100
Rappels sur les Rappels sur les Eurocodes Eurocodes EN 1990 et EN 1991 EN 1990 et EN 1991 Eurocodes Eurocodes : calcul des structures en : calcul des structures en ton ton – Application aux structures de Application aux structures de bâtiment bâtiment 23 23 - 25 novembre 2004 25 novembre 2004 Jean Jean- Armand CALGARO Armand CALGARO Ingénieur Général des Ponts et Chaussées Ingénieur Général des Ponts et Chaussées Conseil Général des Ponts et Chaussées Conseil Général des Ponts et Chaussées

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Rappels sur les Rappels sur les EurocodesEurocodesEN 1990 et EN 1991EN 1990 et EN 1991

EurocodesEurocodes : calcul des structures en : calcul des structures en bbééton ton –– Application aux structures de Application aux structures de bâtimentbâtiment

23 23 -- 25 novembre 200425 novembre 2004

JeanJean--Armand CALGAROArmand CALGAROIngénieur Général des Ponts et ChausséesIngénieur Général des Ponts et Chaussées

Conseil Général des Ponts et ChausséesConseil Général des Ponts et Chaussées

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Le «Le « décordécor » européen» européen

Normes d’essaisNormes d’essais

Normes d’exécution (exemple : normes relatives à Normes d’exécution (exemple : normes relatives à ll ’exécution des ouvrages en béton ou en acier)’exécution des ouvrages en béton ou en acier)

Agréments techniques Agréments techniques (joints de chaussée, (joints de chaussée, précontrainte,etc.)précontrainte,etc.)

Normes de matériaux Normes de matériaux (aciers, béton, etc.) et de (aciers, béton, etc.) et de produits (appareils produits (appareils dd ’appui, dispositifs de ’appui, dispositifs de retenue, etc.)retenue, etc.)

Normes de conception et de calcul : les Normes de conception et de calcul : les EurocodesEurocodes

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LES EUROCODESLES EUROCODES

EN 1992EN 1992 EurocodeEurocode 2 : Calcul des structures en béton2 : Calcul des structures en béton

EN 1993EN 1993 EurocodeEurocode 3 : Calcul des structures en acier3 : Calcul des structures en acier

EN 1994EN 1994 EurocodeEurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier4 : Calcul des structures mixtes acier--bétonbéton

EN 1995EN 1995 EurocodeEurocode 5 : Calcul des structures en bois5 : Calcul des structures en bois

EN 1996EN 1996 EurocodeEurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie6 : Calcul des structures en maçonnerie

EN 1997EN 1997 EurocodeEurocode 7 : Calcul géotechnique7 : Calcul géotechnique

EN 1998EN 1998 EurocodeEurocode 8 : Calcul des structures pour leur8 : Calcul des structures pour leurrésistance aux séismesrésistance aux séismes

EN 1999EN 1999 EurocodeEurocode 9 : Calcul des structures en aluminium9 : Calcul des structures en aluminium

EN 1990 EN 1990 Eurocode Eurocode : Bases de calcul des structures: Bases de calcul des structuresEN 1991 EN 1991 EurocodeEurocode 1 : Actions sur les structures1 : Actions sur les structures

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TRANSPOSITION DES EUROCODES EN FRANCETRANSPOSITION DES EUROCODES EN FRANCE

EntrepriseEntrepriseEntrepriseEntreprise

NF EN en cours de publicationNF EN en cours de publicationNF EN en cours de publicationNF EN en cours de publication

EN1992EN1992Partie 1Partie 1--11Partie 1Partie 1--22

Publication en juin 2004Publication en juin 2004En voie d’achèvementEn voie d’achèvementEn voie d’achèvementEn voie d’achèvementEntrepriseEntrepriseEntrepriseEntreprise

EntrepriseEntreprise

NF EN1991NF EN1991--11--1 (20/03/03)1 (20/03/03)NF EN1991NF EN1991--11--2 (05/07/03)2 (05/07/03)NF EN 1991NF EN 1991--11--3 (mai 2004)3 (mai 2004)Vote Formel 29/04/04Vote Formel 29/04/04NF EN 1991NF EN 1991--11--5 (mai 2004)5 (mai 2004)Vote Formel (9/11/04)Vote Formel (9/11/04)Vote Formel début 2005Vote Formel début 2005NF EN 1991NF EN 1991--2 (mars 2004)2 (mars 2004)Vote Formel imminentVote Formel imminentVote Formel début 2005Vote Formel début 2005

EN1991EN1991Partie 1Partie 1--11Partie 1Partie 1--22Partie 1Partie 1--33Partie 1Partie 1--44Partie 1Partie 1--55Partie 1Partie 1--66Partie 1Partie 1--77Partie 2Partie 2Partie 3Partie 3Partie 4Partie 4

Publication en juin 2004Publication en juin 2004NF EN1990NF EN199020/03/200320/03/2003

EN1990+A1EN1990+A1

Annexe NationaleAnnexe NationaleNorme AFNORNorme AFNOREurocodeEurocode

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FiabilitéFiabilitéstructuralestructurale

SécuritéSécuritéstructurale : structurale : personnes et personnes et

biensbiens

Aptitude au service :Aptitude au service :fonctionnement, confort, fonctionnement, confort,

aspectaspect

Tenue aux Tenue aux influences de influences de

l’environnement : l’environnement : durabilitédurabilité

Robustesse : Robustesse : situations situations

accidentellesaccidentelles

Exigences fondamentales pour les Exigences fondamentales pour les constructions (EN 1990)constructions (EN 1990)

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Durée d'utilisation de projetDurée d'utilisation de projetEN1990 EN1990 -- EurocodeEurocode : Bases de calcul des : Bases de calcul des

structures (clause 2.3)structures (clause 2.3)

Catégorie dedurée de vie

de projet

Durée de vieindicative (années)

Exemples

1 10 Structure provisoires (1)

2 10-25 Eléments structuraux remplaçables, parexemple appareils d’appui

3 15-30 Structures agricoles et similaires 4 50 Bâtiments et autres structures courantes 5 100 Bâtiments monumentaux, ponts et autres

ouvrages de génie civil (1) Les structures ou parties de structures qui peuvent être démontées dans un but de réutilisation nedoivent normalement pas être considérées comme provisoires.

(1) La durée d(1) La durée d ’utilisation de projet doit normalement être ’utilisation de projet doit normalement être spécifiéespécifiéeIl s’agit de la période au cours de laquelle la structure est ceIl s’agit de la période au cours de laquelle la structure est censée rester nsée rester normalement utilisable en étant entretenue, mais sans qu’il soitnormalement utilisable en étant entretenue, mais sans qu’il soitnécessaire de procéder à de grosses réparations.nécessaire de procéder à de grosses réparations.

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Valeurs représentatives des actionsValeurs représentatives des actions

Page 8: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Traitement des actions permanentesTraitement des actions permanentesFaible variabilitéFaible variabilité

Grande variabilitéGrande variabilité

Page 9: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Traitement des actions variablesTraitement des actions variables

Valeur quasiValeur quasi--permanentepermanente

Valeur fréquenteValeur fréquente

Valeur caractéristiqueValeur caractéristiqueValeur de combinaisonValeur de combinaison

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LorsqueLorsque la la vvéérification rification dd’’un un éétattat--limitelimite estest sensible sensible àà la la variabilitvariabilitéé dd’’uneune propripropriééttéédd’’un un matmatéériauriau, des , des valeursvaleurscaractcaractééristiquesristiques supsupéérieure rieure et et infinféérieurerieure de de cettecettepropripropriééttéé doiventdoivent êtreêtreprises en prises en comptecompte..SI SI uneune valeurvaleur faiblefaible de la de la propripropriééttéé dudu matmatéériauriau ouou dudu produitproduit estestddééfavorablefavorable, la , la valeurvaleur caractcaractééristiqueristique estest ddééfiniefinie par le par le fractilefractile 5% de 5% de la distribution la distribution statistiquestatistique. . Si cSi c’’est une valeur est une valeur éélevlevééee qui qui est est ddééfavorablefavorable, la , la valeur caractvaleur caractééristique est dristique est dééfinie finie par le par le fractile fractile 95%. 95%. Les Les paramparamèètrestres de de rigiditrigiditéé structuralestructurale (par (par exempleexemple modules modules dd’é’élasticitlasticitéé, coefficients de , coefficients de fluagefluage, etc.) et les coefficients de dilatation , etc.) et les coefficients de dilatation thermique sont reprthermique sont repréésentsentéés s par par une valeur moyenneune valeur moyenne. . DiffDifféérentes rentes valeurs sont valeurs sont àà employer pour employer pour tenirtenir comptecompte de la de la durdurééee dudu chargementchargement..

Traitement desTraitement despropriétéspropriétés desdes

matériauxmatériaux et et desdesproduitsproduits

Page 11: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Traitement des donnéesTraitement des données géométriquesgéométriques(1)P Les donn(1)P Les donnéées ges gééomoméétriques doivent être reprtriques doivent être repréésentsentéées es par leurs valeurs caractpar leurs valeurs caractééristiques ou (par exemple dans le ristiques ou (par exemple dans le cas d'imperfections) directement par leurs valeurs de cas d'imperfections) directement par leurs valeurs de calcul.calcul.(2) Les dimensions sp(2) Les dimensions spéécificifiéées dans le projet peuvent être es dans le projet peuvent être prises comme valeurs caractprises comme valeurs caractééristiques.ristiques.(3) Si leur distribution statistique est suffisamment (3) Si leur distribution statistique est suffisamment connue, on peut donner connue, on peut donner àà des grandeurs gdes grandeurs gééomoméétriques triques des valeurs correspondant des valeurs correspondant àà un fractile prescrit de la un fractile prescrit de la distribution statistique.distribution statistique.(4) Les imperfections qu(4) Les imperfections qu’’il convient de prendre en compte il convient de prendre en compte pour le dimensionnement des pour le dimensionnement des ééllééments structuraux sont ments structuraux sont donndonnéées dans les ENes dans les EN 1992 1992 àà EN 1999.EN 1999.(5)P Les tol(5)P Les toléérances pour les pirances pour les pièèces ces àà assembler assembler constituconstituéées de diffes de difféérents matrents matéériaux doivent être riaux doivent être compatibles entre elles.compatibles entre elles.

