Reef4 version 4.4.3.6 - Edition 163 - Mars 2011Document : NF P06-001 (juin 1986) : Bases de calcul des constructions - Charges d'exploitation des bâtiments (Indice de classement : P06-001)

NF P 06-001 Juin 1986

bases de calcul des constructions charges d'exploitation des bâtiments

bases for design of structures - working loads for buildings

bautechnische berechnungsgrundiagen - lastannahmen für bauten

StatutNorme française homologuée par décision du Directeur Général de l'AFNOR le 20 mai 1986 pour prendre effet le 20 juin 1986. Remplace la norme homologuée de même indice d'avril 1978.

CorrespondanceLa présente norme n'est pas équivalente à l'ISO/DIS 2103.

AnalyseLa présente norme fixe les valeurs des charges pour lesquelles doivent être conçus les bâtiments, elle prend en compte les travaux et études sur les charges menés au niveau international (ISO Comité Technique TC 98 « Bases de calcul des constructions ») et au niveau européen (projets de règles de calcul des ouvrages de bâtiment et de génie civil ou Eurocodes).

DescripteursThesaurus International Technique : bâtiment public, bâtiment résidentiel, bâtiment industriel, bâtiment commercial, bâtiment d'étude, immeuble de bureaux, installation de sport, hôpital, bâtiment agricole, règle de calcul, charge d'exploitation.

ModificationsLa révision de la norme de même indice de 1978 porte essentiellement sur une réduction de la valeur des charges horizontales sur les garde-corps, sur la prise en compte d'une nouvelle catégorie de cloisons dites « très légères » et sur l'adjonction des coefficients ψ nécessaires à la détermination des valeurs représentatives des charges d'exploitation intervenant dans les combinaisons d'action prévues dans les règles de calcul aux états limites.

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Avant-propos

Principes d'élaboration de la norme Les principes suivants ont présidé à l'élaboration et à la rédaction de la présente norme :

tenir compte des études sur les charges effectuées sur le plan international ( norme ISO 2394 et projet de « Model Code » établi par le Comité mixte des associations internationales de Génie Civil ).

•

ne pas limiter arbitrairement les modes constructifs, ce qui a pu entraîner une certaine complexité qui correspond cependant bien à la réalité. •tenir compte des usages qui se sont introduits à défaut d'indication ou de précision dans l'ancienne norme. •définir autant que possible une nomenclature des locaux correspondant aux réalisations actuelles. •

Il faut noter que, faute de données et d'études sur un certain nombre de points, certains efforts n'ont pu être définis, tel est le cas des efforts sur les marches d'escalier isolées. Compte tenu de ces insuffisances et de la complexité ci-dessus signalée, il a paru indispensable de faire figurer de nombreux commentaires relatifs à certaines spécifications de la norme.

Limites d'application de la norme La présente norme traite des « charges d'exploitation » des bâtiments, de leur mode d'évaluation et des valeurs de ces charges à introduire dans les calculs, compte-tenu de certains facteurs qui, statistiquement, influent sur celles-ci. Conformément aux recommandations de normalisation internationale, le terme « charges d'exploitation » a été substitué à celui de « surcharges » qui a été jusqu'ici très couramment employé. Par mesure de simplification et de regroupement la présente norme traite aussi des charges d'entretien des toitures. La présente norme donne aussi, dans le même but, des indications relatives aux charges d'épreuve et aux charges correspondant à l'accumulation des personnes en application des règlements de sécurité. Elle ne traite ni des marches d'escalier isolées, ni de façon exhaustive des garde-corps, ces éléments faisant ou devant faire l'objet de documents spécifiques. Il en va de même pour les ponts roulants 1 .

1)

Pour le cas des marches en béton voir l'additif n° 1 au DTU 20 (Août 1970)

A titre complémentaire, le fascicule de documentation P 06-004 indique les valeurs unitaires moyennes des charges permanentes des principaux types d'ouvrages ou d'éléments d'ouvrages rencontrés dans les bâtiments, ainsi que les poids volumiques des matières en vrac usuelles. Les valeurs des charges d'exploitation définies ci-après ont le caractère de valeurs nominales. A défaut de texte général, leurs conditions de prise en compte et de pondération, de même que celles des charges permanentes sont données par les règles de calcul en vigueur particulières à chaque matériau structurel. Ces valeurs nominales sont à considérer comme des valeurs caractéristiques pour l'application des règles de calcul à base probabiliste ou semi-probabiliste ; sauf indication contraire du D.P.M. (Document Particulier du Marché) elles définissent les obligations contractuelles des constructeurs et les limites d'un usage normal de la construction. Dans l' Annexe 1 à la norme sont indiqués les coefficients ψ qui affectent les valeurs caractéristiques de la charge d'exploitation dans les combinaisons d'actions prévues par les différentes règles de calcul. Indépendamment des charges d'exploitation, les autres charges et actions à prendre en compte dans les calculs des bâtiments sont :

le poids propre et le poids des ouvrages et équipements fixes, •les poussées et pressions des solides ou liquides, •les déformations imposées dues aux mouvements du sol, •les charges dues au procédé d'exécution, qui résultent des données du projet, •les charges climatiques, vent, neige, pluie, grêle, qui sont définies par des textes spécifiques, •les effets des variations de température, les retraits et autres variations dimensionnelles qui sont définies par les règles de calcul des divers matériaux structurels, •éventuellement les séismes ou autres actions accidentelles, •

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les autres actions variables non spécifiques (en fonction des DPM ou textes réglementaires), vu le fait que les charges données par la norme n'ont pas un caractère exhaustif (exemple : camion des pompiers défini par le « Règlement de Sécurité des E.R.P. » de 1980.06.25).

