Calcul des structures en béton
Guide d'application de l'Eurocode 2
Jean-Marie Paillé
Eyrolles
afnor
Avant-propos1
L'historique1
Pourquoi les Eurocodes ?2
Où en est l'Eurocode 2 ?2
Quelle coexistence avec les règles actuelles ?3
Chapitre 0 Introduction5
1 Rappels de l'Eurocode 0 : bases de calcul des structures5
2 Vérification par la méthode des coefficients partiels6
3 Les principes du calcul aux états limites7
4 Notions d'actions7
4.1 Valeurs caractéristiques des actions8
4.2 Les actions permanentes8
4.3 Les actions variables8
4.4 Les actions accidentelles8
4.5 Les actions sismiques8
4.6 Les actions de fatigue8
4.7 Les actions dynamiques9
4.8 Les actions géotechniques9
4.9 Autres notions d'actions utilisées dans les combinaisons d'actions9
5 Propriétés des matériaux et des produits9
6 Données géométriques9
7 Analyse structurale10
7.1 Modélisation structurale10
7.2 Actions statiques10
7.3 Actions dynamiques10
7.4 Dimensionnement en cas d'incendie11
8 Rappels sur la NF en 1991 1-111
8.1 Les actions11
8.1.1 Les charges permanentes11
8.1.2 Charges d'exploitation11
8.2 Disposition des charges12
8.2.1 Planchers, poutres et toitures12
8.2.2 Poteaux et murs12
8.3 Valeurs caractéristiques des charges d'exploitation12
8.3.1 Bâtiments résidentiels, sociaux, commerciaux ou administratifs12
8.3.2 Valeurs des actions13
8.3.3 Dispositions particulières14
8.4 Cas des réductions des charges pour effet de surface14
8.4.1 Coefficients de réduction pour les planchers et les toitures14
8.4.2 Coefficients de réduction pour les poteaux et les murs15
8.5 Aires de stockage et locaux industriels16
8.5.1 Catégories16
8.5.2 Valeurs des actions16
8.5.3 Actions des chariots élévateurs16
8.6 Garages et aires de circulation accessibles aux véhicules17
8.6.1 Catégories17
8.6.2 Valeurs des charges d'essieu17
8.7 Toitures18
8.7.1 Catégories18
8.7.2 Valeurs des actions18
8.8 Charges horizontales sur les garde-corps et les murs de séparation19
9 Valeurs caractéristiques des actions19
10 Les combinaisons d'actions et les états limites20
10.1 Les différentes approches pour combiner les actions20
10.1.1 Ensemble A : équilibre statique (EQU)21
10.1.2 Ensemble B : dimensionnement des éléments structuraux (STR) + résistance du terrain (GEO)23
10.1.3 Ensemble C : dimensionnement des éléments structuraux (STR) + résistance du terrain (GEO)24
10.1.4 Valeurs de calcul des actions en situations accidentelles et sismiques25
10.2 Exemples325
10.2.1 Combinaison fondamental ELU25
10.2.2 Cas particulier des bâtiments26
10.2.3 États limites de service (ELS)27
10.2.4 États limites d'équilibre statique (EQU)27
10.2.5 États limites en situations accidentelles et sismiques27
10.2.6 États limites en situations accidentelles incendie27
11 Classes de conséquences et classes de fiabilité de l'ECO27
11.1 Rappel des principes définies dans l'EN 1990 (§ B.3.1)27
11.2 Les classes de conséquences28
11.3 Les classes de fiabilité (Risk Class)30
11.4 Niveaux de supervision du projet (Design Supervision Level)31
11.5 Niveaux de contrôle (Inspection Level)32
11.6 Conclusion32
11.7 Observations sur ce classement34
Chapitre 1 Matériaux : béton et acier35
1.1 Béton35
1.1.1 Classes de résistance à la compression35
1.1.2 Résistance à la traction36
1.1.2.1 Traction moyenne36
1.1.2.2 Traction de calcul37
1.1.2.3 Traction flexion37
1.1.3 Module de déformation37
1.1.4 Prise en compte de l'âge du béton38
1.1.4.1 Résistance à la compression fcm38
1.1.4.2 Résistance fck ou fcd38
1.1.4.3 Résistance à la traction fctm et fctd39
1.1.4.4 Module en fonction du temps39
1.1.5 Diagramme de contrainte déformation39
1.1.5.1 Pour une analyse structurale (calcul des rotules plastiques, des flèches, retrait)39
1.1.5.2 Pour une analyse au second ordre40
1.1.5.2.1 Cas des bâtiments40
1.1.5.2.2 Cas de l'analyse non linéaire des ponts41
1.1.5.3 Diagramme pour l'étude des sections42
1.1.5.3.1 Diagramme parabolique42
1.1.5.3.2 Diagramme bilinéaire simplifié43
1.1.5.3.3 Diagramme rectangle simplifié43
1.1.5.3.4 Cas du béton confiné44
1.1.6 Cas particulier des BHP46
1.1.7 Limites des compressions dans les bielles47
1.1.7.1 Cas des bielles non tendues transversalement47
1.1.7.2 Cas des bielles soumises à des tractions transversales48
1.1.8 Limitation des contraintes de compression dans les noeuds48
1.1.8.1 Cas du noeud soumis à aucune traction48
