sommaire calcul des actions sur les bâtiments selon l’eurocode 1
DESCRIPTION
L’Eurocode 1 définit les principes généraux de calcul et de chargement des structures à construire ; il est utilisé conjointement aux Eurocodes 0 à 9 pour la conception, le dimensionnement des ouvrages et l’évaluation de constructions existantes. Ce manuel d’initiation fournit des recommandations sur l’interprétation et l’utilisation des actions sur les bâtiments en décryptant l’Eurocode 1 ; selon chaque situation de projet (durable, transitoire, accidentelle ou sismique), il permet notamment :– d’évaluer le poids propre d’un projet de construction et les charges d’exploitation qui lui seront appliquées ;− de déterminer les charges de neige, les actions du vent et les actions thermiques ;− de calculer les actions en cours d’exécution (mouvement de sol, pression des terres, effet de l’hydratation, etc.) et les actions accidentelles (chocs, explosion intérieure, etc.).De nombreux exemples et cas réels permettent de s’approprier et comprendre tous les aspects de son application pratique. Afin de faciliter la lecture, l’ouvrage suit précisément la table des matières et la numérotation de l’Eurocode. Des références abondantes servent à se reporter facilement aux différentes normes qui le composent. Cet ouvrage s’adresse aussi bien aux ingénieurs et techniciens de bureaux d’études ou de sociétés d’ingénierie, qui souhaitent appliquer facilement l’Eurocode 1, qu’aux projeteurs qui désirent approfondir leurs connaissances. Il permet aussi aux étudiants, ingénieurs et techniciens en formation, de comprendre les bases du calcul des structures.TRANSCRIPT
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Table des matires
Prface ............................................................................................................. 9 Introduction ................................................................................................... 13
Partie 1 EN 1991-1-1 Poids volumiques, poids propre,
charges dexploitation pour les btiments
Chapitre 1 Gnralits ......................................................................... 25
1.1 Domaine ............................................................................................. 25 1.1.1 Domaine primaire ...................................................................... 25 1.1.2 Domaine relatif aux poids volumiques des matriaux
de construction et des matriaux stocks ................................. 26 1.1.3 Domaine relatif au poids propre des constructions ................... 26 1.1.4 Domaine relatif aux charges dexploitation pour les btiments 26
1.2 Rfrences normatives .................................................................... 26 1.3 Distinction entre Principes et Rgles dapplication ..................... 27 1.4 Termes et dfinitions ........................................................................ 28 1.5 Symboles ........................................................................................... 30
Chapitre 2 Classification des actions ......................................... 31
2.1 Poids propre ...................................................................................... 31
2.2 Charges dexploitation ..................................................................... 33
Chapitre 3 Situations de calcul ....................................................... 37
3.1 Gnralits ........................................................................................ 37 3.2 Charges permanentes ..................................................................... 39 3.3 Charges dexploitation ..................................................................... 41
3.3.1 Gnralits ................................................................................ 41 3.3.2 Dispositions complmentaires pour les btiments .................... 42
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Calcul des actions sur les btiments selon lEurocode 1
356
Chapitre 4 Poids volumique des matriaux
de construction et des matriaux stocks ....... 47
4.1 Gnralits ........................................................................................ 47
Chapitre 5 Poids propre des constructions .............................. 49
5.1 Reprsentation des actions ............................................................ 49 5.2 Valeurs caractristiques du poids propre ..................................... 51
5.2.1 Gnralits ................................................................................ 51
5.2.2 Dispositions complmentaires pour les btiments .................... 52
5.2.3 Dispositions complmentaires spcifiques pour les ponts ....... 52
Chapitre 6 Charges dexploitation sur les btiments .......... 53
6.1 Reprsentation des actions ............................................................ 53 6.2 Dispositions des charges ................................................................ 56
6.2.1 Planchers, poutres et toitures ................................................... 56
6.2.2 Poteaux et murs ........................................................................ 57
6.3 Valeurs caractristiques des charges dexploitation ................... 58 6.3.1 Btiments rsidentiels, sociaux, commerciaux
ou administratifs ........................................................................ 58 6.3.1.1 Catgories .................................................................... 58 6.3.1.2 Valeurs des actions ...................................................... 59
6.3.2 Aires de stockage et locaux industriels ..................................... 64 6.3.2.1 Catgories .................................................................... 64 6.3.2.2 Valeurs caractristiques ............................................... 65 6.3.2.3 Actions des chariots lvateurs ................................... 66 6.3.2.4 Actions des vhicules de transport .............................. 68 6.3.2.5 Actions des quipements de maintenance spciaux ... 69