•

Références NF P 01-012 Règles de sécurité relatives aux dimensions des garde-corps et rampes d'escaliers. NF P 01-013 Résistance des garde-corps préfabriqués. P 06-004 Bases de calculs des constructions - Charges permanentes et charges d'exploitation dues aux forces de pesanteur. NF E 85-101 Eléments d'installations industrielles - Garde-corps métalliques.

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1 Généralités

1.1 Objet de la norme La présente norme a pour objet de fixer les modalités d'évaluation des valeurs des charges d'exploitation et de fixer, dans de nombreux cas, les valeurs pour lesquelles doivent être conçus et réalisés les bâtiments 2 .

2)

Dans la présente norme le terme « charges » désigne généralement des charges surfaciques exprimées en kN/m².

Elle fixe également ( voir en 4 ) les valeurs des charges d'entretien des toitures.

1.2 Domaine d'application La présente norme s'applique :

d'une part, aux bâtiments pour lesquels les valeurs de charges d'exploitation à prendre en compte peuvent être indiquées de façon générale, tels que bâtiments : •d'habitation, •d'hébergement (hôtels, hospices, crèches, casernes, prisons), •d'enseignement, •d'hospitalisation, •d'activités physiques ou sportives, •de bureaux, •de commerces. •

d'autre part, aux bâtiments industriels, agricoles ou similaires, où peuvent seules être fixées les conditions d'évaluation de ces charges (1) . •

(1) Les valeurs indiquées sont destinées à être prises en compte par les constructeurs, en l'absence de disposition contraire des DPM. Les modalités de cette prise en compte, notamment en ce qui concerne les coefficients de pondération à utiliser sont, comme pour les autres actions, fixées à défaut de texte général, par les règles de calcul propres à chaque mode de construction et à chaque matériau.

Des conditions d'utilisation particulières peuvent justifier des valeurs différentes. Certaines conditions d'application de la présente norme sont également, s'il y a lieu, à fixer par les DPM (2) .

(2) Des valeurs inférieures ne peuvent être envisagées qu'en fonction d'études approfondies et dans le cas où l'utilisation du bâtiment peut être contrôlée.

1.3 Définition des charges d'exploitation des bâtim ents Les charges d'exploitation sont celles qui résultent de l'usage des locaux par opposition au poids des ouvrages qui constituent ces locaux, ou à celui des équipements fixes. Elles correspondent au mobilier, au matériel, aux matières en dépôt et aux personnes et pour un mode normal d'occupation. En pratique, toutefois, certains équipements fixes légers peuvent être inclus dans les valeurs fixées pour les charges d'exploitation (3) .

(3) Le classement entre équipement fixe et appareil faisant partie des charges d'exploitation n'est pas toujours évident. Les DPM doivent donc clairement indiquer ce que comprennent les valeurs des charges d'exploitation spécifiées.

Les charges d'entretien correspondent aux matériels et matériaux qui peuvent être placés sur les ouvrages lors des travaux de réfection et de transformation.

1.4 Charges d'épreuves

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Lorsque les DPM ne prévoient pas la valeur des charges d'épreuves auxquelles le bâtiment sera soumis, et que les essais sont effectués, les charges d'épreuves ne doivent pas exercer des sollicitations supérieures à celles qui résulteraient de l'application des charges d'exploitation définies par le présent texte, ou par les DPM sauf majorations spécifiques prévues par des règles de calcul particulières (4) .

(4) Les charges appliquées sur une surface limitée de plancher doivent souvent être plus grandes que la charge d'exploitation nominale, afin de reproduire les sollicitations pour lesquelles la construction a été prévue, en raison de l'effet de répartition transversale par le plancher.

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2 Charges d'exploitation dont la valeur minimale peut être fixée de façon générale

2.1 Généralités Sauf indication contraire, les charges d'exploitation sont appliquées sur les planchers. Les valeurs des charges d'exploitation sont fonction :

des surfaces auxquelles elles sont appliquées, •des dégressions horizontales ou verticales retenues, liées aux types et caractère des charges en cause, •de leur mode de prise en compte, etc. •

Ces différents facteurs, d'ailleurs non indépendants, sont traités ci-après, avant de donner en 2.7 les valeurs des charges d'exploitation pour diverses natures de locaux en fonction, s'il y a lieu, de ces différents facteurs. Ces valeurs se réfèrent à un mode normal d'utilisation des locaux (5) .

(5) Ce mode d'utilisation normal des locaux, s'il est quelquefois évident et résulte alors de façon précise de leur destination, par exemple pour une salle de spectacle, n'est pas toujours facile à définir. Pour l'habitation certaines pièces peuvent avoir des utilisations variées se rapprochant de celles d'autres locaux, sans que cela deviennent systématique dans un même logement. Pour les bureaux, la transition vers l'archivage peut quelquefois apparaître peu sensible. On peut cependant indiquer que bureaux sous-entend une certaine densité de personnes qui y travaillent.

Elles sont utilisées en tenant compte, d'une part, des réductions ou dégressions pour grandes surfaces ou pluralité d'étages, et d'autre part, des conditions défavorables possibles de leur distribution (existence ou absence totale ou partielle dans les diverses travées) (6) .

(6) Certaines méthodes de calcul prennent en compte ces conditions de distribution.

