DTR_VENT RNV 99

C 2-47

MINISTERE DE L'HABITAT ET DE L'URBANISME

documenttechniquerglementaireDTR

RglementNeige & Vent

RNV 99

ISBN : 9961-845-03-X Dpt lgal : 18-2000

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE LHABITAT

Document Technique Rglementaire

(D.T.R. C 2-4.7)

REGLEMENT NEIGEET VENT "R.N.V. 1999"

Centre National d'Etudes et de Recherches Intgres du Btiment

2000

COMPOSANTE DU GROUPE TECHNIQUE SPECIALISE

Charg de lElaboration du Rglement Neige et Vent 1999

Prsident d'honneur :

M. HEDIBI Youcef Ingnieur en ChefDirecteur de la Recherche et de laConstructionMinistre de lHabitat

Prsident :

M. REBZANI Braham Ingnieur en ChefConsultant / CNERIB

Rapporteur :

M. HAKIMI Laabed Attach de Recherche / C.N.E.R.I.B

Co-Rapporteurs :

M. SAKHRAOUI Said Charg de Recherche / C.N.E.R.I.BM. EL HASSAR Sidi Mohamed Karim Charg de Recherche / C.N.E.R.I.B

Membres :

M. ABDELMOUMENE Mustapha Ingnieur Principal - CTC/OuestM. ALLAOUA Rachid Ingnieur Principal -CTC/ChlefM. AMEUR Boualem Matre de Recherche - CGSM. BAGHDADI Laid Charg de cours - USTHBM. BAKHTI Mohamed Ingnieur en chef -

Ministre de lHabitatM. BAZIZ Makhlouf Ingnieur Principal -

Ministre de lHabitatM. BENZEMRANE Mohamed Seghir Ingnieur Principal - CNICMelle DJEDDAI Anissa Ingnieur - CNICM. KADI Mohamed Ingnieur - Directeur de l'ONMM. KDROUSSI Belkacem Ingnieur Expert -

CTC/Ouest-Agence TlemcenM. KOULOUGHLI Abdelkader Ingnieur Principal - CTC/EstM. MENOUAR Mohamed Ingnieur en Chef - Sous Directeur

Ministre de lHabitatM. MEZRED Mohamed Ingnieur en Mteorologie - ONMM. NASRI Kamel Ingnieur Principal-

Directeur Technique CTC/SudM. OUAKLI Ahmed Charg de Recherche - CGSM. OUALI Mahfoud Ingnieur Principal - BtimetalM. OUMAZIZ Rabah Charg de Recherche - CNERIBM. RILI Moussa Charg de Cours - USTHBM. SOUICI Messaoud Charg de Recherche - CNERIB

ARRETE MINISTERIEL PORTANT APPROBATION DUDOCUMENT TECHNIQUE REGLEMENTAIRE PORTANT

SUR LE REGLEMENT NEIGE ET VENTR.N.V. 1999

LE MINISTRE DE LHABITAT,

- Vu le dcret prsidentiel n 98-427 du 26 Chabane 1419 correspondant au 15 Dcembre 1998, portantnomination du chef du gouvernement;

- Vu le dcret prdidentiel n 98-428 du Aouel Ramadhan 1419 correspondant au 19 Dcembre 1998, portantnomination des membres du gouvernement;

- Vu le dcret n86-213 du 03 Dhou El Hidja 1406correspondant au 19 Aot 1986 portant cration dunecommission technique permanente pour le contrle technique de la construction (C.T.P.) ;

- Vu le dcret n87-234 du 11Rabie El Aouel 1408 correspondant 03 Novembre 1987 modifiant le dcret n82-319 du 06 Moharrem 1403 correspondant au 23 Octobre 1982 portant transformation de lInstitut NationaldEtudes et de Recherches du Btiment (INERBA) en Centre National d'Etudes et de Recherches Intgres dubtiment (CNERIB) ;

- Vu le dcret excutif n92-176 du 04 Mai 1992 fixant les attributions du Ministre de lHabitat ;

- Vu le procs - verbal d'approbation du prsent D.T.R. par les membres de la C.T.P. lors de sa 18me session endate du 24 Dhou El Hidja 1419 correspondant au 11 Avril 1999.

ARRETE

ARTICLE 01 - Est approuv le document technique rglementaire D.T.R C.2 - 4.7 intitul Rglement Neige et Vent -1999 (R.N.V. 1999) " annex loriginal du prsent arrt.

ARTICLE 02 - Le Centre National dEtudes et de Recherches Intgres du Btiment (CNERIB), est charg de ldition et de la diffusion du prsent document technique rglementaire.

ARTICLE 03 : Le prsent arrt sera publi au Journal Officiel de la Rpublique Algrienne Dmocratique et populaire.

Fait Alger, le 12 Rabie Ethani 1420 correspondant au 25 Juillet 1999

Le Ministre de lHabitat

PREAMBULE

Le prsent rglement est labor sous lgide de la Commission Technique Permanente (C.T.P.)pour le contrle technique de la construction que celle-ci a adopt lors de sa 18me sessiontenue le 11 Avril 1999.

Il traite des constructions courantes, mettant la disposition des professionnels et concep-teurs de la construction des mthodes dvaluation des actions climatiques (neige et vent) etdes surcharges de sable en zones sahariennes.

Le document est fond sur une approche probabiliste : les actions normales et extr-mes des anciennes rgles sont remplaces par le concept unique daction caractristiquedfinie par rfrence un zonage territorial (neige - vent - sable) lie aux spcificits clima-tiques locales.

Llaboration du rglement a t men par le Groupe Technique Spcialis (G.T.S.) avec lesouci, dune part, den harmoniser les formulations particulires, notamment en ce qui con-cerne les paramtres caractristiques rsultant dessais empiriques, avec les approches adop-tes par les rglements constitutifs de lEurocode et de la cohrence avec les mthodes devrification aux tats limites, dautre part.

Le rglement donnera lieu ultrieurement au dveloppement dautres mthodes pour prendreen compte :

- les cas des ouvrages spciaux tels que les ponts, viaduc ;- les phnomnes dynamiques particuliers, notamment en ce qui concerne laction du vent ;- lanalyse exhaustive du phnomne densablement en zones saharienne et la dtermination des mthodes dvaluation y affrentes.

Les mthodes dveloppes par le rglement sont illustres, en annexe, par un certain nombredexemples de calculs et de solutions. Dautres fascicules dapplication seront labors ult-rieurement afin den faciliter lusage.

Le rglement est gr par le Ministre de lHabitat. Il est localis auprs du Centre NationaldEtudes et de Recherches Intgres du Btiment (C.N.E.R.I.B.). Il est susceptible denri-chissements, voire de rajustements ventuels sur la base de propositions dment justifies,formules par les professionnels utilisateurs. Dans ce cas, ils doivent saisir le Ministre delHabitat - Direction de la Recherche et de la Construction.

SOMMAIRE

1. PREMIERE PARTIE : ACTIONS DE LA NEIGE SUR LES CONSTRUCTIONS

1. OBJET....................................................................................................................132. DOMAINE DAPPLICATION....................................................................................133. CALCUL DES CHARGES DE NEIGE.........................................................................133.1 Charge de neige sur les toitures ou autres surfaces....................................................133.2. Neige suspendue en dbord de toiture....................................................................143.3. Charge de neige sur les obstacles...........................................................................15

4. CHARGE DE NEIGE SUR LE SOL - VALEUR CARACTERISTIQUE......................154.1. Influence de la localisation gographique...............................................................154.2. Influence de laltitude...........................................................................................16

5. AUTRES VALEURS REPRESENTATIVES...............................................................166. COEFFICIENTS DE FORME DES TOITURES........................................................166.1. Cas de charges.....................................................................................................166.2. Toitures en pentes....................................................................................................176.2.1. Toitures un versant..............................................................................................176.2.2. Toitures deux versants.....................................................................................176.2.3. Toitures versants multiples..............................................................................186.2.4. Toitures redans (en sheds)...............................................................................19

6.3. Toitures cylindriques.................................................................................................216.4. Toitures prsentant des discontinuits de niveaux marques.....................................216.5. Accumulation au droit des saillies et obstacles.......................................................22

7. CHARGE DE SABLE DANS LA ZONE D................................................................297.1. Objet......................................................................................................................297.2. Dfinition de la charge...........................................................................................297.3. Action de la charge de sable..................................................................................297.3.1. Toitures plates ou faible pentes........................................................................297.3.2. Toitures rampantes............................................................................................29

2 - SECONDE PARTIE : ACTIONS DU VENT SUR LES CONSTRUCTIONS

Chapitre 1 : Notions gnrales..................................................................................34

1. OBJET ET DOMAINE DAPPLICATION................................................................341.1. Objet...................................................................................................................341.2. Domaine dapplication..........................................................................................342. DEFINITIONS.......................................................................................................362.1. Termes relatifs aux actions....................................................................................362.2. Termes associs la vitesse du vent........................................................................363. PRINCIPES GENERAUX........................................................................................373.1. Modlisation de laction du vent............................................................................373.2. Nature des structures.............................................................................................373.3. Autres valeurs reprsentatives...............................................................................37

Chapitre 2 : Bases de calcul......................................................................................38

1. CALCUL DE LACTION DU VENT............................................................................381.1. Principes de calcul...............................................................................................381.2. Calcul de la pression due au vent - Constructions de catgorie I................................401.2.1. Hypothses et conventions.................................................................................401.2.2. Dtermination de la pression due au vent.............................................................401.3. Calcul de la pression due au vent - Constructions de catgorie II..............................411.4. Force de frottement...............................................................................................412. FORCE RESULTANTE...........................................................................................442.1. Formule gnrale.................................................................................................442.2. Excentricit de la force globale horizontale..............................................................443. CALCUL DE LA PRESSION DYNAMIQUE..............................................................453.1. Principe................................................................................................................453.2. Formule gnrale..................................................................................................453.3. Coefficient dexposition..........................................................................................464. FACTEURS DE SITE..............................................................................................474.1. Catgories de terrain..............................................................................................474.2. Coefficient de rugosit.........................................................................................474.3. Coefficient de topographie......................................................................................48

Chapitre 3 : Calcul du coefficient dynamique............................................................50

1. GENERALITES........................................................................................................501.1. Dfinition............................................................................................................501.2. Principes de dtermination de Cd............................................................................502. VALEURS DE Cd.....................................................................................................502.1. Cas des btiments.................................................................................................502.2. Cas des chemines................................................................................................52

Chapitre 4 : Dtermination des coefficients de force..................................................55

1. GENERALITES.........................................................................................................551.1. Formule gnrale.................................................................................................551.2. Facteur dlancement...........................................................................................551.3. Elancement effectif e..........................................................................................562. CONSTRUCTIONS A BASE RECTANGULAIRE.....................................................573. CONSTRUCTIONS A BASE POLYGONALE REGULIERE........................................584. CONSTRUCTIONS A BASE CIRCULAIRE.............................................................595. CONSTRUCTIONS EN TREILLIS..........................................................................605.1. Principe...............................................................................................................605.2. Treillis composs dlments angles vifs...............................................................605.3. Treillis composs dlments cylindriques..............................................................615.4. Facteur de rduction r des chafaudages..............................................................636. PROFILES..............................................................................................................63

