Sommaire. 1 Introduction 3

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2 Sommaire 1 Introduction 3 2 Domaine d application Généralités Type de chevilles, groupes de chevilles et nombre de chevilles Support de béton Type de charges Terminologie et symboles Abréviations Indices Exposants Notations Définitions Principes de conception-calcul et de sécurité Généralités État limite ultime Coefficients partiels de sécurité pour les actions Coefficients partiels de sécurité pour les résistances Etat de limitation de dommages Conception-calcul de chevilles sous l action sismique Généralités Catégories de performance sismique Options de conception Critères de conception Calcul des forces agissant sur les chevilles Généralités Ajouts à l EN : 2004, Addition à l EN :2004, Ajouts et modifications à l EN :2004, Ajouts et modifications à l EN :2004, Résistances Vérifications nécessaires Valeur de calcul de la résistance Interaction Résistance combinée de traction et cisaillement Déplacements Autres preuves pour garantir la résistance caractéristique de l'élément en béton 15 7 Références 16 February 2013

3 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 2 sur 16 Tableaux Tableau 2.1 Tableau 5.1 Tableau 5.2 Tableau 5.3 Tableau 5.4 Figures Figure 2.1 Figure 5.1 Figure 5.2 Figure 5.3 Figure 5.4 Diamètre du trou de passage dans l élément à fixer Catégorie de performance sismique de cheville recommandée Valeurs de q a et A a pour éléments non structurels Vérifications nécessaires Facteur de réduction m Ancrages couverts par la méthode de conception Conception sismique avec protection de la fixation Conception sismique par limite élastique d une cheville ductile illustration de la longueur d élongation Effets verticaux de l action sismique Rotation et déplacement des chevilles

4 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 3 sur 16 1 Introduction Le présent Rapport Technique définit une méthode de conception pour chevilles sous ATE selon l ETAG 001 [7], Annexe E. Note: Une méthode de conception-calcul cohérente avec l évaluation selon l ETAG 001, Annexe E, a été développée pendant la révision de la série CEN/TS [1] et est incorporée dans l EN [4]. Comme les dispositions de calcul de la série CEN/TS ne sont pas compatibles avec l évaluation selon l ETAG 001, Annexe E et l EN n a pas encore été publiée, il faut un document publié et disponible. La méthode de calcul-conception des chevilles résistantes à des actions sismiques dans ce Rapport Technique (TR) a comme objectif faire la transition jusqu à la publication de l EN La méthode de calcul donnée dans ce Rapport Technique est conforme au dernier projet de l EN préparé par le CEN/TC 250/SC 2/WG 2 pour soumission à l enquête CEN. Ce document sera annulé quand a) l EN sera publié, et b) tous les ETAs se référant à ce Rapport Technique auront atteint à la fin de leur période de validité. Une fois que l EN sera publiée aucun ATE ne devrait faire référence au présent rapport technique au paragraphe 4.2 de l ATE. Ce document a été écrit de manière à représenter l état de l art actuel. Cependant, les utilisateurs doivent vérifier que son application permet remplir les exigences de la réglementation locale. 2 Domaine d application 2.1 Généralités Le présent Rapport Technique fournit une méthode de conception-calcul pour chevilles utilisées pour transmettre les effets des actions sismiques aux éléments en béton. Ce rapport technique couvre les ancrages de sécurité dont la rupture conduirait à l effondrement partiel ou total de la structure et constituerait un danger pour les personnes et/ou engendrerait d importantes conséquences économiques. La méthode de calcul dans le présent Rapport Technique ne couvre pas les chevilles situées en zones critiques dans les éléments en béton où l'écaillement de surface ou la plastification du renforcement peut se produire pendant les évènements sismiques, comme par exemple, dans les charnières plastiques. Par conséquent, les chevilles doivent être installées à l extérieur de ces zones. 2.2 Type de chevilles, groupes de chevilles et nombre de chevilles La méthode de conception s applique aux ancrages dans le béton au moyen de chevilles métalliques ou à scellement installées à postériori, qui remplissent les exigences de l ETAG 001 [7] (y compris l EOTA TR 018 [8]). Les chevilles doivent être qualifiées selon l ETAG 001, Annexe E pour l utilisation dans le béton sous actions sismiques. Les résistances caractéristiques et déplacements de ces chevilles sont donnés dans l'ate correspondant. La méthode de conception couvre les chevilles isolées et les groupes de chevilles. Dans le cas d un groupe de chevilles, les charges sont appliquées sur chaque cheville du groupe au moyen d un élément commun à fixer (exemple: platine). Le diamètre d f du trou de passage ne doit pas être supérieur aux valeurs données dans le tableau 2.1.Dans un groupe de chevilles, on ne doit utiliser que des chevilles de même type, de même taille et de même longueur. Les configurations de chevilles couvertes par ce Rapport Technique sont celles données dans le 1.1 de l ETAG 001, Annexe C et le rapport technique EOTA TR 029 [9]. Ces dispositions sont aussi données en figure 2.1. Les chevilles pour usage multiple pour applications non-structurelles selon l ETAG 001, Partie 6 ne sont pas couvertes par le présent Rapport Technique.