Pour approcher raisonnablement les cas de charge les plus défavorables (damiers, travées alternées), il est admis de considérer des cas de charge faisant intervenir le minimum nécessaire d'éléments voisins à celui que l'on dimensionne. Certaines méthodes de calcul simplifié des sollicitations d'usage courant ont été établies dans cette perspective. Les règles de calcul propres aux divers matériaux ou les documents sur les règles de l'art les concernant, peuvent donner des indications à ce sujet. On notera seulement ici que le domaine de validité de ces méthodes peut faire intervenir : l'importance des charges d'exploitation par rapport au poids mort, le type de structure et en particulier les raideurs relatives des planchers et poteaux, le type d'analyse structurelle (élastique ou en plasticité). Dans le cadre de ces méthodes et pratiques, on est conduit à évaluer séparément les charges sur les poteaux et les moments qui leur sont éventuellement appliqués.

2.2 Définition Outre ce qui est indiqué en 1.3 les valeurs des charges d'exploitation figurant en 2.7 comprennent également, pour raison de simplification, les équipements légers tels que : canalisations de distribution des fluides ménagers, appareils sanitaires, radiateurs, appareils de chauffage individuels.

Elles ne comprennent pas les cloisons, plafonds, sols, enduits et revêtements, gaines et conduits de fumée, ni les appareils lourds 3 . Ces éléments sont pris en compte en fonction de leurs caractéristiques propres. Mais pour certains types d'occupation, les cloisons légères dont le déplacement ou l'ajout sont acceptés a priori, sont traitées comme des charges d'exploitation, dans les conditions et limites indiquées en 2.6 .

3)

C'est-à-dire conduisant à des charges supérieures à celles définies au graphique 2.3.1 .

Les valeurs des charges d'exploitation indiquées en 2.7 tiennent compte des effets dynamiques courants dus au déplacement des personnes et appareils légers, mais elles ne tiennent pas compte des phénomènes d'amplification dynamique, dus à des causes particulières. Pour les appareils spéciaux à prendre en compte séparément, les DPM fixent la valeur des coefficients dynamiques, ou encore fixent les données à prendre en compte pour un calcul dynamique ou une éventuelle vérification à la fatigue (7) .

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(7) Les phénomènes d'amplification dynamique sont liés à la période propre de vibration des ouvrages dont il convient de se tenir convenablement éloigné lorsqu'une excitation suffisante peut être appliquée. Cette excitation peut être produite, par des appareils spéciaux ou par des personnes, par exemple, dans des salles de danse ou de spectacles. Pour ces salles, le problème se pose essentiellement pour les planchers de grande portée. Pour les autres portées, les limitations usuelles des fléchissements sous charge permettent également de se prémunir contre ce risque.

2.3 Incidence sur la valeur unitaire de la charge d 'exploitation de l'étendue de la surface intervenan t dans le calcul d'un élément porteur Dans les cas définis en 2.7 la valeur unitaire de la charge d'exploitation à prendre en compte dans le calcul d'un élément porteur dépend de l'étendue de la surface SP supportée par cet élément (8) .

(8) La surface SP peut, dans les cas courants, être assimilée à celle que supporterait l'élément porteur dans les hypothèses suivantes : charges uniformément distribuées sur toute la surface susceptible d'être chargée. •

appui simple des poutres sur les poteaux, des poutrelles sur les poutres et des dalles sur les poutrelles et poutres. •

absence de continuité entre les travées successives des poutres, des poutrelles et des dalles. •

A titre d'exemple dans le cas des dalles portant dans les deux sens ou dans un seul sens, la surface SP peut être assimilée à la plus petite des deux valeurs : surface totale de l'élément de dalle ; •

2,5 fois la plus petite portée de la dalle du carré. •

Il est loisible de tenir compte des possibilités de répartition transversale des charges pour calculer plus précisément les surfaces SP, ce qui permet de négliger les majorations des charges relatives à de faibles surfaces chargées dans le cas de planchers courants coulés en place tels que : les planchers à dalles, nervures et poutres, les planchers dalles, les planchers à poutrelles et entrevous. Toutefois, il peut exister dans de tels planchers des petites surfaces isolées ou en porte-à-faux qui doivent être spécialement considérées.

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Figure 1

La « valeur unitaire de référence » de la charge d'exploitation correspondant à une « surface de référence », S 0 est définie de telle manière que :

pour une surface SP inférieure à S 0 , une majoration de la charge unitaire doive en principe être appliquée à la valeur de référence, •pour une surface SP supérieure à S 0 , une réduction de la charge unitaire puisse être envisagée par rapport à la valeur de référence. •

Une valeur relative à une surface inférieure à 1 m² n'est pas à prendre en considération à condition de définir une charge concentrée pour les vérifications de poinçonnement et de flexion locale.

2.3.1 Cas des locaux susceptibles d'une réduction p our grandes surfaces (RH) ou d'une majoration évent uelle pour faibles surfaces (MH) Le diagramme suivant donne le coefficient à appliquer à la valeur de référence, correspondant à 15 m², donnée en 2.7 .

Figure 2

Dans l'habitation, compte tenu de l'exigence formulée en 2.6 , les planchers doivent être conçus pour assurer la répartition des charges et le coefficient est plafonné à 1. Pour les balcons, la majoration éventuelle est incorporée dans la charge définie en 2.7.2.1 .

2.4 Dégression en fonction du nombre d'étages Elle s'applique aux bâtiments à grand nombre de niveaux où les occupations des divers niveaux peuvent être considérées comme indépendantes. C'est le cas des bâtiments à usage d'habitation ou d'hébergement pour lesquels la loi de dégression dite également de base donnée ci-après est applicable à l'intégralité de la charge (Q r = 0). Cette dégression n'est pas cumulable avec les réductions pour grande surface, c'est-à-dire qu'elle s'applique à la valeur nominale de référence. Toutefois, il est loisible de prendre pour les premiers niveaux à partir du haut, la plus faible des charges résultant de l'application de 2.3 et 2.4 .

