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Marcel Hurez Nicolas Juraszek Marc Pelcé 6 Dimensionner les ouvrages en maçonne

Marcel Hurez Nicolas Juraszek Marc Pelcé 6 Dimensionner les ouvrages en maçonnerie Guide d’application E U R O C O D E Dimensionner les ouvrages en maçonnerie Dans la même collection Eurocode 2 J.-M. Paillé. – Calcul des structures en béton, G12043, 2009. J. Roux. – Pratique de l’eurocode 2, G12044, 2009. J. Roux. – Maîtrise de l’eurocode 2, G12160, 2009. Eurocode 5 Y. Benoit, B. Legrand, V. Tastet. – Calcul des structures en bois, 2e édition, G12481, (à paraître en 2009). Eurocode 8 V. Davidovici. – Constructions parasismiques (à paraître en 2009). Le programme des Eurocodes structuraux comprend les normes suivantes, chacune étant en général constituée d’un certain nombre de parties : EN 1990 Eurocode 0 : Bases de calcul des structures EN 1991 Eurocode 1 : Actions sur les structures EN 1992 Eurocode 2 : Calcul des structures en béton EN 1993 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier EN 1994 Eurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier-béton EN 1995 Eurocode 5 : Calcul des structures en bois EN 1996 Eurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie EN 1997 Eurocode 7 : Calcul géotechnique EN 1998 Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes EN 1999 Eurocode 9 : Calcul des structures en aluminium Les normes Eurocodes reconnaissent la responsabilité des autorités réglementaires dans chaque État membre et ont sauvegardé le droit de celles-ci de déterminer, au niveau national, des valeurs relatives aux questions réglementaires de sécurité, là où ces valeurs continuent à différer d’un État à un autre. Dimensionner les ouvrages en maçonnerie Marcel Hurez Nicolas Juraszek Marc Pelcé ÉDITIONS EYROLLES 61, bd Saint-Germain 75240 Paris Cedex 05 www.editions-eyrolles.com AFNOR ÉDITIONS 11, rue Francis-de-Pressensé 93571 La Plaine Saint-Denis Cedex www.boutique-livres.afnor.org Le code de la propriété intellectuelle du 1er juillet 1992 interdit en effet expressément la photocopie à usage collectif sans autorisation des ayants droit. Or, cette pratique s’est généralisée notamment dans les établissements d’enseignement, provoquant une baisse brutale des achats de livres, au point que la possibilité même pour les auteurs de créer des œuvres nouvelles et de les faire éditer correctement est aujourd’hui menacée. En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans l’autorisation de l’Éditeur ou du Centre Français d’exploitation du droit de copie, 20, rue des Grands Augustins, 75006 Paris. © AFNOR et Groupe Eyrolles, 2009. ISBN AFNOR : 978-2-12-381011-7 ISBN Eyrolles : 978-2-212-12280-0 Crédits photographiques : FFTB / D.Eskenazi , XELLA, M. PELCE, PLATTARD Sommaire Dédicace ......................................................................................... 1 Biographies .................................................................................... 3 Avant-propos ................................................................................. 5 Symboles et notations ............................................................... 9 1 Le marché unique européen ........................................... 15 1. Les eurocodes ......................................................................... 15 2. La directive « Produits de construction » et les Exigences essentielles ............................................................................. 16 3. Le dimensionnement des structures par les eurocodes ........... 16 4. L’eurocode 6 ........................................................................... 18 4.1 Termes et définitions .................................................. 18 4.1.1 Termes relatifs à la maçonnerie .................. 18 4.1.2 Termes relatifs à la résistance de la maçonnerie .......................................... 19 4.1.3 Termes relatifs aux éléments de maçonnerie 20 4.1.4 Termes relatifs au mortier ........................... 21 4.1.5 Termes relatifs au béton de remplissage ..... 22 4.1.6 Termes relatifs aux armatures ..................... 22 4.1.7 Termes relatifs aux composants accessoires 22 4.1.8 Termes relatifs aux joints de mortier ........... 22 4.1.9 Termes relatifs aux types de mur ................ 23 4.1.10 Autres termes .............................................. 25 2 Caractérisation des matériaux et éléments constitutifs ............................................................................. 27 1. Les éléments de maçonnerie ................................................... 