Squence 14- Solutions constructives et comportement des
structures dans l'habitatQT 3Comment caractriser des matriaux et
structures?M3
QT 4Comment dimensionner et choisir des matriaux et
structures?M3
S14-C4Calcul des descentes de charge dans le btiment
Partie 1:E.L.U. E.L.R.
Le B.A.E.L. ( Bton Arm aux Etats Limites) prescrit les rgles
techniques de: Conception; Calcul des diffrents ouvrages de la
structure B.A. Justification (vrifications diverses et disposition
constructives minimales)Notion dtats limites (B.A.E.L. A1) Dans le
domaine de la construction un tat limite est celui qui satisfait
strictement aux conditions prvues sous leffet des actions (forces,
moments) qui agissent sur la construction ou sur lun de ses lments.
Quelles sont ces conditions?Citons: Stabilit, rsistance, durabilit,
dformation non nuisibles pour satisfaire les fonctions techniques
dutilisation des structures.Exemple: Rsister aux sollicitations
imposes par les intempries, les dilatations, le retrait, Etats
limites ultimes et Etats limites de ServiceIl est ncessaire de bien
diffrentier ces deux tats qui sont considrer dans tous les calculs
BA soit directement, soit implicitement pour l'un des
tats.Enseignement Transversal1. Principes de conception des systmes
et dveloppement durableEnseignement Transversal
F BALLESTERD:\C - Travail\113 cours
2013\11_STI2D\STI2D_par_seance\TSTI2D_Seance05\sequence 14-C4
Actions permanentes et variables.docxPage 1 / 10sequence 14-C4
Actions permanentes et variables.docxPage 10 / 10Etat limites
ultime (E.L.U.)On distingue: Etat limites dquilibre
statiqueStabilit des constructions (non-glissement,
non-renversement) Etat limite de rsistance (symbole
E.L.U.R.)Capacit portante qui dpend des matriaux constitutifs
(non-rupture par crasement ou par allongement excessif) Etat limite
de stabilit de forme (symbole E.L.U.S.F.)Pas dinstabilitExemple:
pour un poteau BA, pas de risque de flambement.Etat limites de
servicesOn distingue: Etat limites de compression du btonContrainte
de compression borne par le rglement BAEL ) Etat limites de
dformationsLimitations des dsordresExemples: Flches des planchers
limits pour rduire les dsordres de fissuration des cloisons ou des
revtements scells. Etat limites douverture des fissures.Durabilits
des ouvragesExemple: Non-corrosions des aciers
Principes gnraux des justificatifsIls sappliquent
essentiellement pour: La scurit des ouvrages, par utilisation de
coefficient de scurit: Coefficient de majoration pour des valeurs
nominales des actions (charges permanente, charges dexploitations,
etc.) Coefficient de minoration pour les contraintes de calcul du
bton et acier. Les combinaisons dactions dans un tat limite
donnes:A lE.L.U.*A lE.L.S.*Remarques: Les combinaisons dterminent
les sollicitations des plus dfavorables, comme par exemples dans le
cas des poutres avec porte--faux ou les cas de chargement des
poutres continues
1,35 G + 1,50 QBG + QB
G: charges permanentesQB: charges dexploitation* en gnral.
Les calculs justificatifs concernent la fois: Les tats limites
ultimes E.L.U. Les tats limites de services E.L.S.Par exemple, pour
dterminer les sections dacier:
Calcul lE.L.U.R.Calcul lE.L.S.Notations
MU: Moment de flexion ltat ultime
Mser: Moment de flexion ltat limite de service
ASU section thorique darmature lELU
ASer section thorique darmature lELS
MU AsuMser Aser
Choix de lasection dacier
Si Asu < Aser, on retient AserSi Asu > Aser, on retient
Asu
ApplicationsIndiquer pour les cas ci-dessous, quel est ltat
limite considrer
Equilibre dun mur de soutnement Exemple: stabilit au
renversement
Cas de fissurations trs prjudiciablesExemple: limitations des
contraintes de traction des aciers
Cas de limitation de flcheExemple; f < L/500 si la longueur
L800 N/m2 carrelages scells y compris mortier de pose: grs crame pr
9 mm900 N/m2 marbre pr 12 mm 15 mm : 1 000 N/m2 parquets de 23 mmy
compris lambourdes250 N/m2 Sols minces textiles (moquettes) :80
N/m2
2.5 Toitures Terrasses tanchit multicouche120 N/m2 Asphalte coul
sabl500 N/m2 Gravillons pour protectiond'tanchit200 N/m2 Autres
toitures Support de couverture liteaux sapin30 N/m2 voligeage
sapin100 N/m2 chevrons sapin (60 X 80)70 N/m2 Couvertures en
ardoises (lattis et voligeage compris) :300 N/m2 Couvertures en
tuiles(liteaux compris): 500 750 N/m2
2.6 Cloisons de distributionCloisons lgres, non porteuses, de
masse < 2 500 N/mElles sont prises en compte comme une charge
permanente uniformment rpartie.On admet: 500 N/m2.
