ACTIONS janvier 2008 Henry THONIER (T5).

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1 ACTIONS janvier 2008 Henry THONIER (T5)

2 Types d’action - charges permanentes (poids propre, poids ou poussées des terres, … - charges d’exploitation (ou de services) - charges climatiques (vent, neige, variations de température,…) séisme (voir EC8 = NF EN 1998) ÉTATS-LIMITES ULTIMES (ELU) [EC0] EQU : perte d’équilibre statique de la structure ou d’une partie de celle-ci (basculement, flambement, déversement, …) STR : défaillance interne ou déformation excessive (résistance des matériaux atteinte) GEO : défaillance ou déformation excessive du sol FAT : défaillance due à la fatigue janvier 2008 Henry THONIER (T5)

3 ELU (suite) Valeurs de calcul d’actions (EQU)
Situations de projet durables et transitoires Actions permanentes Action variable dominante Actions variables d'accompagnement défavorables favorables Principale Autres Éq.6.10 de l’EC0 NF EN 1990 gGj,sup Gkj,sup gGj,inf Gkj,inf gQ,1 Qk,1 le cas gQ,i Yo,i Qk,i 1,10 Gkj,sup 0,9 Gkj,inf 1,5 Qk,1 échéant 1,5 Yo,i Qk,i janvier 2008 Henry THONIER (T5)

4 ELU (suite) Valeurs de calcul d’actions (STR et GEO).
En France, on utilisera l’ensemble B Situations de projet durables et transitoires Actions permanentes Action variable dominante Actions variables d'accompagnement défavorables favorables Principale Autres Éq.6.10 gGj,sup Gkj,sup gGj,inf Gkj,inf gQ,1 Qk,1 le cas gQ,i Yo,i Qk,i Ensemble B 1,35 Gkj,sup 1,0 Gkj,inf 1,5 Qk,1 (ou 0 si défavorable) échéant 1,5 Yo,i Qk,i Ensemble C 1,0 Gkj,sup 1,3 Qk,1 1,3 Yo,i Qk,i janvier 2008 Henry THONIER (T5)

5 ELU (suite) Valeurs de calcul d’actions accidentelles et sismiques
Situations de projet Actions permanentes Action sismique ou accidentelle dominante Actions variables d'accompagnement défavorables favorables Principale Autre Accidentelle Éq.6.11 a/b de l’EC0 Gkj,sup Gkj,inf Ad (*) Y2,i Qk,i Sismique gi AEk ou AEd (*) L’action variable principale est prise avec sa valeur fréquente Y11 Qk1 lorsque l’action accidentelle est un incendie, avec sa valeur quasi-permanente Y21 Qk1 dans les autres cas. Note 1. Les valeurs de toutes les actions permanentes d’une même origine sont multipliées par le même coefficient, soit gGj,sup , soit gGj,inf Note 2. Lorsqu’une action variable est réellement bornée par un dispositif physique, le coefficient 1,5 est remplacé par 1,35 et le coefficient 1,30 est remplacé par 1,20. janvier 2008 Henry THONIER (T5)

6 action accidentelle physiquement bornée
ELU (suite) Eaux souterraines : les DPM doivent préciser, s’il y a lieu, les trois niveaux d’eau : . niveau EB des basses eaux . niveau EH des hautes eaux . niveau EE des eaux exceptionnelles (prévoir un dispositif d’écoulement empêchant l’eau d’exercer une action plus haut). Niveaux des eaux souterraines Niveau de l’eau → en dessous du niveau EB entre EB et EH entre EB et EE Types de charges permanentes variables action accidentelle physiquement bornée Action [EB] [EH – EB] [EE - EB] janvier 2008 Henry THONIER (T5)

7 ELU (suite) Pour EQU, si l’eau souterraine est l’action dominante : la vérification de l’équilibre statique doit être faite avec le niveau des eaux exceptionnelles (EE) avec les coefficients suivants : gGj,sup Gkj,sup gGj,inf Gkj,inf gQ,1 Qk,1 1,10 Gkj,sup 0,95 Gkj,inf 1,0 Qk,1 (EE) Note 3. Lorsque l’action dominante est due à l’eau souterraine, on prend en STR et GEO : . si elle est défavorable : 1,35 [EB] comme action permanente et Min{ 1,5[EH-EB] ; 1,35 [EE-EB]} comme action variable . si elle favorable : [EB] comme action permanente et 0 comme action variable Note 4. Lorsque l’action dominante est due à l’eau souterraine, en combinaison accidentelle ou sismique, on prend le niveau [EE]. En résumé, en bâtiment, pour les cas avec une seule action variable, on aura à vérifier : 1,35 G + 1,5 Q 1,00 G + 1,5 Q janvier 2008 Henry THONIER (T5)

