ICAB - eurocodes
Eurocode 1 : Actions sur les structures
[EC1 actions]
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ICAB - eurocodes
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Eurocode 1 : Actions sur les structures |
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[EC1 actions]
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L' Eurocode 1 définit les principes généraux de calcul et de chargement des structures à construire.
| poids et charges d'exploitation | EN 1991-1-1 |
| incendie | EN 1991-1-2 |
| neige | EN 1991-1-3 |
| vent | EN 1991-1-4 |
| thermique | EN 1991-1-5 |
| actions en cours d'exécution | EN 1991-1-6 |
| choc et explosion | EN 1991-2-7 |
| charges sur les ponts dues au trafic | EN 1991-2 |
| silo et réservoir | ENV 1991-4 |
| charges sur les ponts roulants | EN 1991-3 ENV 1991-5 |
Indice de classement
: P06-111-1
Statut : Norme homologuée
41 pages, 2ème Tirage
(01/04/2003)
Résumé
L'EN 1991-1-1 définit des actions et fournit des indications pour
la conception structurale de bâtiments et d'ouvrages de génie civil,
ainsi que des considérations géotechniques ; les éléments
considérés sont les suivants :- poids volumiques des matériaux
de construction et des matériaux stockés- poids propre des constructions
- charges d'exploitation pour les bâtiments.La section 4 et l'Annexe A
donnent les valeurs nominales des poids volumiques de certains matériaux
de construction, de matériaux pour les ponts et de matériaux en
dépôt. Pour certains matériaux, on donne en outre l'angle
de talus naturel.La section 5 fournit des méthodes d'évaluation
des valeurs caractéristiques du poids propre des constructions.La section
6 donne des valeurs caractéristiques des charges d'exploitation pour
les planchers et les couvertures ; ces valeurs sont définies en fonction
de la catégorie d'usage des bâtiments- résidentiel, social,
commercial et administratif - garages et surfaces affectées à
la circulation des véhicules- aires de stockage et surfaces affectées
à des activités industrielles- toitures - hélistations.Les
charges sur les aires de circulation, données à la section 6,
concernent les véhicules d'un poids total autorisé en charge inférieur
ou égal à 160 kN. Le calcul des aires de circulation accessibles
aux véhicules lourds d'un poids total autorisé en charge >
160 kN nécessite d'être convenu avec l'autorité concernée.
On trouvera des informations complémentaires dans l'EN 1991-2.Pour les
barrières ou les murs faisant fonction de barrière, les forces
horizontales sont indiquées dans la section 6. L'Annexe B donne des indications
complémentaires pour les barrières de sécurité dans
les parkings.
NOTE Les forces dues aux chocs de véhicules sont spécifiées
dans l'EN 1991-1-7 et dans l'EN 1991-2. Pour les situations de projet et les
effets des actions de l'eau ou d'autres matériaux dans les silos et les
réservoirs, on se reportera à l'EN 1991-3.
Descripteurs: batiment, structure, stabilite, conception, regle de construction, calcul, poids, charge d'exploitation, charge permanente, classification, materiau de construction
Documents associés : NF EN 1990, NF EN 1991-1-3, NF EN 1991-1-4, NF
EN 1991-1-6, NF EN 1991-1-7, NF EN 1991-2, NF EN 1991-3, NF EN 1991-4
Sommmaire
Avant-propos 4
Section 1 Généralités
7
1.1 Domaine d'application 7
1.2 Références normatives
7
1.3 Distinction entre Principes et Règles d'Application 8
1.4
Termes et définitions 8
1.5 Symboles 9
Section 2 Classification
des actions 10
2.1 Poids propre 10
2.2 Charges d'exploitation 10
Section
3 Situations de projet 11
3.1 Généralités 11
3.2
Charges permanentes 11
3.3 Charges d'exploitation 11
Section 4 Poids volumiques
des matériaux de construction et des matériaux stockés
12
4.1 Généralités 12
Section 5 Poids propre des
constructions 13
5.1 Représentation des actions 13
5.2 Valeurs
caractéristiques du poids propre 13
Section 6 Charges d'exploitation
des bâtiments 15
6.1 Représentation des actions 15
6.2 Dispositions
des charges 15
6.3 Valeurs caractéristiques des charges d'exploitation
15
6.4 Charges horizontales sur les garde-corps et les murs de séparation
agissant comme barrières 24
Annexe A (informative) Tableaux des valeurs
nominales des poids volumiques des matériaux de construction et des valeurs
nominales des poids volumiques et des angles de talus naturel des matériaux
stockés 25
Annexe B (informative) Barrières de sécurité
et garde-corps pour parkings 36
Bibliographie 37
Le présent document définit les conditions de l'application sur le territoire français de la norme NF EN 1991-1-1:2003, laquelle reproduit la norme européenne EN 1991-1-1:2002 : Eurocode 1 -Actions sur les structures- Partie 1-1 : Actions générales - Poids volumiques, poids propres, charges d'exploitation des bâtiments, avec ses annexes A et B.
(P06-102-1), normalisé EN 1991-1-1 (P06-111-1)
Cette partie de l'Eurocode donne certaines informations qui sont nécessaires
au calcul des structures:
- la masse volumique des matériaux de
construction ( dans une liste de 5 pages )
- l'angle d'inclinaison naturel
d'un amas d'un certain matériau ( pour une cinquantaine de matériaux
)
- les règles de calcul du poids propre d'éléments
de construction
- les charges d'exploitation sur plancher qk ( charge
répartie) et Qk ( charge concentrée ), en fonction du nombre
de catégories de service de A à E
Des charges sont définies pour les zones de circulation en construction (catégories F et G), pour les toits (H, I, et K), et aussi des charges horizontales pour les cloisons de séparation et les barrières. Dans les situations stipulées, des coefficients réducteurs doivent être apportés aux calculs. Le DAN modifie certaines 'boxed values'dans les Eurocodes.
Indice de classement : P06-112-1
Statut : Norme homologuée
Directive(s) européenne(s) Nouvelle Approche : DI 89/106 01/12/1988 Directive relative au rapprochement des dispositions
législatives, réglementaires et administratives des états
membres concernant les produits de construction.