Chapitre 5 : Dtermination des coefficients de pression............................................64

1. COEFFICIENTS DE PRESSION EXTERIEURE.........................................................641.1. Constructions base rectangulaire...........................................................................641.1.1. Gnralits.........................................................................................................641.1.2. Parois verticales................................................................................................641.1.3. Toitures plates...................................................................................................651.1.4. Toitures un versant.........................................................................................661.1.5. Toitures deux versants....................................................................................681.1.6. Toitures quatre versants...................................................................................711.1.7. Toitures redans (shed).......................................................................................721.1.8. Toitures versants multiples..............................................................................721.1.9. Toitures en forme de vote................................................................................731.1.10. Dbords, auvents et couvertures..........................................................................741.2. Constructions base circulaire..............................................................................751.2.1. Parois verticales................................................................................................751.2.2. Toitures plates ou versants..............................................................................761.2.3. Toitures en forme de sphre ou de calotte sphrique..............................................761.3. Constructions base en L, T et Y..........................................................................771.3.1. Parois verticales................................................................................................771.3.2. Toitures............................................................................................................772. COEFFICIENTS DE PRESSION INTERIEURE........................................................782.1. Principes et dfinitions.........................................................................................782.2. Valeurs de Cpi.......................................................................................................783. COEFFICIENTS DE PRESSION POUR LES TOITURES ISOLEES..........................793.1. Principes et dfinitions.........................................................................................793.2. Valeurs des coefficients de pression.......................................................................814. ELEMENTS EN RELIEF ET DISCONTINUITES....................................................824.1. Elments en relief................................................................................................824.2. Toitures avec discontinuits..................................................................................83

Annexe 1 : Zones de vent ..........................................................................................85Annexe 2 : Nombre de Reynolds - Vitesse moyenne...................................................87Annexe 3 : Excitation par le dtachement tourbillonnaire.............................................88Annexe 4 : Calcul du coefficient dynamique Cd..............................................................95Cas dapplication........................................................................................................101

SYMBOLES

1 - PREMIERE PARTIE

b, h et l (m) : longueursls (m) : longueur de congreq1, q2 (kN/ml) : surcharges de sableFs (en kN/m) : force due au glissement dune masse de neigeS (en kN/m) : charge caractristique de neigeSk (en kN/m) : charge de neige sur le solSe (en kN/m) : charge de neige suspendue (en degrs) : angle caractrisant le versant dune toiture (en degrs) : angle de la tangente la courbure dune toiture cylindrique

sur lhorizontale : coefficient de forme de la charge de neigei : coefficient de forme correspondant au versant is : coefficient de forme de la charge de neige due au glissementw : coefficient de forme de la charge de neige due au vent (en kN/m3) : poids volumique de la neige0, 1, 2 : coefficients de combinaisonk : coefficient prenant en compte lirrgularit de forme de la

charge de neige

2 - SECONDE PARTIE

1. Majuscules latines

A Aire (calcul de )Cd Coefficient dynamiqueCe Coefficient dexpositionCf Coefficient de forceCf,0 Coefficient de force des constructions ou des lments ayant un

lancement infiniCfr Coefficient de frottementClat Coefficient dexcitation dynamiqueCp, Cp,net Coefficient de pression netteCr Coefficient de rugositCt Coefficient de topographieFfr Force de frottement rsultanteFYj Force dexcitation par le dtachement tourbillonnaire au point j de la

constructionFW Force arodynamique rsultanteH Hauteur dun obstacle topographiqueIv Intensit de turbulenceK Facteur de dforme modaleKT Facteur de terrainKW Facteur de longueur de corrlation effectiveL Longueur de la constructionLe Longueur effective du versant au vent dun obstacle topographique

Li Echelle intgrale de turbulenceLv Longueur relle du versant au vent dun obstacle topographiqueMs Masse de la structure dune chemineMt Masse totale dune chemineNx Frquence adimensionnelleQ0 Partie statique de la rponseRe Nombre de ReynoldsRx Partie rsonante de la rponseS Surface (calcul des actions)Sc Nombre de ScrutonSt Nombre de StrouhalVcrit Vitesse critique de dtachement tourbillonnaireVm Vitesse moyenne du ventVrf Vitesse de rfrence du ventW Pression arodynamique

2. Minuscules latines

b Dimension de la construction perpendiculairement au vent ; diamtred Dimension dune construction dans la direction du vente Excentricit ou longueurfm Coefficient li la nature de la chemine (calcul de Cd)g Facteur de pointeh Hauteur de la constructionk Rugosit quivalentekred Coefficient pour le calcul de Ctl Longueur dune constructionm Masse par unit de longueurm1 Masse quivalente par unit de longueurn1,x Frquence fondamentale de vibration dans la direction du ventn1,y Frquence fondamentale de vibration perpendiculaire la direction

du ventqrf Pression dynamique moyenne de rfrencesmax Coefficient pour le calcul de Ctt Temps dintgration de la vitesse de rfrence du ventx Distance horizontale du site au sommet dun obstacle topographiquemax yF Amplitude maximale perpendiculairement au vent pour la vitesse

critique du ventz Hauteur au-dessus du solz0 Paramtre de rugositzeq Hauteur quivalentezmin Hauteur minimale

3. Majuscules grecques

Pente du versant au vent1,x Dforme du mode fondamental dans la direction du vent

4. Minuscules grecques

Coefficient pour le calcul de Ct Dcrment logarithmique damortissementa Dcrment logarithmique damortissement arodynamiques Dcrment logarithmique damortissement structural Coefficient (calcul de Cd) Coefficient d'opacit Elancement Frquence moyenne ; viscosit cinmatique0 Frquence moyenne de leffet de turbulence Masse volumique de lair0, 1, 2 Facteurs de combinaisonr Facteur de rduction du coefficient de force pour les sections

rectangulaires angles arrondis Facteur de rduction du coefficient de force (facteur dlancement)p Indice de permabilit Exposant de la dforme modale Directions orthogonales du vent

5. Indices

crit Critiquee Externe, expositionfr Frottementi Internej Repre dun lment ou dun point dune constructionm Moyenrf Rfrencex Direction du venty Direction perpendiculaire celle du vent

PREMIERE PARTIE

ACTIONS DE LA NEIGESUR LES CONSTRUCTIONS

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1 - OBJET

1.1. Le prsent rglement a pour objet de dfinir les valeurs reprsentatives de la chargestatique de neige sur toute surface situe au-dessus du sol et soumise laccumulation de laneige et notamment sur les toitures.

On entend par valeur reprsentative dune action la valeur utilise pour la vrification dun tatlimite.

1.2. Le prsent rglement ne fournit pas de rgles sur:

- les chocs dus aux charges de neige glissant ou tombant dune toiture plus leve ;- les charges conscutives un engorgement, par la neige ou la glace, des dispositifs dva cuation des eaux pluviales ;- les charges complmentaires dues au vent du fait de la modification de la forme ou de la dimension du btiment rsultant de la prsence de neige ou la formation de glace ;- les charges dans les zones o la neige est prsente toute lanne ;- les charges de glace ;- les pousses latrales de la neige exerces, par exemple, par les congres (une congre est un amas de neige entass par le vent), ainsi que les pousses induites par la transformation en glace de leau interstitielle contenue dans les sols ;- lamplification de la charge conscutive une chute de pluie importante sur la neige.

2 - DOMAINE DAPPLICATION

2.1. le prsent rglement sapplique lensemble des constructions en Algrie situes unealtitude infrieure 2000 mtres.

2.2. Il ne sapplique pas aux sites dune altitude suprieure 2000 m, pour lesquels le cahier descharges doit fixer les valeurs prendre en compte.

3 - CALCUL DES CHARGES DE NEIGE

3.1 Charge de neige sur les toitures ou autres surfaces :

3.1.1. La charge caractristique de neige S par unit de surface en projection horizontale detoitures ou de toute autre surface soumise laccumulation de la neige sobtient par la for-mule suivante :

S = .Sk [kN/m] (1)o :

Sk (en kN/m) est la charge de neige sur le sol, donne au paragraphe 4, fonction de laltitude et de la zone de neige (cf. carte de neige) ; est un coefficient dajustement des charges, fonction de la forme de la toiture, appel coefficient de forme et donn au paragraphe 6.

- 13 -

La neige peut se dposer sur la toiture de nombreuses manires selon :

- la disposition gomtrique du btiment, la nature des matriaux, lisolation thermique, les singularits de la toiture ;- lenvironnement climatique: dure de la saison de neige, ensoleillement, fonte et regel de la neige , vent ;- la topographie locale et, en particulier, les conditions dabri dues aux btiments, aux arbres, etc ;- les actions particulires telles que lenlvement de la neige par les usagers.

Parmi tous ces facteurs, le plus important est la gomtrie de la toiture et le vent ; nan-moins, une rduction de la charge de neige peut tre apporte en tenant compte de leffetdexposition et de lisolation thermique condition que le concepteur puisse fournir desjustifications ncessaires acceptes par le matre douvrage.

3.2. Neige suspendue en dbord de toiture :

3.2.1. Dans les constructions situes plus de 1000m daltitude, le calcul des parties detoiture en dbord des murs de faade doit tenir compte de la neige suspendue en rive, en plusde la charge de neige applique cette partie de toiture.

3.2.2. Les charges suspendues sont supposes tre appliques au bord de la toiture et sedterminent comme suit :

k.i .SkSe = [kN/m] (2) o :

Se (en kN/m) est la charge de neige suspendue, par mtre linaire ; i est le coefficient de forme correspondant au versant de la toiture considre ; Sk (en kN/m) est la charge de neige sur le sol (cf. 4) ; k est un coefficient prenant en compte lirrgularit de forme de la neige, il doit tre pris gal 2.5 ; (en kN/m3) est le poids volumique de la neige qui, pour ce calcul, doit tre pris gal 3 kN/m3.

Figure 3.1 : Neige suspendue en dbord de toiture

- 14 -

3.3. Charge de neige sur les obstacles :

3.3.1. Les obstacles tels que chemines, barrire neige, garde corps acrotres, ou autres,doivent tre vrifis sous laction dune force Fs due au glissement dune masse de neige surla toiture.

Figure 3.2. : Force exerce sur les obstacles

3.3.2. Cette force Fs exerce dans la direction de ce glissement par unit de largeur est don-ne par la formule suivante :

Fs =S.b.sin [ [ [ [ [ k/////m ] ] ] ] ] (3)(3)(3)(3)(3)o :

S (en kN/m) est la charge de neige sur la toiture calcule conformment 3.1 ; b (en m) est la distance en plan entre lobstacle et le fate de la toiture ; (en degr ) est langle du versant de la toiture.

La force Fs ci-dessus est donne en prenant un coefficient de frottement entre la neige et latoiture gal zro.