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Soulèvement d’origine hydraulique, érosion interne écoulements Soulèvement d’origine hydraulique, érosion interne écoulements dans le sol dus à des gradients hydrauliques (EN1997)dans le sol dus à des gradients hydrauliques (EN1997)

HYDHYD

Perte d’équilibre de la structure ou du sol due à un soulèvementPerte d’équilibre de la structure ou du sol due à un soulèvementcausé par la pression hydrostatique (EN1997)causé par la pression hydrostatique (EN1997)

UPLUPL

Défaillance de la structure ou dDéfaillance de la structure ou d ’éléments structuraux due à la ’éléments structuraux due à la fatigue.fatigue.

FATFAT

Défaillance ou déformation excessive du sol, lorsque les Défaillance ou déformation excessive du sol, lorsque les résistances du sol ou de la roche sont significatives pour la résistances du sol ou de la roche sont significatives pour la résistancerésistance

GEOGEO

Défaillance interne ou déformation excessive de la structure ou Défaillance interne ou déformation excessive de la structure ou dd ’éléments structuraux, y compris semelles, pieux, murs de ’éléments structuraux, y compris semelles, pieux, murs de soubassement, etc., lorsque la résistance des matériaux de soubassement, etc., lorsque la résistance des matériaux de construction de la structure domineconstruction de la structure domine

STRSTR

Perte d’équilibre statique de la structure ou d’une partie quelcPerte d’équilibre statique de la structure ou d’une partie quelconque onque de cellede celle--ci, considérée comme un corps rigide, lorsque :ci, considérée comme un corps rigide, lorsque :•• des variations mineures de la valeur ou de la distribution spatdes variations mineures de la valeur ou de la distribution spatiale iale dd ’actions d’une source unique sont significatives’actions d’une source unique sont significatives,,•• et les résistances des matériaux de construction ou du sol ne set les résistances des matériaux de construction ou du sol ne sont ont généralement pas déterminantesgénéralement pas déterminantes

EQUEQU

LesLes étatsétats--limites limites à vérifierà vérifier lorsqulorsqu ’il y a ’il y a lieulieu

Page 13: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

EQUEQU

STRSTR

GEOGEO

FATFAT

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llEtatsEtats--limites ultimes d'équilibre statique (EQU) :limites ultimes d'équilibre statique (EQU) :EEdd,dst,dst ≤≤ EEdd,,stbstb

llEtatsEtats--limites ultimes de résistance (STR/GEO) :limites ultimes de résistance (STR/GEO) :EEdd ≤≤ RRdd

Vérifications des étatsVérifications des états--limites limites d’équilibre statique et de résistanced’équilibre statique et de résistance

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∑ ∑+++≥ >1 1

,,0,1,1,,, """"""j i

ikiiQkQPjkjG QQPG ψγγγγExpression (6.10)Expression (6.10)

(6.10)(6.10)

Expressions (6.10a) and (6.10b)Expressions (6.10a) and (6.10b)

∑+++∑

∑++∑

>≥

≥≥

1,,0,1,1,

1,,

1,,0,

1,,

""""""

""""

iikiiQkQP

jjkjGj

iikiiQP

jjkjG

QQPG

QPG

ψγγγγξ

ψγγγ (6.10a)(6.10a)

(6.10b)(6.10b)

-- SituationsSituations durables et transitoiresdurables et transitoires

0,85 0,85 ≤≤ ξξ ≤≤ 1,001,00

Combinaisons d’actions pour lesCombinaisons d’actions pour lesétatsétats--limites ultimes de résistancelimites ultimes de résistance

-- Situations accidentellesSituations accidentelles∑ ∑++++≥ >1 1

,,21,1,21,1, "")(""""""j i

ikikdjk QQouAPG ψψψ

∑ ∑+++≥ ≥1 1

,,2, """"""j i

ikiEdjk QAPG ψ

(6.11b)(6.11b)

(6.12b)(6.12b)

-- Situation de projet sismiqueSituation de projet sismique

Page 16: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Vérifications des étatsVérifications des états--limites de limites de serviceservice

dd CE ≤

CCdd = Valeur limite de calcul du critère d= Valeur limite de calcul du critère d ’aptitude au ’aptitude au service considéréservice considéré

EEdd = Valeur de calcul des effets d= Valeur de calcul des effets d ’actions spécifiée ’actions spécifiée dans le critère ddans le critère d ’aptitude au service, déterminée sur ’aptitude au service, déterminée sur la base de la combinaison appropriéela base de la combinaison appropriée

Page 17: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

qq Combinaison caractéristique (ELS irréversibles)Combinaison caractéristique (ELS irréversibles)

qq Combinaison fréquente (ELS réversibles)Combinaison fréquente (ELS réversibles)

qq Combinaison quasiCombinaison quasi--permanente (ELS réversibles)permanente (ELS réversibles)

∑ ∑+++≥ >1 1

,,01,, """"""j i

ikikjk QQPG ψ

∑ ∑+++≥ >1 1

,,21,1,1, """"""j i

ikikjk QQPG ψψ

∑ ∑≥ ≥

++1 1

,,2, """"j i

ikijk QPG ψ

Combinaisons d’actions pour les Combinaisons d’actions pour les étatsétats--limites de servicelimites de service

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NF EN1990 : 2002NF EN1990 : 2002ANNEXE NATIONALEANNEXE NATIONALE

A1 Application nationale de l’Annexe A1 Clause A1.1 Domaine d'application - Les dispositions de la norme NF EN 1990:2002 ne s’appliquent pas aux éléments de

construction non structuraux. NOTE C’est le cas de certains éléments d’enveloppe ou de partition dans le bâtiment. Ces derniers font l’objet de dispositions spécifiques dans les normes DTU ou les avis techniques. -

Le tableau 2.1(NF) fournit des valeurs de la durée d'utilisation de projet modifiées par rapport à celles indiquées dans le tableau 2.1 de la norme européenne EN 1990:2002.

Tableau 2.1(NF) : Durée indicative d'utilisation de projet Catégorie de durée d'utilisation

de projet Durée indicative d'utilisation

de projet (années) 1 10 2 25 3 25 4 50 5 100

- Lorsque la durée d’utilisation de projet n’est pas précisée pour le projet individuel, c’est

la valeur donnée par le tableau 2.1(NF) qui est à prendre en compte.

Catégorie dedurée de vie

de projet

Durée de vieindicative (années)

Exemples

1 10 Structure provisoires (1)

2 10-25 Eléments structuraux remplaçables, parexemple appareils d’appui

3 15-30 Structures agricoles et similaires 4 50 Bâtiments et autres structures courantes 5 100 Bâtiments monumentaux, ponts et autres

ouvrages de génie civil (1) Les structures ou parties de structures qui peuvent être démontées dans un but de réutilisation nedoivent normalement pas être considérées comme provisoires.

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Tableau A1.1 – Valeurs recommandées des coefficients ψ pour les bâtiments Action ψ0 ψ1 ψ2

Charges d'exploitation des bâtiments, catégorie (voir EN 1991-1.1) : - Catégorie A : habitation, zones résidentielles - Catégorie B : bureaux - Catégorie C : lieux de réunion - Catégorie D : commerces - Catégorie E : stockage

0,7

0,7 0,7 0,7 1,0

0,5

0,5 0,7 0,7 0,9

0,3

0,3 0,6 0,6 0,8

- Catégorie F : zone de trafic, véhicules de poids ≤ 30 kN

- Catégorie G : zone de trafic, véhicules de poids compris entre 30 et 160 kN

- Catégorie H : toits

0,7 0,7

0

0,7 0,5

0

0,6 0,3

0

Charges dues à la neige sur les bâtiments (voir EN 1991-1-3) a : - Finlande, Islande, Norvège, Suède - Autres Etats Membres CEN, pour lieux

situés à une altitude H> 1000 m a.n.m. - Autres Etats Membres CEN, pour lieux

situés à une altitude H≤ 1000 m a.n.m.

0,70 0,70

0,50

0,50 0,50

0,20

0,20 0,20

0

Charges dues au vent sur les bâtiments (voir EN 1991-1-4)

0,6

0,2

0

Température (hors incendie) dans les bâtiments (voir EN 1991-1-5)

0,6

0,5

0

Les valeurs des coefficients ψ à utiliser sont les valeurs recommandées données par le tableau A1.1, complétées, en ce qui concerne les charges dues à la neige sur les bâtiments à Saint-Pierre-et-Miquelon, par les valeurs suivantes : ψ0 = 0,7 ψ1 = 0,5 ψ2 = 0,2

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VALEURS DE CALCUL DES ACTIONSVALEURS DE CALCUL DES ACTIONS

APPROCHE 1APPROCHE 1

APPROCHE 2APPROCHE 2

APPROCHE 3APPROCHE 3

TABLEAUXTABLEAUX

A1.2(A) A1.2(B) A1.2(C)A1.2(A) A1.2(B) A1.2(C)

ETATETAT--LIMITE EQULIMITE EQU

ETATETAT--LIMITE STRLIMITE STRsans actions sans actions

géotechniquesgéotechniques

ETAT LIMITE STRETAT LIMITE STRavec actions avec actions

géotechniquesgéotechniquesETAT LIMITE GEOETAT LIMITE GEO

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Tableau A1.2(A)(NF) : valeurs de calcul d’actions (EQU) (Ensemble A)

Actions permanentes

Actions variables d’accompagnement (*)

Situations de projet

durables et transitoires défavorables favorables

Action variable

dominante (*) principale (le

cas échéant) autres

(Eq. 6.10) 1,10Gkj,sup 0,9Gkj,inf 1,5 Qk,1 ikiQ ,,05,1 ψ

(*) Les actions variables sont celles considérées au Tableau A1.1(NF)

- Dans les cas où la vérification de l'équilibre statique inclut également la résistance d'éléments structuraux, une vérification combinée peut être définie pour le projet individuel, fondée sur le Tableau A1.2(A)(NF) de la présente Annexe Nationale, en remplacement de deux vérifications séparées fondées sur les Tableaux A1.2(A)(NF) et A1.2(B)(NF) de la présente Annexe Nationale, avec l'ensemble des valeurs suivantes : γGj,sup = 1,35 γGj,inf = 1,15 γQ,1 = 1,50 si défavorable (0 si favorable) γQ,i = 1,50 si défavorable (0 si favorable) à condition que l'application de γG,inf = 1,00 à la fois à la partie favorable et à la partie défavorable des actions permanentes, n'entraîne pas un effet plus défavorable.