61 pages
Résumé
Les États Membres de l'UE et de l'AELE reconnaissent que
les EUROCODES servent de documents de référence pour les usages
suivants- comme moyen de prouver la conformité des bâtiments et
des ouvrages de génie civil aux exigences essentielles de la Directive
du Conseil 89/106/CEE, en particulier l'Exigence Essentielle n° 1- Stabilité
et résistance mécaniques - et l'Exigence Essentielle n ° 2
- Sécurité en cas d'incendie ;- comme base de spécification
des contrats pour les travaux de construction et les services techniques associés
;- comme cadre d'établissement de spécifications techniques harmonisées
pour les produits de construction (EN et ATE).Les Eurocodes, dans la mesure
où ils concernent les ouvrages de construction eux-mêmes, ont une
relation directe avec les Documents Interprétatifs 2} visés à
l'article 12 de la DPC, quoiqu'ils soient d'une nature différente de
celle des normes harmonisées de produits 3). En conséquence, les
aspects techniques résultant des travaux effectués pour les Eurocodes
nécessitent d'être pris en considération de façon
adéquate par les Comités Techniques du CEN et/ou les groupes de
travail de l'EOTA travaillant sur les normes de produits en vue de parvenir
à une complète compatibilité de ces spécifications
techniques avec les Eurocodes.Les normes Eurocodes fournissent des règles
de conception structurale communes d'usage quotidien pour le calcul des structures
entières et des produits composants de nature traditionnelle ou innovatrice.
Les formes de construction ou les conceptions inhabituelles ne sont pas spécifiquement
couvertes, et il appartiendra en ces cas au concepteur de se procurer des bases
spécialisées supplémentaires.
Descripteurs : batiment, structure, conception, calcul, resistance au feu, propriete
thermodynamique, regle de construction
Documents associés : NF EN 13501-2, NF EN 1990, NF EN 1991-1-1, NF EN 1991-1-3, NF
EN 1991-1-4, NF EN 1992, NF EN 1993, NF EN 1994, NF EN 1995, NF EN 1996, NF
EN 1999
Sommmaire
Section 1 Généralités 9
1.1 Domaine d'application 9
1.2 Références normatives 9
1.3 Hypothèses 10
1.4 Distinction entre principes et règles d'application 10
1.5 Termes et définitions 10
1.6 Symboles 14
Section 2 Procédure de calcul structural au feu 19
2.1 Généralités 19
2.2 Scénario de feu de calcul 19
2.3 Feu de calcul 19
2.4 Analyse thermique 19
2.5 Analyse mécanique 20
Section 3 Actions pour l'analyse thermique (actions thermiques) 21
3.1 Règles générales 21
3.2 Courbes nominales température/temps 22
3.3 Modèles de feu naturel 23
Section 4 Actions pour l'analyse structurale (actions mécaniques)
25
4.1 Généralités 25
4.2 Simultanéité des actions 25
4.3 Règles de combinaisons des actions 26
Annexe A (informative) Courbes paramétrées température/temps
27
Annexe B (informative) Actions thermiques pour les éléments
extérieurs - Méthode de calcul simplifiée 30
Annexe C (informative) Feux localisés 38
Annexe D (informative) Modèles de feu avancés 41
Annexe E (informative) Densités de charge calorifique 43
Annexe F (informative) Temps équivalent d'exposition au feu 50
Annexe G (informative) Facteur de forme 52
Bibliographie 57
PR NF P06-112-2 Janvier 2006 Eurocode 1 : actions sur les structures
- Partie 1-2 : actions générales - Actions sur les structures
exposées au feu - Annexe nationale à la NF EN 1991-1-2 - Actions
sur les structures exposées au feu
Indice de classement : P06-112-2PR
(Statut : Projet de norme, Projet de norme à l'enquête publique)
(P06-102-2), normalisé EN 1991-1-2 (P06-112-1)
La résistance au feu des bâtiments est l'une des 6 prescriptions
fondamentales mentionnées dans la Directive Produits de Construction
(CPD) de la Commission Européenne. Selon le Document Interprétatif,
cette exigence peut être réalisée via différentes
stratégies de sécurité contre le feu: des règles
actives ou des règles passives. Les différents Eurocodes "partie
feu" traitent uniquement des mesures passives de prévention
incendie, c'est à dire de la résistance que doit avoir une
structure soumise à un incendie.
L' ENV 1991-2-2 détermine
les actions à considérer lorsqu'une structure est exposée
au feu. Il traite des charges mécaniques et des charges thermiques
pour le dimensionnement des structures exposées au feu. Un incendie
doit être considéré comme une situation accidentelle,
déterminant ainsi le choix de la combinaison des actions à
prendre en compte pour le dimensionnement de la structure.
L'essentiel
de l'information concerne les représentations de l'incendie via les
courbes de l'évolution de la température en fonction du temps.
Ainsi un incendie peut être représenté par :
- une
courbe normalisée suivant l' ISO 834
- une courbe représentative
de feu extérieur qui n'atteint pas la température de 660 °C
;
- une courbe représentative de feu d'hydrocarbures, dont la
caractéristique est une augmentation rapide de la température;
Dans
les annexes informatives B et E, on peut trouver des modèles plus
réalistes de l'évolution de la température au feu.
Ces modèles font usage des courbes paramétriques (annexe B)
température/temps ou de la notion de temps équivalent (annexe
E) qui dépendent des dimensions et du type de construction, de l'intensité
du feu, de la taille des ouvertures dans le bâtiment, du facteur de
ventilation,..
Les limites d'application des méthodes sont également
spécifiées dans ces annexes. L'annexe F fixe la base de calcul
pour la combinaison des actions.