1.1.8.2 Cas des noeuds en compression traction avec des armatures placées dans une seule direction54
1.1.8.3 Cas des noeuds en compression traction avec des armatures placées dans plus d'une direction54
1.1.8.4 Cas des compression triaxiales56
1.1.9 Armatures reprenant les tractions exercées par les bielles56
1.1.9.1 Comment estimer l'angle de diffusion de la bielle ?58
1.1.9.2 Exemples de Discontinuity-regions60
1.1.10 Coefficient de Poisson60
1.1.11 Coefficient de dilatation thermique60
1.1.12 Fluage60
1.1.12.1 Coefficient de fluage pour des contraintes de compression modérée60
1.1.12.2 Coefficient de fluage pour des contraintes de compression plus fortes62
1.1.12.3 Coefficient de fluage effectif pour le calcul du second ordre63
1.1.13 Déformation et module63
1.1.13.1 Cas des compressions fortes (> 045. fck64
1.1.13.2 Cas des calculs du second ordre64
1.1.14 Retrait66
1.1.14.1 Valeurs usuelles du retrait de dessiccation (...)66
1.1.14.2 Comparatif EC2-BAEL-modificatif 200069
1.1.14.3 Cas des BHP70
1.1.14.4 Prise en compte des phénomènes de retrait et de température73
1.1.14.5 Prise en compte de la température74
1.2 Les aciers75
1.2.1 Les types d'aciers75
1.2.2 Diagramme contrainte déformation78
1.2.2.1 Un diagramme général bilinéaire78
1.2.2.2 Diagramme simplifié79
1.2.3 Module d'élasticité80
1.2.4 Conditions limites80
Chapitre 2 Notion de durabilité et principe de l'analyse structurale81
2.1 Durabilité
81
2.1.1 Classes d'environnement81
2.1.2 Effets indirects : retrait, fluage, température85
2.1.3 Conditions d'enrobage85
2.1.3.1 Condition sur les exigences d'adhérence86
2.1.3.2 Condition sur la durabilité Cmin,duren fonction de l'environnement86
2.1.3.3 Les tolérances88
2.1.3.4 Conséquences directes pour les dalles89
2.1.3.5 Exemple récapitulatif90
2.1.3.6 Différence entre le classement de la NF EN 206-1 et l'EC2 ?90
2.2 Analyse structurale
91
2.2.1 Généralités91
2.2.1.1 Types d'analyse structurale91
2.2.1.2 Cas de charges et combinaisons92
2.2.1.3 Cas de charges et combinaisons simplifiées des annexes et des recommandations professionnelles92
2.2.2 Imperfections93
2.2.3 Modèles structuraux96
2.2.3.1 Idéalisation de la structure96
2.2.3.2 Portées de calcul des poutres et des dalles97
2.2.3.3 Écrêtement des moments sur appuis99
2.2.3.4 Sollicitations au droit des appuis ou des poteaux101
2.2.3.5 Table de compression101
Méthodes de calcul
102
2.3.1 Les types d'analyse102
2.3.1.1 L'analyse linéaire élastique102
2.3.1.2 L'analyse linéaire élastique avec redistribution limitée102
2.3.1.3 L'analyse non linéaire102
2.3.1.4 L'analyse plastique102
2.3.1.5 Peut-on justifier une poutre à l'ELS avec une redistribution limitée ?103
2.3.2 Analyse linéaire avec redistribution limitée103
2.3.2.1 Principes103
2.3.2.2 Conditions de fermeture des moments105
2.3.2.3 Position française107
2.3.3 Analyse non linéaire107
2.3.3.1 Principe107
2.3.3.2 Cas des ponts109
2.3.3.3 Analyse plastique110
2.3.3.3.1 Rappel historique110
2.3.3.3.2 Notion de rotule plastique110
2.3.3.3.3 Règles simples pour les dalles, les poutres et les portiques111
2.3.3.3.4 Capacité de rotation des rotules plastiques111
2.3.3.3.5 Estimation de la rotation limite115
2.3.3.3.6 Cas de la poutre continue119
2.3.3.3.7 Application au cas d'une poutre continue120
2.3.3.4 Cas de la poutre continue à 3 travées121
2.3.3.5 Cas des dalles124
2.3.3.5.1 Méthode linéaire124
2.3.3.5.2 Analyse plastique124
2.3.3.5.3 Principe125
2.3.3.5.4 Effet Kinking126
2.3.3.5.5 Travail des forces intérieures126
2.3.3.5.6 Travail des forces extérieures126
2.3.3.5.7 Méthode127
2.3.3.5.8 Limites de la méthode127
2.3.3.5.9 Bibliographie128
2.3.3.6 Application : cas d'une dalle uniformément chargée128
2.3.3.6.1 Recherche du mécanisme de ruine cinématiquement admissible128
2.3.3.6.2 Travail des forces extérieures129
2.3.3.6.3 Travail des efforts internes130
2.3.3.6.4 Cas particulier131
2.3.3.6.5 Calcul des armatures131
2.3.3.6.6 Dispositions minimales131
2.3.3.7 Cas du portique
131
2.3.3.7.1 Portique simple131
2.3.3.7.2 Portiques étagés132
2.3.4 Annexe nationale française sur les planchers137
2.3.4.1 Poutrelles et poutres des planchers à charge d'exploitation modérée137
2.3.4.2 Poutrelles et poutres des autres planchers138
2.3.4.2.1 Principe138
2.3.4.2.2 Dalles sur appuis continus138
Chapitre 3 Dispositions constructives relatives aux armatures141
3.1 Possibilité de bétonnage correct
141