29 II 1.1 Les types d’éléments .................................................. 29 1.1.1 Principales caractéristiques définies par les normes produits ............................... 31 1.2 Classement en groupes ............................................... 37 1.3 Catégorie déclarée ...................................................... 37 1.4 Résistance à la compression déclarée ........................ 38 1.5 Résistance à la compression moyenne normalisée fb ....... 38 1.5.1 En résumé .................................................... 40 1.5.2 Exemples de calcul de fb ............................. 40 2. Le mortier de montage ............................................................ 41 2.1 Types de mortier et compositions .............................. 41 2.2 Résistance à la compression fm .................................. 42 2.3 Adhérence entre éléments et mortier .......................... 43 3. Le béton de remplissage ......................................................... 44 3.1 Résistances caractéristiques fck et fcvk ........................ 44 4. Les armatures .......................................................................... 44 4.1 Diagramme contrainte-déformation ........................... 46 3 Propriétés et caractéristiques des ouvrages de maçonnerie ..................................................................... 47 1. Résistance caractéristique à la compression de la maçonnerie fk ................................................................. 47 1.1 Exemples de calcul de fk ............................................ 50 1.1.1 Éléments de terre cuite ............................... 50 1.1.2 Blocs en béton ............................................. 50 1.1.3 Blocs de béton cellulaire autoclavé ............. 50 1.2 Cas des maçonneries montées à joints interrompus ................................................................ 50 1.3 Cas des blocs à bancher .............................................. 51 1.3.1 Blocs maçonnés ........................................... 51 1.3.2 Blocs montés à sec ...................................... 52 1.4 Cas des maçonneries chargées parallèlement au lit de pose ............................................................... 52 2. Résistance caractéristique au cisaillement fvk ....................... 53 2.1 Cas particulier : résistance verticale au cisaillement de la jonction entre deux murs ................................... 54 3. Résistance caractéristique à la flexion fxk .............................. 55 4. Résistance caractéristique à l’adhérence acier-béton fb0k ....................................................................... 56 Sommaire III 5. Déformation ............................................................................ 58 5.1 Relation contrainte-déformation ................................ 58 5.2 Module d’élasticité E ................................................ 60 5.3 Module de cisaillement G .......................................... 61 5.4 Fluage, retrait, gonflement et dilatation thermique ........ 61 6. Matériaux accessoires ............................................................. 62 6.1 Attaches, feuillards, corbeaux et ancrages ................. 62 6.2 Linteaux ou prélinteaux préfabriqués ........................ 62 4 Analyse structurale .............................................................. 65 1. Sécurité des structures : les bases ........................................... 65 1.1 Vérification aux états limites ..................................... 69 1.1.1 Les situations de projet ................................ 70 1.1.2 États limites ultimes (ELU) ......................... 70 1.1.3 États limites de service (ELS) ..................... 71 1.2 Actions sur les ouvrages ............................................ 71 1.2.1 Valeurs de calcul des effets des actions ...... 72 1.2.2 Actions permanentes ................................. 72 1.2.3 Actions variables ......................................... 73 1.2.4 Charge de neige S ........................................ 75 1.2.5 Charges de vent W ...................................... 79 1.2.6 Actions accidentelles ................................... 82 1.3 Combinaisons d’actions pour les calculs ................... 82 1.3.1 Combinaisons à l’ELU ................................ 82 1.3.2 Combinaisons à l’ELS ................................. 83 1.4 Valeurs de calcul de la résistance .............................. 84 1.5 Coefficients partiels pour la maçonnerie γM .............. 