L'EN 1991-1-3 indique comment déterminer les valeurs des charges dues à la neige à considérer pour le calcul des constructions.Cette norme ne s'applique pas aux sites d'une altitude supérieure à 1 500 m, sauf s'il est spécifié autrement.L'Annexe A donne des indications sur les situations de projet et les dispositions de charge à utiliser pour différentes conditions de site.L'Annexe B donne des coefficients de forme à utiliser pour le traitement des cas d'accumulation exceptionnelle de neige.L'Annexe C donne les valeurs caractéristiques de la charge de neige sur le sol basées sur les résultats d'une analyse effectuée dans le cadre d'un contrat de la DGIII/D3 de la Commission Européenne. Les objectifs de cette annexe sont les suivants :- donner des informations aux autorités nationales compétentes pour les aider à réviser et actualiser leurs cartes nationales ;- contribuer à ce que les méthodes harmonisées utilisées pour établir les cartes de cette annexe soient utilisées aussi dans les États membres pour traiter leurs données de base sur la neige.L'Annexe D donne des indications sur la manière d'ajuster les valeurs de charge de neige au sol en fonction de la période de retour choisie.L'Annexe E donne des informations sur le poids volumique apparent de la neige.La présente norme ne traite pas d'aspects particuliers du chargement de neige, tels que :- les chocs dus aux charges de neige glissant ou tombant d'une autre toiture ;- l'amplification de l'action du vent qui pourrait résulter de la modification de la forme ou de la dimension du bâtiment due à la présence de neige ou de la formation de glace ;- les charges de neige dans les zones où elle est présente toute l'année ;- les charges dues à la glace ;- la poussée latérale de la neige (par exemple celle de congères) ;- les charges de neige sur les ponts.
Descripteurs : batiment, structure, toiture, pont, regle de construction, conception, calcul, charge, resistance des materiaux, action des intemperies, neige, classification
Documents associés : NF EN 1990, NF EN 1991-1-1, NF EN 1991-2
Sommaire
Avant-propos 3
1
Généralités 5
1.1 Domaine d'application 5
1.2 Références
normatives 6
1.3 Hypothèses 6
1.4 Distinction entre Principes et
Règles d'Application 6
1.5 Dimensionnement assisté par l'expérimentation
6
1.6 Termes et définitions 6
1.7 Symboles 7
2 Classification
des actions de la neige 8
3 Situations de projet 9
3.1 Généralités
9
3.2 Conditions normales 9
3.3 Conditions exceptionnelles 9
4 Charges
de neige sur le sol 10
4.1 Valeurs caractéristiques 10
4.2 Autres
valeurs représentatives 10
4.3 Traitement des charges exceptionnelles
de neige sur le sol 11
5 Charges de neige sur les toitures 11
5.1 Nature
de la charge 11
5.2 Dispositions de charge 11
5.3 Coefficients de forme
des toitures 13
5.3.1 Généralités 13
5.3.2 Toitures
à un seul versant 13
5.3.3 Toitures à deux versants 14
5.3.4
Toitures à versants multiples 15
5.3.5 Toitures cylindriques 16
5.3.6
Toitures attenant à des constructions plus élevées ou très
proches d'elles 17
6 Effets locaux 19
6.1 Généralités
19
6.2 Accumulation au droit de saillies et d'obstacles 19
6.3 Neige en
débord de toiture 20
6.4 Charges sur les barres à neige et
autres obstacles 20
Annexe A (normative) Situations de projet et dispositions
de charge à utiliser selon les conditions de site 21
Annexe B (normative)
Coefficients de forme pour les accumulations exceptionnelles de neige 22
Annexe
C (informative) Cartes européennes de la charge de neige sur le sol 27
Annexe
D (informative) Ajustement de la charge de neige sur le sol à la période
de retour 37
Annexe E (informative) Poids volumique apparent de la neige
38
Bibliographie 39
L' Eurocode 1 définit les principes généraux
de calcul et de chargement des structures à construire. La deuxième
partie (ENV 1991-2-.) définit les valeurs des chargement les plus
important à considérer dans les calculs de construction et
de bâtiment de génie civil, en général. Elle
est elle-même divisée en différentes sous-parties: densité,
poids propre et charge d'exploitation, charges de neige ( cette sous-partie
3 ), action du vent, actions thermiques.
La charge de neige peut être
calculée à la main suivant la formule suivante: S = µi.Ce.Ct.sk
où:
. Ce est un coefficient de risque qui permet de tenir compte
dans le calcul d'un effet d'érosion du vent.
. Ct est un coefficient
thermique qui permet de tenir compte d'un effet de départition de
chaleur sur le toit. Dans le cas d'une isolation normale du toit, ce coefficient
vaut 1;
. Sk est la valeur caractéristique de la charge de neige
sur le sol qui a une probabilité de 2% d'être dépassée
durant 1 an.
µi est un coefficient de forme qui dépend de
la géométrie de l'ouvrage et de la zone chargée. Dans
le cas d'un toit en terrasse µi = 0.8. Avec ce coefficient µi
, l' ENV 1991-2-3 permet de tenir compte de toute une série de situations
et d'influences particulières, aussi bien favorables que défavorables,
que l'on peut retrouver dans la pratique : les effets de l'inclinaison des
toits, l'accumulation de neige dans les creux, les charges asymétriques,
la chute de neige depuis des toits situés plus haut, les amas de
neige dans les gouttières, .
Il faut, dans des cas déterminés,
calculer la charge causée par la neige suspendue par la formule suivante:
S = k.µi².sk²/gamma .
Indice de classement : P06-114-1
Statut : Norme homologuée
Directive(s)
européenne(s) Nouvelle Approche : DI 89/106 01/12/1988 Directive relative
au rapprochement des dispositions législatives, réglementaires
et administratives des états membres concernant les produits de construction.
L'EN 1991-1-4 indique comment déterminer les actions du vent naturel pour le calcul structurel des bâtiments et des ouvrages de génie civil, pour chacune des zones affectées par ces actions. Ceci inclut l'ensemble de la structure, certains de ses éléments constitutifs, voire des éléments qui y sont fixés, par exemple des composants, des éléments de façade et leurs fixations, des glissières de sécurité et des écrans antibruit.La présente partie s'applique aux :- bâtiments et ouvrages de génie civil dont la hauteur peut atteindre 200 m.- ponts dont aucune travée n'est supérieure à 200 m, à condition qu'ils satisfassent aux critères relatifs à la réponse dynamique.La présente partie est destinée à prévoir les actions caractéristiques du vent sur les structures terrestres, leurs composants et accessoires.Certains aspects nécessaires pour déterminer les actions du vent sur une structure dépendent du lieu, de la disponibilité et de la qualité des données météorologiques, du type de terrain, etc. Ils doivent être fournis dans l'Annexe Nationale et dans l'Annexe A, par un choix national comme l'indiquent les notes insérées dans le texte. Les valeurs par défaut et les méthodes à utiliser sont données dans le texte principal, lorsque l'Annexe Nationale ne fournit pas d'informations.La présente partie ne fournit pas de recommandations concernant les effets thermiques locaux sur le vent caractéristique, par exemple forte inversion thermique au sol dans les régions polaires, effet d'entonnoir ou tornades.