3.1.1 Espacement des barres141
3.1.2 Cas en présence de précontrainte par post tension142
3.1.3 Cas particulier des paquets142
3.2 Courbures admissibles
142
3.2.1 Aciers143
3.2.1.1 Cas des barres et des fils143
3.2.1.2 Cas des assemblages soudés (barres et treillis) pliés après soudage143
3.2.2 Béton143
3.3 Adhérence
146
3.3.1 Conditions d'une bonne adhérence146
3.3.2 Contrainte d'adhérence ultime146
3.4 Longueurs d'ancrage
147
3.4.1 Longueur d'ancrage de référence147
3.4.2 Longueur d'ancrage de calcul148
3.4.3 Valeurs minimales des longueurs de scellement151
3.4.4 Ancrage des cadres152
3.5 Longueur de recouvrement
153
3.5.1 Recouvrement des barres154
3.5.2 Couture des recouvrements156
3.5.2.1 Zones tendues156
3.5.2.2 Zones comprimées157
3.5.2.3 Cas des treillis soudés157
3.5.2.4 Cas des boîtes d'attente159
3.5.2.5 Cas particuliers traités par les règles professionnelles160
3.5.2.6 Attentes des barres comprimées161
3.6 Cas des barres de fort diamètre
161
3.7 Paquets de barres
162
3.7.1. Ancrage des paquets de barres163
3.7.2 Recouvrement de paquets de barres164
Chapitre 4 Les états limites ultimes de flexion165
4.1 Calcul de l'état limite ultime de résistance
165
4.1.1 Hypothèses fondamentales165
4.1.2 Diagrammes de calcul des contraintes béton167
4.1.2.1 Diagramme parabolique167
4.1.2.1.1 Cas des bétons de classes inférieures à C55167
4.1.2.1.2 Cas des bétons hautes performances168
4.1.2.2 Diagramme de calcul simplifié168
4.2 Cas des sections rectangulaires
169
4.2.1 Notations169
4.2.2 Calcul des armatures169
4.2.2.1 Principe du calcul avec le diagramme réel des aciers169
4.2.2.2 Cas des aciers avec diagramme simplifié173
4.2.2.3 Cas des bétons de résistance fck > 50 MPa174
4.2.2.4 Calcul de l'armature tendue dans le cas où les aciers comprimés sont connus176
4.2.3 Calcul du moment résistant ultime176
4.2.4 Exemples numériques177
4.2.4.1 Exemple n° 1177
4.2.4.2 Exemple n° 2178
4.2.4.3 Exemple n° 3178
4.2.4.4 Exemple n° 4179
Chapitre 5 Tranchant aux états limites ultimes181
5.1 Définitions
181
5.2 Cas où aucune armature d'effort tranchant n'est requise
183
5.2.1 Principe183
5.2.2 Effort tranchant résistant ultime VRd,c183
5.2.2.1 Cisaillement minimum (...)Rd,c min en flexion simple185
5.2.2.2 Cisaillement résistant ultime (...)Rd,c186
5.2.2.3 Annexe nationale française pour les dalles et les voiles186
5.2.2.4 Cas des prédalles188
5.2.2.5 Cas particuliers188
5.2.2.6 cas des sections circulaires188
5.3 Cas où les armatures transversales sont requises
189
5.3.1 Principe189
5.3.2 Treillis de Mörsch selon l'Eurocode 2189
5.3.2.1 Origine des formules utilisées par l'Eurocode 2190
5.3.2.2 Armatures d'âmes droites192
5.3.2.3 Armatures inclinées à 45°193
5.3.3 Application aux armatures droites194
5.3.3.1 Cisaillement ultime sous flexion simple ou composée avec compression194
5.3.3.2 Cisaillement ultime en flexion composée avec traction195
5.3.3.3 Signification du coefficient alphacw198
5.3.3.4 Cisaillements ultimes en flexion simple avec des bielles inclinées à 45°200
5.3.3.5 Définition de l'angle limite en flexion simple200
5.3.3.6 Application à la détermination des armatures droites en flexion simple201
5.3.3.6.1 Interprétation des courbes202
5.3.3.6.2 Principe de calcul des armatures transversales de la poutre202
5.3.3.7 Cas de la bielle d'inclinaison 45° en flexion simple203
5.3.3.8 Vérification rapide d'une poutre204
5.3.3.9 Vérification en flexion composée204
5.3.3.10 Section maximale des armatures d'effort tranchant droites avec bielles à 45°204
5.3.4 Cas général des armatures inclinées205
5.3.4.1 Cisaillement ultime avec des armatures et bielles inclinées à 45° en flexion simple205
5.3.4.2 Détermination des armatures inclinées en flexion composée206
5.3.4.3 Section maximale des armatures d'effort tranchant avec bielles à 45°207
5.3.5 Cas des poutres avec reprise de bétonnage207
5.3.5.1 Position de la commission française208
5.3.5.2 Règle de coutures basées sur le diagramme retenu pour les cadres209
5.3.5.3 Règle des coutures avec palier du cisaillement calé sur le dessin de l'Eurocode209
5.4 Charges près des appuis
210
5.4.1 Cas des charges ponctuelles210
5.4.1.1 Éléments sans armatures transversales210
5.4.1.2 Éléments avec armatures transversales211
5.4.1.3 Détermination pratique des cadres213
5.4.2 Cas des charges réparties214
5.4.2.1 Charges appliquées au-dessus de la poutre215
