2-3-action_du_vent

cours de projet de pont - actions 1

Cours de Projet de PontActions du vent


NF EN 1991 NF EN 1991 --EurocodeEurocode 11

Actions sur les Actions sur les structuresstructuresPartie 1Partie 1 --4 : 4 :

Actions du ventActions du vent


SOMMAIRESOMMAIRE

AvantAvant --proposproposSection 1 Section 1 –– GGéénnééralitralit ééssSection 2 Section 2 –– Situations de calculSituations de calculSection 3 Section 3 –– ModMod éélisation des actions du ventlisation des actions du ventSection 4 Section 4 –– Vitesse et pression aVitesse et pression a éérodynamiquerodynamiqueSection 5 Section 5 –– Actions du vent Actions du vent Section 6 Section 6 –– Coefficient structural Coefficient structural ccssccddSection 7 Section 7 –– Coefficients de pression et de forceCoefficients de pression et de forceSection 8 Section 8 –– Actions du vent sur les pontsActions du vent sur les ponts

Annexe A (I) Annexe A (I) –– Effets du terrainEffets du terrainAnnexe B (I) Annexe B (I) –– ProcProc éédure 1 de ddure 1 de d éétermination du coefficienttermination du coefficient

structural structural ccssccddAnnexe C (I) Annexe C (I) –– ProcProc éédure 2 de ddure 2 de d éétermination du coefficienttermination du coefficient

structural structural ccssccddAnnexe D (I) Annexe D (I) –– Valeurs Valeurs ccssccdd pour les diffpour les diff éérents types de structuresrents types de structuresAnnexe E (I) Annexe E (I) -- DDéétachedmenttachedment tourbillonnaire et instabilittourbillonnaire et instabilit ééss

aaééroro éélastiqueslastiquesAnnexe F (I) Annexe F (I) -- CaractCaract ééristiques dynamiques des structuresristiques dynamiques des structures


Vent et pression dynamiqueVent et pression dynamique

20,

2 )..(2

1

2

1bseasondirbb vccvq ρρ ==

0,bv

RRééduction pour duction pour direction de vent direction de vent peu frpeu fr ééquentequente

RRééduction duction pour pour construction construction temporairetemporaire

Vitesse de Vitesse de basebase

Vitesse moyenne, Vitesse moyenne, àà 10 m au dessus du sol, en rase campagne ; 10 m au dessus du sol, en rase campagne ; ppéériode de retour 50 ans riode de retour 50 ans –– Carte nationaleCarte nationale


Carte de la valeur de Carte de la valeur de base de la vitesse de base de la vitesse de rrééfféérence en France rence en France mméétropolitainetropolitaine


Coefficient d’exposition

+=

)(7

1)()( 2

zc

kkzczc

r

rlre

Coefficient de rugosité

=

0

)(z

zLnkzc rr

07,0

,0

019,0

=

II

r z

zk

Vitesse moyenneà la cote z

brm vzczv )()( =

= )(2

1)()( 2 zvzczq mep ρ

Pression de pointeà la cote zVitesse moyenne

de référence (10m)

bv

Paramètre de rugosité

0z

maxmin zzz ≤≤

De la vitesse moyenne de base De la vitesse moyenne de base àà la pression de pointe la pression de pointe àà la cote zla cote z

kl = Coefficient deturbulence (=1,0)


CatCatéégorie I :gorie I :Bord de lacs, Bord de lacs, zones sans zones sans obstacles avec obstacles avec une vune v ééggéétation tation nnéégligeablegligeable