NF EN1990 : 2002 NF EN1990 : 2002 –– ANNEXE NATIONALEANNEXE NATIONALE

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Clause A1.3.1 Etats-limites ultimes - valeurs de calcul des actions dans les situations de projet durables et transitoires • Pour l’application, en France, du Tableau A1.2(B) de la norme européenne EN 1990:2002 au calcul des bâtiments, il convient de prendre en compte la combinaison d’actions fondamentale définie par l’expression 6.10. • Les Tableaux A1.2(A)(NF), A1.2(B)(NF) et A1.2(C)(NF) ci-après fixent les valeurs pour les symboles γ des tableaux A1.2(A), A1.2(B) et A1.2(C) de la norme européenne EN 1990:2002. • Pour les états-limites STR dans lesquels interviennent des actions géotechniques et pour les états-limites GEO, l’approche à considérer pour le calcul des fondations et éléments verticaux soumis à des actions géotechniques doit être spécifiée pour le projet individuel. Les coefficients partiels applicables à certaines actions géotechniques et résistances du sol sont fournis dans la norme NF EN 1997. Pour les bâtiments courants sans étages en sous-sol, il convient d’adopter, sauf spécification différente pour le projet individuel, l’approche 2. L’approche 3 peut être spécifiée dans le cas de bâtiments possédant plusieurs étages en sous-sol, dotés de parois assurant à la fois une fonction porteuse et une fonction de soutènement.

NF EN1990 : 2002 NF EN1990 : 2002 –– ANNEXE NATIONALEANNEXE NATIONALE

Page 23: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

-

Tableau A1.2(B)(NF) : valeurs de calcul d'actions (STR/GEO) (Ensemble B)

Actions permanentes

Actions variables d’accompagnement (*)

Situations de projet

durables et transitoires défavorables favorables

Action variable

dominante (*) principale (le

cas échéant) autres

(Eq. 6.10) 1,35Gkj,sup 1,0Gkj,inf 1,5 Qk,1

(ou 0 si favorable)

sans objet ikiQ ,,05,1 ψ

(ou 0 si favorable)

(*) Les actions variables sont celles considérées au Tableau A1.1(NF)

- Pour des vérifications particulières, la valeur de γSd peut être définie pour le projet individuel, dans l’intervalle 1,05 à 1,15.

- Lorsqu'une action variable est réellement bornée par une disposition physique, le coefficient 1,5 est remplacé par 1,35.

NF EN1990 : 2002 NF EN1990 : 2002 –– ANNEXE NATIONALEANNEXE NATIONALE

Page 24: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

NF EN1990 : 2002 NF EN1990 : 2002 –– ANNEXE NATIONALEANNEXE NATIONALE

Tableau A1.2(C)(NF) – valeurs de calcul d'actions (STR/G EO) (Ensem ble C)

Actions perm anentes

Actions variables d’accom pagnem ent (*)

S ituations de projet

durables et transitoires défavorab les favorab les

Action

variable dom inante

(*) principale (le

cas échéant) autres

(Eq. 6.10) 1 ,0G kj,sup 1 ,0G kj,inf 1 ,30Q k,1

sans ob jet 1,30ψ 0,i Q k,i

(*) Les actions variables sont celles considérées au Tableau A1.1(NF)

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EN 1991 EN 1991 –– Eurocode 1 : Actions sur les Eurocode 1 : Actions sur les structuresstructures

EN 1991EN 1991--11--11

EN 1991EN 1991--11--22

EN 1991EN 1991--11--33

EN 1991EN 1991--11--44

EN 1991EN 1991--11--55

EN 1991EN 1991--11--66

EN 1991EN 1991--11--77

EN 1991EN 1991--22

EN 1991EN 1991--33

EN 1991EN 1991--44

Poids volumiques, poids propres et charges Poids volumiques, poids propres et charges d’exploitation des bâtimentsd’exploitation des bâtiments

Actions sur les structures exposées au feuActions sur les structures exposées au feu

Charges de neigeCharges de neige

Actions dues au ventActions dues au vent

Actions thermiquesActions thermiques

Actions en cours d’exécutionActions en cours d’exécution

Actions accidentellesActions accidentelles

Charges sur les ponts, dues au traficCharges sur les ponts, dues au trafic

Actions dues au grues et à la machinerieActions dues au grues et à la machinerie

Actions dans les silos et réservoirsActions dans les silos et réservoirs

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EN 1991EN 1991--11--1 : Poids volumiques, poids propres 1 : Poids volumiques, poids propres et charges d'exploitation des bâtimentset charges d'exploitation des bâtiments

•• AvantAvant--propospropos•• Section 1Section 1 GénéralitésGénéralités•• Section 2Section 2 Classification des actionsClassification des actions•• Section 3Section 3 Situations de projetSituations de projet•• Section 4Section 4 Poids volumiques des matériaux de constructionPoids volumiques des matériaux de construction

et des matériaux stockéset des matériaux stockés•• Section 5Section 5 Poids propre des constructionsPoids propre des constructions•• Section 6Section 6 Charges d'exploitation des bâtimentsCharges d'exploitation des bâtiments•• Annexe AAnnexe A Tableaux des valeurs nominales des poidsTableaux des valeurs nominales des poids

volumiques des matériaux de construction et desvolumiques des matériaux de construction et desvaleurs nominales des poids volumiques et desvaleurs nominales des poids volumiques et desangles de talus naturel des matériaux stockés (I)angles de talus naturel des matériaux stockés (I)

•• Annexe B Barrières de sécurité et parapets pour parkings (I) Annexe B Barrières de sécurité et parapets pour parkings (I)

Page 27: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

C1C1 : Espaces équipés de tables etc., par exemple: Espaces équipés de tables etc., par exemple : écoles, : écoles, cafés, restaurants, salles de banquet, salles de lecture, cafés, restaurants, salles de banquet, salles de lecture, salles de réception salles de réception C2C2 : Espaces équipés de sièges fixes, par exemple: Espaces équipés de sièges fixes, par exemple : : églises, théâtres ou cinémas, salles de conférence, églises, théâtres ou cinémas, salles de conférence, amphithéâtres, salles de réunion, salles d'attente amphithéâtres, salles de réunion, salles d'attente C3C3 : Espaces ne présentant pas d'obstacles à la circulation : Espaces ne présentant pas d'obstacles à la circulation des personnes, par exempledes personnes, par exemple : salles de musée, salles : salles de musée, salles d'exposition etc. et accès des bâtiments publics et d'exposition etc. et accès des bâtiments publics et administratifs, hôtels, hôpitaux, garesadministratifs, hôtels, hôpitaux, garesC4C4 : Espaces permettant des activités physiques, par : Espaces permettant des activités physiques, par exempleexemple : dancings, salles de gymnastique, scènes : dancings, salles de gymnastique, scènes C5C5 : Espaces susceptibles d'accueillir des foules : Espaces susceptibles d'accueillir des foules importantes, par exempleimportantes, par exemple : bâtiments destinés à des : bâtiments destinés à des événements publics tels que salles de concert, salles de événements publics tels que salles de concert, salles de sport y compris tribunes, terrasses et aires d'accès, quais sport y compris tribunes, terrasses et aires d'accès, quais de gare de gare

Lieux de réunion (à Lieux de réunion (à l'exception des l'exception des surfaces des surfaces des catégories A, B et catégories A, B et DD1)1)

CC

Bureaux Bureaux BB

Pièces des bâtiments et maisons d'habitationPièces des bâtiments et maisons d'habitation ; chambres ; chambres et salles des hôpitauxet salles des hôpitaux ;;chambres d'hôtels et de foyerschambres d'hôtels et de foyers ; cuisines et sanitaires. ; cuisines et sanitaires.

Habitation, Habitation, résidentiel résidentiel

AA

ExemplesUsage spécifique

Catégorie

CATEGORIES DE BATIMENTS (Tableaux 6.1 et 6.3)CATEGORIES DE BATIMENTS (Tableaux 6.1 et 6.3)

Page 28: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

NOTE 1NOTE 1 Selon l'usage prévu, les surfaces devant être classées a priori Selon l'usage prévu, les surfaces devant être classées a priori C2, C3 ou C4 peuvent C2, C3 ou C4 peuvent être classées C5 par décision du client et/ou d'une Annexe Natioêtre classées C5 par décision du client et/ou d'une Annexe Nationale.nale.NOTE 2NOTE 2 L'Annexe Nationale peut définir des sousL'Annexe Nationale peut définir des sous--catégories pour A, B, C1 à C5, D1 et D2.catégories pour A, B, C1 à C5, D1 et D2.NOTE 3NOTE 3 Voir 6.3.2 pour les aires de stockage et les locaux industriels.Voir 6.3.2 pour les aires de stockage et les locaux industriels.