2.7 Exercicevaluer les charges permanentes par m2 de plancher
suivant les donnes ci-contreLocaux d'habitation
Dalle pleine en BA paisseur 16 cm
Dalle flottante d'paisseur 5 cm
Revtement moquette
Cloison de distribution, type Placoplan
TotalN/m
3 Evaluation des charges dexploitations (extraits NF P
06-001)3.1 ListeNature et destination du localCharges
d'exploitation en N/m2Nature et destination du localCharges
d'exploitation en N/m2
Btiments usage d'habitationBtiments scolaireset
universitaires
Logement y compris comblesamnageables1 500Salles de classe,
dortoirs,sanitaires collectifs2 500
Balcons3 500Ateliers, laboratoires(matriel lourd exclu)2 500
Escaliers (marches isoles exclues)2 500Circulations, escaliers4
000
Greniers proprement dits2 500Bibliothques, salles de runion4
000
Btiments de bureauxCuisines collectives5 000
Bureaux proprement dits2 500Btiments hospitalierset
dispensaires
Circulations et escaliers2 500
Halls de rception2 500Chambres1 500
Halls guichet4 000Circulations internes2 500
Locaux mdico-techniques(salles de travail et d'oprations)3
500
Cas des terrasses (voir D.T.U. n 43)Terrasses non accessibles1
000 N/m2Terrasses accessibles prives1 500 N/m2Terrasses accessibles
au public5 000 N/m2Cas des marches prfabriques indpendantes en
portefauxChacune doit rsister : une charge concentre de 5 500 N,
l'extrmit de la marche, si la porte est infrieure 1,10 m et
l'escalier non accessible au public; une charge Q = 10 000 N,
rpartie, si la porte est >1,10 m et l'escalier non accessible au
public; une charge Q = 15 000 N, rpartie, si la porte est >1,10
met l'escalier accessible au public.3.2 ExerciceDonnesBtiment usage
d'habitation avec ascenseur et escalier de service (voles droites
prfabriques)Les sjours disposent, en faade, de balconsLes planchers
sont en dalle pleine B.A.La terrasse B.A. est non accessible
valuer les charges d'exploitation
TerrassePlancherBalconsEscaliers
4 Application: calcul dune descente de charge4.1 Fig. 1 Coupe
schmatique de la structure porteuseDescriptif succinct Btiment
d'habitation Fondations par semelles continues en B.A. Murs de
faade en blocs creux de bton en gravillons lourds hourds au mortier
de ciment avec potelets raidisseurs incorpors et chanages
horizontaux Voile B.A. pour refend: pr 16 cm Plancher B.A. avec
poutrelles prfabriques et table de compression: type (16 + 4)
Plancher-terrasse B.A. non accessible au public et avec protection
lourde comprise: 5 000 N/m2 tanchit multicouche: 120 N/m2Objectifs:
Vrifier les valeurs prises pour les charges permanentes et
d'exploitation. Contrler les rsultats obtenus pour les pressions
exerces sur le sol de fondation dans le cas du mur de faade et du
refend porteur.
4.2 tapes du calcul Fig. 2 Schma de principeSlectionner une
tranche de btiment de longueur 1,00 m (sans baie) et sur la hauteur
totale du btiment. Considrer chaque trave de plancher indpendante
(exemple: le refend porte une moiti de trave de part et d'autre).
Diffrencier les charges permanentes et celles d'exploitation.
Effectuer la descente de charges niveau par niveau par calcul cumul
partir du haut. Calculer la pression exerce sur le sol: sans
coefficient de pondration, avec coefficients de pondration.
4.3 Descente de charge pour le mur de faadeNiveauDsignation des
ouvragesCharges Permanentes G (N)Charges Variables Q (N)
LlHPoids UniteTotalCumulLlHPoids UniteTotal
N1Etanchit
Terrasse BA
N2Mur de Faade
N3Plancher B.A.
N4Mur de Faade
N5Plancher B.A.
N6Mur de Faade
N7Semelle B.A.
Pression exerce sur le sol de fondation sans application des
coefficients de pondration:
=
Avec coefficients de pondration :
=
4.4 Descente de charge pour le refend porteur (voiles B.A.)
Calcul direct pour obtenir la contrainte exerce sur le sol Charges
permanentestanchit Plancher-terrasse Planchers B.AVoiles Semelle
B.ATOTAL
Charges d'exploitationSur terrasse Sur planchers TOTAL
Sans coefficient de pondration : (ELS)Charge Total = Contrainte
exerce sur le sol : ELS = Avec coefficients de pondration :
(ELU)Charge Total = Contrainte exerce sur le sol : ELU =
Question complmentaire:
Ltude de sol du terrain sur lequel doit tre construit le btiment
donne une contrainte Sol = 1.2 Mpa. En prenant un coefficient de
scurit de 6, dterminer Sol MAX =
Est-ce compatible avec ELU ?
Proposer ventuellement une solution. ATTENTION, pour des raisons
pratique, la largeur de la semelle de fondation est forcement un
multiple de 20cm.
Voil, cest tout pour ce cours
