EUROCODE N° 4 REGLES UNIFIEES COMMUNES POUR LES CONSTRUCTIONS MIXTES ACIER-BETON. Rapport

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Commission des Communautés européennes procédés industriels BÂTIMENT ET GENIE CIVIL EUROCODE N° 4 REGLES UNIFIEES COMMUNES POUR LES CONSTRUCTIONS MIXTES ACIER-BETON Rapport EUR 9886 FR Agrandissement à partir d'un original microfiche Commission des Communautés européennes procédés industriels ». BÂTIMENT ET GENIE CIVIL EUROCODE N° 4 REGLES UNIFIEES COMMUNES POUR LES CONSTRUCTIONS MIXTES ACIER-BETON Rapport élaboré par: Prof. R.P. JOHNSON, Coventry (UK) Prof. K. ROIK, Bochum (D) Ir. G.H. MATHIEU, Paris (F) Ir. J.W.B. STARK, Delft, (NL) Mr. J. JANSS, Liège (Β) Direction générale Marché intérieur et Affaires industrielles 1985 EUR 9886 FR Publié par: COMMISSION DES COMMUNAUTÉS EUROPÉENNES Direction générale Marché de l'Information et innovation Bâtiment Jean Monnet LUXEMBOURG AVERTISSEMENT Ni la Commission des Communautés européennes, ni aucune autre personne agissant au nom de la Commission, n'est responsable de l'usage qui pourrait être fait des informations ci-après Le projet de code est préparé en vue d'une évaluation seulement et ne doit pas être utilisé comme base de calcul et/ou de construction (CECA — CEE — CEEA, Bruxelles-Luxembourg, 1985 TABLE DES MATIERES PREFACE 17 CHAPITRE 1 INTRODUCTION 17 . 1 OBJET 17 . ? DOMAINE D'APPLICATION 18 .3 HYPOTHESES 18 . 4 UNITES 18 . 5 NOTATIONS . 5 1 Généralités .5 2 Notations pour les grandeurs indépendantes du matériau .5 3 Autres notations pour .
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Commission des Communautés européennes
procédés industriels
BÂTIMENT ET GENIE CIVIL
EUROCODE N° 4
REGLES UNIFIEES COMMUNES
POUR LES CONSTRUCTIONS MIXTES
ACIER-BETON
Rapport
EUR 9886 FR
Agrandissement à partir d'un original microfiche Commission des Communautés européennes
procédés industriels
».
BÂTIMENT ET GENIE CIVIL
EUROCODE N° 4
REGLES UNIFIEES COMMUNES
POUR LES CONSTRUCTIONS MIXTES
ACIER-BETON
Rapport élaboré par:
Prof. R.P. JOHNSON, Coventry (UK)
Prof. K. ROIK, Bochum (D)
Ir. G.H. MATHIEU, Paris (F)
Ir. J.W.B. STARK, Delft, (NL)
Mr. J. JANSS, Liège (Β)
Direction générale
Marché intérieur et Affaires industrielles
1985 EUR 9886 FR Publié par:
COMMISSION DES COMMUNAUTÉS EUROPÉENNES
Direction générale
Marché de l'Information et innovation
Bâtiment Jean Monnet
LUXEMBOURG
AVERTISSEMENT
Ni la Commission des Communautés européennes, ni aucune autre personne agissant
au nom de la Commission, n'est responsable de l'usage qui pourrait être fait des
informations ci-après
Le projet de code est préparé en vue d'une évaluation seulement et ne doit
pas être utilisé comme base de calcul et/ou de construction
(CECA — CEE — CEEA, Bruxelles-Luxembourg, 1985 TABLE DES MATIERES
PREFACE
17
CHAPITRE 1 INTRODUCTION
17
. 1 OBJET
17
. ? DOMAINE D'APPLICATION
18
.3 HYPOTHESES
18
. 4 UNITES
18
. 5 NOTATIONS
. 5 1 Généralités
.5 2 Notations pour les grandeurs indépendantes du matériau
.5 3 Autres notations pour .les grandeurs non-géométriques
4s pour less géométriques
CHAP ITRE 2 - BASES POUR LE PROJET 23
2. 1 EXIGENCES FONDAMENTALES
2.2 CONCEPTION GENERALE DU PROJET · · 2
2 .3 REGLES GENERALES CONCERNANT LE 0 IMENSIONNEMENT AUX ETATS-LIMI TES · · · 2
