Vu pour enregistrement le 17 février 2006

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1 Avis Technique 3/ Annule et remplace l Avis Technique 3/ Composants structuraux Structural components Strukturelle bestandteile escaliers helicoïdaux GANTOIS Titulaire : Etablissements GANTOIS. BP 307 F Saint-Dié-des-Vosges CEDEX Tél. : Fax : Internet : Commission chargée de formuler des Avis Techniques (arrêté du 2 décembre 1969) Groupe Spécialisé n 3 Structures, planchers et autres composants structuraux Vu pour enregistrement le 17 février 2006 Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, F Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : Fax : Internet : Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site Internet du CSTB ( CSTB 2006

2 Le Groupe Spécialisé N 3 "STRUCTURES, PLANCHERS ET AUTRES COMPOSANTS STRUCTURAUX" de la Commission chargée de formuler les Avis Techniques, a examiné le 20 octobre 2005, le procédé des escaliers HELICOÏDAUX GANTOIS, exploité par les Etablissements GANTOIS. Il a formulé sur ce procédé l'avis Technique ci-après, qui annule et remplace l Avis Technique 3/ Définition succincte 1,1 - Description succincte Les escaliers hélicoïdaux GANTOIS sont des escaliers métalliques constitués d'un fût central en acier sur lequel sont liaisonnées par boulonnage des marches indépendantes en tôle pliée sans contremarches. Les extrémités de marches sont reliées entre elles par un barreaudage ou un voile en tôle perforée boulonné formant garde-corps. L'ensemble est complété par une main-courante en tête de garde-corps, une ossature métallique légère pour les paliers et des bracons métalliques de fixation aux bâtiment servant d'appui horizontal à l'escalier. Le fût est supporté en pied par un dé de fondation ou par l intermédiaire d une platine de fixation sur un élément de structure du bâtiment. 1,2 Identification Les escaliers GANTOIS sont livrés démontés en colis étiqueté et référencé avec notice de pose. La référence permet une traçabilité complète de l'origine des composants de l'escalier et des dates et conditions de sa fabrication. 2 - Avis 2,1 Domaine d'emploi accepté Les escaliers GANTOIS peuvent être utilisés en extérieur comme en intérieur de bâtiments de toutes natures situés en France européenne. Leur usage est limité au transit des personnes dans les conditions normales d'utilisation d'un escalier. Sont exclus du domaine d emploi accepté par le Groupe Spécialisé n 3 : les escaliers subissant des trafics intenses, desservant des circulations communes à débit important et constamment répété dans le temps ( passages quotidiens et nombreux d'élèves dans une circulation principale commune d'établissement scolaire, par exemple). les cas pour lesquels le bâtiment servant d'appui horizontal à l'escalier serait anormalement déformable au sens des règles de l'art en matière de déformabilité des constructions. Les utilisations autres que celles prévues au présent domaine d'emploi sortent du champ du présent Avis et peuvent faire l'objet d'une étude particulière. 2,2 - Appréciation sur le procédé 2,21 - Aptitude à l'emploi Stabilité: La stabilité est normalement assurée dans le domaine d'emploi accepté. Sécurité au feu: La tenue au feu de ces escaliers peut être appréciée par les normes en vigueur pour les ouvrages métalliques non protégés. Pour la définition du nombre d unités de passage conférées par l escalier, on doit se référer aux articles CO 36 et CO 56 du Règlement de Sécurité contre l incendie relatif aux établissements recevant du public. Sécurité du travail sur chantier : La mise en oeuvre des composants n'a aucune influence spécifique sur la sécurité du personnel de chantier. Confort: La rigidité de l escalier est normalement suffisante pour les utilisations habituelles de ce type d équipement. Toutefois, les garde-corps du type «Voile», bien que satisfaisants aux normes de sécurité, peuvent être jugés trop souples au gré des utilisateurs de la main courante. Cette souplesse, laissée à l appréciation de l utilisateur en fonction de ses propres critères de confort, peut, si nécessaire, être diminuée par adjonction d un raidisseur de main courante, prévu à cet effet par le fabricant. 2,22 - Durabilité / Entretien Compte tenu de la nature des matériaux utilisés (acier galvanisé, acier inoxydable et aluminium) et des conditions de fabrication des composants dans une usine spécialisée, la durabilité des composants est équivalente à celle des ouvrages de construction métallique traditionnelle réalisés en acier galvanisé, acier inoxydable ou aluminium. Ils ne nécessitent aucun entretien spécifique. 