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____________________________________________________________________________________________________________ BÉTON ARMÉ : RÈGLES BAEL Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Construction C 2 315 − 23 6.1.1 Prise en compte de l’action du vent Pour ce type d’ouvrages, le vent est un des éléments essentiels du calcul ; il donne lieu d’une part à une action d’ensemble, d’autre part à des actions locales, qui doivent être déterminées en applica- tion des Règles NV 65 révisées (cf. article spécialisé [C 3 305] dans le présent traité et [41]. L’action d’ensemble du vent sur l’ouvrage doit être étudiée : — dans la direction parallèle à celle du vent, ce qui fait intervenir le coefficient de traînée c t et un coefficient de majoration dynamique β définis dans les Règles NV ; — dans la direction, perpendiculaire à celle du vent, suivant laquelle des phénomènes de vibration peuvent se produire sous l’effet des tourbillons de Bénard-Karman ; l’intensité maximale de ces vibrations se produit pour une vitesse du vent dite vitesse critique , inférieure à la vitesse correspondant au vent extrême des Règles ; la composante de la force du vent dans la direction per- pendiculaire à celui-ci est la force de dérive dont l’expression fait intervenir un coefficient de dérive c L et un coefficient de majoration dynamique β ’ également définis par les Règles NV. Les actions locales du vent sur les parois des ouvrages à section annulaire résultent de la répartition des pressions du vent dont la figure 31 donne un diagramme à titre d’exemple ; ces pressions et les réactions intérieures de cisaillement qui les équilibrent déter- minent dans la paroi des moments d’ovalisation . 6.1.2 Prise en compte des effets thermiques Dans le cas des cheminées (ou des silos recevant des produits chauds ), le gradient thermique résultant de l’écart important de tem- pérature entre l’intérieur et l’extérieur de la paroi détermine dans celle-ci des moments de flexion qui agissent tant dans le sens vertical que dans le sens transversal (§ 6.1.3). 6.1.3 Sollicitations à prendre en compte dans la paroi verticale Il convient de distinguer d’une part les sollicitations dues aux actions d’ensemble, d’autre part les sollicitations dues aux actions d’ensemble et aux actions locales. Les combinaisons d’actions à considérer sont fixées par les règles spécifiques de calcul de chaque catégorie d’ouvrage. 6.1.3.1 Sollicitations dues aux actions d’ensemble Il s’agit des sollicitations qui intéressent l’ensemble de l’ouvrage et qui peuvent être rapportées au centre de gravité de toute section horizontale (figure 32) : — l’effort normal N est dû au poids propre, aux équipements divers, aux charges d’exploitation, à l’action de portance du vent, au séisme ; — le moment de flexion M est dû à l’action d’ensemble du vent, à une dissymétrie éventuelle des charges d’exploitation, à l’enso- leillement, aux actions du second ordre (dues au déplacement d’une section), au séisme ; — l’effort tranchant V provient de l’action d’ensemble du vent ou de l’action du séisme. Dans le cas de cellules non indépendantes (batteries de silos par exemple), il faut en outre tenir compte des efforts de liaison avec les autres cellules suivant les cas de charge, ou induits par la torsion d’ensemble sous l’action du séisme, etc. Les sollicitations définies ci-dessus engendrent des forces verti- cales par unité de longueur de chaque section horizontale de l’ouvrage, celui-ci étant considéré dans son ensemble comme un tube mince. La loi de distribution de le long du contour de ce tube est déterminée en admettant la loi de Navier, dans l’hypothèse d’une structure élastique et non fissurée. 6.1.3.2 Sollicitations dues aux actions d’ensemble et locales Il s’agit des sollicitations qui intéressent l’épaisseur du corps de l’ouvrage et qui peuvent être rapportées au centre de gravité de toute section de largeur unitaire soit dans le sens vertical, soit dans le sens horizontal (figure 33). On distingue ainsi, les indices h (horizontal) et v (vertical) désignant les directions des contraintes engendrées : Ce principe général de calcul par superposition d’actions d’ensemble et d’actions locales est également applicable et généralisable à des anneaux non circulaires et même à des ouvrages tubulaires à section creuse. Cependant, les noyaux des immeubles-tours à usage d’habitation ne sont pas étudiés ici, car les questions spécifiques de contreventement qu’ils soulèvent ont déjà été évoquées en [C 2 312]. Figure 31 – Exemple de répartition des actions du vent sur une