1)1) On attire l'attention sur l'alinéa 6.3.1.1(2), notamment pour C4On attire l'attention sur l'alinéa 6.3.1.1(2), notamment pour C4 et C5. Voir EN 1990 et C5. Voir EN 1990 lorsque les effets dynamiques doivent être pris en considérationlorsque les effets dynamiques doivent être pris en considération. Pour la catégorie E, voir . Pour la catégorie E, voir Tableau 6.3 Tableau 6.3

D1D1 : Commerces de détail courants: Commerces de détail courantsD2D2 : Grands magasins : Grands magasins

Commerces Commerces DD

ExemplesUsage spécifique

CatégorieCATEGORIES DE BATIMENTS (SUITE)CATEGORIES DE BATIMENTS (SUITE)

Usage industrielUsage industrielE2E2

Aires de stockage, y compris Aires de stockage, y compris stockages de livres et autres stockages de livres et autres documents documents

Surfaces susceptibles de Surfaces susceptibles de recevoir une accumulation recevoir une accumulation de marchandises, y de marchandises, y compris aires d'accèscompris aires d'accès

E1E1

ExemplesExemplesUsage spécifiqueUsage spécifiqueCatégorie d’usages des Catégorie d’usages des aires de stockages et des aires de stockages et des

locaux industrielslocaux industriels

Page 29: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

uu L'intensité des efforts est censée correspondre à une période deL'intensité des efforts est censée correspondre à une période deretour de 50 ansretour de 50 ans

uu Les éléments horizontaux sont soumis :Les éléments horizontaux sont soumis :vv à une densité uniforme de charges verticales avec possibilité deà une densité uniforme de charges verticales avec possibilité de

coefficient réducteur pour effet de surface (coefficient réducteur pour effet de surface (ααAAqqkk,v,v))vv à une charge concentréeà une charge concentrée QQkk,v,v généralement non cumulable avec généralement non cumulable avec

la précédente (50 mm de côté, valeur recommandée)la précédente (50 mm de côté, valeur recommandée)ss Les éléments verticaux sont soumis aux charges réparties sur touLes éléments verticaux sont soumis aux charges réparties sur tous s

les planchers et toitures situés au dessus, avec un coefficient les planchers et toitures situés au dessus, avec un coefficient de de réduction pour la charge apportée par n étages, réduction pour la charge apportée par n étages, ααnn..

EN 1991EN 1991--11--1 : Poids volumiques, poids 1 : Poids volumiques, poids propres et charges d'exploitation des propres et charges d'exploitation des

bâtimentsbâtiments

Page 30: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

3,5 à 3,5 à 7,07,04,0 à 4,0 à 5,05,0D2D23,5 à 7,0 3,5 à 7,0 (4,0)(4,0)4,04,0 à 5,0à 5,0D1D1

Catégorie DCatégorie D3,5 à 3,5 à 4,54,55,05,0 à 7,5à 7,5C5C53,5 à 3,5 à 7,07,04,5 à 4,5 à 5,05,0C4C44,04,0 à 7,0à 7,03,0 à 3,0 à 5,05,0C3C3

2,5 à 7,0 2,5 à 7,0 (4,0)(4,0)3,0 à 3,0 à 4,04,0C2C23,0 à 3,0 à 4,04,02,0 à 2,0 à 3,03,0C1C1

Catégorie CCatégorie C1,5 à 1,5 à 4,54,52,0 à 2,0 à 3,03,0Catégorie BCatégorie B2,02,0 à 3,0à 3,02,5 2,5 à 4,0à 4,0BalconsBalcons2,02,0 à 4,0à 4,02,02,0 à 4,0à 4,0EscaliersEscaliers2,02,0 à 3,0à 3,01,5 à 1,5 à 2,02,0PlanchersPlanchers

Catégorie ACatégorie A

QQkk [[kNkN]]qqkk [[kNkN/m/m22]]Catégorie de la surface Catégorie de la surface chargéechargée

Tableau 6.2 Tableau 6.2 -- Charges d'exploitation sur les planchers, Charges d'exploitation sur les planchers, balcons et escaliers dans les bâtiments balcons et escaliers dans les bâtiments

Page 31: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Clause 6.3.1.2(1)P (Tableau 6.2)

Le tableau 6.2 de la norme européenne EN 1991-1-1:2002 est remplacé par le tableau suivant :

Tableau 6.2(NF) — Charges d'exploitation sur les planchers, balcons et escaliers dans les bâtiments

Catégorie de la surface chargée

qk [kN/m2] Qk [kN]

Catégorie A :

planchers 1,5 2,0

escaliers (1) 2,5 2,0

balcons 3,5 2,0

Catégorie B 2,5 4,0

Catégorie C :

C1 2,5 3,0

C2 4,0 4,0

C3 4,0 4,0

C4 5,0 7,0

C5 5,0 4,5

Catégorie D :

D1 5,0 5,0

D2 5,0 7,0

(1) Sauf pour des marches indépendantes, qui relèvent d'une approche dynamique.

Pour le calcul des bâtiments dont la catégorie n’est pas spécifiée – en particulier lorsque l’utilisation future n’est pas connue -, les valeurs correspondant à la catégorie D1 s'appliquent. Il y a lieu de vérifier, une fois que le type d’utilisation est connu, la compatibilité de cette utilisation avec les valeurs utilisées pour le dimensionnement.

Annexe Annexe NationaleNationale

Page 32: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Clause 6.3.1.2(10)

Pour l'application en France, le coefficient de réduction αA n’est utilisé que pour les catégories d’usage suivantes : A, B, C3, D1, et F. Il n’y a pas de réduction à appliquer pour les autres catégories. Ce coefficient est calculé selon l'expression

AA

A077,0 +=α ≤ 1,0 avec 2

0 5,3 mA =

Clause 6.3.1.2(11)

Pour l'application en France, le coefficient de réduction αn n’est utilisé que pour les catégories d’usage suivantes : A, B et F. Il n’y a pas de réduction à appliquer pour les autres catégories. Ce coefficient est calculé selon les expressions suivantes :

nn36,15,0 +=α pour la catégorie A

nn8,07,0 +=α pour les catégories B et F

α ψAAA

A m= + =57

1000

02

Formules recommandéesFormules recommandées Pour catégories C et D Pour catégories C et D

6,0≥Aα 2)2(2 0 >−+

= nn

nn

ψα

Annexe NationaleAnnexe Nationale

Page 33: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Tableau 6.4 Tableau 6.4 –– Charges d'exploitationCharges d'exploitationsur les planchers du fait du stockagesur les planchers du fait du stockage

777,57,5Catégorie E1Catégorie E1

QQkk [[kNkN]]qqkk [[kNkN/m/m22]]Catégorie de l’aire chargée Catégorie de l’aire chargée

Tableau 6.5 Tableau 6.5 –– Dimensions Dimensions des chariots élévateursdes chariots élévateurs

Tableau 6.6 Tableau 6.6 –– Chariots Chariots élévateurs : élévateurs : charges à charges à l’essieul’essieu

Classe duClasse duchariotchariot

élévateurélévateur

Charge àCharge àl’essieu l’essieu QQkk

[[kNkN]]

FL 1FL 1

FL 2FL 2

FL 3FL 3

FL 4FL 4

FL 5FL 5

FL 6FL 6

2626

4040

6363

9090

140140

170170

C lause 6 .3 .2 .2 (1 ) (T ab leau 6 .4 ) V aleurs des actions (aires de stockage et locaux in d ustriels)

Pour l 'applica tion en Fra n ce , les valeurs recom m a ndées données par le ta bleau 6 .4 sont norm atives, y com pris pour les bâtim ents don t la catégorie n’est pa s spécifiée et en particu lier ceux dont l’u tilisation fu tu re n’est pa s connue.

Page 34: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Tableau 6.7Tableau 6.7 -- Aires de circulation et de stationnement dans Aires de circulation et de stationnement dans les bâtimentsles bâtiments

NOTE 1NOTE 1 Il convient de délimiter les accès aux aires de la catégorie F pIl convient de délimiter les accès aux aires de la catégorie F par des moyens ar des moyens physiques solidaires de la structure.physiques solidaires de la structure.NOTE 2NOTE 2 Il convient de signaler les aires des catégories F et G au moyenIl convient de signaler les aires des catégories F et G au moyen de panneaux de panneaux appropriés.appropriés.

voies d'accès, zones de voies d'accès, zones de livraison, zones accessibles livraison, zones accessibles aux véhicules de lutte aux véhicules de lutte incendie (PTAC incendie (PTAC ≤≤ 160160 kNkN) )

Aires de circulation et de Aires de circulation et de stationnement pour stationnement pour véhicules de poids moyen véhicules de poids moyen (30(30 kNkN << PTAC PTAC ≤≤ 160160 kNkN, , ààdeux essieux)deux essieux)

GG

garagesgarages ;;parcs de stationnement, parcs de stationnement, parkings à plusieurs étagesparkings à plusieurs étages

Aires de circulation et de Aires de circulation et de stationnement pour stationnement pour véhicules légers (PTAC véhicules légers (PTAC ≤≤ 3030kNkN et nombre de places et nombre de places assises assises ≤≤ 8, non compris le 8, non compris le conducteur)conducteur)

FF

ExemplesExemplesUsage spécifiqueUsage spécifiqueCatégorieCatégorie

Définition d'un essieu (Définition d'un essieu (QQkk,v,v) dans les garages ) dans les garages et surfaces affectées à la circulation de et surfaces affectées à la circulation de véhicules. Voir Tableau 6.8véhicules. Voir Tableau 6.8

Page 35: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Tableau 6.8Tableau 6.8 -- Garages et aires de circulation accessibles aux Garages et aires de circulation accessibles aux véhicules : charges d'exploitationvéhicules : charges d'exploitation

NOTE 1NOTE 1 Pour la catégorie F,Pour la catégorie F, qqkk peut être choisi dans une fourchette 1,5 à peut être choisi dans une fourchette 1,5 à 2,52,5 kNkN/m/m22 etetQQk k dans une fourchette 10 à dans une fourchette 10 à 2020 kNkN..NOTE 2NOTE 2 Pour la catégorie G,Pour la catégorie G, QQk k peut être choisi dans une fourchette 40 à peut être choisi dans une fourchette 40 à 9090 kNkN. . NOTE 3NOTE 3 Lorsque les notes 1 et 2 indiquent une fourchette de valeurs, laLorsque les notes 1 et 2 indiquent une fourchette de valeurs, la valeur à valeur à retenir peut être fixée par l'Annexe Nationale.retenir peut être fixée par l'Annexe Nationale.Les valeurs recommandées sont soulignées.Les valeurs recommandées sont soulignées.