2,23 - Mise en oeuvre Les composants sont livrés avec une notice de pose indiquant la procédure de montage; la mise en œuvre ne conduit à aucune difficulté particulière. 2,3 - Cahier des prescriptions techniques particulières L appréciation portée sur le procédé en cause est subordonnée au respect des conditions de conception - calcul suivantes : Les différents éléments structuraux de l escalier GANTOIS doivent être vérifiés vis-à-vis des critères de résistance par référence générale aux Règles de Construction métalliques CM66/82 ou EUROCODE 3 et aux Règles AL76 Le modèle à utiliser est un modèle linéaire pour déterminer les sollicitations du premier comme du deuxième ordre. Le modèle de calcul de l escalier doit, sauf justification spéciale des liaisons, considérer le pied du fût comme une articulation et les autres fixations comme des appuis simples vis-à-vis du déplacement horizontal. Les charges caractéristiques d exploitation à considérer successivement dans les justifications de résistance sont les suivantes : - Chargement de type "uniformément réparti" Il correspond à une accumulation de personnes dans l escalier et la charge correspondante est prise égale à 400 dan/m². Elle est applicable à la surface de marches projetée verticalement la plus défavorable vis-à-vis de la sollicitation considérée. Dans cette définition, la totalité de la surface horizontale des marches comprise entre le fût et le nu intérieur du garde-corps est supposée chargeable. - Chargement de type "ponctuel" Il correspond à la descente de personnes et inclut l effet dynamique correspondant par la définition de charges statiques équivalentes. Il vise explicitement la vérification d une marche donnée et de ses liaisons au fût et au limon. Il est constitué d une seule charge placée à une distance comprise entre 30 cm et 60 cm du nu intérieur du garde-corps et prise égale à Q = F x λ x δ avec : F = charge statique caractéristique prise égale à 125 dan λ = coefficient de dispersion des essais de comportement dynamique pris égal à 1,2 δ = coefficient de majoration dynamique résultant d essais. Les essais effectués sur les escaliers GANTOIS ont montré un coefficient 2,4, soit au total, une charge statique équivalente de valeur caractéristique Q égale à 360 dan pour les escaliers courants. Pour les escaliers de plus grand diamètre pouvant donner lieu à la descente de deux personnes de front sollicitant donc 2 3/05-445

3 simultanément une marche donnée, cette charge Q est alors majorée de 25% et portée à 450 dan. Cette majoration vise les escaliers dont le diamètre mesuré au nu intérieur de la main courante est supérieur à 2,5 mètres. Compatibilité des charges sur les différentes marches : L application de cette charge sur une marche donnée exclut toute possibilité de chargement de la marche précédente et de la marche suivante. Les autres marches de l escalier peuvent être chargées par une charge statique équivalente ponctuelle de même nature mais dont la valeur caractéristique est réduite à 150 dan. Les charges caractéristiques d exploitation à considérer dans les justifications de déformation sont limitées au chargement de type ponctuel décrit pour les vérifications de résistance ; l intensité de la charge ponctuelle statique équivalente Q est prise égale à 150 dan et la flèche maximale autorisée des marches sous l action de cette seule charge est de 10 mm, aucune autre marche n étant chargée. Dans cette vérification, qui vise le confort d utilisation de l escalier sous l'action d'une seule personne, la flèche vérifiée est mesurée à 30 cm du nu intérieur du garde-corps. Dans l analyse des sollicitations et des déformations en l absence d un modèle complet de l escalier, il est loisible de considérer un partage forfaitaire des contributions de chacune des marches à la reprise d une charge ponctuelle comme suit : - 50 % de la charge est supposée appliquée à la marche chargée % de la charge est supposée appliquée à la marche supérieure à la marche chargée - 25 % de la charge est supposée appliquée à la marche inférieure à la marche chargée. La justification est alors menée en supposant les marches isolées les unes des autres, en console sur le fût. Dans le cas d'un garde-corps uniquement constitué d'un barreaudage, sans limon en tôle pleine associé, le partage forfaitaire décrit ci-dessus devient 70%, 15% et 15% respectivement pour tenir compte de la diminution de raideur résultant de l'absence de limon en tôle et de la possibilité de mise en torsion des marches qui en résulte. La fréquence propre de l escalier doit être au moins égale à 7,5 H z. Elle peut être appréciée par la formule suivante : Conclusion Le