Descripteurs: batiment, regle de construction, calcul, action des intemperies, vent, modele, resistance au vent, charge due aux rafales, pression du vent, charge dynamique, repartition geographique, element de construction, toiture, mur, cloture, panneau de signalisation, construction en treillis, drapeau, echafaudage, pont
Documents associés: NF EN 1990, NF EN 1991-1-3, NF EN 1991-1-6, NF EN 1991-2, NF EN 1993-3-1
Sommaire
Avant-propos 4
1 Généralités 8
1.1
Domaine d'application 8
1.2 Références normatives 9
1.3
Hypothèses 9
1.4 Distinction entre les principes et les règles
d'application 9
1.5 Calcul au moyen d'essais et de mesures 9
1.6 Termes
et définitions 9
1.7 Symboles 10
2 Situations de projet 15
3
Modélisation des actions du vent 16
3.1 Nature 16
3.2 Représentations
des actions du vent 16
3.3 Classification des actions du vent 16
3.4 Valeurs
caractéristiques 16
3.5 Modèles 16
4 Vitesse du vent et
pression dynamique 17
4.1 Base de calcul 17
4.2 Valeurs de référence
17
4.3 Vent moyen 18
4.3.1 Variation avec la hauteur 18
4.3.2 Rugosité
du terrain 18
4.3.3 Orographie du terrain 20
4.3.4 Constructions avoisinantes
de grandes dimensions et de hauteur bien plus élevée 20
4.3.5
Bâtiments et obstacles rapprochés 20
4.4 Turbulence du vent
20
4.5 Pression dynamique de pointe 21
5 Actions du vent 22
5.1 Généralités
22
5.2 Pression aérodynamique sur les surfaces 23
5.3 Forces exercées
par le vent 23
6 Coefficient structural cscd 25
6.1 Généralités
25
6.2 Détermination de cscd 25
6.3 Procédure détaillée
25
6.3.1 Coefficient structural cscd 25
6.3.2 Évaluation de l'aptitude
au service 26
6.3.3 Excitation par la turbulence de sillage 27
7 Coefficients
de pression et de force 27
7.1 Généralités 27
7.1.1
Choix du coefficient aérodynamique 27
7.1.2 Pressions et forces asymétriques
ou en opposition 28
7.1.3 Effets de la glace et de la neige 28
7.2 Coefficients
de pression pour les bâtiments 29
7.2.1 Généralités
29
7.2.2 Murs verticaux des bâtiments à plan rectangulaire 29
7.2.3
Toitures-terrasses 32
7.2.4 Toitures à un seul versant 34
7.2.5
Toitures à deux versants 36
7.2.6 Toitures à quatre versants
38
7.2.7 Toitures multiples (shed) 40
7.2.8 Toitures en voûte et
dômes 41
7.2.9 Pression intérieure 42
7.2.10 Pression exercée
sur les murs ou les toitures comportant plusieurs parois (ou enveloppes) 44
7.3
Toitures isolées 45
7.4 Murs isolés, acrotères, clôtures
et panneaux de signalisation 51
7.4.1 Murs isolés et acrotères
51
7.4.2 Facteurs de protection applicables aux murs et aux clôtures
53
7.4.3 Panneaux de signalisation 53
7.5 Coefficients de frottement 54
7.6
Éléments structuraux de section rectangulaire 55
7.7 Profilés
à angles vifs 57
7.8 Éléments structuraux de section
polygonale régulière 57
7.9 Cylindres à base circulaire
59
7.9.1 Coefficients de pression extérieure 59
7.9.2 Coefficients
de force 60
7.9.3 Coefficients de force applicables aux cylindres verticaux
disposés en file 62
7.10 Sphères 63
7.11 Structures en treillis
et échafaudages 64
7.12 Drapeaux 66
7.13 Élancement effectif
lambda et facteur d'effet d'extrémités psi lambda 67
8 Actions
du vent sur les ponts 69
8.1 Généralités 69
8.2 Choix
de la procédure de calcul de la réponse (à l'action du
vent) 71
8.3 Coefficients de force 71
8.3.1 Coefficients de force dans
la direction x (méthode générale) 71
8.3.2 Force dans
la direction x- Méthode simplifiée 73
8.3.3 Forces du vent
sur les tabliers de ponts dans la direction z 74
8.3.4 Forces du vent exercées
sur les tabliers de ponts dans la direction y 75
8.4 Piles de ponts 75
8.4.1
Directions du vent et situations de projet 75
8.4.2 Effets du vent sur les
piles 75
Annexe A (informative) Effets du terrain 76
Annexe B (informative)
Procédure 1 de détermination du coefficient structural cscd 84
Annexe
C (informative) Procédure 2 de détermination du coefficient structural
cscd 89
Annexe D (informative) Valeur de cscd pour divers types de constructions
91
Annexe E (informative) Détachement tourbillonnaire et instabilités
aéroélastiques 94
Annexe F (informative) Caractéristiques
dynamiques des structures 112
Bibliographie 120
Les actions du vent sont présentées à travers des
systèmes de forces où les effets sont au moins équivalents
aux effets dynamiques extrêmes d'un vent réel. La pression
sur les murs et la force qui s'exerce sur la totalité de la structure
peuvent être calculées par les formules suivantes: w = qref.Ce.Cp
et Fw = qref.Ce.Cf.Cd.Aref. où:
. qref est la pression de référence.