paroi circulaire Figure 32 – Sollicitations dues aux actions d’ensemble Figure 33 – Sollicitations dues aux actions d’ensemble et locales v v BÉTON ARMÉ : RÈGLES BAEL _____________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. C 2 315 − 24 © Techniques de l’Ingénieur, traité Construction I dans le sens vertical : G effort normal provenant des actions d’ensemble ; G moment de flexion d’axe horizontal dû : — aux consoles supportant les plates-formes ou les escaliers (cas des tours hertziennes) ou le revêtement intérieur, s’il existe (cas des cheminées) ; — aux liaisons rigides de la paroi à ses extrémités ; — à l’action d’un gradient thermique ∆θ/h0 éventuel dans l’épais- seur h0 de la paroi : avec αθ coefficient de dilatation thermique du béton (αθ = 10–5/oC), E I facteur de rigidité de la paroi. I dans le sens horizontal : G effort normal tangentiel dû : — à la poussée du contenu (cas des silos) ; — au vent ; — au séisme. G moment de flexion d’axe vertical dû : — à l’ensoleillement ; — à l’ovalisation sous l’effet du vent (ou d’une vidange géo- métriquement anormale dans le cas de certains silos) ; — au gradient thermique éventuel ; — aux liaisons éventuelles le long de certaines génératrices (cas de silos à cellules circulaires accolées). Remarque : pour un silo (ou un réservoir) à parois non circulaires, le moment est également dû à la poussée du contenu (voir, par exemple, figure 37). Les sections unitaires ci-dessus considérées sont ensuite véri- fiées en flexion composée sous l’effet des sollicitations combinées aux états-limites de résistance (sans effets du 2e ordre) et/ou aux états-limites de service suivant les exigences particulières relatives au type d’ouvrage considéré (réservoir, silo, cheminée, tour, etc.) Dans tous les cas, la section du béton tendu est négligée (figure 34). 6.1.4 Déformations L’étude des déformations devient nécessaire pour certains ouvrages élancés dans lesquels le rapport entre le diamètre à la base et la hauteur de l’ouvrage est fréquemment de l’ordre de 1/15 et peut atteindre 1/20. Des déformations excessives peuvent en effet provoquer des perturbations dans la transmission des signaux pour les tours hertziennes ou des désordres dans les revêtements en briques des cheminées. Remarque : les tours hertziennes sont distantes d’environ 50 km. Le faisceau hertzien échappe à la parabole réceptrice pour un écart de ± 4/1 000 rad autour de l’axe joignant la parabole émettrice et la parabole réceptrice. Les rotations au sommet et les déformations d’ensemble peuvent être dues : — à l’ensoleillement, en raison des différences de température entre une face exposée au soleil et la face opposée ; — à l’action du vent sur la construction fonctionnant en console encastrée dans sa fondation, cette dernière pouvant d’ailleurs subir une rotation si le sol d’appui est compressible. 6.1.5 Fondations des ouvrages à section annulaire Les ouvrages à section annulaire peuvent être fondés sur un radier général ou sur une semelle annulaire (figure 35) Le calcul de telles fondations est donné en [95]. 6.2 Cheminées et tours Pour l’étude des cheminées et des tours, il convient de se référer aux documents suivants : — Règles applicables à la construction des cheminées en béton armé [113] ; — Règles applicables à la construction des tours en béton armé [114]. Les Règles professionnelles pour le calcul des silos [106] four- nissent un mode de calcul de ∆θ, ainsi que les valeurs conven- tionnelles de E et I à introduire dans l’expression précédente pour tenir compte de la réduction de rigidité de la paroi sous l’effet de la fissuration, dans les divers cas de flexion simple ou composée, avec compression ou avec traction, qui peuvent se présenter. Dans le cas où la totalité de la section est comprimée par exemple (compression simple ou flexion composée avec compression) : E = Ev module de déformation différée du béton Dans le cas de la flexion simple, E = Ev et I dépend du pour- centage d’aciers tendus. Dans le cas d’une section entièrement tendue, E = Es module d’élasticité de l’acier et I est le moment d’inertie de la section réduite à ses seules armatures, par rapport au centre de gravité de celles-ci. v v ∆θ αθ ∆θ h0 - - - - - - - - - - E I = I h 0 3 12 - - - - - - - - - = h h h v et v ( ) ou h et h ( ) Figure 34 – Vérifications sous les sollicitations Figure 35 – Coupe d’une semelle annulaire et uploads/Finance/ beton-arme-regles-bael-ouvrages-speciaux5.pdf
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- Publié le Fev 05, 2021
- Catégorie Business / Finance
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