Règles Applicables Aux Éléments Courants

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Règles applicables aux éléments courants

7.4 Voiles [9.6]Les règles qui suivent s'appliquent aux voiles en béton armé dont la loi t gueur est au moins égale à 4 fois l'épaisseur, et dont les armatures soi prises en compte dans le calcul de la résistance.

La quantité et les dispositions constructives appropriées des armatur peuvent être déduites de modèles bielles et tirants.

7.4.1 Voiles de contreventemenl

Les voiles de contreventement sont des voiles en béton armé ou ni armé contribuant à la stabilité latérale de la structure.

L’annexe 1.2 de l'EN 1992-1-1 propose de déterminer la distribution < efforts latéraux entre les voiles d’un niveau donné, pour des bâtiments moins de 25 étages dans l'hypothèse où les déformations d'effort tra chant ne sont pas significatives, par la formule :

avec :

► P effort latéral total appliqué

► e excentricité de l'effort P par rapport au centre de rigidité

► Eln rigidité du voile n

► yn distance du voile n au centre de rigidité

■ Diagramme de contrainteLe diagramme des contraintes normales d'une section droite d'un de contreventement soumise aux sollicitations de flexion composée son plan N^d et VECI peut être :► entièrement comprimé, ou partiellement comprimé sans nécelj

d'armatures tendues ;► partiellement comprimé, avec la nécessité de disposer des

arniiifj tendues.Poteaux et voiles

193

premier cas relève des voiles non armés qui font l’objet de la section pour les limites de contraintes normales et de cisaillement.

second cas relève des sections 6 à 9 de l’EN 1992-1-1. s Recommandations professionnelles précisent que les voiles armés iivent être étudiés, comme indiqué en 5.83.2 (7) en remplaçant iw par On notera également que les voiles armés peuvent être étudiés en probant par juxtaposition de bandes adjacentes fictives, a admet le plus souvent de limiter la largeur des bandes à la plus petite a deux valeurs : la moitié de la hauteur d’étage et les 2/3 de la longueur la zone comprimée.

4.2 Voiles en béton non armé

Longueur efficace £0 [12.6.5.1]

i longueur efficace l0 d’un voile non armé, de largeur by peut être supposée ^ a fttwy expression dans laquelle lw est la hauteur libre du voile, mesurée -air nus de planchers, et ¡3 un coefficient déterminé de la façon suivante :

tarins de (3 ne s’appliquent que si le voile n’a pas d’ouverture de tui supérieure au tiers de la hauteur libre du voile, ou de surface b u tire à 1/10 de la surface totale du voile.

&.W « as où un voile est lié de manière rigide en flexion le long de ses h faut et bas par du béton coulé en place et un ferraillage approprié ifiitr que les moments sur les bords peuvent être entièrement équili- i: l . valeurs de P peuvent être multipliées par 0,85.


■ Méthode de calcul simplifiée [12.6.5.2]

En l’absence d’une approche plus rigoureuse, l’effort normal résistant calcul pour un voile en béton non armé peut être calculé comme suit

Nm 5=1 bhwfçè^

avec :

► b largeur du voile,

► /zw épaisseur du voile,

► <î> facteur incluant les effets du second ordre et les effets normaux t fluage.

avec : 1• Ctot ~ £i> ]

• e0 excentricité du premier ordre, incluant le cas échéant les effet]

des planchers et les actions horizontales, ]• e\ Fexcentricité due aux imperfections géométriques.

Selon F Annexe nationale, Fexpression n’est valable que s em ^ 0, 15/ÏW et si À < 40.

7.4.3 Voiles en béton armé

■ Armatures verticales

□ Pourcentages minimal et maximal

Il convient que la section d’armatures verticales soit comprise entreAs,vmin As>vmax.

Les valeurs de AS;Vmin et AS;Vmax peuvent être fournies par l’Annexe nationale. Les valeurs à utiliser sont :

As,vmin = 0,002AC, sauf pour les bâtiments

As,vmax = 0,04AC (hors zones de

recouvrement)

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si Nsd ^ NRÎI,12

si NEÔ > AfccU2

Poteaux et voiles

flit itjue le calcul conduit à prévoir Taire minimale, il convient de la ¿¿pai lir par moitié sur chaque face.