2.3 . 1 Etats-limites et situations de de projet
2.3 . 2 Classification des états-limites
2.3. 3 Variables de base
2.3 . 4 Format de calcul
Etats-limites ultimes s de service
Valeurs de calcul des sollicitations s del de la capacité résistante et des propriétés des
matériaux
Valeurs de calcul des paramètres géométriques
2. 4 REGLES GENERALES RELATIVES AUX ACTIONS ET A LEURS COMBINAISONS ... 28
2. 4 1 Classification
2 . 4 2 Valeurs caractéristiques et autres valeurs représentatives
Actions permanentes
Aet i on s variables
Actionss ou variables de caractère particulier s accidentelles
2.4 3 Cas ci e c h a r g e
2.4 4 Combinaison d'actions
Vérification de l'équilibre statique et des états limites analogies n de la capacité résistante n des effets de fatigue
Vérification des états-limites de service
PROPRIETES DES MATERIAUX 34 2.5
2.5 1 Généralités
2.5 2 Lois contraintes-clé formations
3 Valeurs caractéristiques
4 Coefficients partiels
DURARILITE7
MODELES POUR IE CALCUL FT L'EXPERIMENTATION
2. 7 1 G é néra 11 tés
2.7 2 Modèles de calcul
G é n é r a 1 i t é s
Modèles pour le matériau s géométriques
2.7 3 Modèles expérimentaux
Objet
Exigence 2.8 COMPATIBILITE DE LA QUALITE 39
2.8.1 Exigences
2.8.2 Critères d'accomplissement
2.8.3 Plan de contrôle
CHAPITRE 3 - MATERIAUX 41
3.1 BETON
3.1.1 Généralités
3.1.2 Classes de béton
3.1.3 Retrait dun
3.1.4 Caractères de déformation du béton. Théorie élastique
Module sécant de déformation longitudinale pour des charges de
courte durée
Coefficients d'équivalence
Coefficient de Poisson
3.1.5 Caractères de déformation du béton. Théorie plastique
3.1.G Coefficient de dilatation thermique
3.2 ACIERS POUR BETON ARME 44
3.2.1 Généralités
3.2.2 Types et classification des aciers
3.2.3 Classes d'acier
3.2.4 Section à prendre en compte dans les calculs de résistance
3.2.5 Module de déformation longitudinale
3.2.6 Diagramme contraintes-déformations
3.2.7 Coefficient de dilatation thermique
3.2.8 Aptitude au soudage
3.3 ACIERS DE PRECONTRAINTE5
3.4S DE CONSTRUCTION
3.4.1 Généralités
3.4.2 Limite d'élasticité
3.4.3 Valeurs de calcul des caractéristiques du matériau
3.4.4 Relation contrainte-déformation et critère d'écoulement plastique
3.5 LIAISON ACIER - 8ET0N 47
3.5.1 Connecteurs
3.5.2 Autres moyens de connexion
CHAPITRE 4. ETATS LIMITES ULTIMES9
4.1 GENERALITES
4.1.1 Conception et dimensionnement des structures
4.1.2 Vérification à l'état-limite ultime
Poutres
Poteaux
Cadres
4.1.3 Methodes d'analyse des structures
4.2 CLASSIFICATION DES SECTIONS TRANSVERSALES DE POUTRES MIXTES 52
4.2.1 Généralités
4.2.2 Classification
Définitions
Position de l'axe neutre
4.3 ACTIONS ET SOLLICITATIONS 55
4.3.1 Ordre de succession des travaux de construction
Conception et dimensionnement de la structure définitive
Vérification de contrôle en cours de construction
4.3.2 Retrait du béton
4.3.3 Effets de la température dans les poutres
Généralités
Structures exposées dont les sections transversales sont de la
classe 3 ou 4
-ii-4.3.4 Charges concentrées
4.4 ANALYSE DE LA STRUCTURE 57
4.4.1 Généralités
4.4.2 Assemblages poutres-poteaux de cadres
4.4.3 Analyse de poutres continues et de cadres
Généralités
Poutres mixtess sur appuis simples (articulés).
