NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM EUROPEAN STANDARD

PROJET prEN 1999-1-4 Mars 2021 ICS 91.010.30; 91.080.17 Destiné à remplacer l' EN 1999-1-4:2007

Version Française Eurocode 9 - Calcul des structures en aluminium - Partie 1-4 : Tôles de structure formées à froid Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken - Teil 1-4: Kaltgeformte Profiltafeln Eurocode 9: Design of aluminium structures - Part 1-4: Cold-formed structural sheeting Le présent projet de Norme européenne est soumis aux membres du CEN pour enquête. Il a été établi par le Comité Technique CEN/TC 250. Si ce projet devient une Norme européenne, les membres du CEN sont tenus de se soumettre au Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, qui définit les conditions dans lesquelles doit être attribué, sans modification, le statut de norme nationale à la Norme européenne. Le présent projet de Norme européenne a été établi par le CEN en trois versions officielles (allemand, anglais, français). Une version dans une autre langue faite par traduction sous la responsabilité d'un membre du CEN dans sa langue nationale et notifiée au Centre de Gestion du CEN-CENELEC, a le même statut que les versions officielles. Les membres du CEN sont les organismes nationaux de normalisation des pays suivants: Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Chypre, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République de Macédoine du Nord, République de Serbie, République Tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse et Turquie. Les destinataires du présent projet sont invités à présenter, avec leurs observations, notifications des droits de propriété dont ils auraient éventuellement connaissance et à fournir une documentation explicative. Avertissement : Le présent document n'est pas une Norme européenne. Il est diffusé pour examen et observations. Il est susceptible de modification sans préavis et ne doit pas être cité comme Norme européenne

C O M I T É E U R O P É E N D E N O R M A L I S A T I O NE U R O P Ä I S C H E S K O M I T E E F Ü R N O R M U N G EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION CEN-CENELEC Management Centre: Rue de la Science 23, B-1040 Bruxelles

© 2021 CEN Tous droits d'exploitation sous quelque forme et de quelque manière que ce soit réservés dans le monde entier aux membres nationaux du CEN. Réf. n° prEN 1999-1-4:2021 F

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Avant-propos européen .............................................................................................................................................. 5

Introduction .................................................................................................................................................................... 6

1 Domaine d'application .................................................................................................................................. 9 1.1 Domaine d'application de l'EN 1999-1-4 ................................................................................................ 9 1.2 Hypothèses ........................................................................................................................................................ 9

2 Références normatives .............................................................................................................................. 10

3 Termes, définitions et symboles ............................................................................................................. 10 3.1 Termes et définitions .................................................................................................................................. 10 3.2 Symboles ......................................................................................................................................................... 11 3.3 Géométrie et conventions ......................................................................................................................... 13 3.3.1 Formes de section transversale .............................................................................................................. 13 3.3.2 Formes des raidisseurs .............................................................................................................................. 13 3.3.3 Dimensions de section transversale ..................................................................................................... 14 3.3.4 Convention d’axes d'un élément ............................................................................................................. 15

4 Base de calcul................................................................................................................................................. 15

5 Matériaux ........................................................................................................................................................ 16 5.1 Généralités...................................................................................................................................................... 16 5.2 Alliages d'aluminium de structure ........................................................................................................ 16 5.2.1 Caractéristiques des matériaux .............................................................................................................. 16 5.2.2 Tolérances d'épaisseur et géométriques............................................................................................. 19 5.3 Fixations mécaniques ................................................................................................................................. 19

6 Durabilité ........................................................................................................................................................ 19

7 Analyse structurale ..................................................................................................................................... 20 7.1 Influence des arrondis ............................................................................................................................... 20 7.2 Proportions géométriques........................................................................................................................ 22 7.3 Modélisation structurale pour analyse ................................................................................................ 22 7.4 Déformation transversale de la semelle .............................................................................................. 23 7.5 Voilement et flambement par distorsion ............................................................................................ 24 7.5.1 Généralités...................................................................................................................................................... 24 7.5.2 Parties planes de section transversale (parois) sans raidisseurs .............................................. 24 7.5.3 Parties planes de section transversale (parois) avec raidisseurs intermédiaires............... 26 7.5.4 Tôles profilées trapézoïdales avec raidisseurs intermédiaires .................................................. 30 7.5.5 Éléments formés à froid ............................................................................................................................. 38

8 États limites ultimes .................................................................................................................................... 39 8.1 Résistance des sections transversales .................................................................................................. 39 8.1.1 Généralités...................................................................................................................................................... 39 8.1.2 Traction axiale .............................................................................................................................................. 39 8.1.3 Compression axiale ..................................................................................................................................... 39 8.1.4 Moment fléchissant ..................................................................................................................................... 40 8.1.5 Effort de cisaillement .................................................................................................................................. 43 8.1.6 Torsion ............................................................................................................................................................. 44 8.1.7 Efforts transversaux locaux ...................................................................................................................... 44

