- Ingénieur d'état
I. Notions
3. Bases réglementaires
Le matériau béton – par nature non homogène - associé à l’acier induit un comportement autrement plus complexe que ne peut le décrire les hypothèses très simplificatrices de la RdM.
C’est pourquoi, des règles de calcul précises et dédiées au béton armé ont été établies. Elles sont contenues dans le règlement BAEL (Béton Armé aux Etats Limites). La dernière version majeure date de 91 mais des modifications mineures ont été réalisées depuis. Le BAEL sera bientôt remplacé par l’Eurocode 2 unifiant les différents règlements européens.
[Art. A.1.1 du BAEL] ⟹ Ces règles, basées sur la théorie des états limites, sont applicables à tous les ouvrages en béton armé dont le béton est constitué de granulats naturels normaux et dont le dosage en ciment et au moins égal à 300 kg/m³ .
4. Les Etats Limites
4.1. Définition [Art. A.1.2]
Un état limite est un état pour lequel une condition requise d’une construction (ou d’un de ses éléments) est
strictement satisfaite et cesserait de l’être en cas de variation défavorable d’une des actions appliquées.
4.2. Etat limite de service & Etat limite ultime
La théorie des états limites considère 2 états limites [Art. A.1.2]
4.2.a. Etat limite de service (ELS)
Les conditions de bon fonctionnement de la structure ont été atteintes. La durabilité de la structure est remise en cause.
- Etat limite d’ouverture de fissures : risque d’ouverture de fissures.
- Etat limite de compression du béton : on limite volontairement la contrainte de compression à une valeur raisonnable.
- Etat limite de déformation : flèche maximale.
L’état limite de service atteint remet en cause l’aptitude au service de la structure (fissures, fuites, désordres divers).
En revanche, la sécurité (c’est à dire sa résistance) n’est pas remise en cause.
4.2.b. Etat limite ultime (ELU)
Le dépassement de cet état conduit à la ruine de la structure. Au delà de l’état limite ultime, la résistance des matériaux
béton et acier est atteinte, la sécurité n’est plus garantie et la structure risque de s’effondrer.
- Etat limite de l’équilibre statique.
- Etat limite de résistance de l’un des matériaux.
- Etat limite de stabilité de forme : flambement.
5. Les actions
5.1. Valeurs caractéristiques des actions [Art. A.3.1.]
Les états limites distinguent principalement 2 types d’actions caractéristiques [Art. A.3.1] : les actions permanentes et
les actions variables.
Les valeurs attribuées à ces diverses actions sont des valeurs caractéristiques : c’est à dire qu’elles tiennent compte du caractère aléatoire de la valeur des actions (En d’autre termes, il n’est pas possible de déterminer avec précision la valeur de telle ou telle action). Elles sont donc issues d’un calcul probabiliste et acceptent le risque que dans 5% ou 10% des cas la valeur réelle de ces actions dépasse (cas défavorable) la valeur caractéristique retenue.
5.1.a. Les actions permanentes Gi [Art. A.3.1,2]
Les actions permanentes ont une intensité constante ou très peu variable dans le temps.
Elles sont désignées par la lettre G.
- Poids propre de la structure
- Cloisons, revêtements, superstructures fixes
- Poussée des terres, de l’eau
5.1.b. Les actions variables Qi [Art. A.3.1,3]
Les actions variables ont une intensité qui varie fréquemment et de façon importante dans le temps.
Elles sont désignées par la lettre Q.
- Charges d’exploitation (ratio d’utilisateurs, de véhicules, etc.) classées par durée d’application (provisoire, longue durée)
- Charges climatiques (neige et vent)
- Effets thermiques
5.2. Valeurs de calcul des actions [Art. A.3.3]
Pour tenir compte des risques non mesurables, on associe aux valeurs caractéristiques des actions un coefficient de
sécurité pour obtenir les valeurs de calcul des actions.
Puis on combine ces valeurs de calcul pour établir le cas de chargement le plus défavorable.
5.2.a. Combinaison d’actions aux ELS [Art. A.3.3,3]
La combinaison d’action courante à l’ELS est la suivante :
Gmax+Gmin+Q1+∑ψiQi |
avec :
- Gmax : ensemble (somme) des actions permanentes défavorables.
- Gmin : ensemble (somme) des actions permanentes favorables.
- Q1 : action variable de base.
- Qi : autres actions variables d’accompagnement avec leur coefficient ψi.
Les combinaisons les plus courantes :
G+Q+0,9(S ou W) (S : snow – W : wind)
G+(S ou W)+0,8Q
5.2.b. Combinaison d’actions aux ELU [Art. A.3.3,2]
La combinaison d’action courante à l’ELU est la suivante :
1,35Gmax+Gmin+1,5Q1+∑1,3ψiQi |
avec :
- Gmax : ensemble (somme) des actions permanentes défavorables.
- Gmin : ensemble (somme) des actions permanentes favorables.
- Q1 : action variable de base.
- Qi : autres actions variables d’accompagnement avec leur coefficient ψi.
Les combinaisons les plus courantes :
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