Cadres contreventés comprenant, des poteaux en acier ou mixtes
et des assemblages simples (articulés).
Cadres comprenant des poutres mixtes et des assemblages rigides. st dess métalliques, des poteaux mixtes et
des assemblages rigides.
Cadres comprenant des poutres ou dalles en béton, des poteaux
mixtes et des assemblages monolithes.
4.4.4 Rigidité flexionnelle des poutres
Aire efficace de la semelle en béton
Perte de rigidité due à la fissuration de la semelle en hét on
riuage du béton en compression
4.4.5 Rigidité flexionnelle des poteaux
Influence du glissement lors d'une analyse élastique
Application de la théorie des rotules plastiques
Analyse élasto-plastique
4.5 ANALYSE OES SECTIONS TRANSVERSALES DES POUTRES 63
4.5.1 Domaine d'application des méthodes
4.5.2 Hypothèses
4.5.3 Aire efficace de la section de la semelle en béton
Généralités
Sections des classes 1 et 2 soumises à flexion. s dess 3 et 4s à.
Semelles de béton sollicitées axialement. s den avec une extrémité libre dans la région de
moments non nuls.
Semelle de béton nervurée.
4.5.4 Déversement
Généralités
Supports latéraux discontinus
Encastrement continu à la torsion
Semelle comprimée considérée comme un élément isolé
4.6 ANALYSE PLASTIQUE POUR LA DETERMINATION OE LA RESISTANCE DES SECTIONS
TRANSVERSALES DE POUTRES 69
4.G.1 Connexion au cisaillement complète ou partielle
4.6.2 Moment de résistance de poutres avec connexion complète
4.6.3 Effet tranchant
4.G.4 Combinaison d'effort tranchant et de moment fléchissant
4.7 ANALYSE ELASTIQUE OU ELASTO-PLASTIQUE POUR LA DETERMINATION DE LA
RESISTANCE DES SECTIONS TRANSVERSALES DE POUTRES 70
4.7.1 Généralités
4.7.2 Sections transversales de la classe 3
Resistance à la flexion
Combinaison d'effort tranchant et de moment fléchissant
4.7.3 Sectionss de la classe 4
4.7.4 Poutres à âme pleine avec âme élancée et raidisseurs transversaux
4.8 POTEAUX - GENERALITES 73
4.8.1 Domaine d'application
Généralités
Géométrie et mise en charge
Matériaux
4.8.2 Analyse de la capacité portante 4.8.3 Longueurs effectives des poteaux
4.8.4 Caractéristiques géométriques des sections transversales
Résistance au voilement local
Recouvrement de béton et armatures
Paramètre de contribution de l'acier
4.8.5 Charge d'affaissement des sections transversales
Profils enrobés de béton
Profils creux remplis de béton
4.8.6 Rigidité flexionnelle élastique efficace des sections transversales
Généralités
Influence des actions de longue durée sur la rigidité flexionnelle
4.8.7 Elancement équivalent
4.8.8 Résistance des sections transversales sollicitées en compression
axiale combinée avec de la flexion
4.8.9 Cisaillement longitudinal des poteaux
Charges transmises par des poutres ou des planchers
Cisaillement dû à des charges transversales
Goujons connecteurs fixés à l'âme d'un profil métallique enrobé de
béton
4.9 POTEAUX. DIMENSIONNEMENT BASE SUR LES COURBES EUROPEENNES DE FLAMBEMENT 81
4.9.1 Oomaine d'application
4.9.2 Rigidité flexionnelle et élancement équivalent
4.9.3 Moments de flexion le long du poteau
4.9.4 Poteaux chargés axialement
4.9.5 Compression axiale combinée avec flexion uniaxiale
Résistance des sections transversales e des éléments
Poteau fléchi uniquement suivant l'axe de forte inertie
4.9.6 Compression axiale combinée avec flexion biaxiale
4.10 POTEAUX. DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIE 85
4.10.1 Domaine d'application
Profils enrobés de béton s creux remplis de béton
