CHAPITRE 2 : CALCULS DE CHARGES ET …

1 CHAPITRE 2 : CALCULS DE CHARGES ET SURCHARGES 1. CHAPITRE 2 : CALCULS DE CHARGES ET SURCHARGES. I SYSTEME PORTEUR. I 1 D finition : L'architecte dessine l'int rieur et l'ext rieur d'un b timent et envoie les plans un bureau d' tudes. Le travail de ce bureau d' tudes est alors de d finir partir de ces plans, tous les l ments porteurs du b timent. La structure compos e de tous les l ments porteurs est appel e syst me porteur et correspond au squelette du b timent. Le syst me porteur sert : - assurer la solidit de l'ouvrage : par rapport au s isme, vent, etc . sans se rompre, sans d formations excessives, - et transmettre les CHARGES aux fondations. I 2 El ments du syst me porteur : En ce qui concerne les diff rents mat riaux utilis s dans le BTP (b ton arm , b ton pr contraint, bois lamell coll , bois, pierres, acier ) et le type de b timent qui leur correspond, on se reportera l'introduction la m canique.

2 On rappelle qu'il existe deux sortes d' l ments porteurs : - les porteurs horizontaux, situ s dans un plan horizontal, - les porteurs verticaux, situ s dans un plan vertical. Et que le cheminement des CHARGES a lieu du haut vers le bas, des planchers vers les porteurs verticaux, pour aboutir finalement aux fondations. En bois lamell coll et en acier, les porteurs horizontaux sont les poutres et les porteurs verticaux, les poteaux. En b ton arm (b ton pr contraint), les porteurs verticaux sont des poteaux ou des voiles en b ton arm ou des murs en ma onneries et les dalles reposent sur des poutres ou des murs ou des voiles. I 3 Mod lisation du syst me porteur : Le but d'une descente de CHARGES est de trouver les CHARGES qui s'appliquent sur chaque l ment de la structure pour le dimensionner.

3 On doit donc commencer par mod liser le syst me porteur : Les assemblages entre l ments d'une structure doivent tre mod lis s par une liaison appui simple, articulation ou encastrement. Les l ments d'une structure doivent tre eux-m mes mod lis s par leur ligne moyenne en faisant attention ne pas reporter les CHARGES sur la ligne moyenne n'importe comment. Les distances utiliser pour les port es des poutres sont : - les entraxes pour les poutres en bois et en acier, Cours : B timent 2 (12/13) S6 LICENCE G nie Civil Option : Construction B timent - Prof. Amar KASSOUL - UHBC hlef CHAPITRE 2 : CALCULS DE CHARGES ET SURCHARGES 2. - les entraxes (ou les distances entre nus d'appuis pour certaines m thodes) pour les poutres et les dalles en b ton arm d'apr s l'eurocode 2, - entre nus d'appuis + 1/3 de l' paisseur du mur d'appui dans le cas d'un mur en ma onneries.

4 I 4 Stabilit du syst me porteur du b timent Un b timent est soumis des actions horizontales comme le s isme et le vent. Les effets de ces actions horizontales sont repris par un dispositif appel contreventement qui a deux fonctions principales : transmettre au sol l'effet des actions horizontales et limiter les d formations d'ensemble de la structure. Dans le cas d'un b timent courant en b ton arm , les voiles, les planchers et les cages d'escalier et d'ascenseur jouent le r le de contreventement. Il n'y a donc pas de probl me et pas de calcul faire. Mais dans le cas d'un b timent en acier ou en bois lamell coll , il faut penser placer des contreventements dans les trois plans perpendiculaires au b timent (sans que cela soit n cessaire sur toute la surface ext rieure du b timent) : II LES CHARGES .

5 II 1 Les diff rents types de CHARGES verticales Il existe deux types de CHARGES : Cours : B timent 2 (12/13) S6 LICENCE G nie Civil Option : Construction B timent - Prof. Amar KASSOUL - UHBC hlef CHAPITRE 2 : CALCULS DE CHARGES ET SURCHARGES 3. - les CHARGES permanentes, qui ont pour symbole G, comprenant les poids des parties porteuses telles que les poutres, les poteaux et les poids des parties non porteuses telles que les isolants, les rev tements , - les CHARGES variables comprenant les CHARGES d'exploitation comme les poids des personnes, des meubles , not es Q, et les CHARGES climatiques comme le poids de la neige not e S. II 2 Les diff rents types de CHARGES horizontales ou obliques : Les deux types de CHARGES sont les m mes : - les CHARGES permanentes comme la pouss e des terres, not e P , t - les CHARGES variables comprenant les CHARGES climatiques comme le vent not W, mais aussi les effets dus des variations de temp ratures, des s ismes, ou.