5 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 4 sur 16 Tableau 2.1 Diamètre du trou de passage dans l élément à fixer Diamètre extérieur d ou d nom 1) Diamètre d f du trou de passage dans l élément à fixer [mm] [mm] ) diamètre d si le boulon est en contact avec l élément à fixer; diamètre dnom si le manchon est en contact avec l élément à fixer Chevilles situées loin des bords (c max (10 h ef ; 60d)) pour toutes els directions de charge, ou près du bord (c < max (10 h ef ; 60d)) sous charge de traction uniquement ; c 1, c 2 < max (10 h ef ; 60 d) 1 chevilles 2 platine (élément commun à fixer) Chevilles situées près du bord (c < max (10 h ef ; 60d)) pour toutes directions de charge Figure 2.1 Ancrages couverts par la méthode de conception 2.3 Support de béton Le support en béton doit être réalisé avec un béton de masse volumique courante, de classe de résistance comprise entre C20/25 et C50/60 selon la norme EN 206 [6]. 2.4 Type de charges La méthode de conception s applique à des chevilles soumises à des actions sismiques (voir EN 1990 [2] et EN [5]). 3 Terminologie et symboles 3.1 Abréviations C1, C2 = Catégories de performance sismique des chevilles ELD (DLS en anglais) = État de limitation de dommages (voir EN :2004 [5], 2.2.1) ELU (ULS en anglais) = État limite ultime (voir EN :2004 [5], 2.2.1) 3.2 Indices M N R S V c cp d k p = Matériau = Traction = Résistance = Action = Cisaillement = Béton = Rupture du béton par effet de levier = Valeur de calcul = Valeur caractéristique = Extraction/glissement

6 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 5 sur 16 pl s sp u y 3.3 Exposants g h 3.4 Notations A a = Plastique = Acier = Sismique (séisme, tremblement de terre) = Fendage = Ultime = Limite élastique = Force ou résistance d un groupe de chevilles = Cheville la plus sollicitée dans le groupe = Facteur d amplification sismique E E,d = Valeur de calcul des effets de l action sismique selon EN :2004 F = Force en général (force résultante) F Rd (N Rd ; V Rd ) = Valeur de calcul des résistances d une cheville isolée ou d un groupe de chevilles (traction, cisaillement) F Sd (N Sd ; V Sd ) = Valeur de calcul des actions sur une cheville isolée ou un groupe de chevilles (traction, cisaillement) M pl = Valeur de calcul du moment plastique (mécanisme élastique) N = Force normale (positive: force de traction, négative : force de compression) R d = Valeur de calcul de la résistance R k = Résistance caractéristique S d = Valeur de calcul de l action V = Force de cisaillement c = Distance aux bords libres c 1 = Distance aux bords libres dans la direction 1; en présence d ancrages proches d un bord subissant une charge de cisaillement, c1 est la distance aux bords libres dans la direction de la charge de cisaillement c 2 = Distance aux bords libres dans la direction 2; la direction 2 est perpendiculaire à la direction 1 d = Diamètre de la cheville d nom = Diamètre extérieur du boulon de la cheville f ck,cube = Résistance caractéristique du béton à la compression, mesurée sur cubes de 150 mm d arête (valeur pour la classe de résistance de béton selon EN 206) f uk = Résistance nominale à la traction de l acier f yk = Limite d élasticité caractéristique de l acier (valeur nominale) h ef = Profondeur d ancrage effective = Déplacement de la cheville = Adhérence M = Coefficient partiel de sécurité pour le matériau 2 = Coefficient partiel de sécurité tenant compte de la sécurité de mise en œuvre de la cheville