Sommaire

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8.1.8 Traction et flexion combinées.................................................................................................................. 48 8.1.9 Compression et flexion combinées ........................................................................................................ 49 8.1.10 Effort de cisaillement, effort normal et moment fléchissant combinés .................................... 49 8.1.11 Moment fléchissant et charge locale ou réaction d'appui combinés ......................................... 50 8.2 Résistance au flambement ........................................................................................................................ 50 8.2.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 50 8.2.2 Compression axiale ...................................................................................................................................... 51 8.2.3 Flexion et compression axiale .................................................................................................................. 52 8.3 Tôles trapézoïdales avec recouvrement au niveau de l'appui ..................................................... 53 8.3.1 Recouvrements résistant à des moments ............................................................................................ 53 8.3.2 Recouvrement simple avec tôle de recouvrement inférieure (SOL-L) ...................................... 56 8.3.3 Recouvrement simple avec tôle de recouvrement supérieure (SOL-U) ................................... 57 8.3.4 Recouvrement double (DOL) .................................................................................................................... 58 8.3.5 Renfort local (CR) ......................................................................................................................................... 59 8.3.6 Tôle trapézoïdale avec recouvrements latéraux............................................................................... 60 8.4 Dimensionnement avec collaboration de paroi ................................................................................ 60 8.4.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 60 8.4.2 Effet diaphragme ........................................................................................................................................... 60 8.4.3 Conditions nécessaires ............................................................................................................................... 61 8.4.4 Diaphragmes de tôle profilée en aluminium ...................................................................................... 63 8.5 Tôles perforées avec trous disposés en patron triangulaire à 60° ............................................. 66

9 États limites de service ............................................................................................................................... 67 9.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 67 9.2 Déformation plastique ................................................................................................................................ 68 9.3 Flèches .............................................................................................................................................................. 68

10 Calcul des assemblages par fixations mécaniques ........................................................................... 68 10.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 68 10.2 Rivets aveugles .............................................................................................................................................. 70 10.2.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 70 10.2.2 Résistances de calcul d’un assemblage riveté soumis à une contrainte de

cisaillement ..................................................................................................................................................... 70 10.2.3 Résistances de calcul d’un assemblage riveté sollicité en traction ............................................ 71 10.3 Vis autotaraudeuses / autoperceuses ................................................................................................... 71 10.3.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 71 10.3.2 Résistances de calcul des assemblages vissés soumis à une contrainte de

cisaillement ..................................................................................................................................................... 72 10.3.3 Résistance de calcul des assemblages vissés sollicités en traction ............................................ 73

11 Dimensionnement assisté par des essais ............................................................................................. 75

Annexe A (normative) Procédures d'essais ..................................................................................................... 76 A.1 Utilisation de la présente annexe ........................................................................................................... 76 A.2 Objet et domaine d'application ............................................................................................................... 76 A.3 Essais sur tôles nervurées ......................................................................................................................... 76 A.3.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 76 A.3.2 Essai en travée simple ................................................................................................................................. 77 A.3.3 Essai en travée double ................................................................................................................................ 78 A.3.4 Essai d’appui intérieur ................................................................................................................................ 78 A.3.5 Essai d’appui d'extrémité .......................................................................................................................... 81

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A.4 Évaluation des résultats d’essais ............................................................................................................ 81 A.4.1 Généralités...................................................................................................................................................... 81 A.4.2 Correction des résultats d’essais ............................................................................................................ 81 A.4.3 Valeurs caractéristiques ............................................................................................................................ 82 A.4.4 Valeurs de calcul ........................................................................................................................................... 84 A.4.5 Aptitude au service ...................................................................................................................................... 84

Annexe B (informative) Durabilité des fixations ........................................................................................... 85 B.1 Utilisation de la présente annexe informative .................................................................................. 85 B.2 Objet et domaine d'application ............................................................................................................... 85 B.3 Matériau des fixations en fonction de son environnement corrosif .......................................... 85

Bibliographie ............................................................................................................................................................... 88

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Le présent document (prEN 1999-1-4:2021) a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 250 “Eurocodes structuraux”, dont le secrétariat est tenu par BSI. Le CEN/TC 250 est responsable de tous les Eurocodes Structuraux et s'est vu confier par le CEN la responsabilité des questions de calcul structural et géotechnique.

Ce document est actuellement soumis à l’Enquête CEN.

Le présent document est destiné à remplacer l’EN 1999-1-4:2007.

La première génération de normes européennes Eurocodes a été publiée entre 2002 et 2007. Le présent document fait partie de la seconde génération des Eurocodes et a été élaboré dans le cadre du mandat M/515 donné au CEN par la Commission européenne et l'Association européenne de libre-échange.

Les Eurocodes ont été rédigés pour être utilisés conjointement avec les normes d'exécution, de matériaux, de produits et d'essais pertinentes, et pour identifier les exigences d'exécution, de matériaux, de produits et d'essais sur lesquelles reposent les Eurocodes.