£mti les bâtiments, la valeur à utiliser pour tout voile armé, ou toute tmiuic d’un voile armé, est la suivante :

► A7Ed est la valeur de calcul de l’effort normal agissant sur ce

voile ou cette bande de voile ;

► A^Rd,6 est la valeur de calcul de l’effort normal résistant de

ce voile ou de cette bande de voile, calculé comme un voile

armé (Section 6 de TEN 1992-1-1) ;

^Rd,6 — + Asjfyd,

avec :

• Ac aire brute de la section droite de béton,

• As aire de la section des armatures longitudinales ;

► A^Rd,i2 est la valeur de calcul de l’effort normal résistant de

ce voile ou de cette bande de voile, calculé comme un voile

non armé (Section 12 de l’EN 1992-1-1)

A^Rd,12 = fcâbhw (î — — ^

• b est la largeur de la section droite du voile ou de la bande• hw est la hauteur, ou encore l’épaisseur, de la section droite

du voile ou de la bande• e est l’excentricité de N^d dans la direction hw.

□ Espacement

il convient de limiter la distance entre deux barres verticales

adjacentes à 3 fois l’épaisseur du voile et 400 m.

196

□ Espacement

si A%d < A^Rdfi2

avec un minimum de

0.< dans les autres

cas

Dans toute partie de voile où la section totale des armatures vertical

Les Recommandations professionnelles apportent les précisions a)


■ Armatures horizontales

□ Pourcentage

Il convient de prévoir des armatures horizontales parallèles aux ments du voile (et aux bords libres) sur chaque face.

Il convient que la section de ces armatures ne soit pas inférieure ti

è

Il convient de limiter à 400 mm l’espacement entre barres hori/ottf

■ Armatures transversalessupérieure à 0,02AC, il convient de prévoir des armatures transve conformément aux exigences prévues pour les poteaux.

La plus grande dimension visée pour l’application de la réduction dr 1 cernent maximal n’a pas à être prise supérieure à 4 fois l’épaisseur du

Lorsque les armatures verticales sont en premier lit, il convient ment de prévoir au moins 4 armatures transversales en forme de ciid d’étrier par m2 de surface de voile.

Il n’est pas nécessaire de prévoir des armatures transversales lorsqu# treillis soudés ou des barres de diamètre 0 ^ 16 mm sont employés un enrobage de béton supérieur à 20.

7.5 Dispositions constructives des

mumentaires à l’EN 1992-1-1 et à l’Annexe nationale.

7.5.1 Épaisseur minimaleL’épaisseur minimale des voiles de façade et de pignon dont les i m ristiques de résistance à la pénétration de l’eau peuvent être affecté#

196

Poteaux et voiles

jnm» du béton doivent avoir une épaisseur d’au moins 15 cm parties courantes. Ceci ne concerne donc pas les façades et i-totq'ées par un parement rapporté du type bardage, peau

ou

>1 comprise entre 10 cm et 15 cm peut néanmoins être admi- ih .m laces limitées pour autant qu’elle reste compatible avec des *I**II% de ferraillage normalement réalisable. À titre d’exemple, une fniu- deux trumeaux peut, le plus souvent, être considérée comme la* r [nuitée. U faut pouvoir justifier du recouvrement et des croi- dr% ferraillages, ainsi que de l’enrobage des aciers, au droit du d'épaisseur.

pÿè ê f i i v minimale des autres voiles de façade et pignon est de 12 cm * mirante.

f / Contrainte normale

àdiiii', en règle générale que les charges provenant des niveaux supé- rt / ou du poids de la partie de voile située au dessus du niveau feu sont uniformément réparties dans la section droite de ce

I!

îoibu nullement le cas de toute section droite située à mi hauteur fihr.ni, en l’absence de charge concentrée située au dessus.

díame concentrée est supposée se répartir à l’intérieur de la zone irr pat* deux droites inclinées sur la verticale de 1/3 dans le cas des nm! armés horizontalement et 2/3 dans le cas des voiles armés #ifilaleinent, à condition que la charge répartie ainsi trouvée ait une 3ïiir portée par l’axe de la charge concentrée d’origine, sauf à justi- f> o autrement par l’action de forces horizontales antagonistes ti tir % sollicitant les autres voiles de contreventement.

,t,imaintes normales apportées par une poutre ou une dalle sont sup- v - uniformément réparties le long de l’épaisseur du voile sauf pour fi sullant de la poutre ou de la dalle située immédiatement au

des- la section droite envisagée dans le cas d’un voile de rive.

196

IP

Figure 7.1

tI


On admet, dans le cas d5un voile de rive, que le supplément de contrainte normale du à la réaction d'appui de cette poutre ou dalle est distribué linéairement sur une profondeur d'appui égale à la plus petite des deux valeurs suivantes : l'épaisseur du voile et la hauteur de la poutre ou dalle.