5.4.2.2 Charges situées sous la poutre216
5.4.3 Maîtrise de la fissuration sous tranchant216
5.5 Décalage de la courbe des moments
218
5.5.1 Rappel sur le treillis de Ritter-Mörsch218
5.5.2 Décalage selon l'Eurocode 2221
5.5.3 Cas particulier des armatures droites et des bielles à 45°221
5.6 Répartition des armatures d'effort tranchant
222
5.6.1 Principe du calcul sous charges uniformes222
5.6.1.1 Espacement des armatures d'effort tranchant223
5.6.1.2 Problème de la variation de l'inclinaison des bielles224
5.6.2 Cas des charges ponctuelles et réparties225
5.6.2.1 Les principes du calcul225
5.6.2.2 Méthodes de calcul des cadres231
5.6.2.2.1 Cas de la zone courante de la poutre (zone au-delà de la première fissure)231
5.6.2.2.2 Cas de la zone d'about232
5.6.2.2.3 Recommandations françaises233
5.6.2.2.4 Compléments d'informations234
5.6.2.3 Exemples236
5.6.2.3.1 Exemple 1236
5.6.2.3.2 Exemple 2 : cas d'une charge ponctuelle en dehors du prisme de 2d243
5.6.2.3.3 Exemple 3 : variation de l'inclinaison de l'angle des bielles247
5.6.2.3.4 Exemple 4251
5.7 Justification en zone d'about
256
5.7.1 Ancrage des bielles sur appuis256
5.7.1.1 Cas particulier d'un effort normal259
5.7.1.2 Cas des armatures droites259
5.7.1.3 Cas des poutres préfabriquées à l'about259
5.7.2 Vérification de la bielle d'about260
5.7.2.1 Vérification de la bielle260
5.7.2.2 Cas particulier de la bielle à 45°266
5.7.2.3 Dispositions particulières pour les bielles d'about saturées267
5.7.2.4 Vérification des bielles des poutres continues269
5.7.2.5 Bielles d'about des poutres à talon271
5.8 Ouvertures dans les poutres
272
5.8.1 Cas des petites ouvertures272
5.8.1.1 Définition272
5.8.1.2 Principe273
5.8.1.3 Justifications274
5.8.2 Cas des grandes ouvertures274
5.8.2.1 Définition274
5.8.2.2 Ouverture isolée275
5.8.2.3 Principe des calculs275
5.8.2.4 Étude de la zone de raccordement279
5.8.3 Ouvertures successives279
5.8.3.1 Principe279
5.8.3.2 Zone d'about281
5.9 Grande ouverture proche d'un appui
282
5.9.1 Montant d'appui de largeur assez grande282
5.9.2 Cas des variations d'inertie de poutres282
5.9.2.1 Ouverture en partie supérieure282
5.9.2.2 Ouverture en partie inférieure282
Chapitre 6 Flexion-tranchant - Dispositions constructives des poutres et des dalles283
6.1 Les poutres
283
6.1.1 Armatures de flexion283
6.1.1.1 Pourcentage minimum d'armatures longitudinales283
6.1.1.2 Pourcentage maximum284
6.1.1.3 Dispositions relatives aux appuis284
6.1.1.3.1 Moment sur appuis de rive284
6.1.1.3.2 Ferraillage des continuités284
6.1.1.4 Épure d'arrêt des barres284
6.1.1.4.1 Règle285
6.1.1.4.2 Rappels sur les longueurs d'ancrage285
6.1.1.5 Cas des barres relevées287
6.1.2 Armatures transversales289
6.1.2.1 Pourcentage maximum d'armatures transversales289
6.1.2.2 Pourcentage maximum d'armatures transversales290
6.1.2.3 Espacement longitudinal maximum290
6.1.2.4 Espacement transversal291
6.1.2.5 Assemblage des armatures transversales291
6.1.3 Ancrage des armatures longitudinales292
6.1.3.1 Valeur minimale de l'effort à ancrer en rive292
6.1.3.2 Cas d'appuis directs ou indirects293
6.1.3.3 Ancrage des armatures inférieures sur appuis intermédiaires293
6.1.3.4 Armatures de peau294
6.1.3.5 Cas particulier des enrobages > 70 mm295
6.1.4 Appui d'une poutre sur une autre poutre295
6.1.5 Décrochement d'un hourdis comprimé296
6.2 Les dalles
297
6.2.1 Pourcentage d'acier minimum de flexion297
6.2.2 Espacement des armatures297
6.2.3 Moment minimum sur appui297
6.2.3.1 Cas des rives298
6.2.3.2 Arrêt des barres298
6.2.4 Cas du tranchant298
6.2.4.1 Ancrage minimum298
6.2.4.2 Espacement des barres vis-à-vis du tranchant298
6.2.5 Cas des prédalles299
6.3 Plancher-dalle
300
6.3.1 Définition des bandes de flexion300
6.3.2 Répartition des moments301
6.3.3 Dispositions relatives au tranchant301
Chapitre 7 Les états limites de service et de déformation303
7.1 ELS : états limites de service
303
7.1.1 Dispositions au niveau béton303
7.1.2 Dispositions au niveau acier304
7.1.3 Maîtrise de la fissuration304
7.1.3.1 Considérations générales304
7.1.3.2 Notion d'ouverture de fissures304
7.1.4 Méthodes de vérification des contraintes306
7.1.5 Pourcentage d'aciers minimum308
7.1.6 Contrôle de la fissuration sans calcul direct : cas général312
7.1.6.1 Valeurs tabulées312
7.1.6.2 Méthodes forfaitaires proposées par la France (Annexe nationale relative à la partie 2 « Ponts »)315