7 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 6 sur Définitions Elément non-structurel Elément structurel = élément, système ou composant architectural, mécanique ou électrique, qui, faute de résistance ou à cause de la façon dont il est relié à la structure, n est pas considéré comme élément transférant des efforts dans le dimensionnement sismique. La rupture d un élément non-structural constituerait un danger pour les personnes et/ou engendrerait d importantes conséquences économiques, sociales et sur l environnement, mais que ne conduit pas à l effondrement partiel ou total de la structure; exemples: éléments de façade, tuyaux, etc. = Elément de construction dont la rupture peut conduire à l effondrement partiel ou total de la structure; exemples: colonne, poutre, dalle etc. 4 Principes de conception-calcul et de sécurité 4.1 Généralités La conception des ancrages doit être conformes aux règles générales données dans l EN 1990 [2]. Il doit être démontré que la valeur de calcul des actions S d ne dépasse pas la valeur de calcul de la résistance R d. Sd R d (4.1) Où, S d = valeur de calcul de l action ; R d = valeur de calcul de la résistance. Les actions de calcul à prendre en compte doivent être calculées selon les combinaisons de charges appropriées comme recommandé dans l EN La valeur de la résistance de calcul est calculée comme suit : R / (4.2) d R k M Où R k = résistance caractéristique d une cheville isolée ou d un groupe de cheville ; = coefficient partiel de sécurité du matériau. M 4.2 État limite ultime Coefficients partiels de sécurité pour les actions Les coefficients partiels de sécurité pour les actions sont conformes à l EN Coefficients partiels de sécurité pour les résistances Les coefficients partiels de sécurité pour fixations sous charges sismiques doivent être appliqués à des résistances caractéristiques. Les valeurs recommandées pour les coefficients partiels de sécurité pour fixations sous charges sismiques M, devraient être identiques aux valeurs correspondants pour les charges statiques (voir ETAG 001, Annexe C [7] et EOTA TR 029 [9]). Note: La valeur du coefficient partiel de sécurité tenant compte de la sécurité de mise en œuvre de la cheville a son origine dans la pré-qualification du produit et dépend du produit (donné dans l ATE correspondant). La valeur du coefficient partiel de sécurité qui n est pas fonction du produit peut être obtenue dans l annexe nationale de la norme européenne ou autre réglementation nationale de l état membre. 4.3 Etat de limitation de dommages Pour l état de limitation de dommages, il doit être démontré que les déplacements qui se produisent sous actions correspondantes ne sont pas plus élevés que les déplacements admissibles. Le déplacement admissible dépend de l action en question et doit être évalué par le bureau d étude.

8 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 7 sur 16 5 Conception-calcul de chevilles sous l action sismique 5.1 Généralités Cette section établit les exigences pour la conception-calcul pour les chevilles utilisées pour transmettre les effets des actions sismiques aux éléments en béton au moyen de charges de traction, cisaillement ou une combinaison de traction et cisaillement. On distingue deux types de connexions : Type 'A' connexion entre éléments structurels d éléments sismiques primaires et/ou secondaires ; Type 'B' fixation des éléments non-structurels. Dans les cas de sismicité très faible selon l EN [5], la conception-calcul doit être effectuée comme pour les situations de charges statiques (voir ETAG 001, Annexe C et EOTA TR 029). En outre, pour les cas suivants, une vérification simplifiée peut être réalisée : a) Pour la situation de calcul sismique où la valeur de la composante de traction de la force de calcul à l état limite ultime agissant sur une cheville isolée ou sur un groupe de chevilles est inférieure ou égale à 20 % de la force totale de calcul à traction, il n y a pas besoin d exécuter les vérifications indiquées en 5.3 et 5.4 pour la composante de traction des forces agissant sur une cheville isolée ou un groupe de chevilles. b) Pour la situation de calcul sismique où la valeur de la composante de cisaillement de la force de calcul à l état limite ultime agissant sur une cheville isolée ou sur un groupe de chevilles est inférieure ou égale à 20 % de la force totale de calcul au cisaillement, il n y a pas besoin d exécuter les vérifications indiquées en 5.3 et 5.4 pour la composante de cisaillement des forces agissant sur une cheville isolée ou un groupe de chevilles. Les chevilles appropriées pour résister aux effets des actions sismiques doivent remplir tous les exigences des chevilles utilisées en applications non-sismiques. Seules les chevilles qualifiées pour béton fissuré et pour applications sismiques peuvent être utilisées (voir l ATE correspondant). Le béton dans la zone de la fixation doit être considéré comme fissuré pour la détermination des valeurs de calcul des résistances, sauf si c est possible de démontrer que le béton va rester non fissuré pendant l évènement sismique. Un espace annulaire entre une cheville et sa fixation doit être évité en situation sismique. Pour fixations des éléments non-structurels pour applications non-critiques et mineures, un espace annulaire (le diamètre d f du trou de passage ne doit pas être supérieur aux valeurs données dans le Tableau 2.1) est autorisé. L effet de l espace annulaire sur le comportement des fixations doit être pris en compte (voir 5.6.2). Le déplacement de la fixation doit être considéré dans le calcul. Cette exigence ne s applique pas aux ancrages des éléments non-structurels d importance mineure. Le déplacement doit être limité quand l analyse prend comme hypothèse que la connexion est rigide ou lorsque l élément fixé doit être opérationnel après le tremblement de terre. Note: Les déplacements de chevilles dans les applications sismiques à l état de limitation de dommages et à l état limite ultime sont donnés dans l ATE correspondant pour les chevilles dans la catégorie de performance C2 comme indiqué en 5.2. Le desserrement de l écrou ou de la vis doit être évité par des mesures appropriées. Les fixations pour lesquelles les forces de cisaillement agissent avec un bras de levier, comme par exemple montage avec écartement avec ou sans couche intermédiaire, ne sont pas couverts. 5.2 Catégories de performance sismique La performance sismique des chevilles soumises à des charges sismiques est classifiée en deux catégories C1 et C2. La catégorie de performance C1 donne des capacités de chevilles uniquement en termes de résistance dans l état limite ultime, tandis que la catégorie de performance C2 donne des capacités de chevilles à l état limite ultime et des déplacements à l état de limitation de dommages et à l état limite ultime. Les exigences pour la catégorie C2 sont plus sévères par rapport à celles pour la catégorie C1. Sur la base d évaluation réalisée selon l ETAG 001, Annexe E, la catégorie de performance sismique d une cheville est donnée dans l ATE correspondant.

