Actions en cours d exécution
NF EN 1991-1-6 : Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 1.6 : Actions générales - Actions en cours d exécution
Avant-propos Section 1 Généralités 1.1 Domaine d application 1.2 Références normatives 1.3 Hypothèses 1.4 Distinction entre Principes et Règles d Application 1.5 Termes et Définitions 1.6 Symboles Section 2 Classification des actions Section 3 Situations de projet et états-limites 3.1 Généralités identification des situations de projet 3.2 Etats-limites ultimes 3.3 Etats-limites de service Section 4 Représentation des actions 4.1 Généralités 4.2 Actions sur les éléments structuraux et non structuraux en cours de manutention 4.3 Actions géotechniques 4.4 Actions dues à la précontrainte 4.5 Pré-déformations
4.6 Effets de la température, du retrait et de l hydratation 4.7 Actions dues au vent 4.8 Charges de neige 4.9 Actions liées à l eau 4.10 Actions dues au givre 4.11 Charges de construction 4.12 Actions accidentelles 4.13 Actions sismiques Annexe A1 (N) : Règles supplémentaires pour les bâtiments Annexe A2 (N) : Règles supplémentaires pour les ponts A2.1 Etats-limites ultimes A2.2 Etats-limites de service A2.3 Valeurs de calcul des déformations A2.4 Charges de neige A2.5 Charges de construction Annexe B (I) : Actions sur les structures en cours de modification, de reconstruction ou de démolition
Définition des paramètres
Définition des paramètres (suite)
Section 3 Situations de projet et états-limites (5) Il y a lieu d associer à toute situation transitoire de projet sélectionnée une durée nominale égale ou supérieure à la plus grande durée prévue de la phase de construction considérée. Les situations de projet doivent tenir compte de la vraisemblance des périodes de retour correspondantes pour les actions variables (par exemple, actions climatiques). NOTE 1 Les périodes de retour pour l évaluation des valeurs caractéristiques des actions variables en cours d exécution peuvent être définies dans l Annexe Nationale ou pour le projet individuel. Des valeurs recommandées des périodes de retour des actions climatiques sont fournies dans le Tableau 3.1, en fonction de la durée nominale de la situation de projet considérée.
Tableau 3.1 Périodes de retour recommandées pour l'évaluation des valeurs caractéristiques des actions climatiques Durée Période de retour 3 jours 2 ans (*) 3 mois (mais > 3 jours) 5 ans (**) 1 année (mais > 3 mois) 10 ans > 1 année 50 ans (*) Une durée nominale de 3 jours, à choisir pour des phases d'exécution courtes, correspond à l'intervalle de temps maximal de prévisions météorologiques fiables pour le chantier considéré. Ce choix peut être adopté pour une phase de construction un peu plus longue si des mesures d'organisation appropriées sont prises. Le concept de période de retour n'est généralement pas approprié pour une courte durée. (**) Pour une durée nominale jusqu'à 3 mois, les actions peuvent être évaluées en tenant compte de variations climatiques météorologiques appropriées pour la saison et pour le court terme. Par exemple, l'intensité de la crue d'une rivière dépend de la période de l'année considérée. NOTE 2 Une vitesse moyenne de vent minimale en cours d exécution peut être définie dans l Annexe Nationale ou pour le projet individuel. La valeur recommandée de cette vitesse, pour des durées allant jusqu à 3 mois, est égale à 20 m/s. NOTE 3 Des relations entre les valeurs caractéristiques et les périodes de retour pour les actions climatiques sont fournies dans les Parties appropriées de l EN 1991.