QQkk55Catégorie GCatégorie G

3030 kNkN << PTAC PTAC ≤≤ 160160 kNkN

QQkkqqkkCatégorie FCatégorie F

PTAC PTAC ≤≤ 3030 kNkN

QQkk [[kNkN]]qqkk [[kNkN/m/m22]]CatégorieCatégorie

Page 36: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Clause 6.3.3.2(1) (Tabl. 6.8) Valeurs des actions (garages et aires de circulation accessibles aux véhicules)

Le tableau 6.8 de la norme européenne EN 1991-1-1:2002 est remplacé par le tableau suivant : Tableau 6.8 (NF) - Garages et aires de circulation accessibles aux véhicules : charges d'exploitation

Catégorie qk [kN/m2] Qk [kN]

Catégorie F (PTAC ≤ 30 kN) 2,3 15

Catégorie G (30 kN < PTAC ≤ 160 kN) 5,0 90

Ces valeurs des charges d’exploitation couvrent les effets dynamiques lorsque la vitesse de circulation est inférieure à 20 km/h pour la catégorie F, et à 10 km/h pour la catégorie G.

Tableau 6.9Tableau 6.9 -- Classification des toituresClassification des toitures

Toitures accessibles pour des usages particuliers,Toitures accessibles pour des usages particuliers, hélistationshélistations, , par exemplepar exemple

KKToitures accessibles pour les usages des catégories A à DToitures accessibles pour les usages des catégories A à DIIToitures inaccessibles sauf pour entretien et réparations couranToitures inaccessibles sauf pour entretien et réparations courants ts HH

Usage spécifiqueUsage spécifiqueCatégorieCatégorie

Page 37: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Clause 6.3.4.1 Catégories (toitures)

Pour les cas où la catégorie I du tableau 6.9 ne correspond pas à une catégorie d’utilisation précédemment définie mais à un aménagement paysager, une valeur minimale de 3 kN/m² est recommandée. Cela ne peut que faciliter l’organisation des travaux de réfection qui nécessitent de toute façon une planification étudiée compte tenu du déplacement d’une protection lourde.

Clause 6.3.4.2 (Tableau 6.10) Valeurs des actions à considérer pour les toitures de catégorie H (toitures inaccessibles sauf pour entretien et réparations courants)

- Le tableau 6.10 de la norme européenne EN 1991-1-1:2002 est remplacé par le tableau suivant :

Tableau 6.10 (NF) — Toitures de catégorie H : charges d'exploitation

Type de la toiture qk [kN/m2] Qk [kN]

Toiture de pente inférieure à 15 % recevant une étanchéité

0,8 1,5

Autres toitures 0 1,5

- On admet que qk agit sur une aire rectangulaire de 10 m2, dont la forme et la localisation sont choisies de la façon la plus défavorable pour la vérification à effectuer (sans toutefois que le rapport entre longueur et largeur dépasse la valeur de 2).

- Ces charges d’exploitation ne valent que pour la justification des éléments au regard de leur rôle comme éléments structuraux de la toiture.

- Ces charges d’exploitation tiennent compte du matériel spécifique d’exploitation, ainsi que des effets dynamiques.

- La charge répartie et la charge ponctuelle ne sont pas à appliquer simultanément.

- Ces charges d’exploitation ne sont pas prises en compte simultanément avec les charges de neige ou les actions du vent.

Page 38: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

AN 2 Application nationale de l'Annexe A - L'Annexe A conserve, pour l'application nationale de cette norme, un caractère informatif. - L’Annexe A donne une information pratique sur les poids volumiques, de telle sorte que le produit du poids volumique indiqué par la hauteur de stockage donne pour les matériaux en vrac une valeur unitaire de la charge avant toute redistribution. Pour certains produits, comme les métaux et les liquides, il y a une forte influence des conditions de stockage. Tous les cas ne peuvent être traités et l’Annexe A donne le poids volumique de base. La charge doit alors être évaluée en tenant compte pour les métaux des vides effectifs et pour les liquides de leur conditionnement et de leurs conditions de stockage.

- Pour les matériaux de construction et les équipements, des valeurs de poids volumique situées à l’intérieur des fourchettes indiquées dans les tableaux A1 à A6 doivent être spécifiées pour chaque projet. A défaut, ce sont les valeurs médianes des fourchettes qui seront utilisées dans les justifications.

- Pour les matériaux et produits de stockage, des valeurs de poids volumique situées à l’intérieur des fourchettes indiquées dans les tableaux A7 à A12 doivent être spécifiées pour chaque projet. A défaut, ce sont les valeurs médianes des fourchettes qui seront utilisées dans les justifications.

AN 3 Application nationale de l'Annexe B L'Annexe B conserve, pour l'application nationale de cette norme, un caractère informatif.

Page 39: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

EN 1991EN 1991--11--22EUROCODE 1 EUROCODE 1 –– ACTIONS GENERALESACTIONS GENERALES

ACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEUACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEU

AvantAvant--propospropos

SectionSection 11 GGéénnééralitralitééss1.11.1 Domaine d'applicationDomaine d'application1.21.2 RRééfféérences normativesrences normatives1.31.3 HypothHypothèèsesses1.41.4 Distinction entre principes et rDistinction entre principes et rèègles d'applicationgles d'application1.51.5 Termes et dTermes et dééfinitionsfinitions1.61.6 SymbolesSymboles

SectionSection 22 ProcProcéédure de calcul structural au feudure de calcul structural au feu2.12.1 GGéénnééralitralitééss2.22.2 ScScéénario de feu de calculnario de feu de calcul2.32.3 Feu de calculFeu de calcul2.42.4 Analyse thermiqueAnalyse thermique2.52.5 Analyse mAnalyse méécaniquecanique

Page 40: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

SectionSection 33 Actions pour l'analyse thermique (actions Actions pour l'analyse thermique (actions thermiques)thermiques)3.13.1 RRèègles ggles géénnééralesrales3.23.2 Courbes nominales tempCourbes nominales tempéérature/tempsrature/temps3.33.3 ModModèèles de feu naturelles de feu naturel

Section 4Section 4 Actions pour lActions pour l’’analyse structurale (actions analyse structurale (actions mméécaniques)caniques)4.14.1 GGéénnééralitralitééss4.24.2 SimultanSimultanééititéé des actionsdes actions4.34.3 RRèègles de combinaisons des actionsgles de combinaisons des actionsAnnexeAnnexe A (informative) Courbes paramA (informative) Courbes paraméétrtréées tempes tempéérature/tempsrature/tempsAnnexeAnnexe B (informative) Actions thermiques pour les B (informative) Actions thermiques pour les ééllééments ments extextéérieurs rieurs –– MMééthode de calcul simplifithode de calcul simplifiééeeAnnexeAnnexe C (informative) Feux localisC (informative) Feux localisééssAnnexeAnnexe D (informative) ModD (informative) Modèèles de feu avancles de feu avancééssAnnexeAnnexe E (informative) DensitE (informative) Densitéés de charge calorifiques de charge calorifiqueAnnexeAnnexe F (informative) Temps F (informative) Temps ééquivalent d'exposition au feuquivalent d'exposition au feuAnnexeAnnexe G (informative) Facteur de formeG (informative) Facteur de formeBibliographieBibliographie

Page 41: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

SÉCURITÉ en CAS d'INCENDIESÉCURITÉ en CAS d'INCENDIE

L'OUVRAGE doit être conçu de telle manière que :L'OUVRAGE doit être conçu de telle manière que :

•• la STABILITÉ des ÉLÉMENTS PORTEURS soit la STABILITÉ des ÉLÉMENTS PORTEURS soit présumée ASSUREEprésumée ASSUREE

•• l'APPARITION et la PROPAGATION du FEU soient l'APPARITION et la PROPAGATION du FEU soient LIMITÉESLIMITÉES

•• l'EXTENSION du FEU aux OUVRAGES VOISINS soit l'EXTENSION du FEU aux OUVRAGES VOISINS soit LIMITÉELIMITÉE

•• les OCCUPANTS puissent QUITTER l'OUVRAGE ou les OCCUPANTS puissent QUITTER l'OUVRAGE ou être SECOURUS être SECOURUS

•• la SÉCURITÉ des ÉQUIPES de SECOURS soit PRISE la SÉCURITÉ des ÉQUIPES de SECOURS soit PRISE EN COMPTEEN COMPTE

Page 42: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

< 1 kW< 1 kW

Bûcher de boisBûcher de bois0,6 m0,6 m22 -- 400 kW400 kW

FlammeFlamme20 kW20 kW

Feu de nappeFeu de nappe1 m1 m22 –– 2 MW2 MW

Page 43: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Feu de voiture Feu de voiture –– 10 m10 m22 –– 8 MW8 MW

Page 44: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Feu d’entrepôt Feu d’entrepôt –– 8000 m8000 m22 –– > 800 MW> 800 MW

Page 45: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Un texte de 58 pages environ, qui définit lUn texte de 58 pages environ, qui définit l ’action ’action du Feu sur les structures. Il définit principalement :du Feu sur les structures. Il définit principalement :Les Les actions thermiquesactions thermiques et et mécaniquesmécaniques

NF EN 1991NF EN 1991--11--22ACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEUACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEU

La La procédure de calcul structuralprocédure de calcul structural au feu est au feu est également explicitée :également explicitée :-- sélection des scénarios de feu de calcul pertinentssélection des scénarios de feu de calcul pertinents-- détermination des feux de calcul correspondantsdétermination des feux de calcul correspondants-- calcul de l’évolution de la température à l’intérieur calcul de l’évolution de la température à l’intérieur des éléments structurauxdes éléments structuraux-- calcul du comportement mécanique de la structure calcul du comportement mécanique de la structure exposée au feuexposée au feu

Page 46: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

NF EN 1991NF EN 1991--11--22ACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEUACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEU

procédure de calcul structural au feuprocédure de calcul structural au feu

Analyse mécanique

Il convient de faire la vérification de laIl convient de faire la vérification de larésistance au feu en termes de :résistance au feu en termes de :

-- TempsTemps

-- d’effortd’effort

-- de températurede température

requfidif tt ,, ≥

tdfitdfi ER ,,,, ≥

dcrd ,θθ ≤

Analyse thermique

-courbes nominales température/temps(durée spécifiée)