8 Actions permanentes Gd
ELU (suite) ÉTATS-LIMITES DE SERVICE (ELS) [EC0] . combinaison caractéristique (états-limites irréversibles) . les combinaisons fréquentes (états-limites réversibles et principalement en béton précontraint) . combinaisons quasi-permanentes (effets à long terme et l’aspect de la structure) Valeurs de calcul en combinaisons d’actions en ELS Combinaison Actions permanentes Gd Actions variables Qd Défavorables Favorables Dominante Autres Caractéristique Gkj,sup Gkj,inf Qk,1 Yo,i Qk,i Fréquente Y1,1 Qk,1 Y2,i Qk,i Quasi-permanente Y2,1 Qk,1 En résumé, en bâtiment, pour les cas d’une seule action variable, on aura à vérifier : G + Q janvier 2008 Henry THONIER (T5)

9 COEFFICIENTS Y (EC0 – Tab. A.1.1)
Charges d’exploitation des bâtiment (voir NF EN ) Yo Y1 Y2 Catégorie A : habitation, zones résidentielles Catégorie B : bureaux Catégorie C : lieux de réunion 0,7 0,5 0,3 0,6 Catégorie D : commerces Catégorie E : stockage Catégorie F : zone de trafic, véhicule de poids ≤ 30 kN Catégorie G : zone de trafic, véhicules entre de 30 à 160 kN Catégorie H : toits 1,0 0,9 0,8 Charges de neige sur les bâtiments (voir NF EN ) - pour les lieux à une altitude > 1000 m + St-Pierre & Miquelon - pour les lieux à une altitude ≤ 1000 m 0,2 Charges dues au vent sur les bâtiments (voir NF EN ) 0 ,6 Actions de la température (hors incendie) dans les bâtiments (voir NF EN ) janvier 2008 Henry THONIER (T5)

10 CHARGES DE CALCUL Dans les combinaisons d’actions, le poids propre de tous les éléments structuraux et non-structuraux sont à considérer comme une action unique, donc même coefficient gG Quand les charges d’exploitation agissent en même temps que d’autres actions variables (neige, vent, …), elles sont à considérer comme une action unique. [EC1-§3.2 et §3.3.1] Charges permanentes Lorsque le poids propre est susceptible de varier dans le temps, on prendra en compte les valeurs caractéristiques supérieure et inférieure. [EC1-§2.1] Les cloisons mobiles sont à considérer comme des charges d’exploitation. [EC1-§2.1] Le poids des terres sur les toits et terrasses est à considérer comme une action permanente. [EC1-§2.1] Charges d’exploitation Pour un plancher, on doit considérer séparément, sauf indication contraire, l’action d’une charge concentrée et celle des charges réparties. [EC1-§6.2.1] Sur les toitures, on ne prend pas en compte simultanément les charges d’exploitation et les charges dues au vent et à la neige. [EC1-§3.3.2] janvier 2008 Henry THONIER (T5)

11 CHARGES DE CALCUL (suite)
Charges d’exploitation de bâtiments [EC1] (ANF) Nature des locaux Catégorie de la surface chargée qk (kN/m2) Qk (kN) (3) Habitation, résidentiel A Planchers Escaliers (1) Balcons 1,5 2,5 3,5 2 Bureaux B 4 Lieux de réunions (2) C C1 Espaces avec tables (écoles, cafés, salles de réception, …) C2 Espaces avec sièges fixes (théâtres, églises, salles d’attente, …) C3 Espaces sans obstacles à la circulation des personnes (salles de musée, hôtels, hôpitaux, gares, accès des bâtiments publics, …) C4 Espaces avec activités physiques (dancing, scènes, salles de gym) C5 Espaces avec foules importantes (salles de concert, de sport, quais de gares, …) 5 3 7 4,5 Commerces D D1 Commerces de détail courants D2 Grands magasins (1) Sauf pour les marches indépendantes qui relèvent d’une approche dynamique (2) À l’exception des surfaces des catégories A, B et D. (3) La charge concentrée peut être prise sur un carré de 50 x 50 mm E = locaux industriels ; F = locaux accessibles aux véhicules ≤ 30 kN ; G = id ≥ 30 kN H ; I ; K = toitures janvier 2008 Henry THONIER (T5)