7.1.6.3 Cas des poutres de hauteur > 1 m316
7.1.6.4 Armatures de peau pour les poutres de plus de 1 m de hauteur316
7.1.6.5 Contrôle de la fissuration sans calcul direct : cas des dalles317
7.1.6.6 Cas des balcons318
7.1.7 Calcul de l'ouverture des fissures318
7.1.7.1 Annexe nationale française320
7.1.7.2 Cas de plusieurs diamètres de barres322
7.1.7.3 Cas des voiles épais323
7.1.7.4 Cas des éléments armés dans deux directions323
7.1.7.5 Résumé323
7.1.7.6 Autre approche du calcul de la fissuration324
7.1.8 Cas des réservoirs324
7.1.8.1 Principe325
7.1.8.2 Maîtrise de la fissuration sans calcul direct327
7.1.8.3 Approche selon le MC 2010331
7.1.8.4 Méthode proposée par l'annexe nationale 2016332
7.1.8.4.1 Classe d'étanchéité 1332
7.1.8.4.2 Classe d'étanchéité 2333
7.1.8.5 Comment calculer les réservoirs ?335
7.1.8.5.1 Soit par application du [7.3.3]335
7.1.8.5.2 Soit par application du [7.3.4] calcul de wk336
7.1.8.6 Comparaison avec les règlements en vigueur337
7.1.8.7 Évaluation simplifiée des contraintes des éléments soumis à des déformations gênées339
7.1.9 Dispositions constructives fascicule 74
Annexe nationale EC2-3 de 2016341
7.2 Application : cas des sections rectangulaires à l'ELS
343
7.2.1 Notations343
7.2.2 Formules343
7.2.3 Exemples d'application345
7.2.4 Exemple de calcul d'ouverture de fissures347
7.2.5 Exemple de réservoirs348
7.2.6 Exercices sur les réservoirs351
7.2.6.1 Exercice 1351
7.2.6.1.1 Calcul par lecture des courbes 7-103 7-104352
7.2.6.1.2 2e approche : par calcul direct353
7.2.6.2 Exercice 2359
7.2.6.3 Cas d'un réservoir étudié selon l'annexe nationale 2016361
7.2.6.3.1 Étude du ferraillage horizontal avec un effort normal de traction et un moment363
7.2.6.3.2 Principe des effets du retrait365
7.3 États limites de déformation
372
7.3.1 Principes du code modèle CEB FIP 1990372
7.3.1.1 Définition des stages372
7.3.1.2 Comportement à l'état fissuré373
7.3.2 Considérations générales376
7.3.3 Cas où le calcul des flèches peut être omis376
7.4 Vérification des flèches par le calcul
379
7.4.1 Cas des sections non fissurées379
7.4.2. Cas des sections fissurées379
7.4.2.1 Principe du calcul des flèches382
7.4.2.2 Méthode simplifiée383
7.4.2.3 Cas des bâtiments383
Chapitre 8 Exercices sur les poutres387
8.1 Poutre isostatique
387
8.1.1 Justification vis-à-vis de la flexion388
8.1.1.1 Détermination des données388
8.1.1.2 Calcul des aciers de flexion390
8.1.1.3 Vérifications à l'état limite de service392
8.1.2 Justification au tranchant395
8.1.2.1 Vérification du béton et dimensionnement des armatures transversales : détermination des cisaillements396
8.1.2.2 Vérification du béton et dimensionnement des armatures transversales : problème de la reprise de bétonnage401
8.1.3 Zones d'about407
8.1.3.1 Ancrage de la bielle [EC2 9.2.1.4]407
8.1.3.2 Bielle d'about (voir 7.5.2)408
8.1.3.3 Longueur d'ancrage409
8.1.3.4 Vérification de la bielle414
8.2 Poutres continues
415
8.2.1 Évaluation des moments415
8.2.1.1 Recherche du moment maximum sur l'appui intermédiaire B415
8.2.1.2 Recherche du moment maximum sur la première travée416
8.2.1.3 Recherche du moment maximum sur la deuxième travée417
8.2.2 Récapitulatif417
8.2.3 Comparaison avec les règles du guide d'application419
8.3 Exemple de dalles continues
419
8.3.1 Définition des portées420
8.3.2 Actions420
8.3.3 Calcul des sollicitations420
8.3.3.1 Recherche du moment maximum sur appui sans redistribution421
8.3.3.2 Recherche du moment minimal sur appui correspondant au moment maximal en travée422
8.3.3.3 Récapitulatif425
8.3.3.4 Comparaison avec le BAEL426
8.3.3.5 Calcul des armatures de flexion427
8.3.3.6 Vérification de l'effort tranchant430
8.3.4 État limité de service de compression et de traction431
8.3.5 État limite de service de fissuration432
8.3.6 État limite de service de déformation432
8.3.6.1 Méthode rapide432
8.3.6.2 Calcul de la flèche432
8.3.6.2.1 Calcul de la flèche en section fissurée432
8.3.6.2.2 Calcul en section non fissurée433
8.4 Étude d'une réservation dans une poutre (tranchant + traction)
434
8.4.1 Rappel434
8.4.2 Action d'ensemble436
8.4.2.1 Traverse supérieure436
8.4.2.2 Traverse inférieure438
Chapitre 9 Coutures des membrures coutures des surfaces de reprise443
9.1 Liaison hourdis nervure
443
9.1.1 Principes443
9.1.1.1 Cas du bâtiment443