6.3.3 Garages et aires de circulation accessibles aux vhicules (hors ponts) ............................................................................... 69 6.3.3.1 Catgories .................................................................... 69 6.3.3.2 Valeurs des actions ...................................................... 70
6.3.4 Toitures ..................................................................................... 71 6.3.4.1 Catgories .................................................................... 71 6.3.4.2 Valeurs des actions ...................................................... 71
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Table des matires
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6.4 Charges horizontales sur les garde-corps et les murs de sparation agissant comme barrires ..................................... 74
Chapitre 7 Annexe A (informative) ................................................ 75
Annexe A : tableaux des valeurs nominales des poids volumiques des matriaux de construction et des poids volumiques et des angles de talus naturel des matriaux stocks ............ 75
Chapitre 8 Annexe B de lEN 1991-1-1 : Barrires
de scurit et garde-corps pour parkings ......... 77
Rfrences ................................................................................................... 79
Partie 2 EN 1991-1-2 Actions sur les structures exposes au feu
Chapitre 1 Eurocode 1 Actions sur les structures ............. 83
Partie 1.2 Actions gnrales actions sur les structures exposes au feu ........................................................................................ 83
Rfrences ................................................................................................... 83
Partie 3 EN 1991-1-3 Charges de neige
Chapitre 1 Gnralits ......................................................................... 87
1.1 Domaine ............................................................................................. 87
1.2 Rfrences normatives .................................................................... 89 1.3 Hypothses ........................................................................................ 89 1.4 Distinction entre Principes et Rgles dapplication ..................... 90 1.5 Dimensionnement assist par lexprimentation ......................... 90 1.6 Termes et dfinitions ........................................................................ 91 1.7 Symboles ........................................................................................... 91
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Calcul des actions sur les btiments selon lEurocode 1
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Chapitre 2 Classification des actions .......................................... 93
Chapitre 3 Situations de calcul ....................................................... 95
3.1 Gnralits ........................................................................................ 95 3.2 Conditions normales ........................................................................ 96 3.3 Conditions exceptionnelles ............................................................. 96
3.3.1 Cas B.1 : chutes de neige exceptionnelles mais sans accumulation exceptionnelle ................................... 96
3.3.2 Cas B.2 : pas de chute de neige exceptionnelle, mais accumulation exceptionnelle ............................................ 97
3.3.3 Cas B.3 : chutes de neige exceptionnelles et accumulations exceptionnelles ............................................. 98
Chapitre 4 Charge de neige au sol ................................................ 101
4.1 Valeurs caractristiques .................................................................. 101 4.2 Autres valeurs reprsentatives ....................................................... 105 4.3 Traitement des charges exceptionnelles
de neige au sol .................................................................................. 107
Chapitre 5 Charge de neige sur les toitures ............................. 109
5.1 Nature de la charge .......................................................................... 109 5.2 Dispositions de charge .................................................................... 109 5.3 Cfficients de forme des toitures .................................................. 118
5.3.1 Gnralits ................................................................................ 118
5.3.2 Toitures un seul versant ......................................................... 120
5.3.3 Toitures deux versants ........................................................... 121
5.3.4 Toitures versants multiples .................................................... 124
5.3.5 Toitures cylindriques ................................................................. 126
5.3.6 Toitures attenantes des constructions plus leves ou trs proches delles .............................................................. 127
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Table des matires
359
Chapitre 6 Effets locaux ...................................................................... 133
6.1 Gnralits ........................................................................................ 133 6.2 Accumulation au droit de saillies et dobstacles .......................... 133
6.3 Neige dbordant dune toiture ........................................................ 137 6.4 Charges sur les barres neige et autres obstacles ................... 138
Chapitre 7 Annexe A Situations de projet et dispositions
de charges selon les conditions de site ............. 141
Chapitre 8 Annexe B Coefficients de forme pour les
accumulations exceptionnelles de neige .......... 143