-modèle de feu naturel(toute la durée de l’incendie y compris le refroidissement)

Page 47: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

ACTIONS THERMIQUESACTIONS THERMIQUES–– INCENDIES NOMINAUXINCENDIES NOMINAUX

–– INCENDIES PARAMÉTRÉS (INCENDIES PARAMÉTRÉS (incendiesincendies naturelsnaturels))

Page 48: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

INCENDIES NOMINAUXINCENDIES NOMINAUX

Page 49: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Courbes nominales température/tempsCourbes nominales température/temps

–– Courbe température/temps normalisée («Courbe température/temps normalisée (« feu isofeu iso »)»)

–– Courbe de feu extérieur (murs extérieurs uniquement)Courbe de feu extérieur (murs extérieurs uniquement)

–– Courbe d’hydrocarbureCourbe d’hydrocarbure

–Courbe "hydrocarbure majoré" pour tunnels (en France) : coeff 1280 au lieu de 1080

)18(log34520 10 ++= tgθ

20)313,0687,01(660 8,332,0 +−−= −− ttg eeθ

20)675,0325,01(1080 5,2167,0 +−−= −− ttg eeθ

Page 50: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

( )*** 197,12,0 472,0204,0324,01132520 tttg eee −−−=− −−θ

0200400600800

10001200

0 30 60 90 120 150Temps (min)

Tem

péra

ture

(°C

)

FEUX PARAMFEUX PARAMÉÉTRTRÉÉS S (annexe A)(annexe A)

Page 51: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

FEUX PARAMFEUX PARAMÉÉTRTRÉÉS S (annexe A)(annexe A)•• Éléments Internes :Éléments Internes :

où t*= t.où t*= t.ΓΓ•• t = temps [h],t = temps [h],

•• OO = facteur d’ouverture, = facteur d’ouverture, AAvv = surface totale = surface totale d’ouvertures verticales sur tous les murs (m2), d’ouvertures verticales sur tous les murs (m2), AAtt = = surface totale de l’enceinte, surface totale de l’enceinte, hheqeq = moyenne pondérée = moyenne pondérée des hauteurs de fenêtre sous tous les murs des hauteurs de fenêtre sous tous les murs

•• température maximale obtenue pourtempérature maximale obtenue pour

)472,0204,0324,01(132520*** 197,12,0 ttt

g eee −−− −−−+=θ

Γ =( / )

( , / )O b 2

20 04 1160 teqv AhAO /= 2,002,0 ≤≤ O

[ ]lim,3

maxmax*max

* );/10.2,0( tOqMaxtttt dt−=Γ==

Page 52: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Feux Paramétrés (incendies "naturels")Feux Paramétrés (incendies "naturels")230 MJ/m230 MJ/m2 2 –– Effet de la ventilation : O variableEffet de la ventilation : O variable

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Time [min]

Tem

pera

ture

s [°C

]

O=0.01

0.04

0.08

0.12

0.16

0.2

Page 53: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

rnetcnetdnet hhh ,,,

...+=

).(.

, mgccneth θθα −=

Flux thermique net Flux thermique net àà la surface dla surface d’é’éllééments structuraux ments structuraux (W/m(W/m22) pour calculer les actions thermiques) pour calculer les actions thermiques

Flux thermique Flux thermique CONVECTIFCONVECTIF

- αc est le coefficient de transfert thermique par convection [W/m2K] ;- Θg est la température des gaz à proximité de l'élément exposé au feu [°C] ;- Θm est la température de surface de l'élément [°C], résultant de l’analyse thermique selon les Parties 1-2 des EN1992-1999Øαc = 25 W/m2K incendies normalisé et externeØαc = 50 W/m2K feu hydrocarbureØαc = 35 W/m2K incendies "naturels"Øαc = 4 W/m2K face non exposée à l'incendie

ACTIONS THERMIQUES ACTIONS THERMIQUES -- GénéralitésGénéralités

Page 54: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Flux thermique Flux thermique RADIATIFRADIATIF

])273()273[(....

44, +−+Φ= mrfmrneth θθσεε

ΦΦ est le facteur de forme (Annexe G, =1 valeurest le facteur de forme (Annexe G, =1 valeurrecommandrecommandéée)e)

εεmm est l'est l'éémissivitmissivitéé de la surface de l'de la surface de l'éélléémentment (=0,8(=0,8valeur recommandvaleur recommandéée);e);

εεff est l'est l'éémissivitmissivitéé du feudu feu (=1, valeur recommand(=1, valeur recommandéée);e);

σσ est la constante de Stephan Boltzmannest la constante de Stephan Boltzmann(= 5,67 (= 5,67 ⋅⋅ 1010--8 8 W/mW/m22KK44)) ;;

ΘΘrr est la tempest la tempéérature de rayonnement effectif derature de rayonnement effectif del'environnement du feu [l'environnement du feu [°°C]C] ((ΘΘrr = = ΘΘgg dans les casdans les cascourants)courants)

ΘΘmm est la tempest la tempéérature de surface de l'rature de surface de l'éélléément [ment [°°C].C].

Page 55: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

∑ ∑++++ ikikdk QQAPG ,,21,1,1 .""."""""" ψψ

GGkk valeurs caractvaleurs caractééristiques des actions permanentesristiques des actions permanentes

P P prpréécontrainte (contrainte (ééventuellement)ventuellement)

QQkk,1,1 valeur caractvaleur caractééristique de lristique de l’’action variableaction variableprincipaleprincipale

QQkk,i,i valeur caractvaleur caractééristique des autres actions variablesristique des autres actions variables

AAdd valeur de calcul de lvaleur de calcul de l’’action accidentelleaction accidentelle

ψψ1,11,1 coefficient associcoefficient associéé àà ll’’action variable principaleaction variable principale(valeur fr(valeur frééquente)quente)

ψψ2,i2,i coefficients associcoefficients associéés aux autres actions variabless aux autres actions variables(valeur quasi(valeur quasi--permanente)permanente)

ACTIONS MECANIQUESACTIONS MECANIQUES

Page 56: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

AC

TIO

NS

MÉC

AN

IQU

ESA

CTI

ON

S M

ÉCA

NIQ

UES

Tableau A1.1 – Valeurs recommandées des coefficients ψ pour les bâtiments Action ψ0 ψ1 ψ2

Charges d'exploitation des bâtiments, catégorie (voir EN 1991-1.1) : - Catégorie A : habitation, zones résidentielles - Catégorie B : bureaux - Catégorie C : lieux de réunion - Catégorie D : commerces - Catégorie E : stockage

0,7

0,7 0,7 0,7 1,0

0,5

0,5 0,7 0,7 0,9

0,3

0,3 0,6 0,6 0,8

- Catégorie F : zone de trafic, véhicules de poids ≤ 30 kN

- Catégorie G : zone de trafic, véhicules de poids compris entre 30 et 160 kN

- Catégorie H : toits

0,7 0,7

0

0,7 0,5

0

0,6 0,3

0

Charges dues à la neige sur les bâtiments (voir EN 1991-1-3) a : - Finlande, Islande, Norvège, Suède - Autres Etats Membres CEN, pour lieux

situés à une altitude H> 1000 m a.n.m. - Autres Etats Membres CEN, pour lieux

situés à une altitude H≤ 1000 m a.n.m.

0,70 0,70

0,50

0,50 0,50

0,20

0,20 0,20

0

Charges dues au vent sur les bâtiments (voir EN 1991-1-4)

0,6

0,2

0

Température (hors incendie) dans les bâtiments (voir EN 1991-1-5)

0,6

0,5

0

Page 57: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

1,1,

1,

kQkG

kfikfi QG

QGγγ

ψη

+

+=

Règles simplifiées de combinaison des actionsRègles simplifiées de combinaison des actions

dfidfitdfi EEE .,,, η==1,21,1 ψψψ oufi =

7,0=fiη Valeur recommandéeValeur recommandée

ACTIONS MECANIQUESACTIONS MECANIQUES

GénéralitésGénéralités

Les actions indirectes…Les actions indirectes…

Page 58: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

oo AnnexeAnnexe B (informative) Actions thermiques pour les B (informative) Actions thermiques pour les ééllééments extments extéérieurs rieurs –– MMééthode de calcul simplifithode de calcul simplifiééee

NF EN 1991NF EN 1991--11--22ACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEUACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEU

Page 59: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

oo AnnexeAnnexe C (informative) Feux localisC (informative) Feux localisééss

• Données : H, z, r, D et Q• Résultats : T(z) ou φinc (r)

H

z'Q

D

r

H

HsQ

D

Lfz

NF EN 1991NF EN 1991--11--22ACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEUACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEU

Page 60: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

oo AnnexeAnnexe D (informative) ModD (informative) Modèèles de feu avancles de feu avancééss

- Températures des zones chaude et froide- Hauteur d’interface entre zones

h

- Température dans le local

Modèle 1 zone Modèle 2 zones

NF EN 1991NF EN 1991--11--22ACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEUACTIONS SUR LES STRUCTURES EXPOSEES AU FEU

Page 61: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

EUROCODES 2 à 6 et 9EUROCODES 2 à 6 et 9Parties 1.2Parties 1.2

Page 62: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

CONTENU GÉNÉRALCONTENU GÉNÉRAL

•• Généralités Généralités –– objet, définitions, symboles, unitésobjet, définitions, symboles, unités

•• Principes de basePrincipes de base–– performances exigées, coefficients partiels et méthodes performances exigées, coefficients partiels et méthodes

de justificationde justification

•• Propriétés des matériaux Propriétés des matériaux –– caractéristiques mécaniques et propriétés thermiquescaractéristiques mécaniques et propriétés thermiques

•• Vérification des structures Vérification des structures •• Détails constructifsDétails constructifs•• Annexes Annexes

–– informations complémentairesinformations complémentaires

Page 63: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

PRINCIPE de BASEPRINCIPE de BASE

La capacité portante d'une structure est assurée La capacité portante d'une structure est assurée si :si :

EEfifi,d,t,d,t ≤≤ RRfi,d,tfi,d,t

où où EEfifi,d,t,d,t : effets des actions en cas d'incendie: effets des actions en cas d'incendie