Les normes Eurocodes reconnaissent la responsabilité de chaque État membre et ont sauvegardé le droit de ceux-ci de déterminer, au niveau national, des valeurs relatives aux questions réglementaires de sécurité par l'utilisation d'Annexes Nationales.

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0.1 Introduction aux Eurocodes

Le programme des Eurocodes structuraux comprend les normes suivantes, chacune étant en général constituée d'un certain nombre de parties :

— EN 1990 Eurocode : Bases des calculs structuraux et géotechniques

— EN 1991 Eurocode 1 : Actions sur les structures

— EN 1992 Eurocode 2 : Calcul des structures en béton

— EN 1993 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier

— EN 1994 Eurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier-béton

— EN 1995 Eurocode 5 : Calcul des structures en bois

— EN 1996 Eurocode 6 : Calcul des ouvrages en maçonnerie

— EN 1997 Eurocode 7 : Calcul géotechnique

— EN 1998 Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes

— EN 1999 Eurocode 9 : Calcul des structures en aluminium

— < Nouvelles parties >

Les Eurocodes sont destinés à être utilisés par les concepteurs, les clients, les fabricants, les constructeurs, les autorités compétentes (dans l'exercice de leurs fonctions conformément aux réglementations nationales ou internationales), les éducateurs, les développeurs de logiciels et les comités chargés de la rédaction des normes relatives aux produits, aux essais et à l'exécution.

NOTE Certains aspects de la conception sont spécifiés de manière plus appropriée par les autorités compétentes ou, lorsqu'ils ne sont pas spécifiés, peuvent être convenus sur une base spécifique au projet entre les parties concernées telles que les concepteurs et les clients. Les Eurocodes identifient ces aspects en faisant explicitement référence aux autorités compétentes et aux parties concernées.

0.2 Introduction à l'EN 1999 Eurocode 9

L'EN 1999 s'applique au calcul des bâtiments et des ouvrages de génie civil en aluminium. Elle est conforme aux principes et exigences concernant la sécurité et l'aptitude au service des structures, les bases de leur calcul et leur vérification qui sont donnés dans l'EN 1990 – Bases des calculs structuraux.

L'EN 1999 ne traite que des exigences relatives à la résistance, à l'aptitude au service, à la durabilité et à la résistance au feu des structures en aluminium. Les autres exigences, par exemple celles concernant l'isolation thermique ou acoustique, ne sont pas prises en considération.

L'EN 1999 ne couvre pas les exigences spéciales relatives à la conception sismique. Des dispositions relatives à ces exigences sont données dans l'EN 1998, de façon conforme et complémentaire à l'EN 1999.

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L'EN 1999 comprend les cinq parties suivantes :

— EN 1999-1-1 Calcul des structures en aluminium : Règles générales.

— EN 1999-1-2 Calcul des structures en aluminium : Calcul du comportement au feu.

— EN 1999-1-3 Calcul des structures en aluminium : Structures sensibles à la fatigue.

— EN 1999-1-4 Calcul des structures en aluminium : Tôles de structure formées à froid.

— EN 1999-1-5 Calcul des structures en aluminium : Coques.

0.3 Introduction à l'EN 1999-1-4

Le présent document définit les exigences de calcul relatives aux tôles (plaques) d'aluminium trapézoïdales formées à froid. Il s'applique aux produits en aluminium formés à froid par des procédés tels que le profilage à galets ou le pliage à la presse plieuse, à partir de tôles ou bandes laminés à chaud ou à froid.

0.4 Formes verbales utilisées dans les normes Eurocodes

La forme verbale « doit » exprime une exigence à respecter strictement et à laquelle aucune dérogation n’est autorisée afin d’être conforme aux Eurocodes.

La forme verbale « il convient de » exprime un choix ou des dispositions fortement recommandés. Sous réserve de réglementation nationale et/ou de dispositions contractuelles applicables, des approches différentes pourraient être utilisées sur justification technique.

La forme verbale « il est permis de » exprime un ensemble de dispositions autorisées, conforme aux Eurocodes.

La forme verbale « peut » exprime une éventualité ou une aptitude ; elle est utilisée pour énoncer des faits et clarifier des concepts.

0.5 Annexe Nationale pour le prEN 1999-1-4

Des choix nationaux sont autorisés lorsque les notes du présent document l'indiquent explicitement. Les choix nationaux incluent la sélection des valeurs pour les Paramètres Déterminés au niveau National (PDN).

Par conséquent, la norme nationale transposant l'EN 1999-1-4 peut comporter une Annexe Nationale contenant l'ensemble des choix nationaux à appliquer pour la conception des bâtiments et ouvrages de génie civil à construire dans le pays concerné.

En l'absence de choix national, la valeur par défaut fournie par le présent document doit être utilisée.

Lorsqu'aucun choix national n'est fait et qu'aucune valeur par défaut n'est donnée dans le présent document, le choix peut être spécifié par l'autorité compétente ou, à défaut, peut être convenu pour un projet spécifique par les parties concernées.

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