Chapitre 9 Annexe C Carte europennes de charge
de neige ................................................................................ 145
Chapitre 10 Annexe D Ajustement de la charge de neige
sur le sol la priode de retour .......................... 153
Chapitre 11 Annexe E Poids volumique apparent
de la neige ....................................................................... 157
Rfrences ................................................................................................... 159
Partie 4 EN 1991-1-4 Actions du vent
Chapitre 1 Gnralits ......................................................................... 165
1.1 Domaine ............................................................................................. 165
1.2 Dfinitions et symboles .................................................................... 166 1.3 Calcul au moyen dessais et de mesures ..................................... 167
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Calcul des actions sur les btiments selon lEurocode 1
360
Chapitre 2 Situations de projet ....................................................... 169
Chapitre 3 Modlisation des actions du vent .......................... 171
3.1 Modles ............................................................................................. 171
Chapitre 4 Vitesse de vent et pression dynamique .............. 173
4.1 Base de calcul ................................................................................... 173
4.2 Valeurs de rfrence ........................................................................ 173 4.3 Vent moyen ....................................................................................... 175
4.3.1 Orographie du terrain ................................................................ 180
4.3.2 Constructions avoisinantes de grandes dimensions et de hauteur bien plus leve .................................................. 182
4.4 Turbulence du vent .......................................................................... 183
4.5 Pression dynamique de pointe ....................................................... 185
Chapitre 5 Actions du vent ................................................................ 187
5.1 Gnralits ........................................................................................ 187 5.2 Pressions arodynamiques sur les surfaces ............................... 187 5.3 Forces exerces par le vent ........................................................... 188
Chapitre 6 Coefficient structural cscd .......................................... 193
6.1 Procdure dtaille .......................................................................... 193 6.1.1 Cfficient structural cscd ........................................................... 193
6.1.2 valuation de laptitude au service ........................................... 195 6.1.3 Excitation par la turbulence de sillage ...................................... 195
Chapitre 7 Coefficients de pression et de force .................... 197
7.1 Gnralits ........................................................................................ 197 7.2 Choix de coefficient arodynamiques sur les surfaces .............. 197
Chapitre 8 Annexes de lEN 1991-1-4 ........................................... 199
Rfrences ................................................................................................... 200
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Table des matires
361
Partie 5 EN 1991-1-5 Actions thermiques
Chapitre 1 Gnralits ......................................................................... 203
1.1 Domaine ............................................................................................. 203
1.2 Rfrences normatives .................................................................... 204 1.3 Hypothses ........................................................................................ 205 1.4 Distinction entre Principes et Rgles dapplication ..................... 205 1.5 Termes et dfinitions ........................................................................ 206 1.6 Symboles ........................................................................................... 206
Chapitre 2 Classification des actions .......................................... 207
Chapitre 3 Situations de projet ....................................................... 209
Chapitre 4 Reprsentation des actions ...................................... 211
Chapitre 5 Variations de temprature
dans les btiments ........................................................ 213
5.1 Gnralits ........................................................................................ 213 5.2 Dtermination des tempratures .................................................... 214 5.3 Dtermination des profils de temprature .................................... 215
Chapitre 6 Annexe A de la partie actions thermiques
du guide ............................................................................... 221
Chapitre 7 Annexe B de la partie actions thermiques
du guide ............................................................................... 223
Rfrences ................................................................................................... 224
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Calcul des actions sur les btiments selon lEurocode 1
362
Partie 6 EN 1991-1-6 Actions en cours dexcution
Chapitre 1 Gnralits ......................................................................... 227
1.1 Domaine ............................................................................................. 227