9 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 8 sur 16 Le tableau 5.1 fait la liaison entre les catégories de performance sismique C1 et C2 et le niveau de sismicité et classe d importance des bâtiments. Le niveau de sismicité est défini comme fonction du produit a g S, où a g est l accélération de calcul pour un sol de classe A et S le coefficient du sol, définis dans l EN [5]. Note: Les catégories de performance recommandées sont données dans le Tableau 5.1. Les valeurs de a g ou de a g S utilisés dans un Etat Membre pour définir les seuils des classes de sismicité peuvent être trouvées dans les Annexes Nationales de L EN et peuvent être différentes de celles données dans le tableau 5.1. En plus, l attribution des catégories de performance sismique C1 et C2 et des classes d importance des bâtiments est de la responsabilité de chaque Etat Membre. Tableau 5.1 Catégorie de performance sismique de chevilles recommandée Niveau de sismicité a Catégorie d importance selon EN :2004, Classe a g S c I II III IV Très faible b a g S 0,05 g Aucune exigence supplémentaire Faible b 0,05 g < a g S 0,1 g C1 C1 d ou C2 e C2 > Faible a g S > 0,1 g C1 C2 a b c d e Les valeurs de sismicité peuvent être trouvées dans les Annexes Nationales de l EN Définition selon EN :2004, a g = accélération de calcul pour un sol de classe A (EN :2004, 3.2.1), S = paramètre du sol (voir exemple EN :2004, 3.2.2). C2 pour connexions Type 'A' (voir 5.1) C1 pour connexions Type 'B' (voir 5.1) 5.3 Options de conception Pour la conception des ancrages, une des options suivantes a1), a2) ou b) doit être satisfaite (pour plus de détails, voir également 5.4) : a) Conception sans exigence sur la ductilité de la cheville Hypothèse est faite que - les chevilles sont des éléments non dissipatifs et - elles ne sont pas capables de dissiper l énergie par un comportement ductile hystérétique et - elles ne participent pas au comportement ductile général de la structure a1) Dimensionnement en capacité : la cheville ou le groupe de cheville est calculée pour la charge maximale en traction et/ou en cisaillement qui peut être transmise à la fixation basée sur o soit le développement d un mécanisme ductile plastique dans l élément fixé o soit la prise en compte de l écrouissage et de la sur-résistance du matériau par l élément fixé o soit la capacité non élastique de l élément fixé a2) Dimensionnement élastique : la fixation est conçue pour la charge maximale obtenue à partir de la combinaison des charges incluant les actions sismiques E E,d correspondant à l état limite ultime (EN ) en prenant comme hypothèse un comportement élastique de la fixation et de la structure. De plus, les incertitudes dans le modèle pour obtenir les actions sismiques sur la fixation doivent être prises en compte. b) Conception avec exigence sur la ductilité de la cheville La cheville ou le groupe de chevilles est conçue pour les actions de calcul incluant les actions sismiques E E,d correspondant à l état limite ultime (EN ). La capacité en traction de l acier de la fixation doit être inférieure à la capacité en traction pour les modes de ruine béton. Une capacité à l élongation suffisante de la cheville est nécessaire. La fixation ne doit pas être prise en compte pour la dissipation de l énergie dans l analyse de la structure générale ou dans l analyse d un élément non structurel sauf si une justification adaptée est fournie par une analyse chronologique non linéaire (dynamique) selon EN et le comportement hystérétique de la cheville est confirmé dans l ATE. Cette approche n est applicable que pour la composante traction de la charge agissant sur la cheville.