C'est la valeur caractéristique de la pression moyenne et dynamique
du vent à 10 m du sol dans une zone dans une zone rurale, et qui
a une probabilité de 2% d'être dépassée en un
an;
. Ce est le coefficient d'exposition qui dépend de la classe
de rugosité, de la topographie du terrain et de la hauteur au dessus
du sol. Ce tient compte de l'effet accru des bourrasques de vent sur la
pression moyenne dynamique du vent;
. Cp et Cf sont des coefficients
de pression et de force du vent, qui dépendent de la géométrie
de l'ouvrage et de la zone d' action du vent pour lesquelles on exécute
le calcul;
. Cd est un coefficient dynamique qui tient compte de l'effet
diminué à attribuer à la non simultanéité
des bourrasques sur les surfaces de la construction, et l'augmentation à
attribuer aux effets de résonance entre les turbulences du vent et
les modes de vibrations de la construction;
. Aref est la surface de
projection de la construction dans un plan perpendiculaire à la direction
au vent ( maître-couple )
L' ENV contient des coefficients de pression et de force pour une grande différence dans les formes de la construction, une période de retour de 50 ans à la place de 10 ans, la définition de pressions de référence telles que la localisation géographique . L'ENV donne également les éléments pour le calcul des effets dynamiques du vents, et aussi un critère d'instabilité aéroélastique pour un ouvrage très déformable.
L'EN 1991-1-5 donne des principes et des règles de calcul des actions thermiques agissant sur les bâtiments, les ponts et autres structures, y compris sur leurs éléments structuraux. Il fournit également les principes relatifs aux revêtements extérieurs et autres éléments annexes des bâtiments.La présente Partie décrit les variations de température des éléments structuraux. Elle donne des valeurs caractéristiques des actions thermiques utilisables pour le dimensionnement des structures exposées à des variations climatiques journalières et saisonnières. L'étude des actions thermiques n'est pas nécessaire pour les structures non exposées.Les structures pour lesquelles les actions thermiques dépendent principalement de leur utilisation (par exemple, tours de refroidissement, silos, réservoirs, installations de stockage d'eau chaude et froide, services de distribution d'eau chaude et froide, etc.) sont traitées dans la Section 7. Les cheminées sont traitées dans l'EN 13084-1.
Documents associés : NF EN 1990, NF EN 1991-1-6, NF EN 13084-1, NF
ISO 3898, ISO 2394, ISO 8930
Sommaire
Avant-propos 3
Section 1 Généralités
6
1.1 Domaine d'application 6
1.2 Références normatives
6
1.3 Hypothèses 6
1.4 Distinction entre les principes et les règles
d'application 6
1.5 Termes et définitions 6
1.6 Symboles 7
Section
2 Classification des actions 9
Section 3 Situations de projet 10
Section
4 Représentation des actions 11
Section 5 Variations de température
dans les bâtiments 12
5.1 Généralités 12
5.2
Détermination des températures 12
5.3 Détermination
des profils de température 13
Section 6 Variations de température
dans les ponts 15
6.1 Tabliers de ponts 15
6.1.1 Types de tabliers de
ponts 15
6.1.2 Prise en considération des actions thermiques 15
6.1.3
Composante de température uniforme 15
6.1.4 Composantes de gradient
thermique 17
6.1.5 Simultanéité de la composante uniforme et
du gradient thermique 22
6.1.6 Écarts de température entre
différents éléments de structure 22
6.2 Piles de ponts
23
6.2.1 Prise en considération des actions thermiques 23
6.2.2
Gradients thermiques 23
Section 7 Variations de température dans les
cheminées industrielles, pipelines, silos, réservoirs et tours
de refroidissement 24
7.1 Généralités 24
7.2 Composantes
de température 24
7.2.1 Température de l'air sous abri 24
7.2.2
Température des gaz de combustion, liquides chauffés et matériaux
chauffés 24
7.2.3 Température des éléments 24
7.3
Prise en considération des composantes de température 25
7.4
Détermination des composantes de température 25
7.5 Valeurs
des composantes de température (valeurs indicatives) 25
7.6 Simultanéité
des composantes de température 26
Annexe A (normative) Isothermes
des températures nationales minimale et maximale de l'air sous abri 27
A.1
Généralités 27
A.2 Valeurs maximale et minimale de la
température de l'air sous abri pour une probabilité annuelle d'être
dépassées de p différente de 0,02 27
Annexe B (normative)
Gradients thermiques pour différentes épaisseurs de revêtement
29
Annexe C (informative) Coefficients de dilatation linéaire 31
Annexe
D (informative) Profils de température dans les bâtiments et autres
ouvrages 32
Bibliographie 34
L'ENV 1991-2-5 donne les règles et méthodes de calcul pour
définir les valeurs caractéristiques et valeurs de calcul
des actions thermiques qui agissent sur des bâtiments, des ponts,
ou d'autres constructions, y compris leurs éléments structurels
(basé sur une période de retour de 50 ans). Il donne aussi
des principes pour les éléments non structurels tels que des
revêtements extérieurs, par exemple. Il y a des distinctions
à faire selon les situations suivantes:
. Actions thermiques qui
naissent des variations de température suivant le jour ou le rythme
des saisons
. Actions thermiques qui sont la conséquence de l'utilité
de la structure: cheminées, tours de refroidissement, silos, réservoirs,
installations de stockage d'eau chaude ou froide, .
L' ENV 1991-2-5 utilise différentes représentations (divisions) du profil de température dans un élément.
Le chapitre 5 "Variations de température dans les structures"
affirme explicitement que les mouvements thermiques ne peuvent pas provoquer
de dépassement d'un quelconque état limite. Soit des joints
de dilatations doivent être prévus, soit les contraintes, provoquées
par l'empêchement des déformations , doivent être contrôlées
et limitées. Les revêtements extérieurs doivent être
fixés à la construction de façon à permettre
n'importe quelle déformation différentielle. Il impose aussi
un lien entre les matériaux et différents coefficients de
dilatation. Les chapitres 6 "Variations de température dans les ponts
" et 7 "Variations de température dans les cheminées industrielles
et les tuyaux " donnent des recommandations similaires pour les ponts et
les cheminées. Ces 2 chapitres font référence à
des données de calcul concrètes par pays dans les annexes.
Annexes
A: Isothermes des températures nationales maximales
et minimale de l'air sous abri (informative)
B: Modèles pour l'évacuation
des actions thermiques non-linéaires dans les ponts (informative)
C:
Détermination des effets de température dans les tabliers
de ponts (informative)
D: Coefficients de dilatation thermique (informative)
Indice de classement : P06-116-1
Directive(s) européenne(s) Nouvelle Approche :
DI 89/106 01/12/1988 Directive relative au rapprochement des dispositions législatives, réglementaires et administratives des états membres concernant les produits de construction.