12 CHARGES DE CALCUL (suite)
Pour le calcul des bâtiments lorsque la catégorie n’est pas précisée, on appliquera la catégorie D1. Cloisons mobiles qk (par m2 de plancher) Cloisons mobiles de poids propre ≤ 1 kN/m linéaire de mur 0,5 kN/m2 Cloisons mobiles de poids propre ≤ 2 kN/m linéaire de mur 0,8 kN/m2 Cloisons mobiles de poids propre ≤ 3 kN/m linéaire de mur 1,2 kN/m2 Coefficients de réduction horizontale aA pour planchers et toitures Planchers (A, B, C3, D1 et F et terrasses (catégorie I) pour une aire chargée A. A (m2) ≤ 15,2 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 aA 1 0,945 0,910 0,887 0,870 0,858 0,848 0,840 0,834 0,828 0,824 0,820 janvier 2008 Henry THONIER (T5)

13 CHARGES DE CALCUL (suite)
Coefficients de réduction verticale an pour poteaux et murs S’applique à la totalité de la charge des niveaux situés au-dessus. n est le nombre d’étages (> 2) au-dessus des éléments structuraux chargés et de la même catégorie. EC1 de base § (11) ANF Surfaces de catégorie A an=[2n + (n-2)Yo]/n an = 0,5 + 1,36/n Surfaces de catégorie B et F an = 0,7 + 0,8/n Cat. n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A n = 0,953 0,84 0,772 0,727 0,694 0,67 0,651 0,636 0,624 0,613 0,605 0,679 0,591 B & F 0,967 0,9 0,86 0,833 0,814 0,8 0,789 0,78 0,773 0,767 0,762 0,757 0,753 par plancher 0,5 0,7 janvier 2008 Henry THONIER (T5)

14 CHARGES DE CALCUL (suite)
Aires de stockage et locaux industriels Cat. Usage spécifique qk (kN/m2) Qk (kN) (3) E1 Surfaces susceptibles de recevoir une accumulation de marchandise, y compris aires d’accès (aires de stockage, y compris livres) 7,5 7,0 E2 Usage industriel (AN) Chariots élévateurs : 7 modèles Garages et aires de circulation accessibles aux véhicules : charges d’exploitation hors ponts Catégorie Usage spécifique qk (kN/m2) Qk (kN) Aire chargée (m) F Aires de circulation et stationnement pour véhicules légers (PTAC ≤ 30 kN et nombre de places assises ≤ 8 + conducteur) (garages, parkings,…) 2,3 15 0,1 x 0,1 G Aires de circulation et stationnement pour véhicules de poids moyen (30 kN ≤ PTAC ≤ 160 kN à deux essieux) (zones d’accès, de livraison, lutte incendie) 5 90 0,2 x 0,2 janvier 2008 Henry THONIER (T5)

15 CHARGES DE CALCUL (suite)
Toitures : charges d’exploitation Catégorie Usage spécifique Type de la toiture qk (kN/m2)(1) Qk (kN)(2) H Toitures inaccessibles sauf pour entretien et réparations courants Toitures de pente < 15 % recevant une étanchéité 0,8 1,5 Autres toitures I Toitures accessibles pour les usages des catégories A à D Si non défini précédemment 3 K Terrasses accessibles pour usages particuliers (héliostat par exemple) Pour héliostat (1) qk agit sur une aire rectangulaire de 10 m2 dont la forme et la localisation sont choisies de la façon la plus défavorable sans que le rapport longueur/largeur dépasse 2 (2) La charge répartie et la charge concentrée ne sont pas à appliquer simultanément. Les charges réparties et concentrées ne sont pas à prendre en même temps que les charges climatiques (vent, neige). janvier 2008 Henry THONIER (T5)

16 CHARGES DE CALCUL (suite)
Charges horizontales sur garde-corps et murs de séparation agissant comme barrières à une hauteur ≤ 1,20 m qk (kN/m) Catégorie A Catégories B et C1 Catégories C2 à C4 et D Catégories C5 Catégories E (une valeur supérieure si nécessaire) 0,6 1,0 3,0 2,0 Pour les espaces susceptibles de supporter une foule importante (manifestations publiques, stades, scènes, amphithéâtres, salles de conférence, …), on prendra une charge linéique correspondant à la catégorie C5. janvier 2008 Henry THONIER (T5)