Actions du vent en cours d exécution Le maximum annuel du carré de la vitesse moyenne du vent est décrit par une loi de valeurs extrêmes. La vitesse moyennée sur 10 mn de probabilité de dépassement p sur une période de 1 an est calculée en multipliant la vitesse de base du vent v b (probabilité annuelle de dépassement égale à 0,02) par le facteur de probabilité c prob : v b, p c prob v b c prob 1 K.ln( ln(1 p)) 1 K.ln( ln(0,98)) n où K : paramètre de forme dépendant du coefficient de variation de la loi de valeurs extrêmes. n : exposant. Avec les valeurs recommandées K = 0,2 et n = 0,5 : c prob 1 0,2 ln( ln(1 p)) 1 0,2 ln( ln(0,98)) 0,5 Par exemple, p = 0,2 (période de retour 5 ans), c prob = 0, 85 ce qui multiplie la pression dynamique par 0,72
Actions du vent en cours d exécution (suite) Absence d indications dans les EN 1991-1-4 ou EN 1991-1-6 pour ce qui concerne la dissymétrie des actions du vent dans les directions horizontale et verticale : cette information doit être donnée dans l Annexe Nationale. Par exemple : - La force de déséquilibre F x (traînée) peut être représentée par une pression de vent horizontale sur l un des demi-fléaux seulement. Les valeurs se situent couramment dans l intervalle 1,0 3,0 kn/m 2 selon l exposition du fléau. - La force de déséquilibre F z (portance) peut être représentée par une pression de vent verticale appliquée à l un des côtés seulement. Les valeurs se situent couramment dans l intervalle 1,6 5,0 kn/m 2 selon l exposition du fléau. Valeur minimale recommandée par l EC2-2 : 200 N/m 2 L'annexe 2 de l EN 1992-2 suggère une valeur du déséquilibre vertical de vent entre les deux demi-fléaux égale à 0,2 kn/m2 lorsque cette action se combine avec un déséquilibre de fléau.
Extrait de l EC1 1-4 annexe nationale Les phénomènes dynamiques dépendent de la hauteur de pile et les pressions de vent équivalentes sont alors très liées à cette hauteur. Une étude affinée est conseillée au delà d une valeur de 180 m pour l'ensemble: hauteur de pile + demi-fléau.
Actions sur un pont construit en encorbellements en cours d exécution
Charges de neige en cours d exécution On admet que le maximum annuel de la charge de neige suit une loi de Gumbel (inexact dans la sud de la France). La valeur caractéristique de la charge de neige au sol pour une période de retour de n années est donnée par la formule : s n s k 1V 6 ln( ln(1 P n (1 2,5923V ) )) 0,57722 s k P n V charge de neige au sol pour une période de retour de 50 ans probabilité annuelle de dépassement coefficient de variation du maximum annuel de la charge de neige. Exemple : P n = 0,2 (n = 5 ans), V = 0,4 s 5 = 0,632 s k
Charges de neige Lorsqu' un déblaiement quotidien de la neige est requis (y compris pendant les week-ends et les vacances) au stade du projet et que des mesures de sécurité sont prévues à cette fin, il convient de réduire la charge de neige caractéristique par rapport à la valeur spécifiée dans l'en 1991-1-3 pour la phase finale. NOTE La réduction peut être définie dans l'annexe Nationale ou pour le projet individuel. La valeur caractéristique recommandée est égale à 30 % de la valeur caractéristique applicable aux situations de projet durables. Pour la vérification de l'équilibre statique (EQU), et lorsque les conditions climatiques et la durée de la construction le justifient, il convient de supposer que la charge de neige caractéristique est uniformément répartie dans les zones produisant des effets d'actions défavorables et qu'elle est égale à 75 % de la valeur caractéristique applicable aux situations de projet durables définies dans l'en 1991-1-3.
Actions dues à l eau Intensité de la force horizontale totale F wa (N) exercée par les courants sur la surface verticale : F wa 1 2 k wa h b v 2 wa
v wa vitesse moyenne de l'eau rapportée à sa profondeur, exprimée en m/s wa masse volumique de l'eau, exprimée en kg/m 3 h profondeur de l'eau, sans prendre en compte la profondeur d'affouillement local, exprimée en m b k largeur de l obstacle, exprimée en m coefficient de forme k = 1,44 pour un obstacle de section carrée ou rectangulaire en plan, k = 0,70 pour un obstacle de section circulaire en plan. NOTE F wa peut être utilisée pour vérifier la stabilité des piles de ponts et des batardeaux, etc. Une formulation plus précise peut être utilisée pour F wa pour le projet individuel.