Les États Membres de l'UE et de l'AELE reconnaissent que les Eurocodes servent de documents de référence pour les usages suivants :- comme moyen de prouver la conformité des bâtiments et des ouvrages de génie civil aux exigences essentielles de la Directive du Conseil 89/106/CEE, en particulier à l'Exigence Essentielle N ° 1 - Stabilité et résistance mécanique - et à l'Exigence Essentielle N ° 2 - Sécurité en cas d'incendie ;- comme base de spécification des contrats pour les travaux de construction et les services techniques associés ;- comme cadre d'établissement de spécifications techniques harmonisées pour les produits de construction (EN et ATE).Les Eurocodes, dans la mesure où ils concernent les ouvrages eux-mêmes, ont une relation directe avec les Documents Interprétatifs 2) visés à l'Article 12 de la DPC, bien qu'ils soient d'une nature différente de celle des normes harmonisées de produits 3>. En conséquence, les aspects techniques résultant des travaux effectués pour les Eurocodes nécessitent d'être pris en considération de façon adéquate par les Comités techniques du CEN et/ou les groupes de travail de l'EOTA travaillant sur les normes de produits en vue de parvenir à une complète compatibilité de ces spécifications techniques avec les Eurocodes.
Descripteurs : batiment, genie civil, pont, construction, contrainte admissible, action des intemperies, geotechnique, charge, classification, limite, modelisation, regle de construction, charge dynamique, charge statique, element de construction
Documents associés :NF EN 1990, NF EN 1991-1-1, NF EN 1991-1-2, NF EN 1991-1-3, NF EN 1991-1-4, NF EN 1991-1-5, NF EN 1991-1-7, NF EN 1991-2, NF EN 1991-3, NF EN 1991-4, NF EN 1992, NF EN 1993, NF EN 1994, NF EN 1995, NF EN 1996, NF EN 1997, NF EN 1998, NF EN 1999
Sommaire
Avant-propos 3
Section 1 Généralités
7
1.1 Domaine d'application 7
1.2 Références normatives
7
1.3 Hypothèses de travail 8
1.4 Distinction entre principes et
règles d'application 8
1.5 Termes et définitions 8
1.5.1
Généralités 8
1.5.2 Termes et définitions supplémentaires
spécifiques à la présente norme 8
1.6 Symboles 9
Section
2 Classification des actions 10
2.1 Généralités 10
2.2
Charges de construction 11
Section 3 situations de projet et états
limites 12
3.1 Généralités - Identification des situations
de projet 12
3.2 États limites ultimes 13
3.3 États limites
de service 14
Section 4 Représentation des actions 15
4.1 Généralités
15
4.2 Actions sur les éléments structuraux et non structuraux
lors de la manutention 15
4.3 Actions géotechniques 15
4.4 Actions
dues à la précontrainte 16
4.5 Pré-déformations
16
4.6 Température, retrait, effets de l'hydratation 16
4.7 Actions
du vent 17
4.8 Charges de neige 17
4.9 Actions dues à l'eau 17
4.10
Actions dues au givre 19
4.11 Charges de construction 19
4.11.1 Généralités
19
4.11.2 Charges de construction lors du coulage du béton 21
4.12
Actions accidentelles 22
4.13 Actions sismiques 23
Annexe A1 (normative)
Règles complémentaires pour les bâtiments 24
A 1.1 Etats
limites ultimes 24
A 1.2 États limites de service 24
A 1.3 Actions
horizontales 24
Annexe A2 (normative) Règles complémentaires
pour les ponts 25
A 2.1 États limites ultimes 25
A 2.2 États
limites de service 25
A 2.3 Valeurs de calcul des déformations 25
A
2.4 Charges de neige 26
A 2.5 Charges de construction 26
Annexe B (informative)
Actions sur les structures en cours de modification, de reconstruction ou de
démolition 27
Bibliographie 28
La partie 2-6 de l' Eurocode 1 donne les principes et règles d'applications
pour la détermination des actions et l'influence de l'environnement
qui doivent être considérés pendant la période
d'exécution des bâtiments et des ponts. Cette partie contient
également des règles pour le chargement de constructions temporaires
dont on a besoin pour l'exécution de construction plus permanentes,
par exemple: échafaudages, étançons, constructions
de soutènement. Normalement ils sont sous la responsabilité
de l'entrepreneur, mais pas dans tous les cas - il est important à
ce sujet que des accords clairs apparaissent dans le document contractuel.
La sécurité des personnes sur ou proches du chantier doit
être couverte par cette norme.
Comme actions à considérer: poids propre des éléments structurels ou non- structurels, actions permanentes causées par le sol, précontraintes, déformations appliquées intentionnellement, tassements, et encore toutes les actions dues à l'influence de l'environnement: vent, neige, température, retrait, eau, gel, séisme et les éventuelles charges accidentelles (plus d' info dans l' ENV 1991-2-7). Pour les différentes phases d'exécution, toutes des situations de calcul pertinentes qui peuvent intervenir pendant l'exécution doivent être vérifiées. Pour les constructions simples il suffit de montrer que ces situations sont couvertes par des situations de transition ou par des situations persistantes.
Des règles sont données pour permettre de définir
les valeurs représentatives des actions suivantes:
. Le poids
propre des coffrages;
. Les déplacements causés par les
tassements du sol;
. Les tassements inégaux de points d'appuis
temporaires;
. Flaque, eau de pluie, et eau souterraine (effets statiques,
ou effets hydrodynamiques);
. Charges "d'exécution"
telles que celles due aux travailleurs et à leur équipement
léger, les grues, les véhicules, vérin,.
Les annexes
normatives A et B donnent des règles complémentaires à
l' ENV 1991-1 "base de calcul" à observer durant l'exécution
des fondations de bâtiments et de ponts . Ces annexes contiennent
des combinaisons de charges déterminées et des facteurs de
combinaison Psi pour les situations de calcul pendant l'exécution.
L'annexe C donne la valeur caractéristique des charges sur plaque
d'acier profilée (utilisées comme coffrage dans les planchers
en acier ou en béton), causées par le bétonnage.