1.2 Rfrences normatives .................................................................... 229 1.3 Hypothses ........................................................................................ 229 1.4 Distinction entre Principes et Rgles dapplication ..................... 230 1.5 Termes et dfinitions ........................................................................ 230 1.6 Symboles ........................................................................................... 230
Chapitre 2 Classification des actions .......................................... 231
2.1 Gnralits ........................................................................................ 231 2.2 Charges de construction ................................................................. 233
Chapitre 3 Situations de projet et tats-limites ..................... 235
3.1 Gnralits identification des situations de projet ................... 235 3.2 tats-limites ultimes ......................................................................... 241 3.3 tats-limites de service .................................................................... 243
Chapitre 4 Reprsentation des actions ...................................... 245
4.1 Gnralits ........................................................................................ 245 4.2 Actions sur les lments structuraux et non structuraux
en cours de manutention ................................................................. 248
4.3 Actions gotechniques .................................................................... 249 4.4 Actions dues la prcontrainte ...................................................... 250 4.5 Prdformations ............................................................................... 250 4.6 Temprature, retrait, effets de lhydratation ................................. 251 4.7 Actions du vent ................................................................................. 252
4.8 Charges de neige ............................................................................. 253
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Table des matires
363
4.9 Actions dues leau ......................................................................... 253 4.10 Actions dues au givre ...................................................................... 254 4.11 Charges de construction ................................................................. 254
4.11.1 Gnralits ............................................................................ 255 4.11.2 Charges de construction pendant le coulage du bton ........ 261
4.12 Actions accidentelles ....................................................................... 262
4.13 Actions sismiques ............................................................................. 264
Annexe A1 Rgles supplmentaires
pour les btiments ......................................................... 265
A1.1 tats-limites ultimes ......................................................................... 265 A1.2 tats-limites de service .................................................................... 266 A1.3 Actions horizontales ......................................................................... 266
Annexe A2 Rgles supplmentaires pour les ponts ............. 267
Annexe B Actions sur les structures en cours
de modification, de reconstruction
ou de dmolition .............................................................. 269
Rfrences ................................................................................................... 269
Partie 7 EN 1991-1-7 Actions accidentelles
Chapitre 1 Gnralits ......................................................................... 273
1.1 Domaine ............................................................................................. 273
1.2 Rfrences normatives .................................................................... 275 1.3 Hypothses ........................................................................................ 276 1.4 Distinction entre Principes et Rgles dapplication ..................... 276 1.5 Termes et dfinitions ........................................................................ 276 1.6 Symboles ........................................................................................... 278
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Calcul des actions sur les btiments selon lEurocode 1
364
Chapitre 2 Classification des actions .......................................... 279
Chapitre 3 Situations de projet ....................................................... 281
3.1 Gnralits ........................................................................................ 281 3.2 Situations de projet accidentelles stratgies
vis--vis des actions accidentelles identifies ............................. 285 3.3 Situations de projet accidentelles stratgies
pour limiter la propagation dune dfaillance locale .................... 288 3.4 Situations de projet accidentelles
utilisation de classes de consquences ........................................ 291
Chapitre 4 Chocs .................................................................................... 293
4.1 Champ dapplication ........................................................................ 293 4.2 Reprsentation des actions ............................................................ 294 4.3 Actions accidentelles causes par les vhicules
routiers ............................................................................................... 296 4.3.1 Choc contre des colonnes et des murs de btiments ............... 296 4.3.2 Chocs sur les superstructures .................................................. 298
4.4 Actions accidentelles causes par les chariots lvateurs .......................................................................................... 301
4.5 Actions accidentelles causes par un draillement de train en dessous ou proximit de structures ....................... 302 4.5.1 Structures situes au-dessus ou proximit de lignes