6 D'autres actions accidentelles. Cours : B timent 2 (12/13) S6 LICENCE G nie Civil Option : Construction B timent - Prof. Amar KASSOUL - UHBC hlef CHAPITRE 2 : CALCULS DE CHARGES ET SURCHARGES 4. II 3 calcul des CHARGES permanentes : (eurocode 1). On d termine le poids propre P en N ou en kN de tous les l ments d'un b timent en utilisant les tableaux en annexe 1 page 11 et 12 et on y lit : 3. - soit le poids volumique en kN/m , donn s pour les mat riaux, par exemple pour le 3. b ton arm , 25 kN/m , on utilise alors P = . v 3. avec v volume de la paroi en m , 2. - soit le poids surfacique en kN/m , donn s pour des paisseurs d finies, par exemple s 2. pour les briques creuses d' paisseur 15 cm, 1,3 kN/m.

7 On utilise alors P = . S. s 2. avec S : surface de la paroi en m , S n' tant jamais calcul avec l' paisseur de la paroi, 3. - Soit la masse volumique du mat riau consid r , en kg/m , comme par exemple pour les isolants. On utilise alors P = . v . g 3. avec v volume de la paroi en m et g = 9,81 N/kg, g tant l'acc l ration de la pesanteur, - Soit la densit d sans unit du mat riau consid r . On utilise alors P = d . 0 . v . g 3 3. avec = 1000 kg/m , masse volumique de l'eau, v volume de la paroi en m et g 0. = 9,81 N/kg, g tant l'acc l ration de la pesanteur. II 4 calcul des CHARGES d'exploitation : (eurocode 1). De la m me fa on que pour les poids propres, on d termine les CHARGES d'exploitation appliqu es un b timent au moyen des tableaux donn s en annexe 2 page 13.

8 On lit 2. dessus les CHARGES d'exploitation surfaciques q en kN/m d termin es selon la nature k des locaux ou selon le type d'usage du b timent. On multiplie ensuite ce poids surfacique par la surface d'influence SP pour obtenir les CHARGES d'exploitation en N ou en kN. Q = . SP. s Il existe en plus un coefficient de majoration pour faible surface et de minoration pour grande surface. Ce coefficient not A n'est utilis que pour les cat gories d'usage suivantes : A, B, C3, D1, et F. Ces diff rentes cat gories sont donn es dans le tableau en annexe 2 page 13. Il n'y a pas de r duction appliquer pour les autres cat gories. Ce coefficient se multiplie . q. k Ce coefficient est calcul selon l'expression : 200531770m,AAA,A= += A aire charg e Il existe aussi un autre coefficient not qui sert diminuer les CHARGES d'exploitation pour tenir n compte du fait que l'occupation des divers niveaux ne se fait pas toujours en m me temps.

9 Mais ce coefficient s'applique sur un grand nombre de niveaux. Le coefficient n'est pas cumulable n avec le coefficient . A. Cours : B timent 2 (12/13) S6 LICENCE G nie Civil Option : Construction B timent - Prof. Amar KASSOUL - UHBC hlef CHAPITRE 2 : CALCULS DE CHARGES ET SURCHARGES 5. II 5 Charge d'entretien des toitures terrasses : (eurocode 1). Les toitures terrasses de cat gorie I sont des toitures terrasses accessibles. (voir tableau de l'annexe 2 page 13). Si une toiture terrasse de cat gorie I ne correspond pas une cat gorie d'utilisation pr c demment d finie mais un am nagement paysager, une valeur minimale de 3. 2. kN/m est recommand e dans les documents particuliers du march.

10 Cela facilite l'organisation des travaux de r fection qui n cessitent une planification tenant compte du d placement d'une protection lourde. Les toitures de cat gorie H sont des toitures terrasses inaccessibles. 2. La charge r partie q couvre une aire rectangulaire de 10 m , dont la forme et la k localisation sont choisir de la fa on la plus d favorable pour la v rification effectuer (sans toutefois que le rapport entre longueur et largeur d passe la valeur 2). Les CHARGES q correspondent la surface projet e de la toiture consid r e. k Les CHARGES d'exploitation appliqu es sur les toitures terrasses ne sont pas prises en compte en m me temps que les CHARGES de neige ou les actions du vent.