La partie 2-7 de l' Eurocode 1 contient une description des principales stratégies de sécurité et les conditions qui doivent être prises en considération dans le cas de circonstances exceptionnelles en général, qui sont définies par "des actions généralement de courte durée qui ont peu de chance de se produire avec une grandeur significative pendant un intervalle de temps considéré au cours de la durée de vie de projet ", sans juger de la nécessité d'une pareille action dans le calcul (c'est une mission pour les autorités nationales compétentes ou pour l'édificateur privé). Cette partie procure en même temps des modèles détaillés pour l'estimation de valeur de calcul des charges accidentelles (exceptionnelles) causées par des chocs ou des explosions. Les charges à imputer au sabotage ou à la guerre n'entrent pas en ligne de compte dans cette partie, tout aussi peu que les phénomènes naturels extrêmes tels que les tornades, les érosions extrêmes ou la chute de rochers (quoique pour ces phénomènes, on peut suivre un chemin analogue à celui décrit dans cette partie). D'autres actions particulières telles que le feu ou les tremblements de terre sont abordées dans d'autres parties des Eurocodes.
La section 4 traite des cas plus rares des charges exceptionnelles: collision
de véhicules, de trains, de bateaux, atterrissage brutal d'un hélicoptère
sur une toiture. Les constructions à considérer sont les garages,
les entrepôts avec chariot élévateur, les bâtiments
situés aux alentours de routes ou de chemins de fer, les ponts. Pour
les constructions où les dégâts peuvent être importants
( catégorie 3), une analyse technique avancée est conseillée
comme décrit à l'annexe A. Pour les chocs violents sur des
éléments structurels verticaux ( piliers, murs,....), on peut
prendre les charges ( valeurs de calcul ) statiques horizontales équivalentes.
La
norme contient des tables pour les ponts, les trains, les bateaux..
La section 5 décrit les cas plus rares des explosions: réaction
chimique de gaz ou de poussière avec l'air dans un local avec ou
sans ouverture. Pour la plupart des constructions, il suffit de montrer
que les éléments clés et leurs liaisons résistent
à une pression statique équivalente qui est donnée
par la norme. Pour les constructions de catégorie 3, il faut faire
une analyse plus avancée dont les caractéristiques essentielles
sont décrites dans l'annexe B.
Annexes
A: Calcul affiné aux chocs (informative)
B: Explosions
(informative)
C: Indications supplémentaires pour le calcul (informative)
Résumé:
Le présent document, constituant une partie
de l'Eurocode 1, définit les actions sur les ponts dues au trafic routier,
aux piétons et au trafic ferroviaire y compris le cas échéant
les effets dynamiques et les forces centrifuges, les actions de freinage, d'accélération
et accidentelles.
Descripteurs:
pont, voie de circulation, structure, conception, regle
de construction, calcul, classification, specification, charge, contrainte,
vehicule routier, accident, collision
Documents associés
NF EN 1317-1, NF EN 1317-2, NF EN 1317-6, NF
EN 1990, NF EN 1991-1-1, NF EN 1991-1-3, NF EN 1991-1-4, NF EN 1991-1-5, NF
EN 1991-1-6, NF EN 1991-1-7, NF EN 1992, NF EN 1993, NF EN 1994, NF EN 1995,
NF EN 1996, NF EN 1997, NF EN 1998, NF EN 1999
Sommaire
Avant-propos 6
Origine du programme des Eurocodes 6
Statut
et domaine d'application des Eurocodes 7
Normes nationales transposant les
Eurocodes 7
Liens entre les Eurocodes et les spécifications techniques
harmonisées (EN et ATE) pour les produits 8
Informations additionnelles
spécifiques à l'EN 1991-2 8
Annexe Nationale pour l'EN 1991-2
9
Section 1 Généralités 14
Section 2 Classification
des actions 24
Section 3 Situations de projet 26
Section 4 Actions du
trafic routier et autres actions spécifiques sur les ponts routiers 27
Section
5 Actions sur les trottoirs, les pistes cyclables et les passerelles 51
Section
6 Actions du trafic ferroviaire et autres actions spécifiques sur les
ponts ferroviaires 57
Annexe A (informative) Modèles de véhicules
spéciaux pour ponts routiers 104
Annexe B (informative) Évaluation
de la durée de vie des ponts routiers vis-à-vis de la fatigue
Méthode fondée sur des enregistrements du trafic 109
Annexe
C (normative) Coefficients dynamiques 1 + phi pour les trains réels 113
Annexe
D (normative) Bases d'évaluation de la fatigue pour les structures ferroviaires
115
Annexe E (informative) Limites de validité du modèle de
charge HSLM et choix du train représentatif critique à partir
du HSLM-A 122
Annexe F (informative) Critères à satisfaire
dans le cas où une analyse dynamique n'est pas requise 130
Annexe
G (informative) Méthode permettant de déterminer la réponse
combinée du système voie-ouvrage aux actions variables 135
Annexe
H (informative) Modèles de charges de trafic ferroviaire pour les situations
de projet transitoires 144
La partie 3 de l' Eurocode 1 décrit les charges qui s'exercent à cause du trafic, de la circulation piétonnière et du trafic ferroviaire, qui sont les plus importantes pour le calcul des ponts. Les charges, qui incluent les effets dynamiques et centrifuges aussi bien que les forces de freinage ou d'accélération, peuvent aussi être utilisées pour le calcul de murs de soutènement proches de routes ou de chemin de fer, et de balustrades. A côté de cela, les principes en rapport avec les combinaisons de charges dues au trafic avec les autres charges sont décrites au chapitre 3, et les valeurs numériques supplémentaires à l' ENV 1991-1 (dans cette norme, les valeurs numériques ne traitent que les bâtiments) sont données dans les annexes C, D et G. Pour les effets sismiques sur les ponts, voir l' ENV 1998-2.
Le chapitre 4 donne les charges sur les ponts-routes avec des portées individuelles inférieures à 200m et des largeurs inférieures ou égales à 42m, et un certain nombre de mises en charge qui tiennent compte de diverses situations et composantes de circulation (ex. forces horizontales). On se soucie des modèles de charge 1 (effets globaux et locaux des convois, voir figure) et 2 (effets dynamiques et d'un axe sur un petit élément de structure) pour représenter les charges de circulation les plus intensives qui se produisent dans la pratique sur le réseau routier Européen. Le modèle de charge 3 contient des configurations de charges d'essieu qui représentent un moyen de transport exceptionnel, très lourd (transport industriel, par ex.). Le modèle de charge 4 est pour les charges de ponts massives (manifestations). Il existe des mises en charges spécifiques au contrôle de la fatigue.