17 POIDS VOLUMIQUES Matériaux de construction (extraits de l’annexe informative A de l’EC1-1-1) (1) Ajouter 1 kN/m3 pour un taux de ferraillage normal ou pour le béton non durci Matériaux g (kN/m3) béton de poids normal mortier de ciment mortier de plâtre éléments en terre cuite ardoise 24 (1) 19 à 23 12 à 18 21 28 contreplaqué en panneaux lamellés et panneaux lattés panneaux de particules 4,5 7 à 8 aluminium fonte plomb acier zinc 27 70 à 72,5 112 à 114 77 à 78,5 71 à 72 verre en feuilles 25 plaques acryliques billes de polystyrène expansé mousse de verre expansé 12 0,3 1,4 fioul fioul lourd essence 7,8 à 9,8 12,3 7,4 boues en suspension à plus de 50 % en volume 10,8 janvier 2008 Henry THONIER (T5)

18 POIDS VOLUMIQUES (suite)
Produits stockés - Poids volumiques et angle de talus naturel - (extraits annexe A de l’EC1-1-1) Matériaux Poids volumique g (kN/m3) Angle de talus naturel Ø (°) granulats normaux sable et graviers en vrac sable vermiculite expansée, granulat pour béton bentonite en vrac bentonite tassée ciment en vrac ciment en sac plâtre broyé chaux polyéthylène, polystyrène en granulés 23 à 30 15 à 20 14 à 19 1 8 11 16 15 13 6,4 30 35 - 40 28 25 livres et documents rangement compact étagères et classeurs papier en rouleaux papier en piles sel goudron, bitume 6 8,5 12 14 janvier 2008 Henry THONIER (T5)

19 BARRIÈRES DE SÉCURITÉ ET GARDE-CORPS POUR PARKINGS (EC1-1-1 – Annexe B – Informative)
Force horizontale à prendre en compte : F = 0,5 m.v2 /(db + dc) Pour véhicules de masse autorisée ≤ kg > kg masse totale autorisée en charge du véhicule (kg) m 1 500 masse réelle vitesse du véhicule perpendiculairement à la barrière (m/s) v 4,5 déformation du véhicule (mm) dc 100 pour une barrière rigide (db = 0) : force F (kN) F 150 à calculer au niveau du pare-chocs hauteur d’application du choc (au niveau des pare-chocs) (mm) - 375 janvier 2008 Henry THONIER (T5)

20 BARRIÈRES DE SÉCURITÉ ET GARDE-CORPS POUR PARKINGS (suite)
db = déformation de la barrière Les barrières des rampes d’accès doivent résister à 0,5 F définie, appliquée à 610 mm au-dessus du niveau de la rampe En face des extrémités de rampes rectilignes destinées à la descente et de longueur > 20 m, la barrière doit résister à 2 F. EFFETS THERMIQUES [§2.3.3 (3) et 2.6 (2)] En ELS : en tenir compte En ELU, on ne les prend en compte que dans des cas particuliers (fatigue, effets significatifs du 2e ordre sur la stabilité…) RETRAIT (§ ) Lorsque la prise en compte des effets du retrait est requise en ELU, on prend un coefficient partiel gSH = 1 janvier 2008 Henry THONIER (T5)

21 JOINTS DE DILATATION [§2.3.3(3)]
Dans les bâtiments, les effets du retrait et de la dilatation peuvent être négligés dans l'analyse globale, si l’on dispose de joints de dilatation tous les 30 m maximum. L’annexe nationale française (ANF) reprend les valeurs utilisées auparavant, à savoir: ‑ 25 m dans les départements voisins de la Méditerranée (régions sèches à forte opposition de température), ‑ 30 à 35 m dans les régions de l'Est, les Alpes et le Massif Central, ‑ 40 m dans la région parisienne et les régions du Nord, ‑ 50 m dans les régions de l'Ouest de la France (régions humides et tempérées). Ces distances peuvent être augmentées, sur justifications spéciales, par des dispositions constructives appropriées permettant aux variations linéaires de se produire sans gêne (poteaux souples par exemple). On peut ne pas tenir compte des autres effets de la température ainsi que du retrait sous réserve de la justification de dispositions constructives appropriées, adaptées à l'ouvrage (ANF). Cependant, dans le cas des ouvrages particulièrement sensibles : dallages, radiers, dalles de parking enserrées dans les parois, ... on prendra des dispositions constructives adaptées à l'ouvrage portant sur tout ou partie des points suivants ‑ la qualité du béton, ‑ la conception des ouvrages (type de plancher, sens de portée, préfabrication, ... ‑ le phasage de mise en oeuvre du béton (zones alternées en damier, ... ‑ les procédures de cure, ‑ les joints de reprise de bétonnage et/ou de clavetage ainsi que leur position, ‑ les joints de pré-fissuration ainsi que leur position, ‑ les dispositions constructives de ferraillage (position, altitude, espacement, pourcentage, ... janvier 2008 Henry THONIER (T5)