4. CHARGE DE NEIGE SUR LE SOL - VALEUR CARACTERISTIQUE

La charge de neige sur le sol Sk par unit de surface est fonction de la localisation gographi-que et de laltitude du lieu considr.

Une exploitation statistique des hauteurs maximales annuelles de neige observes en unejourne a permis de calculer les hauteurs de neige pendant une priode de retour de 50 ans.La dtermination des charges de neige au sol partir des hauteurs calcules a t obtenueen prenant une masse volumique de neige gale 100 kg/m3.

Il est noter que la masse volumique de la neige est variable. Gnralement, elle augmenteavec la dure dexposition de la neige et dpend de la localisation du site, de son climat etde son altitude. Dautres valeurs ont t spcifies dans le prsent DTR.

4.1. Influence de la localisation gographique :

La carte neige donne la zone considrer pour chaque commune du pays.

- 15 -

4.2. Influence de laltitude :

La valeur de Sk en kN/m est dtermine par les lois de variation suivantes en fonction delaltitude H (par rapport au niveau de la mer) en m du site considr :

0.07H + 15Zone A Sk = 100

0.04H + 10Zone B Sk = 100

0.0325HZone C Sk = 100

Zone D pas de charge de neige. Dans cette rgion, une charge reprsentant lensablement des terrasses, telle que dfinie au paragraphe 7, sera prise encompte.

5. AUTRES VALEURS REPRESENTATIVES

Outre la valeur caractristique qui est la principale valeur reprsentative, les autres valeurs reprsenta-tives rentrant dans les diffrentes combinaisons dactions sont dfinies comme suit :

- la valeur de combinaison gale 0.Sk avec 0 = 0.6 ;- la valeur frquente gale 1.Sk, avec 1 = 0.2 ;- la valeur quasi-permanente gale 2.Sk.avec 2 = 0

Les combinaisons frquentes et les combinaisons quasi-permanentes concernent essentiel-lement des constructions en bton prcontraint.

6. COEFFICIENTS DE FORME DES TOITURES

Les valeurs des coefficients donnes ci-aprs concernent les toitures de formes courantes.Pour des formes particulires de toitures, le cahier des charges doit prciser la valeur pren-dre en compte.

6.1. Cas de charges :

Pour le calcul des coefficients de forme des toitures, il sera tenu compte des cas de chargesci-dessous :

- cas de charge rpartie sur toute la surface ;- cas de charge non uniforme: distribution initiale non uniforme, accumulation localise au droit dun obstacle, distribution de neige affectant la rpartition de la charge sur lensemble de la toiture, (par exemple lorsque la neige est transporte du cot au vent vers le cot sous le vent).- cas de charge rsultant dune redistribution de la neige depuis une partie du btiment plus leve (par glissement).

- 16 -

- Cas de charge rpartie sur une partie quelconque de la surface, et la moiti de cette valeur rpartie sur le reste de cette surface, de manire produire leffet le plus dfavorable sur llment considr.

6.2. Toitures en pentes :

6.2.1. Toitures un versant :

6.2.1.1. Les coefficients de forme des toitures un versant sans obstacle de retenue de laneige (la neige est suppose pouvoir tomber librement) sont donns par le tableau 6.1.

6.2.1.2. Dans le cas o une rive de la toiture se termine par un obstacle de retenue de laneige, tels que garde corps, barrires neige, ou autres, le coefficient de forme de la toiturene peut tre rduit une valeur infrieure 0.8.

Figure 6.1 : Coefficient de forme - toitures un versant

( ) angle du versant par rapport 0 30 30 < < 60 60 lhorizontale (en )

60 - coefficient 0.8 0.8( ) 0.0

30

Tableau 6.1: Coefficients de forme - toitures un versant

6.2.1.3. Il convient de considrer les dispositions de charges suivantes :

cas de charge uniformment rpartie (fig 6.1.a) ; cas de charge uniformment rpartie, applique sur la moiti la plus dfavorable de la toiture (fig 6.1.b).

6.2.2. Toitures deux versants :

6.2.2.1. Les coefficients de forme des toitures deux versants sans obstacles de retenue sontdonns par le tableau 6.2.

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6.2.2.2. Dans le cas o une rive de la toiture se termine par un obstacle, tels que garde corps,barrire neige, ou tout autre obstacle, le coefficient de forme de la toiture ne peut trerduit une valeur infrieure 0.8.

Figure 6.2 : Coefficient de forme - Toitures deux versants

() angle du versant par 0 15 15

Figure 6.3 : Coefficient de forme des toitures versants multiples

() angle du versant par 0 30 30 < < 60 rappport lhorizontale (en )

60 - coefficient de forme 1 0.8 0.8.( ) 30

coefficient de forme 3 0.8 + 0.8 ( ) 1.6 30

Tableau 6.3: Coefficients de forme - toitures versants multiples

6.2.3.2. Toitures versants multiples dissymtriques

Les valeurs des coefficients de forme 1 et 2 sont ceux du tableau 6.3 correspondant

11111 + + + + + 22222 = 2

Figure 6.4 : Coefficients de forme des toitures versants multiples dissymtriques

6.2.4. Toitures redans (en sheds) :

Les coefficients de forme appliqus aux noues des toitures multiples lorsque lun ou les deuxversants prsentent une pente suprieure 60 sont donns par le tableau 6.4

- 19 -

Figure 6.5 : Coefficient de forme des toitures redans

() angle du versant par coefficient de forme 1 coefficient de forme 2 rappport lhorizontale (en )

0 30 0.8 0.8 + 0.8.( )

3060 -

30 < 45 0.8 ( ) 1.6 30

> 45

Tableau 6.4: Coefficients de forme - Toitures redans

- 20 -

Une analyse particulire est faire partir des phnom-nes de base ( glissement de la neige, redistribution par levent) pour la dtermination des valeurs de .

6.3. Toitures cylindriques :

Dans le cas de toitures cylindriques, il convient de considrer les charges de neige uniformesou asymtriques illustres par la figure 6.6. La disposition de charge retenir tant celleproduisant les effets les plus dfavorables. Les toitures cylindriques incluent toutes cellesdont la courbure uniforme ou non, nest pas alterne. La neige est cense pouvoir tomberlibrement de la toiture.

Figure 6.6 : Coefficients de forme - Toitures cylindriques

Les coefficients de forme se calculent comme suit :

Pour 60 1 = 0.82 = 0.2 + 10 h / l avec limitation 2 2.0 ( l tant la porte de la vote ou coupole, voir figure 6.6)3 = 0.52

Pour >>>>> 60 1 = 2 = 3 = 0

6.4. Toitures prsentant des discontinuits de niveaux marques :

6.4.1. Dans le cas de discontinuit de niveau marque, il faut considrer soit les charges deneige uniformes ou asymtriques dcrites en 6.2, soit la charge accumule illustre par lafigure 6.7. La disposition de charge retenir tant celle produisant les effets les plus dfavo-rables.

Figure 6.7. Coefficients de forme - Discontinuits de niveau marques

- 21 -

6.4.2. Laccumulation de neige sur les toitures plusieurs niveaux rsulte de lentranementde la neige par le vent et du glissement de la neige depuis la toiture la plus leve. Lescoefficients de forme se dterminent de la manire suivante :

1 = 0.8 (en supposant une toiture infrieure plate) 2 = s + w

o :s est le coefficient de forme de la charge de neige due au glissement. Il prend les valeurssuivantes :

Pour 15, s = 0. Pour > 15 , s se dtermine par application dune charge additionnelle gale 50% de la charge de neige maximale sexerant sur le versant adjacent de la toiture suprieure, calcule conformment au paragraphe 6.2.

w est le coefficient de forme de la charge de neige due au vent. Il prend les valeurs suivan-tes:

w = min [(b1 + b2)/2.h , .h / Sk], avec la limitation 0.8 w 2.8

o : (en kN/m3)en est le poids volumique de la neige ; dans ce calcul, il doit tre pris gal 2 kN/m3 ; b1, b2, et h (en m) sont dfinis sur la figure 6.7 ; Sk (en kN/m) est la charge caractristique de neige sur le sol (cf. 4).

La longueur de congre ls (en m) est gale (voir figure 6.7) :

ls = 2h avec la limitation 5 m ls 15 m

Si b2 < ls le coefficient en rive de la toiture infrieure se dtermine par interpolation entre1 et 2 et lextrmit de la charge de neige est tronque la longueur de la partie la plusbasse de la toiture b2 .

6.5. Accumulation au droit des saillies et obstacles :

6.5.1. Des accumulations de neige peuvent se produire en cas de vent sur toutes toituresprsentant des obstacles, ceux-ci crant des zones dombre arodynamique o se produitlaccumulation (voir figure 6.8.).

Figure .6.8 : Coefficients de forme au droit des saillies et obstacles.

- 22 -

6.5.2. Il convient dadopter les valeurs suivantes pour les coefficients de forme et les longueurs ls :

1 = 0.8 2 = 2h/Sk avec la limitation 0.8 2 < 2.0, ( le chiffre 2 dans cette formule reprsente le poids volumique de la neige en kN/m3 ) ; S est donn en 3.1 ; ls = 2h avec la limitation 5 m < ls < 15 m.

- 23 -

Carte zone de neige

- 24 -

ZONES DE NEIGE PAR COMMUNE

01 ADRAR D

02 CHLEF B

03 LAGHOUAT C

04 OUM EL BOUAGHI B

05 BATNAGroupe de Commune I C

KIMEL-T KOUT-GHASSIRA-TIGHANIMINE-MENAANOUADER-TENIET EL ABED-BOUZINA-BENI FOUDALA-AIN TOUTA-LARBAA-MAAFA-HIDOUNE OULED AOUF-TILATOU-SEGGANA-SEFIANE-EL HAKANIA-BOUMAGUEUR NGAOUS -OULED SI SLIMANE - LEMSAN-TAXLENT- DJEZZAR- OULED AMMAR-METKAOUAT-BARIKA-BITAM-AMDOUKEL

Groupe de Commune IIToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I B

06 BEJAIA A

07 BISKRA C

08 BECHAR D

09 BLIDAGroupe de commune I A

CHIFFA-AIN ROUMANA-BOUARFA-CHREA-HAMMAM ELOUANEBOUGARA-SOUHANE

Groupe de Commune II

Toutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I B

10 BOUIRAGroupe de commune I B

DIRAH-MEZDOUR-BORDJ OUKHRISS-EL MORRA-TAGUEDIT DECHMIA -RIDANE - SOUR EL GHOZLANE - MAAMORA - HADJERA ZERGA

Groupe de commune IIToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I. A

11 TAMANGHASSET D

- 25 -

12 TEBESSAGroupe de commune I CBIR EL ATER-ELMA EL ABIODH-EL MEZERSA-EL OLGA-EL MELHA-FERKANE-LAHOUIDJBET-NEGRINE-OUM ALI SAFSAF EL OUERSA-STAH GUENTIS-THLIDJENE