Le chapitre 5 détermine les charges à attribuer aux piétons et cyclistes. Les situations accidentelles dont il faut tenir compte incluent les collisions sous le pont avec le tablier ou un pilier de pont, et la présence particulière de véhicules sur le pont. En cas de besoin, une analyse dynamique doit être réalisée. Le chapitre 6, enfin, détermine les charges à attribuer au trafic ferroviaire des grandes lignes du réseau européen sur voies à écartement standard ou à grand écartement. Pour les charges verticales, il faut manipuler les modèles 71 (trafic normal) et SW (trafic intense) . Plus loin sont traitées les charges associées, comme les effets dynamiques, les force de freinage ou de traction, les forces centrifuges etc. ..
Annexes
A: Modèles de véhicules spéciaux pour
pont-routes (normative)
B: Evaluation de la durée de vie vis à
vis de la fatigue-Méthode fondée sur l'enregistrement du trafic
(normative)
C: Bases de calcul - Article complémentaire à
l' ENV 1991-1 pour les ponts-routes (normative)
D: Bases de calcul -
Article complémentaire à l' ENV 1991-1 pour les passerelles
(normative)
Annexes E, F, G, H et J ont trait au chemin de fer (informative)
Annexes
K, L, M et N son annexe nationale ont trait aux passerelles ou pont-rail
(informative)
La partie 4 de l' Eurocode 1 se rapporte aux charges particulières dont il faut tenir compte dans les calculs de silos et de réservoirs. Les silos sont définis comme des constructions de stockage pour des matériaux granuleux en vrac. Dans la pratique, il s'agit de silos isolés, en batterie ou encore des magasins de stockage. Les réservoirs sont utilisés pour le stockage de liquides. La norme se limite à des silos d'une hauteur maximum de 100m et d'une dimension maximale caractéristique (sorte de diamètre équivalent) de 50m. Il y a également des limites pour l'excentricité avec laquelle le matériau entre ou sort du silo.
Les charges qui s'exercent à cause des matériaux ou des liquides stockés, sont des charges variables. Les charges tempo-raires dues au remplissage ou à la vidange sont des charges libres . Les charges dues au feu, aux chocs, aux explosions et aux séismes sont des charges accidentelles et sont traitées dans les ENV's 1991-2-2, 1991-2-7 et l'Eurocode 8.
Le chapitre 5 décrit en détails les charges dans les silos. Elles dépendent de la géométrie du silo, des procédés utilisés pour le remplissage et la vidange, de l'étendue des caractéristiques des matériaux stockés et des caractéristiques du frottement avec la paroi. Ces dernières sont particulièrement importantes et déterminent de quelle manière le 'flux' de matériau va se placer dans les silos élancés, plats ou d'homogénéisation, et quelles seront les charges résultantes sur les parois verticale, horizontale et oblique, au repos et pendant le remplissage et la vidange. Celles-ci et d'autres caractéristiques peuvent être prises du tableau 7.1 de la norme ou être déterminées par essai:
Le chapitre 6 traite des charges dans les réservoirs. Les données
de calcul incluent la nature et les caractéristiques des liquides
stockés, la géométrie du réservoir, ainsi que
les hauteurs maximales de liquide dans le réservoir.
Annexes
A: Bases de calcul - Supplément à l' ENV 1991-1
pour les silos et réservoirs (informative)
B: Méthodes
d'essai relatives aux caractéristiques des matières granulaires
(informative)
C: Actions sismiques (informative)
La partie 5 de l' Eurocode 1 traite des grues mobiles comme les ponts
roulants (voir figure). Les charges causées par les ponts roulants
doivent être considérées comme des charges variables
dans le calcul structurel de la construction dans laquelle ils travaillent.
D'une part, il s'agit de charges verticales comme le poids propre de l'appareil
de levage QC et de sa charge QH ,et d'autre part de charges horizontales,
longitudinales et transversales causées par l'accélération
et le ralentissement de la poutre HL, HT, du chariot porte-palan HT3 , de
la marche en crabe dans les rails Hs ou encore des forces dues au vent sur
les grues FW. Les appareils de levage peuvent aussi générer
des charges accidentelles, les forces de tamponnement HB ou de basculement
(collision de l'appareil de levage avec un obstacle) HTA, à considérer
si aucune protection n'est prévue.
Dans cette partie de l' Eurocode 1, on donne les méthodes pour déterminer les valeurs représentatives de toutes ces charges, et même leur éventuelle excentricité et leur facteur de multiplication dynamique. En outre, on donne les règles pour les combinaisons de charges à considérer, à ajouter aux règles de l' ENV 1991-1. Il y a aussi des combinaisons dans le cas où il y a différents ponts actifs dans une même construction. Un paragraphe important concerne la définition de la résistance à la fatigue, basée sur les classes Si, fournie par le fabricant.
Le second paragraphe important de la partie 5 de l' Eurocode 1 concerne
les charges dynamiques, causées par des machines à pièces
tournantes, sur la construction portante. Des critères concernant
le besoin de caractériser aussi les charges de manière dynamique
sont donnés.
Différentes annexes donnent des informations
sur le texte de base. L'annexe G a un caractère normatif et donne
les charges d'exploitation pour chariots, véhicules de transport
et hélicoptères.
Les chariots sont divisés en 4
classes de FL1 à FL4 et les hélicoptères en deux classes
H1 et H2.
Cette annexe devrait être intégrée au stade
EN dans l' EN 1991-1-1.
Annexes
A: Bases de calcul - articles complémentaires de l'
ENV 1991-1 pour les poutres de roulement subissant la charge d'appareils
de levage (informative)
B: Lignes directives pour le classement des appareils
de levage au point de vue de la fatigue (informative)
C: Bases de calcul
- articles complémentaires de l' ENV 1991-1 pour les machines (informative)
D:
Prescriptions de service des machines (informative) - basé sur VDI
2056
E: Effet sur l'environnement (informative) - basé sur ISO
2631
F: Vérifications simplifiées et critères (informative)
G:
Charges d'exploitations sur les planchers par les chariots élévateurs
à fourche, les véhicules sur pneu ou sur rail, les équipements
d'accès pour la maintenance et les hélicoptères (normative)