9.1.1.2 Cas des ponts445
9.1.1.3 Dérogation au calcul des coutures des tables445
9.1.2 Méthodes446
9.1.2.1 Détermination de (...)Fd446
9.1.2.2 Évaluation de l'angle des bielles447
9.1.2.3 Aciers de couture de la jonction447
9.1.2.4 Comparaison avec la méthode du BAEL447
9.1.3 Couture des membrures tendues447
9.1.4 Cumul du tranchant et de la flexion transversale448
9.1.5 Effort tranchant et flexion transversale dans le cas de poutres caissons448
9.1.6 Ancrage des armatures longitudinales tendues situées sur beff448
9.2 Exemple
449
9.2.1 Calcul de la couture par l'EC2449
9.2.2 Cas de l'approche BAEL450
9.2.3 Vérification du cisaillement limite450
9.3 Règle des coutures
451
9.3.1 Principe451
9.3.2 Définition des surfaces453
9.3.3 Limites de cisaillement usuelles au droit de reprises de bétonnage454
9.3.4 Disposition des aciers de couture457
9.3.5 Application aux murs de grandes dimensions en béton peu armé en zone sismique457
Chapitre 10 Torsion459
10.1 Cisaillement de torsion
459
10.1.1. Cas des sections creuses459
10.1.2. Cas des sections pleines459
10.1.3. Cas des sections de forme complexe460
10.2 Principes
461
10.2.1 Armatures transversales462
10.2.2 Armatures longitudinales462
10.3 Limitation de la compression des bielles
463
10.4 Cas d'actions combinées tranchant et torsion
463
10.5 Cas particulier du pourcentage d'acier minimum des poutres
467
10.6 Dispositions constructives
467
10.7 Exercice
468
Chapitre 11 Poinçonnement471
11.1 Définitions
471
11.2 Principes
471
11.2.1 Les contours de contrôle472
11.2.2 Détermination du facteur d'excentricité de la charge bêta474
11.2.3 Cas particulier des trémies situées à moins de 6.d d'un poteau ou d'une charge477
11.3 Cisaillement limite sans armatures de renfort
477
11.3.1 Vérification au niveau de la section de contrôle de référence477
11.3.2 Vérification au nu du poteau479
11.3.3 Cas particulier des semelles de fondations480
11.4 Cisaillement limite avec armatures de renfort
481
11.4.1 Cisaillement limite en présence d'armatures de poinçonnement481
11.4.2 Non-écrasement des bielles481
11.4.3 Détermination du contour uout où les armatures ne sont plus requises482
11.4.4 Dispositions constructives sur le positionnement des armatures483
11.4.5 Dispositions constructives complémentaires du chapitre 9 de l'Eurocode484
11.4.6 Cas des poteaux rectangulaires allongés ou des voiles courts486
11.5 Cas particulier des dalles
487
11.6 Dispositions constructives
487
11.7 Exemples
489
11.7.1 Exemple n° 1489
11.7.2 Exemple n° 2489
Chapitre 12 Analyse du second ordre - Cas des poteaux493
12.1 Instabilité élastique et flambement
493
12.1.1 Les définitions493
12.1.2 Force critique de flambement494
12.1.2.1 Notion de force critique d'Euler494
12.1.2.2 Déformées de second ordre495
12.2 Les méthodes simplifiées
495
12.2.1 Cas des bâtiments495
12.2.2 Systèmes de contreventement sans déformation significative d'effort tranchant496
12.2.3 Cas où la déformation par tranchant n'est pas négligeable497
12.3 Imperfections géométriques
498
12.3.1 Inclinaison forfaitaire498
12.3.2 Cas des éléments isolés499
12.3.2.1 Cas des poteaux inclinés dans le même sens et contreventés500
12.3.2.2 Cas des poteaux inclinés en opposition et contreventés500
12.3.2.3 Cas d'un poteau incliné de toiture501
12.3.2.4 Cas des murs ou des poteaux isolés dans des structures à noeuds fixes501
12.3.3 Excentricité minimum502
12.4 Longueurs de flambement
502
12.4.1 Estimation des longueurs de flambement502
12.4.1.1 Cas des poteaux isolés502
12.4.1.2 Cas du poteau de hauteur l à noeuds fixes503
12.4.1.3 Cas du poteau à noeuds déplaçables503
12.4.1.4 Cas particuliers504
12.4.1.5 Autre cas505
12.4.1.6 Remarques complémentaires505
12.4.2 Comparatif avec les méthodes françaises506
12.4.2.1 Cas des poteaux isolés506
12.4.2.2 Ossatures à noeuds déplaçables507
12.4.3 Prise en compte des voiles transversaux509
12.5 Effets du second ordre négligés : cas des poteaux isolés
511
12.5.1 Cas particulier des poteaux à noeuds fixes, ou contreventés513
12.5.2 Cas particulier des poteaux à noeuds déplaçables (comme un mât)513
12.5.3 Autre critère de simplification513
12.6 Méthodes de calcul
513
12.6.1 Méthode générale par analyse non linéaire514
12.6.1.1 Notion de fluage efficace515
12.6.1.2 Courbes contraintes déformations sous fluage516
12.6.1.3 Prise en compte du béton tendu518
12.6.1.4 Cas où le fluage n'est pas pris en compte520