10 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 9 sur 16 Note: L option b) peut ne pas être adaptée à la fixation des éléments sismiques primaires (EN ) à cause des déplacements importants irrécupérables au niveau de la cheville qui pourraient se produire. Il est recommandé d utiliser l option b) pour la fixation des éléments sismiques secondaires. De plus, sauf si les charges de cisaillement agissant sur la fixation sont reprises par des mesures additionnelles, des chevilles additionnelles devraient être prévues et calculées avec l option a1) ou a2). 5.4 Critères de conception Pour la conception des chevilles selon l option a1), pour les deux connexions type A et type B, la cheville est calculée pour la charge maximale qui peut être transmise à la fixation basée soit sur le développement d un mécanisme ductile plastique dans l élément fixé (voir figure 5.1a)) soit dans la platine métallique (voir figure 5.1b)) en tenant compte des effets de la sur-résistance du matériau soit sur la capacité non élastique de l élément fixé ou de l élément structurel (voir figure 5.1c)). Note: L hypothèse d une charnière plastique dans l élément à fixer (figure 5.1b)) exige la prise en compte des aspects spécifiques comme par exemple, la redistribution des charges à chaque cheville appartenant à un groupe, la redistribution des charges dans la structure et le comportement de l élément à fixer en fatigue avec peu de cycles. a) plastification de l élément fixé b) plastification de la platine c) capacité de l élément fixé Figure 5.1 Conception sismique avec protection de la fixation Pour la conception des chevilles selon l option a2), les effets des actions pour les connexions de type 'A' doivent être déterminés selon l EN avec un coefficient de comportement q = 1,0. Pour les connexions de type 'B', les effets des actions doivent être déterminés avec un coefficient de comportement q a = 1,0 pour l élément fixé. Si les effets des actions sont déterminés selon l approche simplifiée indiquée en avec q a = 1,0, ils doivent être multipliés par un coefficient d amplification égal à 1,5. Si les effets des actions sont déterminés par un modèle plus précis, ce coefficient d amplification peut être omis. Pour la conception des chevilles selon l option b), les conditions complémentaires suivantes doivent être respectées : a) La cheville doit bénéficier d un ETA incluant une qualification pour la catégorie de performance sismique C2. b) Pour assurer la rupture acier de la fixation, la condition b1) doit être respectée pour les chevilles isolées en traction et la condition b2) pour les groupes de chevilles avec deux ou plus chevilles en traction. De plus, la condition b3) s applique pour les groupes avec deux ou plus chevilles en traction. b1) Fixations avec une seule cheville en traction : R k, s, 0, 7 Rk,conc, (5.1) 2 où R k,s, = résistance sismique caractéristique par rupture de l acier calculée selon l équation (5.8); R k,conc, = résistance sismique caractéristique minimale pour tous les modes de ruine sauf la rupture acier (rupture par extraction-glissement, rupture par cône de béton, rupture combinée par extraction-glissement et par cône de béton, rupture par éclatement et rupture par fendage) calculée selon l équation (5.8); 2 = coefficient partiel de sécurité tenant compte la sécurité de mise en œuvre de la cheville (donné dans le ATE correspondant).

11 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 10 sur 16 b2) Pour les groupes de chevilles avec deux ou plusieurs chevilles en traction, l équation (5.2) doit être démontrée pour les chevilles en traction : Rk, s, h FSd Rk, conc, 0,7 g FSd 2 où R k,conc, = résistance sismique caractéristique minimale pour la rupture combinée par extraction-glissement et par cône de béton (cheville à scellement uniquement), la rupture par cône de béton, la rupture par éclatement et la rupture par fendage calculées selon l équation (5.8); F h Sd = valeur de calcul des actions agissant sur la cheville plus sollicitée, dans un groupe de chevilles; F g Sd = valeur de calcul des actions agissant sur les chevilles en traction, dans un groupe de chevilles. b3) Pour un groupe de chevilles mécaniques avec deux ou plusieurs chevilles en traction, la cheville la plus sollicitée doit être vérifiée pour la rupture par extraction-glissement selon l équation (5.1) où R k,conc, est la résistance sismique par extraction-glissement d une cheville. c) Les chevilles qui transmettent les charges de traction doivent être ductiles et avoir une longueur d élongation au moins 8d sauf si la longueur est déterminée au moyen d une analyse. Des schémas sur les longueurs d élongation sont donnés en figure 5.2. d) Une cheville est considérée ductile si la résistance nominale à la traction de l acier n est pas supérieure à f uk = 800 MPa, le rapport entre limite élastique et résistance nominale à la traction n est pas supérieur à f yk /f uk = 0,8, et la rupture par élongation (mesurée sur une longueur de 5d) est au moins 12 %. e) La résistance de l acier N uk des chevilles qui comprennent une section réduite (par exemple un filetage) sur une longueur inférieure à 8d (d = diamètre de la section réduite de la cheville) doit être supérieure à 1,3 fois la résistance élastique N yk de la section non réduite. (5.2) Légende 1 longueur d élongation 2 assise de la cheville 3 manchon ou longueur de décohésion 4 cheville 5 platine 6 colonne Figure 5.2 Conception-calcul sismique par la limite élastique d une cheville ductile illustration de la longueur d élongation 5.5 Calcul des forces agissant sur les chevilles Généralités La valeur de conception-calcul des effets des actions sismiques E E,d agissant sur l élément à fixer, doit être déterminée selon l EN [5] et le paragraphe 5.3 si applicable. La présente section contient les dispositions supplémentaires à l EN concernant notamment les actions sismiques verticales agissant sur les éléments non-structurels. La valeur maximale de chaque action (composantes traction et cisaillement de charges appliquées sur une cheville) doit prendre en compte l action simultanée s il n y a pas un autre modèle plus précis pour estimer les valeurs vraisemblables pour chaque action.