RRfi,d,tfi,d,t : résistance de calcul en situation : résistance de calcul en situation d'incendie, au temps td'incendie, au temps t

Page 64: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

METHODES de JUSTIFICATIONMETHODES de JUSTIFICATION

Analyse de la structure :Analyse de la structure :

pour la totalité de pour la totalité de la structurela structure

par partie de la structurepar partie de la structure

par élément par élément (principalement vis(principalement vis--àà--vis vis des exigences par rapport des exigences par rapport à l'incendie conventionnel)à l'incendie conventionnel)

Page 65: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

POSSIBILITES de VERIFICATIONPOSSIBILITES de VERIFICATION

3 niveaux d'évaluation sont possibles :3 niveaux d'évaluation sont possibles :

•• tableaux de valeurstableaux de valeurs–– éléments individuels + incendie conventionneléléments individuels + incendie conventionnel

•• modèles de calcul simplifiésmodèles de calcul simplifiés–– éléments individuels + incendie conventionneléléments individuels + incendie conventionnel

•• modèles de calcul avancésmodèles de calcul avancés–– tout ou partie de la structure avec incendie tout ou partie de la structure avec incendie

naturel ou conventionnelnaturel ou conventionnel

Page 66: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Un texte significativement plus complet que les DTU antérieurs avec trois modifications essentielles:

• L ’introduction des feux naturels paramétrés

• 3 lois nominalestempératures-temps

• Un niveau d ’agressiondiminué (intervention du coefficient Ψ )

CONCLUSION

Page 67: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

EN1991EN1991--11--3 3 –– EUROCODE 1EUROCODE 1ACTIONS SUR LES STRUCTURESACTIONS SUR LES STRUCTURES

CHARGES DE NEIGECHARGES DE NEIGE1.1. Section 1 Section 1 GGéénnééralitralitééss2.2. Section 2 Classification des actionsSection 2 Classification des actions3.3. Section 3 Situations de Section 3 Situations de projetprojet

3.1.3.1. GGéénnééralitralitééss3.2.3.2. Conditions Conditions normalesnormales3.3.3.3. Conditions Conditions exceptionnellesexceptionnelles

4.4. Section 4 Charge de Section 4 Charge de neige surneige sur le solle sol4.1.4.1. Valeurs caractValeurs caractééristiquesristiques4.2.4.2. Autres valeurs reprAutres valeurs repréésentativessentatives4.3.4.3. TraitementTraitement des charges de des charges de neigeneige au solau sol

exceptionnellesexceptionnelles

Page 68: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

5.5. Section 5 Charge de Section 5 Charge de neige sur neige sur les les toiturestoitures5.1.5.1. Nature de la chargeNature de la charge5.2.5.2. Dispositions de chargesDispositions de charges5.3.5.3. Coefficients de Coefficients de forme forme des des toiturestoitures

6.6. Section 6 Section 6 Effets locauxEffets locaux6.1.6.1. GGéénnééralitralitééss6.2.6.2. Amoncellements Amoncellements en en prpréésence dsence d’’obstaclesobstacles6.3.6.3. Neige suspendue Neige suspendue en en ddéébord bord de de toituretoiture6.4.6.4. Charges de Charges de neigeneige sursur les les dispositifsdispositifs dede

retenueretenue et les obstacleset les obstaclesANNEXE AANNEXE A Coefficients de Coefficients de formeforme pour charges de pour charges de neige neige pour accumulations pour accumulations exceptionnellesexceptionnelles de de neigeneige (N)(N)ANNEXE BANNEXE B Carte Carte europeuropééenneenne de charge de de charge de neigeneige au sol (I)au sol (I)ANNEXE CANNEXE C AjustementAjustement de la charge de de la charge de neige neige au sol en au sol en fonction fonction de la de la ppéériode riode de de retour retour (I)(I)ANNEXE DANNEXE D Poids volumiquePoids volumique apparent de la apparent de la neigeneige (I)(I)ANNEXE EANNEXE E Situations de Situations de projetprojet et dispositions de charges et dispositions de charges pour les pour les projets individuelsprojets individuels (I)(I)

Page 69: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

DOMAINE D’APPLICATIONDOMAINE D’APPLICATION•• bâtiment et génie civil bâtiment et génie civil (jusqu’à 1500m sauf A.N.)(jusqu’à 1500m sauf A.N.)

•• ne sont pas couverts:ne sont pas couverts:•• impacts (chutes de neige d'un toit supérieur)impacts (chutes de neige d'un toit supérieur)

•• neige sur les ponts neige sur les ponts

•• variation des actions du vent, du fait de la géométrie modifiée variation des actions du vent, du fait de la géométrie modifiée par par la neigela neige

•• charge de glace (texte ISO)charge de glace (texte ISO)

•• poussée de la neige (accumulation contre un mur)poussée de la neige (accumulation contre un mur)

•• pluie sur neige (couvert par spluie sur neige (couvert par s11 comme dans N84 ou par lescomme dans N84 ou par lesdonnées statistiques des poids de neige)données statistiques des poids de neige)

Page 70: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

DETERMINATION DE LADETERMINATION DE LACHARGE DE NEIGECHARGE DE NEIGE

•• AU SOL (météo) AU SOL (météo) ⇒⇒ sskk (période de retour: 50 ans)(période de retour: 50 ans)

•• SUR UNE TOITURESUR UNE TOITURE•• forme du toit (m)forme du toit (m)•• propriétés thermique du toit, chauffage du propriétés thermique du toit, chauffage du

bâtiment (Cbâtiment (Ctt))•• rugosité de la surface du toit (m)rugosité de la surface du toit (m)•• proximité d'autres bâtiments ou obstacles (Cproximité d'autres bâtiments ou obstacles (Cee))•• vitesse du vent, chutes multiples (annexe B)vitesse du vent, chutes multiples (annexe B)

⇒⇒ simplifications simplifications ⇒⇒ s=s=sskk..µµ.C.Cee..CCtt

Page 71: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Définition de la valeur caractéristique Définition de la valeur caractéristique de la hauteur de neige au solde la hauteur de neige au sol

Page 72: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Valeur caractéristique de la neige au solValeur caractéristique de la neige au sol

•• sskk donné par la carte nationale (A.N.)donné par la carte nationale (A.N.)•• possibilité de changer spossibilité de changer skk si données si données

locales (A.N.)locales (A.N.)•• traitement des chutes exceptionnelles traitement des chutes exceptionnelles

dans A.N.dans A.N.ssAdAd=C=Cesleslsskk voir la carte nationalevoir la carte nationale

(la valeur recommand(la valeur recommandéée de Ce de Ceslesl est 2)est 2)

Page 73: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Carte neigeCarte neige

Zone Valeurcaractéristique

Valeuraccidentelle

1A -

1B0,45

2A1,00

2B0,55

3 0,651,35

4 0,90 1,80

Charges de neige au Charges de neige au sol (kN/msol (kN/m22))

Page 74: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Charge de neige sur un toitCharge de neige sur un toit

s = sk.µ.Ce.Ctµ : coefficient de formeCt : coefficient thermiqueCt=1 mais voir A.N.Ce : coefficient d’exposition

topographie Ce

exposé au vent 0.8normal 1.0protégé 1.2

Page 75: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Coefficients de forme (1)

2.0

1.0

0° 15° 30° 45° 60°

µ 0.8

1.6

µ1

µ2

α α

µ1

α

Page 76: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Coefficients de forme (2)

2.0

1.0

0° 15° 30° 45° 60°

µ 0.8

1.6

µ1

µ2

α α

α1

µ1(α1) µ1(α2)

0,5µ1(α1) µ1(α2)

µ1(α1) 0,5µ1(α2)

α2

Cas (i)

Cas (ii)

Cas (iii)

Page 77: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Coefficients de forme (3)

2.0

1.0

0° 15° 30° 45° 60°

µ 0.8

1.6

µ1

µ2

α α

α1

µ1(α1)

α2 α1 α2

µ1(α1) µ1(α1)

µ1(α2)

µ1(α2) µ1(α2)

µ2(α) α = (α1+ α2)/2

Cas (i)

Cas (ii)

Page 78: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Coefficients de forme (4)

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

2.0

1.0

h / b

h /b

= 0,1

8µ3

0,8

0,5µ3

60°

µ3

h

ls

Cas (i)

Cas (ii)

β

ls/4

b

ls/4 ls/4 ls/4

Page 79: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Coefficients de forme (5)

µ1

α

h

ls

b1 b2

µs

µwµ2

Case (i) µ1

Case (ii)

µw= (b1+b2)/2h < γ h /sk

γ = 2kN/m3

0.8 < µw < 4

ls = 2h

5m < ls < 15m

Page 80: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Coefficients de forme (6)

se

d

ssee=k s=k s22 / / γγ

γγ = 3 = 3 kNkN/m/m33 k = 3k = 3 /d < d /d < d γ (γ (Annexe Nationale)Annexe Nationale)

d en md en m

Page 81: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

EN 1991EN 1991 EurocodeEurocode 11Actions sur les structuresActions sur les structuresPartie 1Partie 1--4 : Actions du vent4 : Actions du vent

Page 82: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

SOMMAIRESOMMAIRE

Avant-proposSection 1 - Généralités

Section 2 – Situations de calcul

Section 3 – Modélisation des actions du vent•• Nature et représentation des actions du ventNature et représentation des actions du vent••Classification des actions du ventClassification des actions du vent••Valeurs caractéristiques et modèlesValeurs caractéristiques et modèles

Section 4 - Vitesse et pression aérodynamique•• Valeurs de base et corrections de la vitesse moyenneValeurs de base et corrections de la vitesse moyenne•• Calcul de la turbulence et de la pression dynamique de pointeCalcul de la turbulence et de la pression dynamique de pointe

Section 5 - Actions du vent

•• Principes du calcul des actions à partir de la pression Principes du calcul des actions à partir de la pression dynamique de pointe, des coefficients de pression, de dynamique de pointe, des coefficients de pression, de force et de frottementforce et de frottement