présent Avis annule et remplace l Avis Technique 3/ Appréciation globale: L'utilisation des ESCALIERS HELICOÏDAUX GANTOIS dans le domaine d'emploi accepté est appréciée favorablement. Validité : Cinq ans, au 31 octobre 2010 Pour le Groupe Spécialisé n 3. Le Président, Jean-Pierre BRIN. 3 - REMARQUES COMPLEMENTAIRES DU GROUPE SPECIALISE. Le Groupe Spécialisé a exclu du domaine d emploi accepté les cas de trafics intenses. Il est précisé que ce type d usage doit donner lieu à un examen spécifique des risques de fatigue, soit par une analyse particulière des contraintes dans les zones concernées (soudures et attaches), soit par des essais justifiant un nombre de cycles donné, déterminé en rapport avec le trafic prévu et la durée de vie escomptée, soit par des contrôles périodiques des ouvrages en service. De même, une analyse particulière des conditions de soudage peut être effectuée en vue d obtenir un comportement déterminé des liaisons. Cette situation, qui sort du cadre du présent Avis Technique, n est évidemment envisageable que dans les cas où le trafic est connu par avance. Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n 3. f = 1,57 2 p l EI (en Hz ) Ménad CHENAF avec - p = masse de l escalier par mètre linéaire de hauteur, en kg/ml incluant une masse relative aux charges d exploitation prise égale à 30 kg/m² appliquée sur la totalité de la surface horizontale des marches. - EI = raideur flexionnelle du fût en N.m² - l = distance en m entre deux fixations du fût vis-à-vis du déplacement horizontal. Tous les escaliers visés par le présent Avis Technique, destinés à des utilisations domestiques et les escaliers de secours ne présentent pas de risque particulier vis-à-vis des phénomènes de fatigue. A ce titre, aucune mesure particulière autre que celles données ci-dessus n est à envisager pour ce type d usage. 3/

4 Dossier Technique établi par le demandeur A - DESCRIPTION 1 - PRINCIPE DU PROCEDE Les escaliers hélicoïdaux GANTOIS permettent le passage de personnes entre différents étages d une structure, généralement un bâtiment, et sont conçus dans le but d'assurer cette fonction avec un minimum d encombrement au sol. Ils sont utilisés essentiellement en tant qu'escaliers de secours (hôtels, écoles, etc.); ils sont également utilisés dans les bureaux, les industries et l'habitat individuel ou collectif. Ils sont fournis en éléments séparés (fût central, marches, garde-corps, paliers, visserie,...) et sont montés sur chantier comme un «kit». L outillage nécessaire pour le montage est réduit et courant (marteau, tournevis, clés, perceuse, scie,...). La pose peut être assurée par le client, par un poseur professionnel ou par GANTOIS. 2 - DESCRIPTION DES ELEMENTS CONSTITUTIFS Fût central Le fût central est la colonne vertébrale de l escalier. C est un tube en acier fixé au bâtiment au moins en tête et en pied. Il n'est jamais posé en console seulement fixée en pied, sauf cas spéciaux faisant l objet d une étude particulière. Les marches, le ou les paliers et éventuellement un main courante y sont fixés. Un bouchon obturateur complète le sommet du fût et une platine soudée à sa base permet la fixation au sol. Le fût reprend tous les efforts (poids propre, personnes, neige, vent) et les transmet au sol par l intermédiaire de la platine et au bâtiment par l intermédiaire du ou des paliers et éventuellement des bracons pour les grandes longueurs en fût. Il assure enfin un point d appui complémentaire aux utilisateurs. Marches Ce sont des tôles pliées sur lesquelles sont soudées une platine de fixation au fût et une bande de fermeture extérieure pour la fixation au limon. La surface des marches peut être lisse, gaufrée, avec des trous emboutis,... Elles supportent le poids des utilisateurs et éventuellement de la neige. Ces efforts sont retransmis au fût par la fixation marche/fût et au limon par la fixation marche/limon. Elles peuvent être antidérapantes. Leur dimension se situe dans les séries courantes de 60 cm à 140 cm. Limon Le limon relie les extrémités extérieures des marches. C est une tôle poinçonnée de trous pour la fixation des marches. Elle peut être en aluminium, en acier galvanisé ou inoxydable. Il sert d appui aux extrémités des marches et permet une certaine répartition des efforts appliqués sur une marche aux marches contiguës. Le garde-corps y est fixé. Garde-corps Le garde-corps protège les personnes des chutes. Il définit l esthétique et le modèle de l escalier. Le plus souvent, cet élément est commun avec le limon et forme une large bande de tôle, perforée ou non. Il peut également être constitué de barreaux ou de tubes. le sommet du