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Lorsque des locaux industriels ou commerciaux occupent certains niveaux, ces derniers ne sont pas comptés dans le nombre d'étages intervenant dans la loi de dégression, et les charges sur les planchers correspondants sont pris en compte sans abattement.

Pour les bâtiments de bureaux, on applique la loi de dégression de base à la fraction de la charge d'exploitation égale à cette dernière diminuée de 1 kN/m² 4 (9) .

4)

1 N/m² = 1 Pa (unité légale de contrainte de pression).

(9) En effet, l'indépendance entre étages n'est généralement que partielle, et les valeurs indiquées dépendant essentiellement des matières en dépôt. Lorsque la valeur donnée en 2.7 est utilisée cela revient à admettre les réductions de charge en valeur absolue que donne la loi de base pour l'habitation et rend aisée l'application à des bâtiments à usage mixte.

Dans les autres cas, les dégressions en fonction du nombre d'étages sont fixées par les DPM. Loi de dégression de base : Soit : Q o la valeur de référence pour le toit ou la terrasse couvrant le bâtiment, Q i la valeur de référence pour le plancher de l'étage i, la numérotation étant effectuée à partir du sommet, Q ri la fraction de la charge de l'étage i à laquelle on n'applique pas la loi de dégression. Sous les réserves précédemment faites, on adopte pour le calcul des éléments intéressés les valeurs ci-après :

Sous le toit ou la terrasse Q o •Sous le 1 er étage à partir du haut Q o + Q 1 •Sous le 2 e étage à partir du haut : •

Sous le 3 e étage à partir du haut : •

Sous le 4 e étage à partir du haut : •

Sous le 5 e étage à partir du haut : •

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Lorsque la charge d'exploitation de référence sur un élément porteur est la même à tous les étages, les valeurs à prendre en compte sont les suivantes (10) :

Sous le toit et la terrasse Q o . •Sous le 1 er étage à partir du haut Q o + Q. •Sous le 2 e étage à partir du haut Q o + 1,9 Q + 0,1 Q r . •Sous le 3 e étage à partir du haut Q o + 2,7 Q + 0,3 Q r . •Sous le 4 e étage à partir du haut Q o + 3,4 Q + 0,6 Q r . •Sous le 5 e étage à partir du haut Q o + 4,0 Q + 1,0 Q r . •Sous le 6 e étage à partir du haut Q o + 4,5 Q + 1,5 Q r . •Sous le 7 e étage et suivants : •

(10) Dans certains cas, selon la configuration et l'organisation du bâtiment, il peut y avoir incompatibilité partielle ou totale entre la présence de certaines charges sur des surfaces superposées. Par exemple, pour les charges dues aux occupants d'un bâtiment haut ou le hall occupe le premier niveau, ces occupants ne peuvent être simultanément dans le hall et dans les étages. On peut alors, pour le calcul des charges transmises aux fondations, affecter la charge du hall d'une réduction supplémentaire à la réduction pour grande surface. Ce non cumul s'applique aussi aux suppléments de charge découlant de l'application des règlements de sécurité.

Les valeurs des charges d'exploitation intervenant pour le calcul d'un élément d'ouvrage peuvent faire intervenir parallèlement la notion de dégression horizontale et verticale (11) .

(11) Ainsi lorsqu'on ne peut appliquer des méthodes simplifiées mentionnées en 2.1 , le chargement à envisager pour la justification des poteaux à l'étage i d'un portique consiste à appliquer les charges d'exploitation sur les niveaux de 1 à i - 1 et de i + 2 à n, compte tenu de la plus favorable des dégressions verticales ou horizontales et à appliquer les charges d'exploitation sur les niveaux i et i + 1 compte tenu de la moins favorable des dégressions verticales ou horizontales. En effet, les moments sollicitant les poteaux de l'étage i sont directement conditionnés par les charges des niveaux i et i + 1.

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Figure 3

2.5 Charges concentrées Sauf indication contraire en 2.7 correspondant à des utilisations spécialisées, on considère une charge concentrée sur un appui de diamètre 25 mm représentant le pied d'un meuble ou équipement égale à 2 kN. Cette charge est utilisée pour les vérifications au poinçonnement ou de flexion locale indépendamment des charges au mètre carré dont le principe est défini en 2.3 . Elle est appliquée au niveau du sol fini, c'est-à-dire qu'il peut être tenu compte des chapes, ravoirages et revêtements de sol dur pour les vérifications au poinçonnement. Les valeurs et les surfaces d'application des charges concentrées correspondant à des matériels lourds ou à des engins de manutention résultent des DPM.

2.6 Cloisons de distribution On entend par cloisons de distribution, les cloisons non porteuses, de poids linéique inférieur à 2,5 kN/m, qui subdivisent les locaux et dont il existe une densité relativement importante et régulière dans certains types de bâtiments (habitation, bureaux, etc.). En fonction de leur poids, ces cloisons peuvent être classées dans une des catégories suivantes :

cloisons « très légères », dont le poids linéique est inférieur à 1,0 kN/m, •cloisons « légères » dont le poids linéique est inférieur à 2,5 kN/m. •

Il revient aux DPM de définir clairement de quelle catégorie il s'agit dans chaque cas (12) .

(12) L'attention des maîtres d'ouvrage est attirée sur les conséquences de ce choix qui implique que l'on ne change pas ultérieurement de catégorie de cloison.