12.6.2 Méthode d'analyse basée sur une rigidité nominale521
12.6.2.1 Estimation de la raideur nominale522
12.6.2.2 Commentaires des Backgrounds524
12.6.3 Méthode par amplification des moments527
12.6.4 Méthode par estimation des courbures528
12.6.4.1 Principe de la méthode528
12.6.4.2 Comment évaluer la courbure 1/r ?530
12.6.4.3 Cas des sections rectangulaires531
12.6.4.4 Principes généraux de justifications534
12.6.5 Poteaux sous compression centrée : Annexe nationale534
12.6.5.1 Pour les poteaux rectangulaires courants535
12.6.5.2 Cas des sections circulaires535
12.6.6 Les méthodes usuelles françaises536
12.6.6.1 Notion d'excentricité interne et externe536
12.6.6.2 Méthode simple de l'équilibre540
12.6.6.3 La colonne modèle542
12.6.7 Examen de cas particuliers544
12.6.7.1 Charge unique en tête544
12.6.7.2 Appui élastique en pied545
12.6.7.3 Charges à plusieurs niveaux546
12.6.7.4 Prise en compte d'une charge uniformément répartie sur la hauteur du mât547
12.6.7.5 Cas du poteau précontraint548
12.6.7.6 Cas des piles de contreventement548
12.7 Dispositions constructives des poteaux
549
12.7.1 Dispositions particulières549
12.7.7.1 Armatures longitudinales549
12.7.7.2 Armatures transversales550
12.7.7.3 Cas des poteaux présentant une réduction de section551
12.7.7.4 Cas du poteau circulaire551
12.7.7.5 Récapitulatif551
12.7.2 Dimensionnement d'un poteau551
12.7.3 Remarques sur les dispositions constructives des poteaux552
12.7.3.1 Cas des poteaux classiques sous compression centrée552
12.7.3.2 Position française sur les attentes des poteaux bi-articulés (cas courants en bâtiment)552
12.7.3.3 Exemple 1554
12.7.3.4 Exemple 2556
12.7.3.5 Cas des poteaux avec moments aux extrémités559
12.7.3.6 Exemple Annexe française560
12.8 Instabilité latérale des poutres élancées
563
12.9 Exercices d'application
564
12.9.1 Exercice 1 : méthode de la rigidité nominale564
12.9.2 Exercice 2 : méthode de la courbure567
12.9.3 Exercice 3 : méthode simplifiée et méthode de la courbure570
12.9.4 Exercice 4 : détermination des longueurs de flambement574
Chapitre 13 Les fondations profondes595
13.1 Fondations de type puits et pieux
595
13.1.1 Fondations profondes : rappels de la NF P94-262595
13.1.1.1 Contrainte de référence596
13.1.1.2 Les vérifications596
13.1.1.3 Cas des pieux tendus597
13.1.1.4 Principales règles pour les pieux tendus ou fléchis598
13.1.2 Semelle sur un pieu ou un puits598
13.1.2.1 Les principes598
13.1.2.2 Disposition de ferraillage : NF-P94-262599
13.1.3 Calcul du chevêtre601
13.1.3.1 Traction dans le tirant602
13.1.3.2 Comparatif des méthodes603
13.1.3.3 Vérification des bielles de compression603
13.1.3.4 Comparatif avec le BAEL609
13.1.4 Exemple610
13.2 Cas du chevêtre soumis à un moment
612
13.2.1 Cas où les pieux ne sont pas tendus612
13.2.2 Cas où un pieu est tendu614
13.3 Guide d'application national
615
13.3.1 Cas de deux pieux615
13.3.1.1 Limitation de la contrainte de compression des bielles616
13.3.1.2 Armatures principales617
13.3.1.3 Armatures supérieures618
13.3.1.4 Armatures de répartition verticales618
13.3.2 Cas de trois pieux618
13.3.2.1 Domaine de validité618
13.3.2.2 Limitation de la contrainte de la compression des bielles619
13.3.2.3 Armatures principales619
13.3.2.4 Armatures disposées en cerces avec un quadrillage de répartition620
13.3.2.5 Armatures disposées en cerces et suivant les médianes620
13.3.3 Cas de quatre pieux621
13.3.3.1 Domaine de validité, hypothèses621
13.3.3.2 Limitation de la contrainte de compression des bielles622
13.3.3.3 Armatures principales622
13.3.3.3.1 Armatures en cerces (ou suivant les côtés) et quadrillage réparti623
13.3.3.3.2 Armatures disposées en cerces (ou suivant les côtés) et suivant les diagonales623
Chapitre 14 Les semelles de fondations625
14.1 Semelles filantes et isolées
625
14.1.1 Cas de la semelle sous charge centrée625
14.1.2 Cas de la semelle soumise à un moment625
14.2 Vérification de la fondation
626
14.2.1 Les principes de justification à l'ELU selon la NF P94-261629
14.2.1.1 Vérification de l'équilibre « EQU »629
14.2.1.2 Vérification du « STR »630
14.2.1.3 Vérification de la portance STR-ELU631
14.2.1.4 Le glissement ELU-STR633
14.2.1.5 État limite de service STR-ELS634
14.2.1.6 Valeur des tassements différentiels635
14.2.2 Annexe française de l'EN 1992-1636