Groupe de commune IIToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I. B

13 TLEMCENGroupe de commune I ATLEMCEN-HAMMAM BOUGHRARA-ZENATA-OULED RIYAH-SABRA-SIDI MEDJAHED-BENI SNOUS-BENI BAHDEL-SEBDOU-AIN TELLOUT-AIN FEZZA-MANSOURAH-OUED CHOUKI-MEGHNIA-BENI MESTER-BOUHLOU-BENI BOU SAID-AZAILIS-AIN GHORABA-BENI SEMIEL-OULED MIMOUN-CHETOUANE-TIRNI BENI HEDIEL-HENAYA

Groupe de commune II BToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I

14 TIARETGroupe de commune I CAIN BOUCHERIF-BOUGARA-DAHMOUNE-DJILLALI BENAMAR-HAMADIA-MECHRAA SAFA-MEDROUSSA-MEGHILA MEHDIA-MELLAKOU-OULED LILLI-RAHOUIA-SEBAINE-SEBT-SIDI BAKHTI-SIDI HOSNI-TAGDEMT-TIDDA

Groupe de commune II BToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I

15 TIZI OUZOU A

16 ALGER B

17 DJELFA C

18 JIJEL B

19 SETIFGroupe de commune I ASETIF-AIN EL KEBIRA-BENI AZIZ-AIN ROUA-DRAA KEBILA-BENI CHABANA-MAAOUIA-AIN LEGRADJ-AIN ABESSA-DEHAMCHA-BOUGAA-TALAIFACENE-CUENZET-TIZI NBECHAR-BABOR-AIN LAHDJAR-BOUSSELAM-AIN ARNAT-EL EULMA-DJEMILA-BENI OUARTILANE-OULED ADDOUANE-BELAA-AMOUCHA-TACHOUDA-BENI FOUDA-EL OURICIA-HARBIL-BOUANDAS-OULED EL BARAD-GUELTA ZERKA-MAOUAKLANE-AIT TIZI-BENI HOUCINE-AIT NAOUAL MEZADA-HAMMAM GUERGOUR-AIN SEBT-OULED SABOR-BENI MOUHLI-SERDJ EL GHOUL-MEZLOUG

Groupe de commune I BToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I

20 SAIDAGroupe de commune I COULED BRAHIM-TIRCINE-EL HASSASNA-SIDI MHAMED-MAAMOURA-AIN SKHOUNA

Groupe de commune II BToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I.

- 26 -

21 SKIKDA B

22 SIDI BEL ABBES B

23 ANNABA B

24 GUELMAGroupe de commune I BBOUATI MAHMOUD-NECHMAYA-AIN BEIDA-FRAGHA

Groupe de commune II AToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I

25 CONSTANTINE A

26 MEDEAGroupe de commune I AMEDEA-OUZERA-AISSAOUIA-OULED DEIDE-EL OMARIA-EL GUELBELKEBIR-MEZERANA-OULED BRAHIM-DAMIAT-EL HAMDANIA-BOUSKENE- DEUX BASSINS-DRAA ESSAMAR BOUCHRAHIL-BAATA-SIDI NAAMANE- BENCHICAO- EL AZIZIA-MEGHRAOUA SIDI MAHDJOUB-BENI SLIMANE- BERROUAGHIA- MIHOUB - TABLAT - SEDRAIA -KHAMS DJOUAMAA

Groupe de commune II B

Toutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I

27 MOSTAGANEM B

28 MSILAGroupe de commune I COULED SLIMANE-ZARZOUR-BENI SROUR-OULTEN OUITEN EL HOUAMEDBOU SAADA-TAMSA-SIDI AMEUR-OULED SIDI BRAHIM-BENZOUH-MAARIF-CHELLAL KHOUBANA- MCIF

Groupe de commune II BToutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I.

29 MASCARA B

30 OUARGLA D

31 ORAN B

32 EL BAYADH C

33 ILLIZI D

34 BORDJ BOU ARRERIDJGroupe de commune I ARAS EL OUED AIN TAGHROUT-DJAAFRA EL MAIN- OULED BRAHEM-BORDJ GHDIR- BORDJ ZEMMOURA- SIDI EMBAREK- BELIMOUR-MEDJANA-TENIET EN NASR- HASNAOUA-OULED DAHMANE-KHELIL TAFREG-COLLA-TESMART-BIR KASDALL


Toutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I

- 27 -

35 BOUMERDES B

36 EL TARF B37 TINDOUF D

38 TISSEMSILT B

39 EL OUED D

40 KHENCHELAGroupe de commune I C

BABAR - CHERCHAR - DJELLAL-EL OULDJA - KHIRANE


Toutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I.

41 SOUK AHRASGroupe de commune I B

TAOURA-DREA-BIR BOUHOUCHE-MDAOUROUCHE- OUM EL ADHAIM-SIDI FREDJ-SAFEL EL OUIDEN-OUED KEBERIT TERRAGUELT

Groupe de commune II A

Toutes les communes autres que celles figurant au groupe de commune I.

42 TIPAZA B

43 MILA A

44 AIN DEFLA B

45 NAAMA C

46 AIN TEMOUCHENT B

47 GHARDAIA D

48 RELIZANE B

Tableau A1.1 : Zones de Neige

- 28 -

7 - CHARGE DE SABLE DANS LA ZONE D

7.1. Objet :

Le prsent paragraphe a pour objet de fixer, titre provisoire, la charge nominale de sable prendre en compte dans le dimensionnement des constructions implantes dans la zone D.

7.2. Dfinition de la charge :

La charge de sable rsulte de laccumulation des grains de sable dposs par le vent sur lestoitures et autres parties non couvertes des planchers.

Les valeurs des charges donnes ci-aprs seront considres comme variables, assimilables la charge de neige.

7.3. Action de la charge de sable :

7.3.1. Toitures plates ou faibles pentes (pentes infrieures 5%) :

Dans le cas des toitures plates ou faibles pentes, la charge de sable doit tre prise en comptesous forme dune charge uniformment rpartie (tableau 7.1).

7.3.2. Toitures rampantes :

Dans le cas des toitures rampantes et des toitures inclines (un ou plusieurs versants, toitu-res en sheds, votes et coupoles, etc.), il y a lieu de considrer une charge linaire localisele long des arrtes basses des versants ou la naissance des votes et coupoles.(fig. 7.1)

Les valeurs des charges q1 et q2 ( en kN/ml ) prendre dans les calculs sont donnes par letableau 7.1 en fonction de la zone o sera implant louvrage.

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Figure 7.1 : Charge linique prendredans les cas des toitures rampantes ou inclines

- 30 -

- 31 -

Carte zone de sable

ZONES DE SABLE PAR COMMUNE

Wilaya Commune Charge uniformment q1 q2 rpartie ( kN/m2) en kN/ml en kN/ml

ADRAR Adrar 0.20 0.30 0.40Timimoun

RegganeAoulefBourdj Badji Moukhtar 0.15 0.25 0.35

LAGHOUAT LaghouatHassi RmelAin Madhi 0.10 0.20 0.30Sidi MakhloufKsar El-Hiran

AflouBridaGueltet Sidi-Saad Zone COued MerraEL Ghicha

BECHAR BecharAbadla 0.15 0.25 0.35KnedsaBeni-Ounnif

Beni-AbbasIgliTabelbalaOuled khedir 0.20 0.30 0.40KerzazEl-OuataTaghit

TAMENGHASSET TamenghassetSilet 0.10 0.20 0.30Tazrouk

Ain- SalahIn-Ghar 0.20 0.30 0.35In-GuezzamTin-Zouatine

OUARGLA OuarglaTougourt 0.20 0.30 0.40

Le reste de la Wilaya 0.25 0.30 0.50

ILIZI Ilizi 0.15 0.25 0.35

In-Amenas 0.20 0.30 0.40

DjanetBourdj-El-HouassDebdeb 0.10 0.20 0.30Bordj-Omar-DrissTarat

TINDOUF Tindouf 0.20 0.30 0.40

Oum-Laasel 0.25 0.40 0.50

- 32 -

Wilaya Commune Charge uniformment q1 q2 rpartie ( kN/m2) en kN/ml en kN/ml

EL-OUED DjemaaMgheier 0.15 0.25 0.35

Le reste de la wilaya 0.30 0.40 0.60

GHARDAIA GhardaiaZelfanaMetliliSebsebBerriane 0.15 0.25 0.35GueraraDaiaMensoura

El-meniaHassi Lefhal 0.25 0.40 0.50Hassi El- Gara

Tableau 7.1 : Zone de sable

- 33 -

SECONDE PARTIE

ACTIONS DU VENT SUR

LES CONSTRUCTIONS

- 34 -

CHAPITRE 1

NOTIONS GENERALES

1. OBJET ET DOMAINE DAPPLICATION

1.1. Objet :

1.1.1. Le prsent document technique rglementaire (DTR) fournit les procdures et princi-pes gnraux pour la dtermination des actions du vent sur lensemble dune construction etsur ses diffrentes parties.

1.1.2. Ce DTR couvre aussi le calcul des actions du vent sur les structures et ouvrages pen-dant lexcution, ainsi que le calcul des actions du vent sur les structures et ouvrages tempo-raires.

1.2. Domaine dapplication :

1.2.1. Le prsent DTR sapplique aux constructions suivantes dont la hauteur est infrieure 200 m :

- lensemble des btiments ( usage dhabitation, administratif, scolaire, industriel, de sant, lieux de culte, etc.) ;- aux chemines et ouvrages similaires ;- aux ouvrages de stockage (rservoirs, chteaux deau, silos, etc.) ;- aux structures verticales en treillis (pylnes, grues, chafaudages, etc.).

1.2.2. Le prsent DTR ne sapplique pas directement aux :

- ponts,- mts haubans,- ouvrages en mer (plates-formes offshore),- ouvrages spciaux ncessitant des conditions de sret inhabituelles (centrales thermiques, centrales nuclaires, etc.).

Pour les ouvrages cits en 1.2.2., il y a lieu de se rfrer aux mthodes qui doivent tredfinies dans les pices du march.

Certaines donnes ou mthodes fournies par ce DTR (par exemple les valeurs de la vitessede rfrence) peuvent tre utilises pour les ouvrages cits en 1.2.2.

- 35 -

2. DEFINITIONS

2.1. Termes relatifs aux actions :

Les dfinitions gnrales suivantes sont dapplication :

agent : ce qui agit sur la construction ou sur ses diverses parties (comme par exemple le vent, la pesanteur, etc.) ; action : influence exerce par un agent (comme par exemple la pression, le poids, etc.) ; action variable : action qui a peu de chances de durer pendant toute une situation de projet donne, ou pour laquelle la grandeur de la variation dans le temps par rapport la valeur moyenne nest ni ngligeable, ni monotone ;- action libre : action qui peut avoir une distribution spatiale quelconque sur la structure ;- effet : rsultat dune action (exemples : sollicitations comme le moment flchissant, dfor mations) ;- valeur reprsentative dune action : valeur utilise pour la vrification dun tat limite ;- valeur caractristique dune action : valeur extrme (minimale ou maximale) ayant une priode de retour bien dfinie ;- priode de retour : temps qui scoule en moyenne entre deux obtentions conscutives de la valeur caractristique ;- valeur de combinaison 0 dune action variable : valeur associe lemploi de combinai sons dactions destine prendre en compte la probabilit rduite que plusieurs actions indpendantes interviennent simultanment avec les valeurs les plus dfavorables ;- valeur frquente 1 dune action variable : valeur dtermine de manire ce que la dure totale pendant laquelle elle est dpasse, au cours dun intervalle de temps donn, soit limite une valeur donne ;- valeur quasi-permanente 2 dune action variable : valeur dtermine de manire ce quau cours dun intervalle de temps donn, le temps total pendant lequel elle est dpasse repr sente une partie considrable de lintervalle de temps donn.