garde-corps comporte une main courante. Il supporte les efforts (horizontaux, verticaux) exercés par les utilisateurs et la charge engendrée par la chute éventuelle d une personne. Il encaisse également les efforts dus au vent. Tous ces efforts sont transmis au fût par le limon et les marches et au bâtiment par la fixation garde-corps droit/bâtiment prévue au niveau des paliers et au sol par le montant de départ. A noter que le garde-corps hélicoïdal et le garde-corps droit des paliers sont reliés par le montant d arrivée. Le garde-corps hélicoïdal commence au sol par le montant de départ. Ces montants sont des tubes carrés en acier, généralement galvanisé. Ces tubes comportent un plat soudé pour le raccord du gardecorps. Main courante La main-courante assure l équilibre de l utilisateur en offrant un point d appui. C est un profil spécial fixé en haut du garde-corps. Elle est conçue pour s adapter à la forme de la main. Paliers Les paliers relient l escalier au bâtiment. Ces surfaces planes sont des tôles soudées sur une ossature. Leur surface peut, comme les marches, être lisse, gaufrée, avec des trous emboutis,... La forme des paliers est très diversifiée (carré, rectangle, trapèze, triangle,...) car celle-ci dépend de la disposition du bâtiment, des ouvertures d accès aux étages, ainsi que de la distribution des marches et de la hauteur de l escalier. Ils supportent le poids des utilisateurs et éventuellement de la neige. Ces efforts sont retransmis au fût et au bâtiment par les fixation palier/fût et palier/bâtiment. Le palier permet également le débattement des portes aux étages. Visserie Le fût est fixé au sol par l intermédiaire de la platine généralement avec des chevilles à expansion. La fixation est adaptée au cas par cas à la nature et à la qualité du sol. Le palier est fixé au bâtiment lui aussi généralement par des chevilles à expansion ou chimiques. La fixation est également adaptée à la nature et à la qualité du support. Les marches sont fixées au fût avec des vis HM serrées dans des écrous noyés. Le garde-corps droit est fixé au palier par des vis HM et des écrous. Le garde-corps hélicoïdal est fixé aux marches et aux montants par des vis poêlier et des écrous. La main courante est fixée aux garde-corps par vis Parker. La tôle palière est fixée sur son ossature par rivets Pop, (comme la jointure des voiles et la main-courante sur le garde-corps droit) ou par soudure. 3 - CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX Fût central Tube en acier E 24.2 galvanisé à chaud. Normes : - NF A : produits sidérurgiques - aciers pour galvanisation par immersion à chaud. - NF A : produits creux finis à chaud pour construction. - NF EN ISO 1461 : Revêtements par galvanisation à chaud sur produits finis ferreux. Spécifications et méthodes d essais. - NF A : produits finis en acier galvanisés à chaud - spécifications du revêtement de zinc et recommandations de fabrication des produits à galvaniser. Son dimensionnement est effectué et vérifié par une note de calcul de la résistance du fût. En cas d escaliers spéciaux, la matière, le traitement de surface, le diamètre et l épaisseur peuvent être modifiés. La platine soudée est en E 24.2 épaisseur 5 ou 10 mm et est galvanisée avec le fût. L obturateur est en aluminium moulé AS13. Marches 4 3/05-445

5 Tôles pliées en E 24.2 galvanisée à chaud. Normes : - NF A : aciers de construction d usage général - Nuances et qualités - tôles minces, moyennes et fortes, larges plats, laminés marchands et poutrelles. - NF A : voir précédemment. - NF A : produits sidérurgiques - feuillards laminés à chaud en acier de construction d usage général. - NF A : voir précédemment. - NF A : voir précédemment. Les dimensions les plus courantes permettent un passage libre dans l escalier de : 0,6-0,7-0,8-0, ,2 et 1,4 m. L épaisseur varie de 2 à 3 mm. Celle-ci est choisie et vérifiée par note de calcul. La platine de fixation au fût épaisseur 5 mm et la bande de fermeture extérieure épaisseur 3 mm soudées sont en E 24.2 galvanisé à chaud avec la marche. Limon/Garde-corps Tôle en aluminium 1050 A - H 24 ou en acier XC Normes : NF A : voir précédemment. NF A : voir précédemment. NF A : Aluminium et alliages d aluminium - Produits laminés d usage général - Caractéristiques. Les épaisseurs les plus courantes sont 2 et 3 mm. Ces épaisseurs ont été vérifiées par des essais de résistance de garde-corps (Rapport SOCOTEC-Nancy CM 7335 du 12/12/94). Main courante Profil en éthylène - propylène noir de dureté shore classe A. Peut être également constituée par un tube d aluiminum. Paliers Ils sont constitués de tôles en E 24.2 galvanisées à chaud fixées sur une ossature en profils divers en E 24.2 soudés qui est galvanisée à chaud également. Ils sont en tôle pliée avec renforts en fers plats dans le cas d escaliers peints. Normes : } NF A NF A NF A Voir précédemment. NF A NF A Visserie Toute la visserie est en acier inoxydable. 