84 2. Analyse des ouvrages ............................................................. 86 2.1 Imperfections géométriques ....................................... 87 2.2 Effets du second ordre ................................................ 87 2.3 Murs de maçonnerie soumis à un chargement vertical ........................................................................ 87 2.3.1 Élancement des murs ................................... 87 2.3.2 Hauteur effective des murs de maçonnerie hef ................................................................. 88 2.3.3 Épaisseur effective des murs de maçonnerie tef ................................................................. 91 IV 2.4 Ouvrages de maçonnerie armée soumis à un chargement vertical ............................................ 93 2.4.1 Élancement des murs ................................... 93 2.4.2 Portée utile des poutres de maçonnerie ....... 93 2.4.3 Portée utile des poutres hautes .................... 94 2.4.4 Portée limite des ouvrages de maçonnerie armée soumis à une flexion hors plan ......... 95 2.5 Murs de maçonnerie soumis à un cisaillement .......... 96 2.5.1 Répartition des murs de contreventement ... 97 2.5.2 Répartition des forces horizontales ............. 98 2.5.3 Effet de la torsion ........................................ 99 2.5.4 Partition des charges verticales accompagnant le calcul de la résistance au cisaillement ............................................. 102 2.5.5 Répartition des contraintes de cisaillement ............................................. 102 2.6 Ouvrages de maçonnerie armée soumis à un cisaillement ......................................................... 102 2.7 Murs de maçonnerie soumis à un chargement latéral .......................................................................... 103 2.7.1 Caractérisation des appuis ........................... 103 2.7.2 Calcul des moments sollicitants ................. 104 5 Dimensionnement à l’état limite ultime (ELU) ..........105 1. Mur soumis principalement à un chargement vertical réparti ......................................................................... 107 1.1 Méthode générale (mur armé ou non) ........................ 107 1.1.1 Calcul de la résistance de la maçonnerie ..... 108 1.1.2 Coefficient de réduction Φ en tête et en pied de mur .......................................................... 109 1.1.3 Calcul des moments fléchissants Mid (méthode forfaitaire) .................................... 110 1.1.4 Calcul des moments fléchissants (méthode des rigidités) ................................ 111 1.1.5 Exemple 5.1 : comparaison des deux méthodes de calcul des moments fléchissants .................................................. 113 1.1.6 Coefficient de réduction Fm à mi-hauteur du mur .......................................................... 114 Sommaire V 1.1.7 Exemple 5.2 : vérification de la résistance verticale des murs pour un bâtiment de trois niveaux (méthode générale) ........................ 117 1.2 Méthode simplifiée (mur non armé) .......................... 119 1.2.1 Conditions d’utilisation ............................... 119 1.2.2 Résistance à la compression ........................ 121 1.2.3 Exemple 5.3 : vérification de la résistance à la compression (méthode simplifiée) – comparaison avec l’exemple 5.2 ................. 123 2. Mur soumis à des charges concentrées ................................... 124 2.1 Dispositions pour les éléments de maçonnerie des groupes 2, 3 ou 4 .................................................. 125 2.2 Dispositions pour les éléments de maçonnerie du groupe 1 ................................................................. 125 2.3 Exemple 5.4 : vérification de la résistance des appuis d’un linteau ................................................................ 127 3. Murs soumis à un cisaillement ............................................... 129 3.1 Murs de maçonnerie non armée ................................. 129 3.1.1 Exemple 5.5 : résistance au cisaillement d’un mur non armé ...................................... 131 3.2 Murs de maçonnerie armée ........................................ 131 3.2.1 Cas 1 : mur ne comportant que des armatures verticales ........................ 132 3.2.2 Cas 2 : mur ne comportant que des armatures horizontales ................... 133 3.2.3 Cas 3 : mur comportant des armatures verticales et horizontales ............................. 133 3.2.4 Exemple 5.6 : uploads/S4/ guide-dapplication-dimensionnement-des-ouvragese-en-maconnerie.pdf