La valeur caractristique, les valeurs de combinaison, les valeurs frquentes et quasi-per-manentes sont les valeurs reprsentatives dune action variable. La valeur caractristiqueest la principale valeur reprsentative dune action.

2.2. Termes associs la vitesse du vent :

2.2.1. La vitesse de pointe est la valeur quasi-instantane de la vitesse du vent.

2.2.2. La vitesse moyenne Vm du vent est la vitesse moyenne dans un intervalle de temps de10 minutes.

2.2.3. La vitesse moyenne caractristique (ou vitesse caractristique) est la valeur caractristique de la vitesse moyenne du vent.

2.2.4. La vitesse moyenne de rfrence Vrf (ou vitesse de rfrence) est la valeur caractristique de la vitesse moyenne du vent mesure dans les conditions conventionnelles(cf. chapitre 2).

- 36 -

2.2.5. A chaque vitesse V correspond une pression du vent W : la pression du vent peut trepositive (surpression) ou ngative (dpression, succion) reprsentant laction du vent surune paroi dune construction.

2.2.6. La vitesse critique du vent Vcrit est la vitesse moyenne du vent partir de laquelle uneffet dynamique complmentaire peut se produire.

3. PRINCIPES GENERAUX

3.1. Modlisation de laction du vent :

3.1.1. Les actions exerces par le vent sont classes comme des actions libres variables.

3.1.2. On admet que le vent peut souffler dans toutes les directions horizontales sous unangle vertical pouvant varier de 10 par rapport au plan horizontal.

3.1.3. On admet qu un instant donn, la direction du vent ne varie pas avec la hauteur.

3.1.4. Laction du vent est reprsente soit comme une pression, soit comme une force.

3.1.5. Laction du vent est suppose perpendiculaire aux surfaces exposes (parois vertica-les, toiture). Pour les surfaces allonges, laction du vent peut aussi tre tangentielle (forcesde frottement).

3.2. Nature des structures :

On distingue les constructions peu sensibles aux excitations dynamiques et les constructionssensibles aux excitations dynamiques. Les constructions :

- peu sensibles aux excitations dynamiques sont celles pour lesquelles le coefficient dynami que Cd (cf. chapitre 3) est infrieur 1,2 ;- sensibles aux excitations dynamiques sont celles pour lesquelles le coefficient dynamique Cd (cf. chapitre 3) est suprieur ou gal 1,2.

3.3 . Autres valeurs reprsentatives :

Outre la valeur caractristique, note Q, qui est la principale valeur reprsentative, on ap-pelle :

- valeur de combinaison le produit 0 Q, avec 0 = 0,6- valeur frquente le produit 1 Q, avec 1 = 0,5- valeur quasi-permanente le produit 2 Q, avec 2 = 0

o 0, 1 et 2 sont des facteurs dfinissant les valeurs reprsentatives de laction variableQ.

- 37 -

CHAPITRE 2

BASES DE CALCUL

1. CALCUL DE LACTION DU VENT

1.1. Principes de calcul :

1.1.1. Le calcul doit tre effectu sparment pour chacune des directions perpendiculairesaux diffrentes parois de la construction.

Par exemple :

- pour une construction rectangulaire, on considrera les deux directions du vent ;- pour une construction circulaire, on considrera une direction du vent ;- pour un polygone, on considrera autant de directions du vent que de cts. Nanmoins, un polygone rgulier de plus de dix cts pourra tre considr comme une construction circulaire dont le diamtre est celui du cercle circonscrit.

1.1.2. Les actions du vent sont proportionnelles la projection de la surface considre dansun plan perpendiculaire la direction du vent, appele matre-couple.

1.1.3. Pour la dtermination de laction du vent, on distingue deux catgories de construc-tion :

catgorie I : cette catgorie regroupe lensemble des btiments ( usage dhabitation, administratif, scolaire, industriel, de sant, lieux de culte, etc.), et les ouvrages de stockage (rservoirs, chteaux deau, silos, etc.) ;- catgorie II : cette catgorie regroupe les constructions ajoures telles que les structures verticales en treillis (pylnes, grues, chafaudages, etc.), les chemines et ouvrages similaires.

1.1.4. Pour une direction du vent donne, le concepteur doit effectuer les oprations suivan-tes :

- vrification la stabilit densemble dune construction (par exemple, dtermination de la force qui tend renverser la construction) :

dtermination du coefficient dynamique Cd (cf. chapitre 3), dtermination de la pression dynamique du vent qdyn (cf. 3) ; Ce(Z) est calcul soit avec la formule 2.13, soit avec la formule 2.14 selon la valeur de Cd ; dtermination des :

coefficients de pression extrieure Cpe et intrieure Cpi (cf. chapitre 5) si la construction est de catgorie I (cf. 1.1.3) ; coefficients de force Cf (cf. chapitre 4) si la construction est de catgorie II

(cf. 1.1.3) ; calcul de la pression due au vent :

utilisation des formules 2.1 2.4 si la construction est de catgorie I (cf. 1.1.3),

- 38 -

utilisation des formules 2.5 2.7 si la construction est de catgorie II (cf. 1.1.3),

calcul des forces de frottement (cf. 1.4) uniquement pour les constructions allon ges de catgorie I ; calcul de la rsultante des pressions agissant la surface de la construction (cf.2.1) ; dtermination de lexcentricit de la force globale horizontale (cf. 2.2) ;

- dimensionnement des lments de structure dune construction (du systme de contreventement, de la toiture, etc.) :

dtermination du coefficient dynamique Cd (cf. chapitre 3), dtermination de la pression dynamique du vent qdyn (cf. 3) ; Ce(Z) est calcul soit avec la formule 2.13, soit avec la formule 2.14 selon la valeur de Cd ; dtermination des :

coefficients de pression extrieure Cpe et intrieure Cpi (cf. chapitre 5) si la construction est de catgorie I (cf. 1.1.3) ; coefficients de force Cf (cf. chapitre 4) si la construction est de catgorie II (cf. 1.1.3) ;

calcul de la pression due au vent : utilisation des formules 2.1 2.4 si la construction est de catgorie I (cf. 1.1.3), utilisation des formules 2.5 2.7 si la construction est de catgorie II (cf. 1.1.3),

calcul des forces de frottement (cf. 1.4) uniquement pour les constructions allonges de catgorie I,

rpartition de laction du vent sur les lments de structure ;- calcul des lments secondaires :

dtermination de la pression dynamique du vent qdyn (cf. 3) ; Ce(Z) est calcul avec la formule 2.13 ; dtermination :

du coefficient de pression nette Cp,net (cf. chapitre 5) si llment secondaire est isol(acrotres, balcons, parapets, brise-soleil, etc.), des coefficients de pression extrieure Cpe et intrieure Cpi (cf. chapitre 5) si llment secondaire fait partie dune paroi dont lune des faces est intrieure, lautre est ext rieure (vitrage, panneaux de remplissage, lments de

couverture, etc.), du coefficient de force Cf (cf. chapitre 4) si llment secondaire est isol et si sa section transversale correspond un des cas traits dans le chapitre 4 ;

calcul de la pression nette W due au vent (cf. 1.2.2.2 formules 2.2 2.4, ou 1.3 formule 2.6 selon le cas) ;

- vrification vis vis du dtachement tourbillonnaire (cf. annexe 3).

On entend par lment secondaire dune construction les panneaux de remplissage, les vi-trages, les lments de couverture, les pices secondaires de charpente (pannes, lisses, etc.),leurs attaches et scellements, etc.

Le coefficient dynamique Cd ne doit pas tre introduit pour le calcul des lments secondai-res.Le coefficient de pression Cpe est une fonction dcroissante de la surface charge (cf. chapi-tre 5, formule 5.1).

- 39 -

1.2. Calcul de la pression due au vent - Constructions de catgorie I :

1.2.1. Hypothses et conventions :

1.2.1.1. Pour les constructions de catgorie I, le calcul est fond sur la dtermination de lapression du vent sur les parois, lesquelles sont considres rigides.

Une paroi est considre rigide si sa frquence propre est suprieure 5 Hz. Les paroiscourantes (en maonnerie, voiles, panneaux sandwichs, etc.) entrent dans cette catgorie.Certaines parois rputes souples doivent tre raidies selon les rgles de lart.

1.2.1.2. Les pressions We , pression sur la face extrieure dune paroi, et Wi , pression sur laface intrieure dune paroi, sont comptes positivement sil sagit de surpression, et ngati-vement sil sagit de dpressions. On reprsente les pressions par des vecteurs perpendiculai-res aux parois. Si le vecteur est orient vers la paroi, il sagit dune surpression, sinon ilsagit dune dpression (voir figure 2.1).

Figure 2.1 : Conventions pour la reprsentation des pressions sur les parois

1.2.2. Dtermination de la pression due au vent :

1.2.2.1. La pression due au vent qj qui sexerce sur un lment de surface j est donne par :

qj = Cd W(Zj) [N/m] (2.1)o :

- Cd est le coefficient dynamique de la construction dfini au chapitre 3 ;- W (en N/m) est la pression nette (appele aussi pression) exerce sur llment de surface j, calcule la hauteur Zj relative llment de surface j.

1.2.2.2. W(Zj) est obtenu laide des formules suivantes :

- si une face de la paroi est intrieure la construction et lautre face est extrieure :

W(Zj) = qdyn(Zj) [Cpe - Cpi] [N/m] (2.2)

- si les deux faces de la paroi sont extrieures (cas dlments isols tels que toitures isoles, balcons, etc.) :

W(Zj) = qdyn(Zj) Cp,net [N/m] (2.3)

- 40 -

- si les deux faces de la paroi sont intrieures :

W(Zj) = qdyn(Zj) [Cpi,1 - Cpi,2] [N/m] (2.4)

o :- qdyn(Zj) (en N/m) est la pression dynamique du vent calcule la hauteur Zj relative ll ment de surface j (cf. 3) ;- Cp,net (not aussi Cp coefficient de pression) est le coefficient de pression nette donn au chapitre 5 pour certains lments de construction (toitures isoles, balcons, etc.) ;- Cpe est le coefficient de pression extrieure dfini au chapitre 5.- Cpi est le coefficient de pression intrieure dfini au chapitre 5.