12 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 11 sur Ajouts à l EN : 2004, Pour la conception des chevilles des connexions de type 'A', la composante verticale de l action sismique doit être prise en compte selon l EN , Section (2) à (4) si l accélération verticale de calcul a vg est supérieure à 2,5 m/s Addition à l EN :2004, Pour la conception des fixations d éléments non-structurels soumis à l action sismique, les éventuels effets bénéfiques de frottement dus aux charges de pesanteur doivent être négligés Ajouts et modifications à l EN :2004, Les effets horizontaux de l action sismique des éléments non-structurels sont déterminés selon l équation (4.24) de l EN Cependant, le coefficient de comportement q a peut être trouvé du tableau 5.2. Note: Le tableau 5.2 contient des valeurs de q a supplémentaires par rapport au tableau 4.4 de l EN Tableau 5.2 Valeurs de q a et A a pour éléments non structurels Type d éléments non structurels q a A a Garde-corps ou ornements en porte-à-faux Signalisations et panneaux d affichage 3,0 Cheminées, mâts et réservoirs sur poteaux se comportant en consoles non 1,0 contreventées sur plus de la moitié de leur hauteur totale 3,0 Stockage des matières dangereuses et tuyauterie de liquide dangereux 3,0 Murs de façade et intermédiaires Cloisons et façades 1,5 Cheminées, mâts et réservoirs sur poteaux, se comportant en consoles non contreventées sur moins de la moitié de leur hauteur totale, ou contreventées ou 1,5 haubanées à la structure au niveau ou au-dessus de leur centre de gravité Ascenseurs 1,5 Planchers informatiques, équipements électriques et de communication 3,0 Convoyeurs 2,0 3,0 Éléments de fixations des meubles lourds et des bibliothèques supportés par les planchers 1,5 Éléments de fixations des faux-plafonds et autres dispositifs légers de fixation 1,5 Tuyauterie haute pression, tuyauterie d'extinction d'incendie 3,0 Tuyauterie de fluide pour matières non dangereuses 3,0 Supports informatiques, de communication et de stockage 3,0 3,0 1,5 L équation (4.25) de l EN concernant le coefficient sismique S a peut être réorganisée comme suit: z Sa S 1 Aa 0, 5 (5.3) H où S z H = rapport entre accélération de calcul au niveau d un sol de classe A, a g, et l accélération de la pesanteur g; = coefficient de sol; = hauteur de l élément non structurel au-dessus du niveau d application de l action sismique (au-dessus du niveau des fondations ou le sommet d un soubassement rigide); = hauteur du bâtiment depuis les fondations ou le sommet d un soubassement rigide;

13 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 12 sur 16 A a 3 T 1 (1 T a 1 ) 2 (5.4) T a T 1 = période fondamentale de vibration de l élément non structurel; = période fondamentale de vibration du bâtiment dans la direction appropriée. Le facteur d amplification A a peut être déterminé selon l équation (5.4) ou pris du Tableau 5.2 s il y a des valeurs de période fondamentale de vibration inconnues. Note: Au moment du calcul des charges agissant sur des éléments non-structurels selon l équation (4.25) de l EN , il est souvent difficile d établir avec certitude la valeur de la période fondamentale de vibration Ta de l élément non structural. Le Tableau 5.2 fournit une approche pragmatique et ne peut pas être conservateur dans tous les cas. L effet vertical de l action sismique doit être déterminé au moyen de l application d une force verticale F va sur le centre de masse de l élément non-structurel défini comme suit : F Va SVa Wa a / qa (5.5) où SVa V Aa (5.6) V = rapport entre accélération verticale de calcul au niveau d un sol de classe A, a g, et l accélération de la pesanteur g; W a = poids de l élément; a = coefficient d importance de l élément, voir EN , Paragraphe ; q a, A a peuvent être pris égales aux valeurs pour les forces horizontales. Note: Les effets verticaux de l action sismique F Va pour les éléments non-structurels peuvent être négligés pour la cheville quand le rapport entre la composante verticale de l accélération de calcul a vg et l accélération de la pesanteur g est inférieure à 0,25 et les charges de la gravité sont transférées directement de la fixation à la structure (voir fixation 2 en figure 5.3). Légende 1 inclure F Va 2 négliger F Va si a vg /g 0,25 3 force de gravité 4 sol 5 mur x direction horizontale z direction verticale Figure 5.3 Effets verticaux de l action sismique Ajouts et modifications à l EN :2004, Les valeurs maximales du coefficient de comportement q a pour les éléments non structurels peuvent être sélectionnées dans le tableau Résistances Vérifications nécessaires Pour la conception-calcul sismique la vérification F Sd, F Rd, doit être effectuée pour toutes les directions de charge (traction, cisaillement, oblique) ainsi que pour tous les modes de ruine (voir tableau 5.3).