Le cas échéant, il convient de représenter l'accumulation potentielle de débris par une force F deb (N) et de la calculer pour un obstacle de forme rectangulaire (par exemple un batardeau), par exemple, à partir de l'expression : F deb k deb A deb v 2 wa k deb v wa A deb paramètre de masse volumique des débris, exprimé en kg/m 3 vitesse moyenne du débit d'eau, exprimée en m/s aire d'obstruction créée par les débris piégés et le cintre, exprimée en m 2 La valeur recommandée de k deb est égale à 666 kg/m 3.
Il convient de tenir compte des actions dues à la glace, y compris la glace flottante, le cas échéant. NOTE 1 Les actions peuvent être considérées comme une charge répartie et comme agissant dans le sens du courant à son plus haut ou son plus bas niveau, de manière à obtenir les effets les plus défavorables. NOTE 2 Les efforts et les niveaux d'eau peuvent être définis dans l'annexe Nationale ou pour le projet individuel. Il y a lieu de prendre en compte les actions dues à l'eau de pluie lorsqu elle peut s accumuler et produire des effets d'engorgement dus, par exemple, à un drainage mal conçu, des imperfections de surface, des déformations verticales et/ou à une défaillance des dispositifs d évacuation.
4.11.1(1) Il y a lieu de représenter les charges de construction dans les combinaisons d actions par une action variable unique Q c comprenant, lorsqu il y a lieu : Q ca ; Q cb ; 4.11 : Charges de construction Q cc ; Q cd ; Q ce ; Q cf. 6 catégories de charges NOTE Le groupe de charges à prendre en compte dépend du projet particulier.
Définition des charges de construction Type Symbole Description Personnel, et et petit outillage Q ca Personnel d exécution, personnel d'encadrement et visiteurs, le cas échéant avec petit outillage ou autre équipement léger de chantier Stockage d éléments déplaçables Q cb Stockage d éléments déplaçables, par exemple : - matériaux de construction, éléments préfabriqués, et - équipements Equipements non permanents Machines et équipements lourds déplaçables Accumulation de matériaux de rebut Charges dues à des parties d'une structure dans des états provisoires Q cc Q cd Q ce Q cf Equipements non permanents en position d'utilisation en cours d'exécution, soit : - fixes (par exemple panneaux de coffrage, échafaudage, cintre, machines, conteneurs) ou - déplaçables (par exemple équipages mobiles, poutres de lancement et avant-bec de poussage, contrepoids) Machines et équipements lourds déplaçables, généralement à roues ou à chenilles (par exemple grues, ascenseurs, véhicules, chariots élévateurs, générateurs électriques, vérins, dispositifs de levage lourds) Accumulation de matériaux de rebu (par exemple excédent de matériaux de construction, déblais ou matériaux de démolition) Charges dues à des parties d'une structure en phases provisoires (en cours d'exécution) avant que les actions de calcul finales ne développent leurs effets, telles que les charges dues aux opérations de levage
Charges de construction Q ca Charges dues au personnel d exécution, à l encadrement et aux visiteurs, avec un équipement de chantier léger Tabliers de ponts Représentées par une charge uniformément répartie Valeur recommandée : q ca,k = 1,0 kn/m 2
Charges de construction Q ca (+ Q cf ) en cours de bétonnage Charges dues au personnel d exécution, à l encadrement et aux visiteurs, avec un équipement de chantier léger, en cours de bétonnage Les actions à prendre en compte simultanément en cours de bétonnage peuvent comprendre, s il y a lieu, le poids du personnel d exécution avec équipement de chantier léger (Q ca ), des coffrages et des éléments porteurs (Q cc ) ainsi que le poids du béton frais (qui est un exemple de charge Q cf ). NOTE 1 Pour le poids volumique du béton frais, voir EN 1991-1-1 tableau A1 (ajouter 1 kn/m 2 ). NOTE 2 Q ca,q cc et Q cf peuvent être donnés dans l Annexe nationale. NOTE 3 Des valeurs recommandées pour le béton frais (Q cf )peuvent être lues dans le Tableau 4.2 associé à la figure 4.2 et dans l EN 1991-1-1 Tableau A1. D autres valeurs peuvent devoir être définies, par exemple lorsque l on emploie du béton auto-plaçant ou des produits préfabriqués.