1.3. Calcul de la pression due au vent - Constructions de catgorie II :

Pour les constructions de catgorie II, la pression due au vent qj qui sexerce sur un lmentde surface j est donne par :

qj = Cd W(Zj) [N/m] (2.5)o :- Cd est le coefficient dynamique de la construction dfini au chapitre 3 ;- W (en N/m) est la pression exerce sur llment de surface j donne par :

W(Zj) = qdyn(Zj) Cfj [N/m] (2.6)o :- qdyn(Zj) (en N/m) est la pression dynamique du vent calcule la hauteur Zj relative ll ment de surface j (cf. 3) ;- Cfj est le coefficient de force (cf. chapitre 4) correspondant la section transversale de la construction au niveau de llment de surface j considr.

Pour une construction de section transversale constante, la formule 2.6 devient :

W(Zj) = qdyn(Zj) Cf [N/m] (2.7)

o Cf est le coefficient de force de la construction pour la direction considre.

1.4. Force de frottement :

1.4.1. Une force complmentaire doit tre introduite pour les constructions allonges decatgorie I (cf. 1.1.3) pour tenir compte du frottement qui sexerce sur les parois parallles la direction du vent.

1.4.2. Les constructions pour lesquelles les forces de frottement doivent tre calcules sontcelles pour lesquelles soit le rapport 3, soit le rapport 3 o b (en m) est la dimensionde la construction perpendiculaire au vent, h (en m) est la hauteur de la construction, et d (enm) est la dimension de la construction parallle au vent.

db

- 41 -

dh

1.4.3. La force de frottement Ffr est donne par :

Ffr = (qdyn (Zj) Cfr.j Sfr.j) [N] (2.8)o :- j indique un lment de surface parallle la direction du vent ;- Zj (en m) est la hauteur du centre de llment j ;- qdyn (en N/m) est la pression dynamique du vent (cf. 3) ;- Sfr,j (en m) est laire de llment de surface j (cf. 1.4.4) ;- Cfr,j est le coefficient de frottement pour llment de surface j (voir tableau 2.1).

Etat de surface Coefficient de frottement

Lisse (acier, bton lisse, ondulationsparallles au vent, paroi enduite, etc.) 0,01

Rugueux (bton rugueux, paroi non enduite, etc.) 0,02

Trs rugueux (ondulations perpendiculairesau vent, nervures, plissements, etc.) 0,04

Tableau 2.1. : Valeurs des coefficients de frottement

Pour dterminer la force de frottement, la subdivision des parois parallles au vent (dont lasomme des aires est appele aussi aire de frottement) doit tenir compte dtats de surfacediffrents.

La force de frottement est applicable aux surfaces totales des parois parallles au vent.

- 42 -

1.4.4. Laire de frottement Sfr doit tre dtermine comme indiqu dans le tableau 2.2.

Type de paroi Schma Sfr ou Sfr,j (en m)

Paroi verticale Sfr,j = d hjSfr = d h

Toiture plate oucouverture Sfr = d b

Toiture deux versantsVent parallle aux Sfr = (longueurgnratrices ABC du dvelopp) d

Toiture versants Sfr = (somme desmultiples-Toiture en sheds longueurs desVent parallle aux dvelopps de lagnratrices toiture) d

Toiture versants multiples- Toiture en sheds Sfr = (longueur AB) d

Vent perpendiculaire AB est la longueuraux gnratrices projete en plan de la

toiture sans considrerle premier et le dernierversant

Toiture en forme de voteVent parallle aux Sfr = (longueur de larcgnratrices AB) d

Tableau 2.2. : Aire de frottement Sfr

Notes pour le tableau 2.2

d (en m) dsigne la dimension de la construction parallle au vent. b (en m) dsigne la dimension de la construction perpendiculaire au vent.

- 43 -

2. FORCE RESULTANTE

2.1. Formule gnrale :

2.1.1. La force rsultante R se dcompose en deux forces (voir figure 2.2) :

une force globale horizontale FW qui correspond la rsultante des forces horizontales agissant sur les parois verticales de la construction et de la composante horizontale des forces appliques la toiture ; une force de soulvement FU qui est la composante verticale des forces appliques la toiture.

Figure 2.2. : Force rsultante R

2.1.2. La force rsultante R est donne par :

R = (qj Sj ) + Ffrj [N] (2.9)o :- dsigne la somme vectorielle (pour tenir compte du sens des forces) ;- qj (en N/m) est la pression du vent qui sexerce sur un lment de surface j (voir formules 2.1 et 2.5 selon la catgorie de la construction, cf. 1.1.3) ;- Sj (en m) est laire de llment de surface j ; dans le cas des treillis, Sj concerne laire des pleins ;- Ffrj (en N) dsigne les forces de frottement ventuelles (cf. 1.4).

2.2. Excentricit de la force globale horizontale :

2.2.1. Une excentricit e de la force globale horizontale FW doit tre introduite pour lesconstructions autres que de rvolution pour tenir compte de la torsion.

2.2.2. Lexcentricit e de la force globale horizontale FW (voir figure 2.3) doit tre prisegale :

e = b/10 [m] (2.10)

o b (en m) est la dimension la base du matre-couple.

Figure 2.3 : Excentricit de la force globale

- 44 -

3. CALCUL DE LA PRESSION DYNAMIQUE

3.1. Principe :

3.1.1. Pour la vrification la stabilit densemble, et pour le dimensionnement des lmentsde structure, la pression dynamique doit tre calcule en subdivisant le matre-couple enlments de surface j horizontaux (voir figure 2.4) selon la procdure donne ci-dessous :

les constructions dont la hauteur totale est infrieure ou gale 10 m doivent tre consid res comme un tout (un seul lment j) ; les constructions avec planchers intermdiaires (btiments, tours, etc.) dont la hauteur est suprieure 10 m doivent tre considres comme tant constitues de n lments de sur face, de hauteurs gales la hauteur dtage ; n est le nombre de niveaux de la construction ; les constructions sans planchers intermdiaires (halls industriels, chemines, etc.) dont la hauteur est suprieure 10 m doivent tre considres comme tant constitues de n l ments de surface, de hauteurs gales hi ; n est donne par la formule suivante :

n = E [h / 3] soit [ hi = h/n] (2.11)o :

- h (en m) dsigne la hauteur totale de la construction ;- E dsigne la partie entire (par exemple, E [4,2] = E [4,7] = 4).

Figure 2.4 : Rpartition de la pression dynamique

La subdivision adopte vise reprsenter au mieux la rpartition thorique de la pressiondynamique du vent.

3.1.2. Pour le calcul dun lment secondaire de la construction, la pression dynamique doittre dtermine en considrant cet lment comme un tout.


La pression dynamique qdyn(Zj) qui sexerce sur un lment de surface j est donne par :

structure permanentes qdyn (Zj) = qrf Ce(Zj)structure temporaires qdyn (Zj) = qtemp Ce(Zj)

o :- qrf (en N/m) est la pression dynamique de rfrence pour les constructions permanentes (dont la dure dutilisation est suprieure 5 ans) ; qrf est donne par le tableau 2.3 en fonction de la zone de vent (cf. annexe 1) ;

-45 -

[N/m] (2.12)

- qtemp (en N/m) est la pression de rfrence pour les constructions temporaires (dont la dure dutilisation est infrieure 5 ans) ; qtemp est donne par le tableau 2.3 en fonction de la zone de vent (cf. annexe 1) ;- Ce est le coefficient dexposition au vent (cf. 3.3) ;- Zj (en m) est :

la distance verticale mesure partir du niveau du sol au centre de llment j si cet lment de surface est vertical ; la hauteur totale de la construction si cet lment de surface j fait partie de la toiture.

Zone qrf (N/m) qtemp (N/m)

I 375 270 II 470 340 III 575 415

Tableau 2.3 : Valeurs de la pression dynamique de rfrence

Notes pour le tableau 2.3 :

qrf (en N/m) est calcule par : qrf = 0,5 Vrf, o Vrf (en m/s) est la vitesse de rfrence du vent(voir annexe 1), et (en kg/m3) est la masse volumique de lair. Dans le cadre de ce DTR, a t pris gal 1,20 kg/m3. qtemp a t calcul en admettant une rduction de 15 % sur la vitesse de rfrence (voir annexe1).

3.3. Coefficient dexposition :

3.3.1. Le coefficient dexposition au vent Ce(Z) tient compte des effets de la rugosit duterrain, de la topographie du site et de la hauteur au-dessus du sol. En outre, il tient comptede la nature turbulente du vent.

3.3.2. Dans le cas o la structure est peu sensible aux excitations dynamiques (cf. chapitre 1, 3.2), Ce(Z) est donn par :

Ce(Z) = Ct(Z) Cr(Z) [1+1+1+1+1+ ] (2.13)

o KT est le facteur de terrain (cf. 4.1), Cr est le coefficient de rugosit (cf. 4.2), Ct est lecoefficient de topographie (cf. 4.3), et z (en m) est la hauteur considre.

3.3.3. Dans le cas o la structure est sensible aux excitations dynamiques (cf. chapitre 1, 3.2), Ce(z) est donn par :

Ce(Z) = Cr(Z) Ct(Z) [1 + 2 g Iv(Z)] (2.14)o :

- Cr est le coefficient de rugosit (cf. 4.2),- Ct est le coefficient de topographie (cf. 4.3),- g est le facteur de pointe (cf. annexe 4, 5),- Iv(Z) est lintensit de la turbulence (cf. annexe 4, 2),- Z (en m) est la hauteur considre.

- 46 -

7 Cr(Z) Ct(Z)

4. FACTEURS DE SITE

4.1. Catgories de terrain :

Les catgories de terrain sont donnes dans le tableau 2.4 ainsi que les valeurs des param-tres suivants :

- KT, facteur de terrain,- Z0 (en m), paramtre de rugosit,- zmin (en m), hauteur minimale,- , coefficient utilis pour le calcul du coefficient Cd (cf. chapitre 3).

Catgories de terrain KT z0 zmin (m) (m)

I

0,17 0,01 2 0,13

II

0,19 0,05 4 0,26

III

0,22 0,3 8 0,37

IV

0,24 1 16 0,46

Tableau 2.4 : Dfinition des catgories de terrain

Lorsquil subsiste un doute quant au choix entre deux catgories de terrain, il y a lieu deretenir celui pour lequel les valeurs des paramtres associs sont les plus dfavorables(catgorie de terrain la plus faible dans lchelle de I IV).

4.2. Coefficient de rugosit

Le coefficient de rugosit Cr(Z) traduit linfluence de la rugosit et de la hauteur sur la vi-tesse moyenne du vent. Il est dfini par la loi logarithmique (logarithme nprien) :

ZCr(Z) = KT Ln( ) pour zmin z 200 m

z0(2.15)

zminCr(Z) = KT Ln ( ) pour z < zmino : z0- KT est le facteur de terrain (tableau 2.4),- Z0 (en m) est le paramtre de rugosit (tableau 2.4),- zmin (en m) est la hauteur minimale (tableau 2.4),- z (en m) est la hauteur considre.