CatCatéégorie II :gorie II :Zones avec une Zones avec une vvééggéétation tation basse et des basse et des obstacles isolobstacles isol éés s (arbres, (arbres, bâtiments) bâtiments) espacespac éés ds d ’’au au moins 50 fois moins 50 fois leur hauteurleur hauteurCatCatéégorie III :gorie III :Zones avec un Zones avec un couvert rcouvert r éégulier gulier de vde vééggéétation ou tation ou de bâtiments ou de bâtiments ou dd’’obstacles obstacles isolisol éés espacs espac éés s dd’’au plus 20 fois au plus 20 fois leur hauteur leur hauteur (villages, forêt (villages, forêt permanente)permanente)CatCatéégorie IV :gorie IV :Zones dont au Zones dont au moins 15% de la moins 15% de la surface est surface est construite, avec construite, avec des bâtiments des bâtiments dont la hauteur dont la hauteur moyenne moyenne ddéépasse 15 passe 15 mmèètrestres

CatCatéégories de rugositgories de rugosit ééde terrainsde terrains

(EN 1991(EN 1991--11--4, Annexe A)4, Annexe A)

CatCatéégorie 0 :gorie 0 :Mer, côte en Mer, côte en bordure de mer bordure de mer ouverte ouverte


RugositRugosit éé 0 (mer) 0 (mer) et IV (ville)et IV (ville)

RugositRugosit éé IIIaIIIa(campagne avec (campagne avec haies)haies)

RugositRugosit éé II II (a(aééroport)roport)

RugositRugosit éé IIIbIIIb(bocage dense)(bocage dense)

RugositRugosit éé II (rase II (rase campagne)campagne)

RugositRugosit éé IIIbIIIb(zone (zone industrielle)industrielle)


RugositRugosit éé IV (forêt)IV (forêt)

RugositRugosit éé IV (ville IV (ville -- a)a)

RugositRugosit éé IV (ville IV (ville -- b)b)


Annexe Annexe nationalenationale


10101,01,0IVIV

550,30,3IIIIII

220,050,05IIII

110,010,01II

110,0030,00300

zzminmin (m)(m)zz00 (m)(m)CatCatéégorie gorie de terrainde terrain

zzmaxmax = 200 m= 200 m


z en mètreshauteur

au-dessusdu sol

ccee(z) coefficient d(z) coefficient d ’’expositionexposition(sans effet d(sans effet d ’’orographie)orographie)

catcat éégories de terraingories de terrain

1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

IV III II I 0


Annexe Annexe nationalenationale


Actions du vent turbulentActions du vent turbulent

Pressions aPressions a éérodynamiques sur les paroisrodynamiques sur les parois

peepe czqw ).(= piipi czqw ).(=

).(.).( dsreffepw ccAczqF =

Pression Pression extext éérieurerieure Pression Pression

dynamique de dynamique de pointe (pointe ( àà la la cote de cote de rrééfféérence rence zzee

Coefficient Coefficient de pression de pression ou de forceou de force

(Chap. 7 et 8)(Chap. 7 et 8)

Pression Pression intint éérieurerieure

Aire de Aire de rrééfféérencerence

CoefficienCoefficient t structuralstructural

Forces aForces a éérodynamiquesrodynamiques

etet


¨ Champ dChamp d ’’application pour les pontsapplication pour les ponts

•• Ponts dont la portPonts dont la port éée de dééterminante est infterminante est inf éérieure rieure àà 200 m (sous 200 m (sous rrééserve de stabilitserve de stabilit éé aaéérodynamique)rodynamique)

•• Tabliers uniques de hauteur constante et de section Tabliers uniques de hauteur constante et de section «« classiqueclassique »»

•• Ne sont pas (totalement ou partiellement) couverts :Ne sont pas (totalement ou partiellement) couverts :

•• les vibrations de torsion,les vibrations de torsion,

•• les vibrations des tabliers dues les vibrations des tabliers dues àà la turbulence transversale du la turbulence transversale du ventvent

•• les ponts les ponts àà câbles, les ponts en arc, les ponts avec toiture, les câbles, les ponts en arc, les ponts avec toiture, les ponts mobiles, etc. ponts mobiles, etc.

•• les vibrations excitant dles vibrations excitant d ’’autres modes que le mode fondamental.autres modes que le mode fondamental.