Lorsque les planchers sont tels que la répartition correspondante des charges est assurée, les cloisons « très légères » et « légères » peuvent être prises en compte, comme une charge permanente uniformément répartie, égale à 0,40 kN/m² et à 1,0 kN/m² respectivement.

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Toutefois, pour des bâtiments d'habitation à refends transversaux porteurs rapprochés (c'est-à-dire ne comportant pratiquement pas de cloisons parallèles aux refends), ces charges peuvent être ramenées à 0,20 kN/m² et à 0,50 kN/m² respectivement. Pour les cloisons « lourdes » (de poids linéique supérieur à 2,5 kN/m), ainsi que pour les cloisons « très légères » et « légères » des bâtiments autres que ceux d'habitation ou de bureaux, le poids des cloisons et leur emplacement doivent être spécifiés par les DPM, à moins que ces derniers n'exigent la répartition pour une valeur de charge qui, résultant d'une étude préalable, peut être différente de 0,40 kN/m² et de 1,0 KN/m² respectivement (13) .

(13) Divers planchers, notamment les planchers en béton couramment utilisés dans l'habitation comme les planchers dalles ou les planchers à entrevous en terre cuite ou en béton, assurent cette répartition. Il peut cependant être intéressant, dans ce cas, de raidir le plancher au droit des cloisons initiales en vue d'un meilleur comportement de celles-ci. Il est possible de prévoir le déplacement de cloisons lourdes moyennant une étude appropriée du plancher, et d'ajouter aux charges figurant au tableau la charge uniformément répartie qui y correspond. Il est prudent que les DPM prévoient la répartition des cloisons légères dans le cas où le maître d'ouvrage n'a pas prévu l'intervention d'un service de travaux qualifié.

Dans le cas des bâtiments d'habitation, la conception du plancher doit être telle que la répartition des charges dues au poids des cloisons « très légères » et « légères » soit assurée, ces dernières pouvant être placées en des positions quelconques.

2.7 Valeurs des charges d'exploitation fixées de fa çon générale Ces valeurs sont d'abord données pour un certain nombre de locaux que l'on retrouve dans plusieurs catégories de bâtiments, et ensuite, pour les principales catégories de bâtiments (habitation, scolaires, etc.). Ces dernières listes correspondent à une définition plus précise du type d'occupation et s'appliquent en priorité.

2.7.1 Liste en fonction de la nature des locaux Divers locaux peuvent avoir des utilisations multiples. Dans ce cas celle qui conduit à la valeur la plus élevée de la charge doit être considérée. Dans certains cas de surfaces a priori susceptibles de transformations, il peut être définie une valeur pondérée à partir d'une étude préliminaire. Dans la colonne « Indications complémentaires », le sigle RH indique les cas où s'applique la réduction de base pour grandes surfaces définie en 2.3 , et le sigle MH indique les cas où s'applique éventuellement la majoration pour faibles surface.

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(14) Il n'est pas prévu de MH, les valeurs indiquées tenant compte des circulations

(15) L'expérience des constructions scolaires et hospitalières montre qu'avec le matériel actuel, les planchers peuvent être calculés pour une charge uniformément répartie globale de : 5,0 kN/m² à laquelle on applique éventuellement la majoration MH

(16) La valeur indiquée englobe les coefficients dynamiques sous les réserves faites en 2.2

(17) Les établissements concernés sont les salles de spectacles, certaines salles d'exposition etc. le cas des constructions scolaires étant traité au paragraphe 2.7.2.3 . L'accumulation de personnes peut résulter de circonstantes accidentelles comme par exemple l'incendie.

2.7.2 Liste par type d'utilisation

2.7.2.1 Bâtiments à usage d'habitation

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(18) Du point de vue de l'exploitation, cette charge pourrait être réduite pour les combles de faible hauteur. Mais sur un plancher, il faut considérer un minimum de charges lors de la construction.

2.7.2.2 Bâtiments de bureaux

2.7.2.3 Bâtiments scolaires et universitaires

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(19) En dehors de leurs circulations internes, ces locaux sont comparables aux salles de classe. Une étude plus précise pourrait être faite sur la base de 2,5 kN/m² dans les zones de places assises et de 4 kN/m² dans les zones libres à condition de tenir compte des variations de position possibles de ces zones.

2.7.2.4 Bâtiments hospitaliers et dispensaires

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(20) En l'absence d'informations sur l'équipement lourd, l'expérience montre qu'avec le matériel actuel, les planchers peuvent être calculés pour une charge uniformément répartie globale de : 3,5 kN/m² dans les cas suivants : locaux techniques des laboratoires, réadaptation fonctionnelle (non compris hydrothérapie), stérilisation, cabinet de stomatologie et de 4.0 kN/m² pour les salles de radiodiagnostic.

(21) Dans l'état actuel, les charges pour équipements suspendus en plafond peuvent être prises égales à : 1,0 kN/m² (charges mobiles de 2 kN appliquées sur une surface de 1 m x 1 m.)

2.7.2.5 Bâtiments à usage sportif et d'éducation physique Si les DPM ne précisent pas de valeurs, on peut se conformer aux errements actuels consistant à admettre, pour les locaux soumis aux actions dynamiques dues aux sportifs une charge d'exploitation statique de 5 kN/m².

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2.7.3 Toitures - terrasses techniques Ces toitures définies par le DTU 43.1 ont à supporter des installations et équipements mais aussi des charges mobiles, notamment du personnel d'entretien. Pour ces toitures, il convient de prévoir une charge répartie de 1,5 kN/m² en plus de celles dues à la circulation et au stockage des charges mobiles (chariots, balancelles, etc.).