14 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 13 sur 16 Tableau 5.3 Vérifications nécessaires Mode de ruine Cheville isolée Groupe de chevilles Cheville plus sollicitée Groupe de chevilles Rupture de l acier N Sd, N h h Rd, s, N Sd, NRd, s, traction Rupture par extractionglissement Rupture combinée par extraction-glissement et par cône de béton 1) Rupture par cône de béton N Sd, N h h Rd, p, N Sd, NRd, p, N Sd, N g g Rd, p, N Sd, NRd, p, g g N Sd, NRd, c, N Sd, NRd, c, Rupture par fendage 3) N Sd, NRd, sp, g g N Sd, NRd, sp, cisaillement Rupture de l acier sans bras de levier 2) Rupture du béton par effet de levier Rupture du béton en bord de dalle V Sd, V Rd, s, h h V Sd, VRd, s, V Sd, V g g Rd, cp, V Sd, VRd, cp, V Sd, VRd, c, g g V Sd, VRd, c, 1) Vérification uniquement pour chevilles à scellement. 2) La rupture de l acier avec bras de levier en présence de charges de cisaillement n est pas couverte par le présent Rapport Technique (voir Section 5.1). 3) La vérification n est pas exigée si le béton est considéré fissuré et le renforcement résiste aux forces de fendage Valeur de calcul de la résistance La valeur de la résistance au séisme R d, (N Rd,, V Rd, ) d une fixation est définie par: R R k, d, (5.7) M, où les coefficients partiels de sécurité M, (i.e. Ms,, Mc,, Mp,, Msp, ) doivent être pris selon La valeur de la résistance caractéristique R k, (N Rk,, V Rk, ) d une fixation doit être calculée par chaque mode de ruine selon l équation (5.8). R 0 k, gap R k, (5.8) où α gap = facteur de réduction pour prendre en compte les effets d inertie dus à un espace annulaire entre la cheville et la fixation en cisaillement; donné dans l ATE correspondant; α = facteur de réduction pour prendre en compte l influence de grandes fissures et une dispersion des courbes charges-déplacement, voir Tableau 5.4; R 0 k, = valeur initiale de la résistance sismique caractéristique pour un mode de ruine est déterminée comme suit : Pour la rupture acier et rupture par extraction-glissement en traction et rupture acier en cisaillement, R 0 k, doit être prise dans l ATE correspondant (c.-à-d. N Rk,s,, N Rk,p,, V Rk,s, ). Pour la rupture combinée par extraction-glissement et par cône de béton pour chevilles à scellement, R 0 k, doit être obtenue selon l EOTA TR 0029 (c.-à-d. N Rk,p ), cependant, la valeur de l adhérence sismique caractéristique ( Rk, ) est donnée dans l ATE correspondant.

15 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 14 sur 16 Pour toutes les autres ruptures, R 0 k, doit être obtenu au moyen de la méthode de conception-calcul qui s applique à des chevilles soumises à des charges statiques, donc selon l ETAG 001, Annexe C ou EOTA TR 029 (c.-à-d. N Rk,c, N Rk,sp, V Rk,c, V Rk,cp ). Note: Les forces agissant sur les chevilles soumises à des charges de cisaillement sont amplifiées par la présence d un espace annulaire à cause d un effet de marteau sur la cheville. Pour simplifier, cet effet est uniquement pris en compte dans la résistance de la fixation. En l absence d information dans l ETA, les valeurs suivantes de α gap peuvent être utilisées. Ces valeurs sont basées sur un nombre limité d essais. α gap = 1,0 quand il n y a pas un trou de passage entre la cheville et l élément à fixer; = 0,5 quand le trou de passage est conforme au tableau 2.1. Tableau 5.4 Facteur de réduction Charges Traction Cisaillement Mode de ruine Cheville isolée 1) Groupe de chevilles Rupture de l acier 1,0 1,0 Rupture par extraction-glissement 1,0 0,85 Rupture combinée par extraction-glissement et par cône de béton 1,0 0,85 Rupture par cône de béton chevilles à verrouillage de forme avec comportement identique à des goujons scellés 2) toutes les autres chevilles 1,00 0,85 0,85 0,75 Rupture par fendage 1,0 0,85 Rupture de l acier 1,0 0,85 Rupture du béton en bord de dalle 1,0 0,85 Rupture du béton par effet de levier chevilles à verrouillage de forme avec comportement identique à des goujons scellés 2) toutes les autres chevilles 1,0 0,85 0,85 0,75 1) Pour la traction, le cas cheville isolée couvre également les cas où 1 seule cheville d un groupe est soumises à de la traction 2) Cheville à verrouillage de forme avec comportement identique à des goujons scellés, c.-à-d. avec au moins N 0 Rk,c = 8.0 (f ck,cube ) 0,5 (h ef ) 1,5 ; donné dans l ATE correspondant Interaction Résistance combinée de traction et cisaillement L interaction entre les forces de traction et de cisaillement doit être déterminée selon l équation (5.9). N N Sd Rd, V V Sd Rd, 1 avec N Sd /N Rd, 1 et V Sd /V Rd, 1 (5.9) Dans l équation (5.9), les rapports N Sd /N Rd, et V Sd /V Rd, les plus élevés pour les différents modes de ruine doivent être introduits, où N Sd où V Sd sont les actions de calcul agissant sur les chevilles qui ont en compte les effets sismiques.

