II) Les actions : bases des calculs

construction

Les forces

appliqué

Déformations dues au retrait a la dilatation au tassement

1. Nature des actions:

a) Actions permanentes:

On note G. en général il y a 4 cas:

G1: Poids propre de la structure ( poteaux ; poutres; plancher…)

G2:Poids des autres éléments de la construction (cloisons ; revêtements…)

G3:Poussées des terres ;pression des liquides(murs de sous-sol; murs de soutènements)

G4:Action dues au déformations différée(raccourcissement par retrait) b) Actions variables:

On note Q. en général il y a 4 cas:

Q1: Charges d’exploitations(charges réparties; charges concentrées) *

Q2: charge climatique (vent; neige …)

Q3: Action de la température T( 10-5 dilatation de B.A)

Q4: Action appliqué en cours de construction( dépôts…)N.B: les actions accidentelles (Fa)

ne sont à considérer que si les documents particuliers du marché

le prévoient.

Exp:

Citer les forces appliqué sur cet construction : *

1)Bases de calcul des charges permanentes :

(extrait NF P 06-004)a) Poids volumique de quelques matériaux de construction

matériaux Poids volumique

Acier 78 500Bois: conifères feuillus tropicaux durs

6000800010 000

marbre 28 000Béton armé 25 000Polystyrène 200 à 250

(N/m3)

Nature du produit Epaisseur réelle(cm)

Poids surfacique(N/m2)

Briques pleins 5.510.521.5

105020004050

Brique creux 1520

13001750

Blocs pleins en béton de gravillons lourds

1520

31501750

Blocs creux en béton de gravillons lourds

1520

31501750

Blocs pleins en béton cellulaire 152025

200027002050

Pierre de taille: parois pleins revêtements auto-portant revêtements attaché

203083

530081002200800

b) Poids des éléments constitutifs des maçonneries:

Autres éléments : carreaux plâtre 100N Enduit en plâtre 100NEnduit au mortier de liant hydraulique 180NComplexes isolants(parement+isolant) voir les fiches fabricants

Poids par m2 et cm

pour épaisseur

c) Poids des éléments constitutif des planchers:

Valeur indicative pour les planchers à poutrelles :se référer aux fiches techniques des fabricants

*

dalles plein 250N/m2 et par cm

d'épaisseur

planchers avec poutrelles préfabriquées et

entrevous: ( épaisseur en cm)

suivant type d'entrevous poids en N/m2

béton terre cuite polystyrène

avec table de compression d’épaisseur de 4 à 5cm 16+4 2500 2300 1700

20+4 2850 2600 2000 20+4 3300 3000 2100 25+5 4000 3600 2800

sans table de compression 16 2300 2000 _____ 20 2800 2400 _____

24 3100 2700 _____

poutrelles préfabriquées

Hourdis

d) Revêtements de plancher (Poids surfacique):

Chape en mortier de ciment(par cm) 200N/m2

Dalles flottante en béton avec isolant(par cm)

220N/m2

Carrelages scellés y compris mortier de pose :

Grés cérame épaisseur 9mm

600N/m2

Dallage céramique ou pierre dure épaisseur 15mm

1000N/m2

Parquets de 23mm y compris lambourdes

250N/m2

Sols minces textiles ou plastique

80N/m2

e) Toiture (Poids surfacique N/m2):Support de couverture: liteaux sapin

30 Voligeage sapin

100 chevrons sapin (60*80) 70Couverture métallique avec voligeage : Zinc ou acier inox 250 Aluminium

170Couverture en ardoise: lattis en voligeage compris 300Couverture en tuiles: Liteaux compris Eléments auto-portants: Plaques fibres-ciment

170Sous toiture: Plaque de plâtre

90 panneaux de contreplaqué traité par centimètre d’épaisseur

50

f) Cloisons de distribution:( NF P 06-001)

Cloisons légères ; non porteuses ; de masse sup à 2500N/m

Cas des bâtiments de Refends transversaux porteurs rapprochés(cloisons non parallèles aux refends )charge permanente :

500N/m2Autre cas:

1000N/m2Remarque: elles sont prises en compte comme une charge permanente uniformément repartie .

2)Bases de calcul des charges d’exploitation: (extrait de la norme NF P 06-001)

Nature et destination local Charge d’exploitation(N/m2)

Bâtiments à usage d’habitation:Logement y compris combles aménageables BalconsEscalier s(marches isolées excluesGreniers proprement dits

1500 3500 2500 2500

Bâtiments de bureaux :Bureaux proprement dits Circulations e escaliers Halls de réceptionHalls de guichets

2500 2500 2500 4000

Bâtiments scolaires universitaires : Salles de classe; dortoir; sanitaire ; collectifs Ateliers laboratoire Circulation; escalier Bibliothèque; salle de ruinionsCuisines collectives

2500 2500 4000 4000 5000

Bâtiments hospitaliers et dispensaires:Chambres circulation interne Locaux médicotechnique

1500 2500 3500

1er Cas: des terrasses (voir DTU n°43):terrasses non accessibles 1000Terrasses accessibles privées 1500 (N/m2)Terrasses accessibles au public 50002eme cas : des marches préfabriqués indépendantes en portes à faux:

Chacune doit résister à :La porté inférieur ou égal 1.10m

La porté supérieur ou égal 1.10m

La porté supérieur ou égal 1.10m

3eme cas : cas envisagés pour les planchers: Charge concentré sur un carré de 10cm*10cm ;de même

que la charge d’exploitation repartie sur 1 m2. Autres charges a concentrées à vérifier : tous locaux ; 2000 N sur diamètre 25 mm(pied de meuble) garages; 8000 N sur carré 10cm*10cm (cric)

Q=5500(charge concentré)

Q=10000(charge répartis)escalier non accessible au public

Q=15000(charge repartie)escalier accessible au public

4)Dégression des charges d’exploitation en fonction de nombre d’étages:

Condition: bâtiments d’habitation à étages supérieur strictement à 5

Principe de calcul: l’occupation des locaux est indépendante d’un niveau à l’autre Utilisation : calcul des éléments porteurs de la structure : fondations; murs ….

Remarque:Prévoir une charge d’ entretien sup ou égal 1000N/m2 affectant un rectangle de 10 m2 pour installation équipement et personnel d’exploitation

*

I) Les caractéristiques mécaniques des bétons et aciers : 1) les béton : a) Résistances caractéristiques à la compression à j jours:

Chapitre II : connaitre le règlement et les méthodes de calcul de béton armé

Dans les cas courants, le béton est défini au point de vue mécanique par sa résistance à la compression à 28 jours d’âge. (fc 28)Cette résistance est mesurée sur des cylindres droits de révolution de 200 cm² de section ( =16 cm) et ayant une hauteur double de leur diamètre (h =32cm)

Ex : fc28 = 30 MPa 16

32

Eprouvette cylindrique en béton

b) Résistance caractéristique à la traction à j jours :

ftj = 0.6 + 0.06 fcj

Ex : fc28 = 30 MPa

ft28 = 0.6 + 0.06 (30) = 2.4 MPa

(ftj et fcj exprimées en MPa)

c) Résistances caractéristiques habituelles des bétons:

d) Les aciers :

Contrairement au béton, l’acier possède un comportement identique en traction et en compression.

Les aciers utilisés en armatures de béton armé sont désignés par : •Leur forme (barre lisse, barre haute adhérence)•Leur nuance (doux, mi-dur, dur) correspondant au pourcentage de carbone contenu dans l’acier entre 0.2 et 0.5 de carbone.•Leur limite élastique exprimée en MPa (symbole E )

Ex : Fe E235 Fe : acier (et non fer ) E : limite élastique ( fe ) 235 : 235 MPa On distingue :

•Ronds lisses de nuances : Fe E215 limite élastique fe = 215 MPa Fe E235 limite élastique fe = 235 MPa

•Les barres à haute adhérence, de nuances : Fe E400 limite élastique fe = 400 MPa Fe E500 limite élastique fe = 500 MPa

•Treillis soudés : formés par assemblage des barres de fils lisses ou à haute adhérence. Les aciers sont livrés en barres de 12 m et 15 m dans les diamètres dits nominaux suivants : 5 – 6 – 8 – 10 – 12 – 14 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 – 50 ( en mm )

Types d’aciers ( Es = 200 000 MPa ) caractéristiques

Doux et lisses, symbole ( NF A 35- 015 )

A haute adhérence, symbole HA ( NF A 35 – 016 )

Dénomination fe E215 fe E235 fe E400 fe E 500Limite élastique en MPa fe = 215 fe = 235 fe = 400 fe = 500Résistance à la rupture R en MPa

R 330 R 410 R 480 R 550

Allongement à la rupture 22 14 12Coefficient de scellement, symbole s

1 1.5

Coefficient de fissuration, symbole

1 1.6

Diamètres courants en mm 6 – 8 – 10 – 12

6– 8– 10– 12– 14– 16– 20– 25– 32– 40

Types de treillis (NF A 35-022) caractéristiques Lisses, symbole

T.S.L

A haute adhérence, symbole T.S.H.A

Limite élastique en MPa fe = 500 (tous diamètres)

fe = 500 (tous diamètres)

Résistance à la rupture R en MPa

R = 550 R = 550

Allongement à la rupture 8 8Coefficient de scellement, symbole s

1 1.5

Coefficient de fissuration, symbole

1 1.3 pour 6 mm 1.6 pour 6 mm

Diamètres courants en mm 3. 5 mm à 9 mm avec un pas de 0. 5 mm

- 3.5 à 12 mm avec un pas de 0. 5 mm- 14 à 16 mm sur commande

e) Treillis soudés :

f) Caractères mécaniques :•Le caractère mécanique qui sert de base aux justifications dans le cadre des

états limites, est la limite d’élasticité (fe ) .

•Le module d’élasticité longitudinale Es = 200 000 MPa.

•Diagramme déformations – contraintes.

-fe

Raccourcissement fe /Es 10 ‰

- 10 ‰ - fe /Es Allongement

s

fe A

s

B

•Cas de traction :

•Droite OA (domaine élastique)

s = fe /Es

•AB d’ordonnée s = fe (domaine plastique)

•B correspond à un allongement

s = 10 ‰•Cas de la compression :

Diagramme symétrique à celui de la traction par rapport à l’origine O.