2.7.4 Terrasses accessibles aux usagers Les valeurs minimales des charges d'exploitation uniformément réparties sont les suivantes :

Terrasses privées (sans tenir compte des jardinières éventuelles) 1,5 kN/m². •Terrasses recevant du public, à usage déterminé (restaurants, spectacles assis, par exemple) : en fonction de l'usage selon 2.7 . •

2.7.5 Dalles - jardins privatifs On considère en sus du poids des terres une charge uniformément répartie de 1 kN/m² (22) .

(22) Cette valeur ne prend pas en compte les accumulations de terre et le poids de l'eau contenue.

2.7.6 Efforts horizontaux sur garde-corps pour pali ers, escaliers et balcons Les efforts appliqués sur les garde-corps et leurs ancrages sont des efforts quasi-statiques et des chocs. En ce qui concerne les efforts linéiques quasi-statiques, les valeurs à prendre en compte sont les suivantes (23) :

(23) Des charges plus importantes peuvent être considérées dans certains cas, spécifiées dans les DPM.

pour les locaux privés : a.dans le cas de zones de stationnement de longueur > 3,25 m : 0,4 kN/m, •dans le cas de zones de stationnement de longueur ≤ 3,25 m : un effort global de 1,3 kN uniformément réparti sur la longueur du garde-corps conforme au diagramme ci-dessous .

•

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Figure 4

pour les coursives et cages d'escaliers des habitations collectives : 0,6 kN/m, b.pour les bâtiments recevant du public : 1,00 kN/m, c.pour les tribunes de stades : 1,70 kN/m sauf au droit des escaliers desservant les gradins ou tribunes et aux extrémités des gradins débouchant sur le vide pour lesquels la valeur de 1 kN/m est applicable.

d.

Le point théorique d'application des charges est situé à 1,0 m au-dessus de la « zone de stationnement normal » telle que définie dans la norme NF P 01-012 (article 1.5.3.1) . En ce qui concerne les chocs il convient de se référer à la norme NF P 01-013 . Dans le cas de garde-corps à montants lors du choix de l'espacement de ces derniers, il y a lieu de tenir compte du fait que les scellements courants (pour les montants sans jambe de force) ne résistent pas en toute sécurité à un moment fléchissant supérieurs à 0,65 kN.m par montant. La section et le scellement des montants situés en extrémité d'un balcon doivent être les mêmes que ceux des montants courants.

2.7.7 Escaliers et passerelles dans les locaux indu striels Les charges verticales sur les escaliers et passerelles dans les locaux industriels sont les suivantes :

charge répartie : 2 kN/m², •charge concentrée : 1 kN. •

Lorsque les passerelles n'appartiennent pas au circuit général de circulation, sont exclusivement réservées à l'accès à certains appareils et permettent le passage de front d'une seule personne, les charges à considérer peuvent être réduites comme suit :

charge répartie : 1,5 kN/m², •charge concentrée : 1 kN. •

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2.7.8 Garde-corps des installations industrielles Pour les garde-corps qui ne sont pas conformes aux dispositions de la norme NF E 85-101 « Eléments d'installations industrielles - Garde-corps métalliques » , les charges linéiques horizontales à considérer sont de 0,6 kN/m. Ces charges linéiques peuvent être réduites à 0,3 kN/m pour les garde-corps destinés aux passerelles n'appartenant pas au circuit général de circulation comme défini en 2.7.7 .

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3 Charges d'exploitation ne pouvant être définies de façon générale

3.1 Evaluation des charges d'exploitation En application des remarques faites en 1.3 , il est particulièrement nécessaire dans le présent cas de préciser ce que comprennent les charges d'exploitation et, parallèlement, les poids et conditions d'application des équipements fixes (accrochés en plafond par exemple), à prendre en compte étant entendu qu'il est loisible de fixer une valeur globale. Lorsque le plancher assure une répartition transversale convenable eu égard au type d'utilisation, les charges d'exploitation peuvent être remplacées par un système de charges conventionnelles constitué :

d'une charge uniformément répartie proportionnelle à la longueur ou à la surface de l'élément auquel elle s'applique, •d'une charge concentrée pour les vérifications de poinçonnement et de flexion locale. •

Ce système conventionnel devra tenir compte des effets dynamiques éventuels (24) .

(24) Dans le cas de déplacement de charges lourdes, les coefficients dynamiques sont fréquemment compris entre 1,25 et 1,50.

3.2 Planchers des locaux d'archives, des dépôts ou réserves de bibliothèques, des entrepôts de marchan dises et magasins de stockage Bien que les charges d'exploitation de ces locaux ne présentent pas exactement les mêmes caractères (les charges dans les deux premiers tendent généralement à plus ou moins bref délai vers leur valeur maximale avec de faibles variations ultérieures, alors que dans les seconds elles présentent une allure davantage cyclique) il est possible d'évaluer les valeurs d'utilisation des charges d'exploitation sur les mêmes bases, selon ce qui suit. De la façon la plus générale, les charges sont définies par le plan des zones de stockage et la hauteur du stockage, ainsi que par le poids des matières ou objets en dépôt par unité de volume occupé ou par le poids par unité de longueur de stockage d'encombrement défini. Pour un stockage homogène, ou en retenant les possibilités les plus sévères, on peut considérer des bandes de plancher régulièrement espacées et ayant la largeur des zones de stockage prévues. Il est alors fréquemment possible vis-à-vis des effets d'ensemble de répartir uniformément la charge totale (25) .

(25) En effet, lorsque l'entraxe des bandes de stockage est petit par rapport à la portée, les sollicitations de répartition transversale sont réduites.

