent horizontal ou le limitant au del~ dtune
certaine force de cisai].~e~ent~ a la construction en superstruc-
ture. Cet a?~ui peut é~lalement comporter un dispositif de li~.sonhydrostatioue co~e représent~ i la fiaure 2
Dt~me ~anière génerale et conformement à l'invention~
les éléments de soubassement, dalles 3 et ce].lules 10,sont sé~a-
rés dlune clistance a~proximatlvement é~ale a l'amplitude maximale
10 clu déplace~.ent qui peut rece~oir l~él~ment sous l'e~et d'une se-
cousse sis~ique natuxelle ou atomique. I'interval].e ainsi créé
est garni par un joint 11 en un matériau étanche déformable élas-
tiquement qui peut ê.re une mousse plastique charc~ée en sels de
métaux lourcls. Ce joint peut, comme représenté a la figure 23
15 être.déli.mité ou subc~ivisé par cles ~arois en plomb ou analo~les
12 qui peuvent être plissées et ancrées ~a.ns les élements voisins.
La mousse plastique d~ joint qui doi.t avoi.r c~s coefficients d'al-
longement et de compression aussi éleves que possible, est ~e ?ré-
férence coul~e sur place et il est possiblec~ prévoir,clans les sur-
20 faces des pièces adjacentes,des cavités d'ancracJe pour la mousse(non représentées) pour que~ m~me étirée, la mousse continue à as-
surer l'étanchéité.
Po-r reduire autant q~le possible la transmission des
ondes sismiques aux éléments du soubasse~ent, les parois latérales
25 des cellules 10 dirigées vers le terrain, peu~ent être doublées
par des parois 13 qui en sont séparées par une épaisseur de mousse
14 traitee comme la mousse des joints llo ~es paxois latéxales 15
des autres sous~sols sont de préféxence montées également ~lottan-
tes avec des joints ].1 a la base et au so~met~ L'étanchéité à
30 lleau5 aux gaz et aux radiations des joints non incorporés dans la
partie 2 for~.ant abri anti-atomiqlIe~ ~eut ~txe né~ ée et il peut
s'a-Jir de simples joints a recouvrement susceptibles ~ se cisail-
ler sous les contraintes résultant dtune secousse sismique.
La construction en superstructure 16 est constituée com.-
; 35 me un élément auto-porteur surtout lorsque la charge est reportée
dixecte~ent, ctest-~-dire sans liaison du type des vérins 6, sur
les éléments 3 et 10 de soubassement, Pour ce faire des armatures r !
formant treillis 17 sont noyées flans les cloisons séparatrices.en
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. . . , ' - . .
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~-ton banché disposées selon les deux orientations ortho~onales. -
Les éléments arc~itecturaux tels que les seuils l~, les ~r~ntons
19, les balcons 20 et autres.sont calculés co~.e éléments de ccin-
turage et ~erraillés en consé~uence. Pour accro~tre le moment d'i-
nertie et la résistance à la cassure suivant un plan médian~ despoutres telles que 21 dans les~uelles est noyée une par~ie du fer-
railla~e en treillis peuvent être disposees en quadrilla~e su.r la
terrasse
Celles des cellules lO ~ui se trouvent au voisinage du
lO terr~in, peuvent comportex des sorties de secouxs conduisan~ par
un boyau enterré 22 à un puits de sortie 23 disposé à une distance
de l~immeuble 16 sensiblement égale a sa hau.-eur pour éviter que sa
sortie soit obturée par les ~ar-ties ef~ondrées. Dans le mode de
réalisation~ cette sortie est entourée ar un anneau en béton 24
lS for~ant barra~e ccntre les eaux de ruissellement. Le boyau 2~ est
constitué par des éléments tels que des tu~aux en béton armé cen-
trifu~é 25 susceptibles de résister a l'onde sisn~ ue. Les raccor-
dements entre éléments sont constitués ~ar des anneaux en mousse
26 ayant des épaisseurs sufi.santes pour absorber les déplac~ments
20 relatifs. Ces anneaux sont maintenus en place par des frettes
métalliques 270 Llaccès au boyau 22 peut être réalisé ?ar destruc-
tion~a llaide des outils se trouvant dans l'abri~d'une partie
amincie 28 de la paroi en vis-a-vis de la cellule 10, les armatu-
. res 29 étant é~ale~lent interrompues au droit de cette partie amin-
25 cie.
Les modes de réalisation ci-dessus décrits sont suscep-
tibles de recevoir cle nombreuses moclifications sans sortix du ca~
dre de la présente inventlon~
~ .
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