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En bord de mer, au bord dun plan deauoffrant au moins 5 km de longueur auvent, rgions lisses et sans obstacles.

Rgions de culture avec haies et avecquelques petites fermes, maisons ou ar-bres.

Zones industrielles ou suburbaines,fort,zones urbaines ne rentrant pas dans l acatgorie de terrain IV

Zones urbaines dont au moins 15% de lasurface est occupe par des btiments dehauteur moyenne suprieure 15 m.

4.3. Coefficient de topographie :

4.3.1. Le coefficient de topographie Ct(Z) prend en compte laccroissement de la vitesse duvent lorsque celui-ci souffle sur des obstacles tels que les collines, les dnivellations isoles,etc.

4.3.2. On distingue les sites suivants :

- site plat,- site aux alentours des valles et oueds sans effet dentonnoir,- site aux alentours des valles et oueds avec effet dentonnoir,- site aux alentours des plateaux,- site aux alentours des collines,- site montagneux.

4.3.3. Les valeurs de Ct(Z) peuvent tre :

- tires du tableau 2.5 en labsence dinformations (non prcises dans les pices du march, non matrise de la topographie du site, impossibilit de mener des tudes spcifiques, etc.);- calcules pour les sites aux alentours des plateaux et collines (dont la topographie est connue) suivant les formules donnes au paragraphe 4.3.4.

Site Ct(Z)

site plat ( < 0,05, voir 4.3.4) 1site aux alentours des valles et oueds sans effet dentonnoir 1site aux alentours des valles et oueds avec effet dentonnoir 1,3site aux alentours des plateaux 1,15site aux alentours des collines 1,15site montagneux 1,5

Tableau 2.5 : Valeurs de Ct(Z)

Note pour le tableau 2.5 : Pour les constructions aux alentours des plateaux et des collines, il est prfrabledutiliser les formules donnes au paragraphe 4.3.4.

4.3.4. Ct(Z) est dtermin comme suit :

Ct(Z) = 1 pour < 0,05

x (2.16)Ct(Z) = 1 + smax ((((( 1 1 1 1 1 ))))) e-z/L pour 0,05

o :- est la pente du versant au vent ; = H / LV avec : LV (en m) est la longueur du versant au vent (voir figures 2.5 et 2.6) ; H (en m) est la hauteur de lobstacle (voir figures 2.5 et 2.6) ;- L (en m) est une longueur caractrisant le versant au vent et prenant la valeur :

L = Lv / 2 pour < 0,25 L = 2 H pour 0,25

- 48 -

kred L

- x (en m) est la distance horizontale entre le lieu considr et la crte de lobstacle ;- z (en m) est la distance verticale mesure partir du niveau du sol au lieu considr ;- smax, et kred sont des coefficients donns dans le tableau 2.6 en fonction de la forme de lobstacle et du rapport H/L.

Forme de lobstacle smax kred x < 0 x > 0

Collines 2,2 H/L 3 1,5 1,5

Falaises et dnivellations 1,3 H/L 2,5 1,5 4

Tableau 2.6 : Paramtres relatifs la dtermination de Ct(z)

Figure 2.5 : Paramtres pour la dtermination de Ct(Z) aux alentours des collines

Figure 2.6 : Paramtres pour la dtermination de Ct(Z) aux alentours des plateaux

- 49 -

CHAPITRE 3

CALCUL DU COEFFICIENT DYNAMIQUE

1. GENERALITES

1.1. Dfinition :

Le coefficient dynamique Cd tient compte des effets de rduction dus limparfaite corrla-tion des pressions exerces sur les parois ainsi que des effets damplification dus la partiede turbulence ayant une frquence proche de la frquence fondamentale doscillation de lastructure.

1.2. Principes de dtermination de Cd :

1.2.1. A chaque fois que cela est possible, la valeur de Cd doit tre dtermine laide desabaques donns dans les figures 3.1 3.7. Ces abaques correspondent des btiments ouchemines de moins de 200 m de hauteur. Pour les valeurs intermdiaires, il y a lieu dinter-poler ou dextrapoler linairement.

1.2.2. Dans tous les autres cas, cest dire dans certaines zones des abaques pour lesquellessoit la lecture de Cd est impossible, soit la valeur de Cd dpasserait 1,2, ou pour les autrestypes de construction (structures en treillis par exemple), il convient dutiliser les formulesdonnes en annexe 4.

2. VALEURS DE Cd

2.1. Cas des btiments :

2.1.1. Les figures 3.1, 3.2 et 3.3 fournissent des valeurs de Cd applicables aux btiments enfonction du mode de construction.

On entend par mode de construction lindication du matriau principal de la structure, parexemple construction en bton arm, en acier, en maonnerie, construction mixte acier-bton (dfinition provenant de lISO 8930:1987).

2.1.2. Cd est donn en fonction de :

- b (en m) qui dsigne la dimension horizontale perpendiculaire la direction du vent prise la base de la construction ;- h (en m) qui dsigne la hauteur totale de la construction.

- 50 -

Figure 3.1 : Valeurs de Cd pour les structures en bton arm, bton prcontraint ou en maonnerie porteuse

Figure 3.2 : Valeurs de Cd pour les structures mtalliques

- 51 -

Figure 3.3 : Valeurs de Cd pour les structures mixtes (acier-bton)

2.2. Cas des chemines :

Pour les chemines et les ouvrages encastrs assimilables, les valeurs de Cd sont donnesdans les figures 3.4 3.7 en fonction de leur constitution. On utilisera :

- la figure 3.4 pour les chemines en acier non chemises,- la figure 3.5 pour les chemines en acier chemises (chemisage autre que chemisage en briques),- la figure 3.6 pour les chemines en acier avec chemisage en briques,- la figure 3.7 pour les chemines en bton arm.

Les figures 3.4 3.7 permettent aussi de dfinir la sensibilit vis vis des dtachementstourbillonnaires pour les chemines (cf. annexe 3).

- 52 -

Figure 3.4 : Valeurs de Cd pour les chemines en acier non chemises

Figure 3.5 : Valeurs de Cd pour les chemines en acier chemises(chemisage autre que chemisage en briques)

- 53 -

Figure 3.6 : Valeurs de Cd pour les chemines en acier avec chemisage en briques

Figure 3.7 : Valeurs de Cd pour les chemines en bton arm

- 54 -

CHAPITRE 4

DETERMINATION DES COEFFICIENTS DE FORCE

1. GENERALITES


Le coefficient de force Cf des constructions soumises un vent perpendiculaire lune deleurs faces est donn par :

Cf = Cf,0 r (4.1)o :- Cf,0 est le coefficient de force des constructions en considrant un lancement effectif infini ; les valeurs de Cf,0 sont donnes dans les paragraphes suivants pour diffrents types de cons truction ;- est le facteur dlancement dfini en 1.2 ;- r est un facteur de correction du coefficient de force ; r est gal 1 pour lensemble des constructions, exceptes pour les constructions base rectangulaire angles arrondis (cf. 2.2) et pour les chafaudages (cf. 5.4).

1.2. Facteur dlancement :

Le facteur dlancement est donn par la figure 4.1 en fonction de llancement effectif e(cf. 1.3) et pour diffrents coefficients dopacit . On prendra :

- = 1 pour les constructions fermes ;- = A/Ac pour les constructions ajoues en treillis o A (en m) est la somme des aires individuelles des lments de la structure, cest dire la surface totale des pleins, et Ac (en m) est laire de la surface circonscrite la construction dans un plan perpendiculaire la direction du vent.

Figure 4.1 : Facteur dlancement

- 55 -

1.3. Elancement effectif e :

1.3.1. Les formules donnant llancement effectif e sont prsentes dans le tableau 4.1.

Position dans lespace de la construction, vent normal au plan de la page e

e =

e =

e = Min. [70 ; ]

e = Max. [70 ; ]

e = ( = 1)

Tableau 4.1 : Elancement effectif e

A lapproche dun corps solide, lcoulement de lair se divise pour le contourner. Moins ily a despace libre autour du corps, plus celui-ci offre de rsistance lcoulement. Llan-cement effectif e caractrise cet espace libre.

1.3.2. Afin de dterminer llancement effectif e (voir tableau 4.1) des constructions :

- base circulaire, on prendra pour l le diamtre du cylindre ;- base polygonale rgulire, on prendra pour l le diamtre de la circonfrence circonscrite (voir figure 4.2).

Figure 4.2 : Section polygonale rgulire

L

L

L

L

- 56 -

2. CONSTRUCTIONS BASE RECTANGULAIRE

2.1. Le coefficient Cf,0 des constructions base rectangulaire angles vifs est donn par lafigure 4.3.

Figure 4.3 : Coefficient Cf,0 des constructions base rectangulaire angles vifs

2.2. Le facteur de rduction r du coefficient de force pour des constructions dont la sectiontransversale est angles arrondis est donn par la figure 4.4 en fonction du rapport r/b, r (enm) tant le rayon de courbure de langle arrondi, b (en m) tant la dimension perpendiculaire la direction du vent.

- 57 -

Figure 4.4 : Facteur de rduction r

3. CONSTRUCTIONS A BASE POLYGONALE REGULIERE

Le coefficient de force Cf,0 des constructions base polygonale rgulire est donn dans letableau 4.2 en fonction du type de section et du nombre de Reynolds. Le nombre de Reynoldsest obtenu en utilisant la formule A2.1 de lannexe 2 en prenant respectivement pour :

- b (en m) le diamtre de la surface circonscrite la hauteur z considre ;- Vm (en m/s) la vitesse moyenne la hauteur z considre.

Nombre de Sections Conditions de Nombre de Cf,0 cts surface et angles Reynolds

Re

5 pentagone quelconque quelconque 1,8

6 hexagone quelconque quelconque 1,6

8 surface lisse Re 2,4 105 1,45octogone r/b < 0,075 Re 3 105 1,3 anglesarroundis surface lisse Re 2 105 1,3

r/b 0,075 Re 7 105 1,1

10 dcagone quelconque quelconque 1,3

12 dodcagone quelconque Re

4. CONSTRUCTIONS BASE CIRCULAIRE

4.1. Pour les constructions base circulaire situes prs dune surface plane et pour lesquel-les le rapport des distances Zg/b est infrieur 1,5 (voir figure 4.5), il y a lieu de consulter desspcialistes.

Figure 4.5 : Cylindre situ prs dune surface plane

4.2. Pour les constructions reposant sur le sol, et celles pour lesquelles le rapport des distan-ces Zg/b est suprieur 1,5, le coefficient de force Cf,0 est donn par la figure 4.6 en fonction :

- de la rugosit quivalente donne dans le tableau 4.3,- du nombre de Reynolds obtenu en utilisant la formule A2.1 de lannexe 2 en prenant respectivement pour :

b (en m) le diamtre du cylindre la hauteur z considre ; Vm (en m/s) la vitesse moyenne la hauteur z considre.