Pour les archives de bureaux et les dépôts de bibliothèques classiques à casiers fixes, la répartition conduit pour une hauteur de 3,00 m sous plafond aux valeurs au mètre carré ci-après :

dépôt de bibliothèque courant : •pourcentage d'occupation au sol du rayonnage 40 % : 5 kN/m², •pourcentage d'occupation au sol du rayonnage 50 % : 8 kN/m² ; •

archives de bureaux : •pourcentage d'occupation au sol du rayonnage 50 % : 6 kN/m². •

Par contre, pour les effets locaux et la vérification des éléments secondaires du plancher, il est moins souvent possible de considérer la charge uniformément répartie définie plus haut. Sauf indication des DPM fixant « ne varietur » la position des bandes, celles-ci sont supposées pouvoir être placées dans les conditions les plus défavorables. On tient compte en outre des engins de manutention prévus, chargés et placés en un point quelconque entre les bandes. La charge concentrée pour les vérifications de poinçonnement, qu'elle résulte du stockage ou d'un engin de manutention, est définie par les DPM 5 .

5)

Il est déconseillé de choisir sur un carré 5 cm × 5 cm, une charge inférieure à la charge surfacique définie ci-avant.

NOTE : Cette façon de procéder n'est pas applicable aux ouvrages du type silos, pour lesquels il y a lieu de se reporter à des textes ou études spécifiques.

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3.3 Planchers des grandes surfaces de vente Le processus d'évaluation est semblable à celui qui est prévu en 3.1 . Mais il est moins souvent possible de répartir la charge totale. Ce processus est appliqué pour le stockage des produits mis en vente, et sur le reste de la surface on considère une charge uniformément répartie de 3,50 kN/m².

3.4 Charges sur les planchers d'ateliers et d'usine s Les valeurs caractéristiques des charges d'exploitation sont normalement définies par les DPM. A défaut, on envisagera la charge la plus défavorable correspondant à l'exploitation normale des bâtiments, et à des circonstances particulières (montages, entretien annuel, réparation, etc.).

En situation normale d'exploitation, les charges à considérer correspondent à la somme : a.des charges constituées par les installations et unités de production définies par leur poids, leur encombrement, leurs localisations et leurs conditions d'appui sur le plancher, ainsi que par les coefficients dynamiques à appliquer à leur poids.

1.

des effets des matériels roulants lourds éventuellement nécessaire à la manutention des produits, soit à l'entretien des machines défini par des caractéristiques nominales complètes.

2.

d'une charge uniformément répartie au mètre carré représentant le personnel, les approvisionnements en produits, les déchets et le matériel roulant léger, liés au fonctionnement des machines.

3.

En situation particulière au cours de laquelle une partie des machines et matériaux peuvent être rassemblés sur une zone réduite des planchers, on estimera une charge uniforme probable, et on déterminera cas par cas la surface affectée par cette charge.

b.

Dans le cas d'atelier de fabrication légère équipé de machines-outils d'un poids surfacique inférieur à 5 kN/m² et régulièrement distribuées, les charges correspondant aux situations ci-dessus peuvent être assimilées à une charge uniformément répartie (26) .

(26) Les valeurs suivantes correspondent à des cas courants : 3 kN/m² en l'absence de zones de stockage de produits denses. •

5 kN/m² avec des produits denses stockés en faible hauteur. •

3.5 Garages et parcs de stationnement autres que de s véhicules légers Les véhicules susceptibles de les utiliser sont définis par le poids total en charge ou à vide, selon le cas :

le poids par essieu, dans les mêmes conditions, •l'encombrement, •l'empattement et la distance entre essieux, •le coefficient dynamique. •

Concernant la charge poinçonnante résultant de l'utilisation d'un cric, il est admis, contrairement à ce qui peut se passer dans un atelier, qu'elle n'intéresse que la demi-charge d'un essieu que l'on affecte d'une majoration de 20 %.

3.6 Charges autres que celles supportées par les pl anchers Elles comprennent les charges reportées directement sur les poteaux ou par l'intermédiaire de poutres. Les installations sont définies par leur localisation, et leur poids unitaires ou linéiques. Pour les ponts roulants, il y a lieu de se référer à des textes ou études spécifiques.

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4 Charges d'entretien des toitures Les toitures non accessibles aux usagers le sont, par contre, pour l'entretien de la toiture et des ouvrages en saillie. C'est pourquoi dans le cas de ces toitures on ne définit pas des charges d'exploitation mais des charges d'entretien. Ces charges ont un caractère différent du point de vue de leur fréquence et de leur durée d'application et par conséquent des combinaisons d'actions. Les charges d'entretien prévues ci-après supposent que cet entretien est fait par des professionnels avertis (27) .

(27) Des charges d'entretien des toitures ne sont pas cumulées avec les charges climatiques. De façon générale, il est conseillé de se préoccuper de l'accrochage à des éléments de charpente ou aux acrotères des supports des balancelles utilisées pour le ravalement. Il est aussi rappelé que l'on doit tenir compte dans certains cas de terrasses et toitures à faible pente, de la possibilité d'accumulation d'eau jusqu'au niveau des trop pleins.

4.1 Couvertures sur charpente Les charges d'entretien sont conventionnellement assimilées à deux charges concentrées de 1 kN appliquées au 1/3 et aux 2/3 des portées. Lorsque les portées sont inférieures à 3,00 m, les deux charges sont placées à 1,00 m d'intervalle dans les conditions les plus défavorables en ne tenant pas compte, dans le cas de continuité, de la charge extérieure de la portée considérée (28) .

(28) Cela revient, pour les éléments de portée ≤ 2,00 m à appliquer une charge concentrée de 1 kN au milieu de la portée. Ces charges d'entretien correspondent au poids des personnes susceptibles d'accéder à la toiture.