Exemples de Exemples de sections sections

couvertes par couvertes par ll ’’EurocodeEurocode


¨ Actions du ventActions du vent

1. Actions directes du 1. Actions directes du vent turbulentvent turbulent : (vent de r: (vent de r ééfféérence)rence)

•• pressions et forces apressions et forces a éérodynamiques de rodynamiques de «« pointepointe »» : :

traittrait éées par les par l ’’ENEN

•• effets dynamiques (excitation des modes propres)effets dynamiques (excitation des modes propres) ::

traittrait éés s àà ll ’’annexe E annexe E informativeinformative , pour le mode fondamental , pour le mode fondamental parallparall èèle au vent le au vent

2. Effets des 2. Effets des tourbillons alterntourbillons altern ééss : (vitesse critique): (vitesse critique)

•• traittrait éés s àà ll ’’annexe E annexe E informativeinformative (E.1)(E.1)

3. Effets des 3. Effets des forces forces aaééroro éélastiqueslastiques : (vitesse critique): (vitesse critique)

•• traittrait éés s àà ll ’’annexe E annexe E informativeinformative (E.2 pour le (E.2 pour le «« galopgalop »»classique, E.3 pour le galop dclassique, E.3 pour le galop d ’’ interfinterf éérence, E.4 pour la rence, E.4 pour la divergence et le flottement)divergence et le flottement)


==== )(21

)()( 2 zvzczq mep ρρρρ

Pression dynamique de pointe àla cote z

ce(z) coefficient d’exposition

++++====

)(

71)()( 2

zc

kkzczc

r

rlre

3/25,1 mkg====ρρρρ

Forces Forces aaéérodynarodyna --miquesmiques

)(,,, epxfdsxrefxw zqcccµµAF ××××××××========

CoefficientCoefficientde forcede force

CoefficientCoefficientstructuralstructural

Aire de Aire de rrééfféérencerence

2

21

bp vq ρρρρ====

Pression dynamique de base


Simplifications recommandSimplifications recommand éées dans le cas des pontses dans le cas des ponts

RRééfféérentiel du tablierrentiel du tablier

Altitude de rAltitude de r ééfféérencerence


Dispositif de retenue Sur un côté Sur deux côtés

Garde-corps ajouré ou barrière de sécurité ajourée

d + 0,3 m d + 0,6 m

Garde-corps plein ou barrière de sécurité pleine

d + d1 d + 2d1

Garde-corps ajouré et barrière de sécurité ajourée

d + 0,6 m d + 1,2 m

Hauteurs Hauteurs àà prendre en compte pour prendre en compte pour AA ref,xref,x


Dans les cas courants Dans les cas courants ccdirdir ccsaisonsaison = c= c00(z) = 1(z) = 1

xrefxxWk AµF ,, ====

)(21

)( 2, emeexfx zvzccµ ρρρρ××××====

30,1, ====xfc ouou


MMééthode simplifithode simplifi ééee

xrefbWx CAvF ,2

21 ρρρρ====

3,83,83,13,1≥≥≥≥≥≥≥≥ 4,04,0

7,17,15,75,7≤≤≤≤≤≤≤≤ 0,50,5

zzee = 50 m= 50 mzzee ≤≤≤≤≤≤≤≤ 20 m20 mb/b/dd tottot

Valeurs de CValeurs de C

La mLa m ééthode simplifithode simplifi éée correspond aux hypothe correspond aux hypoth èèses suivantes :ses suivantes :

••Terrain de catTerrain de cat éégorie 2gorie 2* * cc f,xf,x calculcalcul éé selon graphiqueselon graphique* c* c00 = 1 (coefficient d= 1 (coefficient d ’’orographie)orographie)* * kk II = 1 (facteur de turbulence)= 1 (facteur de turbulence)

••Interpolation admise pour valeurs intermInterpolation admise pour valeurs interm éédiairesdiaires


)(5,0)(2,0,, treillisouvoileskkFF xWkyWk ========

zrefzzWk AµF ,, ====

)(21

)( 2, emeezfz zvzccµ ρρρρ××××====

Valeurs Valeurs recommandrecommand éées :es :CCf,zf,z = = ±± 0,90,9

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