Figure 4.6 : Cf,0 des cylindres base circulaire pour diffrentes rugosits relatives k/b

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Type de surface Rugosit quivalente Type de surface Rugosit quivalentek (mm) k (mm)

Verre 0,0015 Acier galvanis 0,2Mtal poli 0,002 Bton lisse 0,2Peinture lisse 0,006 Bton brut 1,0Peinture appliqueau pistolet 0,02 Rouille 2,0Acier (produits clairs) 0,05 Maonnerie 3,0Fonte 0,2

Tableau 4.3 : Rugosit quivalente k

5. CONSTRUCTIONS EN TREILLIS

5.1. Principe :

Le coefficient de force Cf,0 des constructions en treillis est donn en fonction :

- seulement du coefficient dopacit (cf. 1.2) pour les treillis comportant des lments vifs (cf. 5.2) ;- du coefficient dopacit (cf. 1.2) et du nombre de Reynolds pour les treillis lments circulaires (cf. 5.3) obtenu en utilisant la formule A2.1 de lannexe 2 en prenant respectivement pour :

b (en m) le diamtre bi des lments cylindriques du treillis ; Vm (en m/s) la vitesse moyenne la hauteur z considre.

5.2. Treillis composs dlments angles vifs :

5.2.1. Le coefficient de force Cf,0 dune structure plane en treillis, compose dlments angles vifs, est donn par la figure 4.7.

Figure 4.7 : Cf,0 dune structure plane en treillis angles vifs

- 60 -

5.2.2. Le coefficient de force Cf,0 dune structure spatiale en treillis, compose dlments angles vifs, est donn par la figure 4.8.

Figure 4.8 : Coefficient de force Cf,0 dune structure spatiale en treillis, compose dlments angles vifs

5.3. Treillis composs dlments cylindriques :

5.3.1. Le coefficient de force Cf,0 dune structure plane en treillis, compose dlments cy-lindriques, est donn par la figure 4.9.

Figure 4.9 : Coefficient de force Cf,0 dune structure plane en treillis, compose dlments cylindriques

- 61 -

5.3.2. Le coefficient de force Cf,0 dune structure spatiale en treillis, compose dlmentscylindriques, est donn par la figure 4.10.

Figure 4.10 : Cf,0 dune structure spatiale en treillis cylindriques

5.3.3. Le coefficient de force Cf( = c) pour un treillis compos dlments cylindriques etdont le coefficient dopacit c est infrieur 0,2 peut tre dtermin comme suit :

dtermination de Cf,0( = 0,2) laide des figures 4.9 et 4.10 ; calcul de Cf( = 0,2) = Cf,0( = 0,2) r (voir formule 4.1) ; interpolation linaire entre la valeur de Cf( = 0,2) ainsi dtermine, et la valeur de Cf( = 0) donne dans le tableau 4.4.

5.3.4. Le coefficient de force Cf ( = c ) pour un treillis compos dlments cylindriques etdont le coefficient dopacit c est suprieur 0,6 peut tre dtermin, comme suit :

dtermination de Cf,0( = 0,6) laide des figures 4.9 et 4.10 ; calcul de Cf( = 0,6) = Cf,0( = 0,6) r (voir formule 4.1) ; interpolation linaire entre la valeur de Cf( = 0,6) ainsi dtermine et la valeur de Cf( = 1) donne dans le tableau 4.4.

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Valeur de Cf

= 0 = 1Nature du treillis Re 2. 105 Re > 2. 105 Re 2. 105 Re > 2. 105

Plan 1,2 0,8 2 2

Spatial triangulaire 1,9 1,1 2,2 2,2

2,5 1,4 2 2

Spatialrectangulaire 2,5 1,4 3,2 3,2

Tableau 4.4 : Valeurs de Cf pour les treillis composs dlments cylindriques pour = 0 et = 1

5.4. Facteur de rduction des chafaudages :

5.4.1. Dans le cas o lchafaudage est protg, le facteur de rduction r est gal :

- 0,03 lorsquil existe des parois protgeant lchafaudage ;- 0,1 lorsque lchafaudage est protg par des bches ;- 0,2 lorsque lchafaudage est protg par des filets.

5.4.2. Dans le cas o lchafaudage nest pas protg, le facteur de rduction r est donnpar :

r = 1,1 - 0,85 (4.2)avec 0,25 r 1

o dsigne le coefficient dopacit (cf. 1.2) du treillis composant lchafaudage.

6. PROFILES

Le coefficient de force Cf,0 des profils, pour les deux directions du vent, est pris gal 2(des exemples de profils sont donns dans la figure 4.11).

Figure 4.11 : Profils angles vifs

- 63 -

CHAPITRE 5

DETERMINATION DES COEFFICIENTS DE PRESSION

1. COEFFICIENTS DE PRESSION EXTERIEURE

1.1. Constructions base rectangulaire :

1.1.1. Gnralits :

1.1.1.1. Les coefficients de pression externe Cpe des constructions base rectangulaire et deleurs lments constitutifs individuels dpendent de la dimension de la surface charge. Ilssont dfinis pour des surfaces charges de 1 m et 10 m, auxquelles correspondent les coef-ficients de pression nots respectivement Cpe,1 et Cpe,10.

1.1.1.2. Cpe sobtient partir des formules suivantes :

Cpe = Cpe,1 si S 1 mCpe = Cpe,1 + (Cpe,10 - Cpe,1) log10 (S) 1 m < S < 10 mCpe = Cpe,10 S 10 m (5.1)

o S (en m) dsigne la surface charge de la paroi considre.

1.1.2. Parois verticales :

Il convient de diviser les parois comme lindique la figure 5.1. Les valeurs de Cpe,10 et Cpe,1sont donnes dans le tableau 5.1.

cas o d e

Figure 5.1. : Lgende pour les parois verticales

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A B, B C D E

Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1

- 1,0 - 1,3 - 0,8 - 1,0 - 0,5 + 0,8 1,0 - 0,3

Tableau 5.1 : Cpe pour les parois verticales de btiments base rectangulaire

1.1.3. Toitures plates :

Les toitures plates sont celles dont la pente est infrieure ou gale 4. Il convient de diviserla toiture comme lindique la figure 5.2. Les coefficients Cpe,10 et Cpe,1 sont donns dans letableau 5.2.

e = Min [b ; 2h]b : dimension du ct perpendiculaire au vent

Figure 5.2 : Lgende pour les toitures plates

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Zones

F G H I

Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1

artes vives - 1,8 -2,5 - 1,2 - 2,0 - 0,7 -1,2 0,2

hp/h = 0,025 - 1,6 - 2,2 - 1,1 - 1,8 - 0,7 -1,2 0,2 avec hp/h = 0,05 - 1,4 - 2,0 - 0,9 - 1,6 - 0,7 -1,2 0,2 acrotres hp/h = 0,10 - 1,2 - 1,8 - 0,8 - 1,4 - 0,7 -1,2 0,2

r/h = 0,05 - 1,0 - 1,5 - 1,2 - 1,8 - 0,4 0,2 rives r/h = 0,10 - 0,7 - 1,2 - 0,8 - 1,4 - 0,3 0,2 arrondies r/h = 0,20 - 0,5 - 0,8 - 0,5 - 0,8 - 0,3 0,2

= 30 - 1,0 - 1,5 - 1,0 - 1,5 - 0,3 0,2 brisis = 45 - 1,2 - 1,8 - 1,3 - 1,9 - 0,4 0,2 mansards = 60 - 1,3 - 1,9 - 1,3 - 1,9 - 0,5 0,2

Tableau 5.2 : Coefficients de pression extrieure des toitures plates


Pour les toitures avec acrotres ou rives arrondies, une interpolation linaire peut tre faite pour les valeurs intermdiaires de hp/h et r/h. Pour les toitures brisis mansards, linterpolation linaire est admise entre = 30, =45 et = 60. Pour > 60, linterpolation linaire est faite entre les valeurs de = 60 et celles correspondant des toitures plates artes vives. En zone I, o les valeurs indiques sont positives et ngatives, chacune des valeurs doit tre considre. Pour le brisis mansard lui-mme, les coefficients de pression externe sont donns par le tableau 5.4 pour = 0, zones F et G, en fonction de langle du brisis. Pour la rive arrondie elle mme, les coefficients de pression externe sont dtermins par interpolation linaire le long de larrondi, entre les valeurs de la paroi verticale et celles de la toiture.

1.1.4. Toitures un versant :

1.1.4.1. La direction du vent est dfinie par un angle (voir figure 5.3) :

- = 0 correspond un vent dont la direction est perpendiculaire aux gnratrices et frap pant la rive basse de la toiture (fig. 5.3.a) ;- = 180 correspond un vent dont la direction est perpendiculaire aux gnratrices et frappant la rive haute de la toiture (fig. 5.3.b) ;- = 90 correspond un vent dont la direction est parallle aux gnratrices (fig. 5.3.c).

1.1.4.2. Il convient de diviser la toiture comme lindique la figure 5.3. Les coefficients Cpe,10et Cpe,1 sont donns dans le tableau 5.3.

- 66 -

Figure 5.3. : Lgende pour les toitures un versant

- 67 -

Zones pour vents de direction = 0 Zones pour vents de direction = 180

Pente F G H F G H

Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1

5 - 1,7 - 2,5 - 1,2 - 2,0 - 0,6 - 1,2 - 2,3 - 2,5 - 1,3 - 2,0 - 0,8 - 1,215 - 0,9 - 2,0 - 0,8 - 1,5 - 0,3 - 2,5 - 2,8 - 1,3 - 2,0 - 0,9 -1,2

+ 0,2 + 0,2 + 0,230 - 0,5 - 1,5 - 0,5 - 1,5 - 0,2 - 1,1 - 2,3 - 0,8 - 1,5 - 0,8

+ 0,7 + 0,7 + 0,745 + 0,7 + 0,7 + 0,6 - 0,6 - 1,3 - 0,5 - 0,760 + 0,7 + 0,7 + 0,7 - 0,5 - 1,0 - 0,5 - 0,575 + 0,8 + 0,8 + 0,8 - 0,5 - 1,0 - 0,5 - 0,5

Zones pour vent de direction = 90Pente F G H I

Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 5 -1,6 -2,2 -1,8 -2,0 -0,6 -1,2 -0,5 15 -1,3 -2,0 -1,9 -2,5 -0,8 -1,2 -0,7 -1,2 30 -1,2 -2,0 -1,5 -2,0 -1,0 -1,3 -0,8 -1,2 45 -1,2 -2,0 -1,4 -2,0 -1,0 -1,3 -0,9 -1,2 60 -1,2 -2,0 -1,2 -2,0 -1,0 -1,3 -0,7 -1,2 75 -1,2 -2,0 -1,2 -2,0 -1,0 -1,3 -0,5

Tableau 5.3 : Coefficients de pression extrieure pour toitures un versant vent de direction = 0, = 90 et = 180


Quand = 0, la pression passe rapidement de valeurs positives des valeurs ngatives pour despentes de lordre de 15 30. Cest la raison pour laquelle des valeurs positives et ngatives sontdonnes pour

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