4 - REGLES DE CONCEPTION - CALCUL Note de calcul Sur demande du client, une note de calcul de vérification de la résistance du fût central, du ou des paliers, des jambes de force, peut être établie. Les marches, elles, sont dimensionnées en standard selon la configuration et la charge, conformément au CPTP du présent Avis Technique. Elle suit les règles de calcul DTU CM66 (règles de calcul de constructions en acier) et NV65 (règles définissant les effets de la neige et du vent sur les constructions) + annexes et N84. Les charges sont définies par la norme NFP (bases de calcul des constructions - charges d exploitations des bâtiments). Garde-corps Le dimensionnement a été établi suivant la norme NFP (dimensions des garde-corps - règles de sécurité relatives aux dimensions des garde-corps et rampes d escalier). La résistance a été testée dans l esprit de la norme NFP (essais des garde-corps - méthodes et critères) sous contrôle SOCOTEC. Ces essais ont fait l objet du compte-rendu CM Règles générales de conception-calcul En fonction des impératifs de sécurité inhérents à la nature de la construction et/ou de ceux imposés par le Maître d'ouvrage, l escalier pourra être conforme aux règles de «sécurité contre l incendie pour établissements recevant du public (ERP)». Celles-ci ont été éditées par le Journal Officiel et complétées par des commentaires officiels édités par le ministère de l intérieur (Direction de la sécurité civile). L essentiel de ces textes a été repris dans le code du travail utilisé dans l industrie. En dehors de l application de ces normes particulières, les règles de l art (foulée de l escalier et hauteur d échappée sous palier) sont également systématiquement respectées. Fixations Les conditions d emploi sont vérifiées d après les Cahiers des Charges des fournisseurs. 5 - FABRICATION ET ASSURANCE QUALITE La fabrication des divers composants se fait exclusivement dans les ateliers GANTOIS. Le siège social (activité technique et commerciale) et l usine de ST DIE font l objet de la certification ISO Fournitures Toutes les livraisons sont réceptionnées suivant une procédure de réception. Fabrication Les escaliers sont fabriqués suivant une procédure générale de l atelier serrurerie. Les moyens de fabrication sont des presses (hydrauliques et col de cygne), cintreuse, rouleuse, scies diverses, postes de soudure, perceuses,... A chaque étape, les opérateurs suivent une procédure d autocontrôle. Les vérifications sont effectuées par l agent de maîtrise et l inspecteur qualité de l atelier. Livraison Le conditionnement s effectue suivant une procédure générale d emballage par un personnel qualifié. Chaque colis est identifié et un bordereau de colisage est systématiquement joint. Les expéditions suivent une procédure générale d expédition. 6 - MISE EN OEUVRE L escalier est livré démonté et emballé sur chantier. Le montage peut se faire par le client, un poseur ou par GANTOIS. Une nomenclature et une notice de pose sont fournies à chaque livraison. Le montage se fait sans aucune difficulté avec de l outillage courant (marteau, tournevis, clés, perceuses, scie,...) à la manière d un «kit». Dans certains cas particuliers, un soudage d appoint peut être nécessaire. 7 - APPLICATIONS PARTICULIERES GANTOIS peut étudier, fabriquer et poser des escaliers hors standard; notamment, dans le cas d utilisation intense (connue et définie à la commande ou sur demande du client), un renfort périphérique intérieur en fer plat inoxydable de 30x4 mm rigidifie la tête de garde-corps au niveau de la main courante. La main courante en aluminium peut alors rigidifier efficacement le tête de grade-corps. B REFERENCES ET ESSAIS Les escaliers standards GANTOIS, notamment du type voile qui font l objet d un dépôt de modèle, sont commercialisés et posés en très grand nombre depuis plusieurs dizaines d années, sans pathologie spécifique constatée. Depuis la formulation de l Avis Technique, il en a été fabriqué environ 900 volées chaque année ( une volée : un étage). Ces escaliers ont fait l'objet des deux rapports d'essais suivants: essais de résistance de garde-corps: Rapport SOCOTEC- Nancy CM 7335 du 12/12/94. Essais de comportement dynamique au Laboratoire des Structures du CSTB: Rapport du 26/6/95. 3/

6 DESSINS ANNEXES 6 3/05-445

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