Les contraintes résultant des réactions d'appui des

poutres et dalles des niveaux supérieurs sont supposées uniformément réparties suivant l'épaisseur.

Il en est de même pour les réactions d'appui de toutes les poutres et dalles située au dessus lorsqu'on envisage une section droite à mi hauteur d'un niveau.

7.5.3 Justification de la résistance

Le cas des voiles soumis à des actions extérieures perpendiculaires à leur plan moyen peut être traité par la Section 12 Structures en béton non armên ou faiblement armé de FEN 1992-1-1 avec prise en compte de l’effet des sollicitations correspondant à ces actions dans l’estimation de 1’excentrL

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to » 1,00£v

to * 0,90tw

ÎQ — 0,85lw

Poteaux et voiles

jJif hors plan, dès lors que le bâtiment possède trois plans de contrevents ? t ni ? í non concourants,

t Vu la plupart du temps le cas des voiles d’infrastructure soumis àI a, non latérale des terres,

l! * t rappelé que les actions de gradient thermique, de retrait, d’imper- ü nous localisées, de vent entre deux niveaux,,., sont habituellement iïryln'ces pour autant que leur importance reste faible vis-à-vis des à* lions principales agissant dans le plan moyen, ce qui est généralement h . AS dans les bâtiments courants possédant trois plans de contrevente- iiir ni non concourants.

I/application de la clause 12.6.5.1 (4) Élancement des poteaux et des voiles, lit met de retenir les cas suivants pour les voiles

ou les bandes de voiles :

€ 0 * hOOU ÎQ = 0,9$£w tg « 0,90¿w

A c haque niveau d’un voile, on peut, le plus souvent, n’effectuer que dr 11 x vérifications :► celle pour une section droite à mi niveau : les contraintes normales sous charges

gravitaires sont supposées réparties uniformément suivant l’épaisseur. Il faut tenir compte des excentricités du premier ordre, des excentricités d’imperfection géométriques et de leur amplification due à l’effet du second ordre ;

* celle pour une section droite en haut du niveau : les contraintes normales sous charges gravitaires sont supposées réparties uniformément suivant l’épaisseur sauf pour celles provenant du niveau immédiatement au dessus de la section droite pour lesquelles on retient les variations triangulaires ou trapézoïdales comme vu ci-dessus. Il faut tenir compte des excentricités du premier ordre, des excentricités d’imperfection géométriques mais pas de leur amplification due à l’effet du second ordre.


7.5.4 Dispositions constructives de chaînage► Pour les bâtiments et pour tout voile d’au plus 25 cm d’épaisseur, I

sections d’acier et dispositions minimales à respecter sont précisé ci-dessous.► Pour les voiles d’épaisseur supérieure à 25 cm, les sections d\u k doivent être au moins

majorées au prorata de l’épaisseur.

Dispositions minimales d'armatures verticales :► Les extrémités libres, débouchant en façade ou pignon, du nivr supérieur sous plancher

terrasse de tout voile doivent comporter chaînage vertical continu CV d’au moins 1,5 cm2.► Les angles des ouvertures pratiquées dans tout voile (telles que d fenêtres ou portes,...)

doivent être bordées par des aciers verticaux H d’au moins 0,85 cm2 sur au moins 0,40 m et convenablement an* r *

► Le ferraillage vertical AV des voiles constituant tout ou partie d r façade ou d’un pignon doit en outre constituer une armature de continue d’au moins 0,6 cm2 par mètre linéaire, avec un espace!ne maximal de 0,50 m. Cette section AT est portée à 1,0 cm2 par mtf linéaire à la reprise basse de tout voile du niveau supérieur sous pljt cher terrasse.

Dispositions minimales d'armatures horizontales :► Les ouvertures pratiquées dans tout voile (telles que des fenêtres portes,...) doivent

être bordées par des aciers horizontaux RI ï d moins 1,0 cm2 et convenablement ancrés.

► Le ferraillage horizontal des voiles constituant tout ou partie d'il façade ou d’un pignon doit en outre constituer une armature de p= AH d’au moins 1,2 cm2 par mètre linéaire, avec un espacemen I ni ! mai de 0,33 m.

► Des aciers horizontaux complémentaires RH1 de section au nu* égale à 2,35 cm2

doivent exister dans le 0,50 m en partie haute niveau supérieur des voiles précédents, sous le plancher terrasse m défaut, dans le plancher lui-même.

201

Poteaux et voiles

p..iit ifs bâtiments, les sections d’aciers définies ci-dessus doivent être au »...... majorées au prorata de l’épaisseur dans le cas de voiles d’épaisseur#üjM i innés à 25 cm.

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