Section 6 - Coefficient structural cscd

•• Formules de base du coefficient Formules de base du coefficient ccssccdd (paramètres aux (paramètres aux annexes C et D)annexes C et D)

Page 83: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Section 8 - Actions du vent sur les ponts•• Classification des pontsClassification des ponts•• Coupes transversales des ponts courantsCoupes transversales des ponts courants•• Coefficients de force transversale, verticale et longitudinaleCoefficients de force transversale, verticale et longitudinale

Section 7 - Coefficients de pression et de force•• Coefficients de pression extérieure et interneCoefficients de pression extérieure et interne•• Coefficients de frottementCoefficients de frottement•• Coefficients de forceCoefficients de force

Annexe A (I) – Effets du terrain•• Illustration des catégories de terrainIllustration des catégories de terrain•• Transition entre catégories de rugositéTransition entre catégories de rugosité•• Calcul des coefficients d’orographieCalcul des coefficients d’orographie•• Effets des constructions avoisinantesEffets des constructions avoisinantes•• Hauteur de déplacementHauteur de déplacement

Annexe B (I) – Procédure 1 de détermination du coefficient structural cscd

Annexe E (I) - Détachedment tourbillonnaire et instabilités aéroélastiques

Annexe F (I) - Caractéristiques dynamiques des structures

Annexe C (I) – Procédure 2 de détermination du coefficient structural cscd

Annexe D (I) – Valeurs cscd pour les différents types de structures

Page 84: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

¨ Champ dChamp d’’applicationapplication

•• ouvrages de hauteur h < 200 mouvrages de hauteur h < 200 m

•• ponts de portponts de portéée L < 200 m (sous conditions)e L < 200 m (sous conditions)

Situations de projetSituations de projet

•• ouvrages en serviceouvrages en service

•• ouvrages en constructionouvrages en construction

•• fatigue des matfatigue des matéériauxriaux : si n: si néécessairecessaire

•• situation accidentellesituation accidentelle : portes et/ou fenêtres: portes et/ou fenêtresnormalement fermnormalement ferméées, mais supposes, mais supposéées ouvertes.es ouvertes.

Page 85: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Vent et pression dynamiqueVent et pression dynamique

20,

2 )..(21

21

bseasondirbb vccvq ρρ ==

0,bv

Réduction pour Réduction pour direction de vent direction de vent peu fréquentepeu fréquente

Réduction Réduction pour pour construction construction temporairetemporaire

Vitesse de Vitesse de basebase

Vitesse moyenne, à 10 m au dessus du sol, en rase campagne ; Vitesse moyenne, à 10 m au dessus du sol, en rase campagne ; période de retour 50 ans période de retour 50 ans –– Carte nationaleCarte nationale

Page 86: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Carte des Carte des vents forts vents forts en France :en France :

Déjà Déjà présente présente dans les dans les

NV65 NV65 (depuis (depuis

déc. 1999), déc. 1999), mais avec mais avec

des niveaux des niveaux de vitesses de vitesses inférieursinférieurs

Page 87: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Coefficient d’exposition

+=

)(71)()( 2

zckkzczc

r

rlre

Coefficient de rugosité

=

0

)(zzLnkzc rr

07,0

,0

019,0

=

IIr z

zk

Vitesse moyenneà la cote z

brm vzczv )()( =

= )(

21)()( 2 zvzczq mep ρ

Pression de pointeà la cote zVitesse moyenne

de référence (10m)

bv

Paramètre de rugosité0z

maxmin zzz ≤≤

De la vitesse moyenne de base à la pression de pointe à la cote De la vitesse moyenne de base à la pression de pointe à la cote zz

kl = Coefficient deturbulence (=1,0)

Page 88: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Catégorie I :Catégorie I :Bord de lacs, Bord de lacs, zones sans zones sans obstacles avec obstacles avec une végétation une végétation négligeablenégligeable

Catégorie II :Catégorie II :Zones avec une Zones avec une végétation basse végétation basse et des obstacles et des obstacles isolés (arbres, isolés (arbres, bâtiments) bâtiments) espacés despacés d ’au ’au moins 50 fois leur moins 50 fois leur hauteurhauteurCatégorie III :Catégorie III :Zones avec un Zones avec un couvert régulier de couvert régulier de végétation ou de végétation ou de bâtiments ou bâtiments ou d’obstacles isolés d’obstacles isolés espacés d’au plus espacés d’au plus 20 fois leur 20 fois leur hauteur (villages, hauteur (villages, forêt permanente)forêt permanente)

Catégorie IV :Catégorie IV :Zones dont au Zones dont au moins 15% de la moins 15% de la surface est surface est construite, avec construite, avec des bâtiments dont des bâtiments dont la hauteur la hauteur moyenne dépasse moyenne dépasse 15 mètres15 mètres

Catégories de rugositéCatégories de rugositéde terrainsde terrains

(EN 1991(EN 1991--11--4, Annexe A)4, Annexe A)

Catégorie 0 :Catégorie 0 :Mer, côte en Mer, côte en bordure de mer bordure de mer ouverte ouverte

Page 89: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

10101,01,0IVIV

550,30,3IIIIII

220,050,05IIII

110,010,01II

110,0030,00300

zzminmin (m)(m)zz00 (m)(m)Catégorie Catégorie de terrainde terrain

zzmaxmax = 200 m= 200 m

Page 90: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

IV III II I 0

z en mètreshauteur

au-dessusdu sol

ccee(z) coefficient d’exposition(z) coefficient d’exposition(sans effet d’orographie)(sans effet d’orographie)

catégories de terraincatégories de terrain

Page 91: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Actions du vent turbulentActions du vent turbulentPressions aérodynamiques sur les paroisPressions aérodynamiques sur les parois

peepe czqw ).(= piipi czqw ).(=

).(.).( dsreffepw ccAczqF =

Pression Pression extérieureextérieure Pression Pression

dynamique de dynamique de pointe (à la cote pointe (à la cote de référence de référence zzee

Coefficient de Coefficient de pression ou de pression ou de forceforce

(Chap. 7 et 8)(Chap. 7 et 8)

Pression Pression intérieureintérieure

Aire de Aire de référenceréférence

Coefficient Coefficient structuralstructural

Forces aérodynamiquesForces aérodynamiques

etet

Page 92: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

¨ Coefficients de pression et de forceCoefficients de pression et de force<< donndonnéés au chap. 7, en distinguant (bâtiments)s au chap. 7, en distinguant (bâtiments) ::

·· * les pressions locales ( surfaces < 1 m* les pressions locales ( surfaces < 1 m22 ))

·· * les pressions * les pressions «« globalesglobales »» ( surfaces > 10 m( surfaces > 10 m22 ))

<< zonage plus dzonage plus déétailltailléé que dans les NV65que dans les NV65

Page 93: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Tableau 7.1 — Valeurs recommandées des coefficients de pression extérieure pour les murs verticaux des bâtiments à plan rectangulaire

Zone A B C D E

h/d cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1 cpe,10 cpe,1

5 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 +0,8 +1,0 -0,7

1 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 +0,8 +1,0 -0,5

≤ 0,25 -1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5 +0,7 +1,0 -0,3

NOTE 1 Il convient d'utiliser une interpolation linéaire pour les valeurs intermédiaires de h/d. NOTE 2 Les valeurs du tableau 7.1 s'appliquent également aux murs des bâtiments à toitures inclinées, telles que les toitures à deux versants et à un seul versant.

Page 94: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

Légende Wind vent Low eave rive basse High eave rive haute (a) general (a) généralités (b) wind directions θ = 0° and θ = 180 (b) directions du vent θ = 0° et θ = 180 e = b or 2h, whichever is smaller e = la plus petite des deux dimensions

suivantes : b ou 2h b : crosswind dimension b : dimension du côté perpendiculaire au

vent (c) wind direction θ = 90° (c) direction du vent θ = 90° Figure 7.7 — Légende applicable aux toitures à un seul versant

Page 95: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

EN 1991EN 1991 EurocodeEurocode 11Actions sur les structuresActions sur les structures

Partie 1Partie 1--5 : Actions 5 : Actions thermiquesthermiques

Page 96: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

•• Section 1Section 1 généralitésgénéralités•• Section 2Section 2 classification des actionsclassification des actions•• Section 3Section 3 situations de calculsituations de calcul•• Section 4Section 4 représentation des actionsreprésentation des actions•• Section 5Section 5 bâtimentsbâtiments•• Section 6Section 6 pontsponts•• Section 7Section 7 cheminées et pipelinescheminées et pipelines

Page 97: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

ACTIONS THERMIQUESACTIONS THERMIQUES

•• ACTIONS VARIABLESACTIONS VARIABLES(dans les combinaisons d’actions)(dans les combinaisons d’actions)

•• ACTIONS INDIRECTESACTIONS INDIRECTES

•• valeur caractéristique T = 50 ansvaleur caractéristique T = 50 anscarte nationales : températures mini et maxicarte nationales : températures mini et maxi

Page 98: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

TTmaxmax etet TTminmin ::carte nationalecarte nationale

Page 99: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

T Saison Valeur caractéristique

de la température

(°C)

Commentaires

1T Eté 20

2T Hiver 25

3T Température due à l'absorption relative du rayonnement. Surface claire et brillante

0 Eléments orientés Nord-Est 18 Eléments orientés Sud-Ouest

4T Température due à l'absorption relative du rayonnement. Surface colorée claire

2 Eléments orientés Nord-Est 30 Eléments orientés Sud-Ouest

5T Température due à l'absorption relative du rayonnement. Surface foncée

4 Eléments orientés Nord-Est

Eté

42 Eléments orientés Sud-Ouest

Page 100: 1-Présentation E1 et E2- M_ CALGARO.pdf

6T Eté 8 Température dans la couche supérieure de sol de moins d'un mètre d'épaisseur

7T Eté 5 Température du sol situé sous la couche supérieure de moins d'un mètre d'épaisseur

8T Hiver -5 Température dans la couche supérieure de sol de moins d'un mètre d'épaisseur

9T Hiver -3 Température du sol situé sous la couche supérieure de moins d'un mètre d'épaisseur