NOTE 4 Les charges telles que définies en (a), (b) et (c), et indiquées dans le Tableau 4.2, sont destinées à être positionnées de manière à provoquer les effets maximum, qui peuvent ou non être symétriques. Tableau 4.11.2 - Valeurs caractéristiques recommandées des actions dues aux charges de construction lors du coulage du béton Action Surface soumise à une charge Charge en kn/m 2 (a) A l'intérieur de la surface de travail 3 m x 3 m (ou la longueur de portée est inférieure) (b) A l'extérieur de la surface de travail 0,75 couvrant Q ca 10 % du poids propre du béton mais au moins 0,75 et au plus 1,5 Inclut Q ca et Q cf (c) Surface réelle Poids propre du coffrage, de l'élément porteur (Q cc ) et poids du béton frais pour l'épaisseur de calcul (Q cf ) (2) Il convient de tenir compte des actions horizontales du béton frais.
Charges de construction Q cb Stockage d éléments déplaçables (par ex. matériaux pour les bâtiments et de construction, éléments préfabriqués, et équipements) Représentées par une charge uniformément répartie et une charge concentrée. Les valeurs caractéristiques recommandées sont : q cb,k = 0,2 kn/m 2 F cb,k = 100 kn
Charges de construction Q cc Matériels non permanents en position de fonctionnement en cours d exécution, soit fixes (par ex. panneaux de coffrage, échafaudages, cintres, machines, conteneurs) soit déplaçables (par ex. équipages mobiles, poutres de lancement et avant-becs, contre-poids). Pour le poids d équipage de bétonnage en place retenir 40t pour les voussoirs de 10m de large et 3m de longueur, 60t pour des 22m de large et 3m de long En préfa, l engin de pose s évaluera avec la formule: Lvs x max(svs)x b En l absence de toute information pour le projet considéré, le modèle recommandé est une charges uniformément répartie de valeur caractéristique recommandée : q cc,k = 0,5 kn/m 2
Charges de construction Q cd Machines et équipements lourds déplaçables, généralement à roues ou à chenilles (par ex. grues, ascenseurs, véhicules, chariots élévateurs, générateurs, vérins, dispositifs de levage lourds) Voir les autres Parties de l EN 1991 et/ou le cahier des charges du projet.
Charges de construction Q cd Autre exemple Le pont de Normandie
Q ce : accumulation de matériaux de rebut, par ex. excédent de matériaux de construction, déblais ou matériaux de démolition (ne concerne que les bâtiments) Q cf : Charges dues à des parties d'une structure en phases provisoires (en cours d'exécution) avant que les actions de calcul finales ne développent leurs effets, telles que les charges dues aux opérations de levage. Ci-dessous chaises de calage d un bipoutre et vérinage
Actions accidentelles (P) Les actions accidentelles telles que les chocs dus à des véhicules de construction, grues, équipements ou matériaux de construction en cours de déplacement (par exemple benne de béton frais), et/ou la défaillance locale d appuis définitifs ou provisoires, y compris les effets dynamiques, pouvant entraîner l'effondrement des éléments structuraux porteurs, doivent être prises en compte lorsqu il y a lieu. NOTE 1 Les concentrations anormales d'équipements et/ou de matériaux de construction sur les éléments structuraux porteurs ne sont pas considérées comme des actions accidentelles. NOTE 2 Les effets dynamiques peuvent être définis dans l'annexe Nationale ou pour le projet individuel. La valeur recommandée du coefficient de majoration dynamique est égale à 2. Dans des cas spécifiques, une analyse dynamique est nécessaire.
Il est recommandé de définir et de prendre en compte, le cas échéant, l'action due aux chutes d'équipements sur ou à partir d'une structure, y compris les effets dynamiques. Il y a lieu d'évaluer les effets des actions décrites dans les paragraphes cidessus afin de déterminer la possibilité de déclencher un mouvement de la structure ; il y a lieu, aussi, de déterminer l'ampleur et l'effet de tout mouvement de ce genre, et d évaluer la possibilité d'un effondrement progressif. Ex: Balancement longitudinal / transversal sous l effet du vent d un fléau
Cas des ponts poussés