16 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 15 sur Déplacements Les valeurs des déplacements des chevilles soumises à des charges de traction et cisaillement à l état de limitation de dommages (DLS) doivent être limitées aux valeurs N,req(DLS) et V,req(DLS) pour atteindre les exigences concernant, par exemple, la fonctionnalité et conditions d élément de base attendues. Ces valeurs doivent être sélectionnées à partir des exigences de l application spécifique. Quand l analyse considère un élément de base rigide, le concepteur doit établir la plage de déplacements compatibles avec les exigences de comportement structural. Note: Dans un certain nombre de cas, le déplacement acceptable lié à une condition pour le matériau de base rigide est de l ordre de 3 mm. Si les déformations (déplacements et rotations) sont importantes pour la conception de la connexion (comme par exemple, en éléments sismiques secondaires ou éléments de façade) il faut démontrer que ces déformations peuvent être soutenues par les chevilles. La rotation d une connexion p (Figure 5.) est définie pour l expression (5.10) p = N, / s max (5.10) où N, = déplacement de la chevilles soumise à l action sismique; s max = distance entre la rangée de chevilles la plus à l extérieur et le bord opposé de la platine. Légende 1 longueur du manchon ou de décohésion 2 cheville 3 platine 4 élément Figure 5.4 Rotations et déplacements des chevilles Si les déplacements des chevilles N,(DLS) soumises à des charges de traction et/ou V,req(DLS) soumises à des charges de cisaillement donnés dans l ATE correspondant (pour chevilles appartenant à catégorie sismique de performance C2) sont plus grands que les valeurs exigées correspondant N,req(DLS) et/ou V,req(DLS), la valeur de calcul de la résistance peut être réduite selon les équations (5.11) et (5.12) pour remplir les exigences concernant les déplacements limites. N, req( DLS) N Rd,, reduced NRd, (5.11) N, ( DLS) V Rd,, reduced VRd, (5.12) V, req( DLS) V, ( DLS) Si les fixations et les éléments à fixer doivent être opérationnels après le tremblement de terre, alors les déplacements pertinents doivent être pris en compte. 6 Autres preuves pour garantir la résistance caractéristique de l'élément en béton La preuve de la transmission locale des charges des chevilles dans le support en béton est fournie par l'utilisation des méthodes de conception-calcul décrites dans le présent document.

17 EOTA TR 045 Conception-calcul des chevilles métalliques sous actions sismiques page 16 sur 16 La transmission des charges des chevilles aux supports de l'élément en béton doit être démontrée dans la Section 7 ETAG 001, Annexe C et EOTA TR 029 pour charges statiques. 7 Références [1] Série CEN/TS , Conception-calcul des éléments de fixation pour béton, Comité Européen de Normalisation (CEN), Bruxelles, Belgique, [2] EN 1990: Eurocode Bases de calcul des structures, Comité Européen de Normalisation (CEN), Bruxelles, Belgique. [3] EN :2004, Eurocode 2: Calcul des structures en béton Partie 1-1: Règles générales et règles pour les bâtiments, Comité Européen de Normalisation (CEN), Bruxelles, Belgique, [4] EN , Conception-calcul des éléments de fixation pour béton, Comité Européen de Normalisation (CEN), Bruxelles, Belgique (en préparation, pas encore publié). [5] EN :2004, Eurocode 8: Calcul des structures pour leur résistance aux séismes Partie 1: Règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments, Comité Européen de Normalisation (CEN), Bruxelles, Belgique, [6] EN 206-1, Béton Partie 1: Spécification, performance, production and conformité, Comité Européen de Normalisation (CEN), Bruxelles, Belgique. [7] ETAG 001, Guide d agrément technique européen relatif aux chevilles de fixation, Organisation Européenne pour l Agrément Technique (EOTA), Bruxelles, Belgique. [8] TR 018, Evaluation des chevilles à scellement à couple contrôlé, Organisation Européenne pour l Agrément Technique (EOTA), Bruxelles, Belgique, [9] TR 029, Conception des chevilles à scellement, Organisation Européenne pour l Agrément Technique (EOTA), Bruxelles, Belgique, 2010.