14.3 Semelles non armées transversalement
637
14.4 Semelles armées transversalement
638
14.4.1 Principe des calculs d'une semelle soumise à Nu' Mu638
14.4.2 Détermination des aciers639
14.4.3 Arrêt des barres641
14.4.4 Approximations reconduites par le guide d'application national644
14.4.5 Armatures minimales de chaînage647
14.4.6 Aciers en attente647
14.4.7 Vérification du non-poinçonnement647
14.4.7.1 Définition de la section de contrôle647
14.4.7.2 Cas d'une charge centrée648
14.4.7.3 Cas des semelles avec moment649
14.4.8 Cas particuliers traités par l'Annexe française651
14.4.8.1 Fondations à des niveaux différents651
14.4.8.2 Fondations superficielles à proximité d'ouvrages sur pieux652
14.4.8.3 Fondations au voisinage de fouilles et talus652
14.4.8.4 Précautions contre le gel652
14.4.8.5 Béton de propreté652
14.5 Les fondations à encuvement
653
14.5.1 Conception des encuvements à parois à clés653
14.5.2 Encuvements à parois lisses655
14.5.3 Règles de l'art656
14.5.4 Cas particulier de l'encuvement avec µ = 0656
14.5.5 Vérification du pied du poteau661
14.5.6 Cas particulier de l'encuvement avec µ > 0662
14.6 Exemples
663
14.6.1 Cas d'une charge centrée663
14.6.2 Cas d'une charge excentrée667
14.7 Cas des murs de soutènement
670
14.7.1 Détermination des actions670
14.7.2 Les principes672
14.7.3 États limites672
14.7.3.1 Stabilité externe672
14.7.3.1.1 Justification de la portance du sol673
14.7.3.1.2 La résistance au glissement du mur676
14.7.3.1.3 Justification à l'état limite de service677
14.7.3.1.4 Résumé678
14.7.3.2 Stabilité interne
679
14.7.4 Exemple680
14.7.4.1 Données680
14.7.4.2 ELU de glissement sur la base682
Chapitre 15 Les noeuds de portiques et les consoles courtes687
15.1 Les noeuds
687
15.1.1 Principe des justifications687
15.1.2 Cas des moments négatifs687
15.1.2.1 Poutres et poteaux de hauteurs comparables687
15.1.2.2 Cas des poutres et poteaux de hauteurs différentes (HP/HT > 1,5)689
15.1.2.3 Cas particulier691
15.1.3 Cas des moments positifs691
15.1.3.1 Cas des noeuds peu sollicités691
15.1.3.2 Cas des noeuds fortement sollicités : ((...)bh > 2 %)692
15.1.3.3 Dispositions dans le cas du portique simple693
15.1.4 Calcul d'un portique articulé en pied695
15.1.4.1 Calcul de la traverse696
15.1.4.1.1 Section en travée696
15.1.4.1.2 Section sur appui697
15.1.4.1.3 Vérification du cisaillement697
15.1.4.2 Calcul du poteau en tête698
15.2 Corbeaux consoles courtes
706
15.2.1 Définition706
15.2.2 Méthode classique706
15.2.2.1 Méthode des bielles-tirants708
15.2.2.2 Autres approches712
15.2.3 Ferraillage complémentaire713
15.2.3.1 Cas : a (...) h (...)2713
15.2.3.2 Cas : a (...) h (...) et Fu (...) VRd,c714
Chapitre 16 Voiles et poutres-voiles, chaînages, forces localisées717
16.1 Les voiles ou murs non armés
717
16.1.1 Définition de l'Annexe nationale de l'Eurocode 2717
16.1.2 Résistance de calcul aux forces axiales et moment717
16.1.3 Effort tranchant d'un mur non armé719
16.1.4 Comparaison des cisaillements des zones armées et zones faiblement armées721
16.1.5 Recommandations française722
16.1.6 Dispositions constructives minimales des murs : Annexe française723
16.1.7 Épaisseur minimale des voiles724
16.1.8 Contrainte normale dans un voile725
16.2 Poutres-voiles
725
16.2.1 Définition725
16.2.2 Rappel sur le schéma de bielles725
16.2.3 Modèle bielles-tirants dans une poutre-voile selon l'Eurocode 2727
16.2.3.1 Rappels des règles fondamentales727
16.2.3.2 Dispositions constructives des poutres-voiles730
16.2.4 Annexe nationale française730
16.3 Les voiles armés
731
16.3.1 Définitions731
16.3.2 Dispositions constructives731
16.3.2.1 Cas général de l'Eurocode 2731
16.3.2.1.1 Armatures verticales731
16.3.2.1.2 Armatures horizontales732
16.3.2.2 Annexe nationale française732
16.3.2.2.1 Armatures verticales732
16.3.2.2.2 Armatures horizontales732
16.3.3 Effort tranchant d'un mur armé733
16.4 Les chaînages
733
16.4.1 Chaînages verticaux733
16.4.2 Chaînages horizontaux périphériques et internes734
16.4.3 Chaînages horizontaux735
16.5 Forces localisées
735
16.5.1 Principe des calculs735
16.5.2 Application au cas simple d'une zone d'ancrage738
16.5.2.1 Modèle de calcul738
16.5.2.2 Limitation des contraintes dans la zone de diffusion739
16.5.2.3 Limitation des contraintes après la zone de diffusion739
16.5.2.4 Ferraillage dans le prisme de première régularisation739
Bibliographie741