Actions en cours d`exécution

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
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Domaine d’application
Références normatives
Hypothèses
Distinction entre Principes et Règles d’Application
Termes et Définitions
Symboles
Section 2 Classification des actions
Section 3 Situations de projet et états-limites
3.1
3.2
3.3
Généralités – identification des situations de projet
Etats-limites ultimes
Etats-limites de service
Section 4 Représentation des actions
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Généralités
Actions sur les éléments structuraux et non structuraux
en cours de manutention
Actions géotechniques
Actions dues à la précontrainte
Pré-déformations
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
Effets de la température, du retrait et de l’hydratation
Actions dues au vent
Charges de neige
Actions liées à l’eau
Actions dues au givre
Charges de construction
Actions accidentelles
Actions sismiques
Annexe A1 (N) : Règles supplémentaires pour les bâtiments
Annexe A2 (N) : Règles supplémentaires pour les ponts
A2.1
A2.2
A2.3
A2.4
A2.5
Etats-limites ultimes
Etats-limites de service
Valeurs de calcul des déformations
Charges de neige
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 (*)
5 ans (**)
10 ans
50 ans
 3 mois (mais > 3 jours)
 1 année (mais > 3 mois)
> 1 année
(*) 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 vb (probabilité annuelle de dépassement égale à 0,02) par le
facteur de probabilité cprob :
n
 1  K . ln(  ln(1  p )) 

v b , p  c prob v b c prob  
 1  K . ln(  ln( 0,98)) 
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
))


Par exemple, p = 0,2 (période de retour 5 ans), cprob = 0, 85
ce qui multiplie la pression dynamique par 0,72
0,5
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 Fx (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/m2 selon l’exposition du fléau.
- La force de déséquilibre Fz (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/m2 selon l’exposition du fléau.
Valeur minimale recommandée par l’EC2-2 : 200 N/m2
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 :


6


1

V
ln(

ln(
1

P
))

0
,
57722


n

sn  sk 

(
1

2
,
5923
V
)




sk
Pn
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 : Pn = 0,2 (n = 5 ans), V = 0,4
s5 = 0,632 sk
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 Fwa (N) exercée
par les courants sur la surface verticale :
1
2
Fwa  k  wa h b v wa
2
vwa
wa
h
b
k
vitesse moyenne de l'eau rapportée à sa
profondeur, exprimée en m/s
masse volumique de l'eau, exprimée en kg/m3
profondeur de l'eau, sans prendre en compte
la profondeur d'affouillement local, exprimée en m
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
Fwa peut être utilisée pour vérifier la
stabilité des piles de ponts et des batardeaux, etc.
Une formulation plus précise peut être utilisée pour
Fwa pour le projet individuel.
Le cas échéant, il convient de représenter l'accumulation
potentielle de débris par une force Fdeb (N) et de la calculer
pour un obstacle de forme rectangulaire (par exemple un
batardeau), par exemple, à partir de l'expression :
2
Fdeb  k deb Adeb v wa
kdeb
vwa
Adeb
paramètre de masse volumique des débris,
exprimé en kg/m3
vitesse moyenne du débit d'eau, exprimée en m/s
aire d'obstruction créée par les débris piégés
et le cintre, exprimée en m2
La valeur recommandée de kdeb est égale à 666 kg/m3.
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 : Charges de construction
4.11.1(1) Il y a lieu de représenter les charges de
construction dans les combinaisons d’actions par une
action variable unique Qc comprenant, lorsqu’il y a lieu :
Qca;
Qcb;
Qcc;
Qcd;
6 catégories de charges
Qce;
Qcf.
NOTE Le groupe de charges à prendre en compte dépend
du projet particulier.
Définition des charges de
construction
Type
Personnel, et et petit
outillage
Stockage d’éléments
déplaçables
Symbole
Qca
Qcb
Equipements non
permanents
Qcc
Machines et équipements
lourds déplaçables
Qcd
Accumulation de matériaux
de rebut
Charges dues à des parties
d'une structure dans des
états provisoires
Qce
Qcf
Description
Personnel d’exécution, personnel d'encadrement et visiteurs, le cas
échéant avec petit outillage ou autre équipement léger de chantier
Stockage d’éléments déplaçables, par exemple :
- matériaux de construction, éléments préfabriqués, et
- équipements
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 Qca
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 : qca,k = 1,0 kN/m2
Charges de construction Qca (+ Qcf) 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 (Qca),
des coffrages et des éléments porteurs (Qcc) ainsi que le poids
du béton frais (qui est un exemple de charge Qcf).
NOTE 1 Pour le poids volumique du béton frais, voir EN 1991-1-1
tableau A1 (ajouter 1 kN/m2).
NOTE 2 Qca, Qcc et Qcf peuvent être donnés dans l’Annexe nationale.
NOTE 3 Des valeurs recommandées pour le béton frais (Qcf) peuvent
être lues dans le Tableau 4.2 associé à la figure 4.2 et dans l’EN 19911-1 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
(a)
2
Surface soumise à une charge
Charge en kN/m
A l'intérieur de la surface de travail 3 m x 3 10 % du poids propre du béton mais au moins 0,75
et au plus 1,5
m
Inclut Qca et Qcf
(b)
(ou la longueur de portée est inférieure)
A l'extérieur de la surface de travail
(c)
Surface réelle
0,75 couvrant Qca
Poids propre du coffrage, de l'élément porteur (Qcc)
et poids du béton frais pour l'épaisseur de calcul
(Qcf)
(2) Il convient de tenir compte des actions horizontales du béton frais.
Charges de construction Qcb
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 :
qcb,k = 0,2 kN/m2
Fcb,k = 100 kN
Charges de construction Qcc
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 :
qcc,k = 0,5 kN/m2
Charges de construction Qcd
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 Qcd
Autre exemple – Le pont de Normandie
Qce : accumulation de matériaux de rebut, par ex.
excédent de matériaux de construction, déblais ou
matériaux de démolition (ne concerne que les
bâtiments)
Qcf : 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