ferroviaires en service ............................................................... 302 4.5.1.1 Gnralits ................................................................... 302 4.5.1.2 Classification des structures ........................................ 303 4.5.1.3 Situations de projet accidentelles en relation
avec les classes de structure ....................................... 304 4.5.1.4 Structures de classe A ................................................. 304 4.5.1.5 Structures de classe B ................................................. 306
4.5.2 Structures situes au-del de lextrmit des voies ................. 306
4.6 Actions accidentelles causes par le trafic fluvial ou maritime ........................................................................................ 307
4.7 Actions accidentelles causes par des hlicoptres .................. 307
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Table des matires
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Chapitre 5 Explosions intrieures .................................................. 309
5.1 Champ dapplication ........................................................................ 309 5.2 Reprsentation des actions ............................................................ 310 5.3 Principes de conception .................................................................. 312
Chapitre 6 Annexe A (informative) ................................................ 315
A.1 Domaine ............................................................................................. 316
A.2 Introduction ........................................................................................ 316
A.3 Classes de consquences des btiments .................................... 318 A.4 Stratgies recommandes .............................................................. 320 A.5 Tirants horizontaux ........................................................................... 321
A.5.1 Structures de type ossature ...................................................... 321
A.5.2 Construction murs porteurs .................................................... 323
A.6 Tirants verticaux ............................................................................... 325
A.7 Section nominale de mur porteur ................................................... 326 A.8 lments-clefs .................................................................................. 327
Chapitre 7 Annexe B (informative)
Information sur lanalyse de risque ...................... 329
B.1 Introduction ........................................................................................ 330
B.2 Dfinitions .......................................................................................... 330 B.3 Description du domaine dune analyse de risque ....................... 331 B.4 Mthodes danalyse de risque ........................................................ 331
B.4.1 Analyse de risque qualitative .................................................... 332
B.4.2 Analyse de risque quantitative .................................................. 333
B.5 Mesures dacceptation et dattnuation du risque ....................... 335 B.6 Mesures dattnuation du risque .................................................... 336 B.7 Modification ....................................................................................... 337
B.8 Communication des rsultats et des conclusions ....................... 337
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Calcul des actions sur les btiments selon lEurocode 1
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B.9 Application aux structures de btiments et de gnie civil ................................................................................. 338 B.9.1 Gnralits ................................................................................ 338 B.9.2 Analyse de risque structurale .................................................... 339 B.9.3 Modlisation des risques lis des vnements dactions
extrmes ................................................................................... 341 B.9.3.1 Format gnral ............................................................. 341 B.9.3.2 Application aux chocs dus aux vhicules ..................... 342 B.9.3.3 Application aux chocs dus aux bateaux ....................... 342
B.9.4 Recommandations pour lapplication de lanalyse de risque relative aux chocs dus au trafic ferroviaire ............................... 342
Chapitre 8 Annexe C (informative)
Calcul dynamique pour le choc ............................... 343
C.1 Gnralits ........................................................................................ 343 C.2 Dynamique du choc ......................................................................... 344
C.2.1 Choc dur .................................................................................... 344 C.2.2 Choc mou .................................................................................. 345
C.3 Choc des vhicules routiers ............................................................ 346 C.4 Choc de bateaux .............................................................................. 346
Chapitre 9 Annexe D (informative)
Explosions intrieures ................................................. 347
D.1 Explosions de poussire dans des espaces clos, rcipients et soutes .......................................................................... 347
D.2 Explosions de gaz naturel ............................................................... 349 D.3 Explosions dans les tunnels routiers et ferroviaires .................... 350
Rfrences ................................................................................................... 350
Index ............................................................................................................. 353