4.2 Charges sur les couvertures en éléments autopor tants Eléments de dimensions et poids modérés manipulables sans appareils. •La charge d'entretien est constituée par deux charges concentrées placées au tiers et aux deux tiers des portées. Chaque charge est prise égale à 1 kN plus le demi-poids d'un élément.

Eléments de grande portée mis en place avec des moyens spéciaux. •La charge d'entretien est à déterminer dans chaque cas en fonction de ces moyens (29) .

(29) La condition de circulation des personnes est en conséquence toujours satisfaite.

4.3 Terrasses et toitures recevant une étanchéité, non accessible aux usagers de l'immeuble On considère une charge d'entretien affectant 10 m² de la surface de la toiture en s'ajoutant au poids propre de la couverture. Sa valeur au mètre carré est égale, soit au poids moyen des matériaux constituant l'étanchéité et de ceux placés au-dessus d'elle plus 0,50 kN, soit à 1 kN si ce poids n'est pas atteint par l'ensemble précédent (30) .

(30) Cette charge correspond à la réfection de l'étanchéité et enveloppe les effets des autres charges d'entretien.

Les 10 m² forment un rectangle, dont un côté est éventuellement déterminé par l'entraxe entre les éléments de structure considérés. Cette surface est placée dans les conditions les plus défavorables pour la vérification considérée.

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Annexe 1 (homologuée) Valeurs représentatives des charges d'exploitation intervenant dans les combinaisons d'actions prévues dans les règles de calcul des structures aux états limites Cette annexe fait partie intégrante de la norme. Il s'agit des valeurs dites « de combinaison » ψ 0 Q K , « fréquentes » ψ 1 Q K et « quasi-permanentes » ψ 2 Q K K intervenant dans les combinaisons d'action. Les coefficients ψ 0 , ψ 1 et ψ 2 qui affectent la valeur caractéristique de la charge d'exploitation dans ces combinaisons, sont indiqués dans le tableau ci-dessous ; ces coefficients sont utilisés pour les différents règlements de calculs, relatifs aux divers modes de construction, se référant aux directives communes de 1979, sous réserve des simplifications que ces règlements pourraient introduire et en conservant l'équivalence des résultats.

Les valeurs de ψ 0 contenues dans le tableau interviennent dans des combinaisons d'actions dans lesquelles l'action de base peut être le vent, ou bien la neige correspondant à une altitude ≤ 500 m. Lorsqu'il s'agit de combinaison d'actions dans lesquelles l'action de base est la neige correspondant à des altitudes > 500 m, la valeur de ψ 0 indiquée dans le tableau pour les locaux à l'exception des archives et parcs de stationnement, doit être majorée de 10 %. Les coefficients ψ 0 s'appliquent à la valeur de la charge qui résulte après les dégressions prévues par la norme pour grande surface ou pour grand nombre d'étages. Les coefficients ψ 1 et ψ 2 s'appliquent à la valeur de la charge n'ayant pas subi des dégressions, mais les produits ψ 1 Q K et ψ 2 Q K doivent être plafonnés à la valeur ψ 0 Q' K , Q' K

étant la valeur de la charge après dégression. Les coefficients ψ 1 et ψ 2 sont utilisables également dans des combinaisons accidentelles si d'autres valeurs ne sont pas précisées par les règlements spécifiques. Les valeurs de ψ 2 indiquées sont utilisables pour déterminer les charges d'exploitation de longue durée intervenant dans le calcul de fluage pris en compte vis-à-vis des états ultimes de résistance. Comme elles ne conduisent pas aux valeurs de charges les plus probables, il est loisible de prendre pour certaines estimations (par exemple celle de la déformation la plus probable) des valeurs inférieures. Cas des bâtiments industriels Les valeurs « de combinaison », « fréquentes » et « quasi-permanentes » des charges à prendre en compte sur les planchers d'ateliers et d'usines sont déterminées comme suit :

ψ 0 est constitué par la somme des trois catégories de charges indiquées au point a, paragraphe 3.4 de la norme , la dernière catégorie, notamment la charge uniformément répartie au m², étant affectée par un coefficient de réduction égal à 0,77 ( voir tableau ).

•

ψ 1 Q K est pris égal à ψ 0 Q K . •ψ 2 Q K est constitué par la somme de la première et la troisième catégories de charges indiquées au point a, paragraphe 3.4 de la norme , la troisième catégorie (charge uniformément répartie au mètre carré étant affectée par le coefficient 0,65 ( voir tableau ).

•

Compte tenu de son caractère local, les vérifications sont éventuellement conduites en tenant compte de la répartition transversale.

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Dans le cas où, compte tenu des dispositions d'ensemble des bâtiments et de la couverture, il serait admis par les DPM de ne pas prendre en compte cette charge sur 10 m², on procède comme pour les couvertures en portant toutefois les charges concentrées à 1,50 kN. Pour les charpentes métalliques ou en béton supportant des bacs, ce rectangle a pour dimensions 3,60 m parallèlement à la portée, et 2,80 m dans l'autre sens (soit 10 m² de surface chargée) située dans la position la plus défavorable pour la vérification considérée (31) .

(31) Pour les planchers assurant normalement la répartition des charges localisées, on considère, compte tenu des pondérations que l'on peut appliquer à ces charges d'entretien, que la vérification sous la charge définie ci-dessus est satisfaite lorsque le plancher est vérifié pour une charge d'exploitation uniformément répartie sur toute la surface de 1 kN/m².

Tableau

© AFNOR 1986 - Imprimé par BET SECBA le 30/09/2011

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