4.10.2 Axes de forte et de faible inertie 3 Poteaux courts et élancés
4.10.4 Limitations des élancements des poteaux
4.10.5 Poteaux courts contreventés
Poteaux chargés axialement x soumis à des charges faiblement excentrées
4.10.6 Poteaux courts soumis à compression axiale combinée avec de la
flexion
Domaine d'application
Excentricités de calcul de l'effort normal
Dimensionnement pour la flexion suivant l'axe de forte inertie t pour la flexion suivant l'axe de faible inertie tr lan biaxiale
4.10.7 Poteaux élancés
CHAPITRE 5. ETATS LIMITES DE SERVICE 91
5.1 GENERALITES
5.2 ANALYSE 9
5.2.1 Analyse de la structure
Généralités
Poutres continues avec dalle de béton tendue aux appuis mais non
à mi-portée
5.2.2 Analyse des sections transversales de poutres
5.3 FISSURATION DU BETON2
5.3.1 Principes
-iv-5.3.2 Conformité sans calcul de l'ouverture des fissures
5.3.3é en limitante calculée des fissures
5.4 DEFORMATIONS 93
5.4.1 Généralités
5.4.2 Calcul des déformations maximales des poutres
5.5 EFETS DYNAMIQUES5
5.5.1 Généralités
5.5.2 Passerelles mixtes
CHAPITRE 6. CONNEXIONS AU CISAILLEMENT DES POUTRES 97
6.1 GENERALITES
6.1.1 Principes
6.1.2 Espacement des connecteurs
Espacement uniforme t non uniforme
6.1.3 Résistance des connecteurs
6.1.4 Capacité de déformation des connecteurs
Connecteurs flexibles s rigides
G. 2 CISAILLEMENT LONGITUDINAL 99
6.2.1 Analyse élastique des sections transversales des poutres
Généralités
Retrait et température
6.2.2 Analyse é.l as to-plastique des sections transversales des poutres
Connexion complète n partielle
G. 3 RESISTANCE DE CALCUL DES CONNECTEURS 101
G.3.1 Généralités
6.3.2 Connecteurs en goujons
Goujons à tête - Résistance au cisaillement
Influence de la traction sur la résistance au cisaillement
Goujons sans tête - Résistance aut s à tête combinés avec tôle d'acier profilée
G.3.3 Connecteurs de type butée
6.3.4 Ancrages et boucles
G. 3.5s de type butée combinés avec ancrages ou boucles
6.4 REGLES DE DETAIL CONCERNANT LES CONNECTEURS 107
G.4.1 Recommandations générales
Résistance aux efforts de séparation
Recouvrement et compactage du béton
Armatures locales de la dalle
Ren formi s
Espacement des connecteurs
Dimensions de la semelle de la poutrelle métallique
6.4.2 Connecteurs en goujons
G.4.3 Goujons à tête combinés avec tôle d'acier profiloi!
Généralités
Nervures de plancher orientées transversalement aux poutro's
porteuses
6.4.4 Ancrages et boucles
G.5 BOULONS A HAUTE RESISTANCE 111
G.5.1 Généralités
6.5.2 Exigences de concept ioti et de calcul. Charge statique
Etat limite de service
Etate ultime
6.5.3 Règles de détail concernant les boulons, à haute résistance 6.6 ARMATURES TRANSVERSALES 112
6.6.1 Cisaillement longitudinal
6.6.2 Armatures transversales minimales
6.6.3 Espacement des armatures transversales
CHAPITRE 7. PLANCHERS MIXTES A TOLE PROFILEE D'ACIER ... 115
7.1 GENERALITES5
7.1.1 Domaine d'application
7.1.2 Définitions
Planchers mixtes
Action mixte
Armature des dalles
7.2 MATERIAUX 117
7.2.1 Tôle profilée d'acier
Nuance de l'acier
Dimensions de la tôle
Revêtement
7.2.2 Béton
Généralités
Adjuvants
Epaisseur de la dalle. Dimensions des agrégats
7.2.3 Armatures
7.3 ACTIONS ET SOLL ICITAIONS 119
7.3.1 Situations de projet
7.3.2 Charges
Tôle profilée considérée comme coffrage
Plancher mixte
7.3.3 Combinaisons des charges et cas de charges
7.4 ANALYSE DE LA STRUCTURE 12°
7.4.1 Tôle profilée considérée comme coffrage
7.4.2 Plancher mixte
Analyse des planchers mixes continus
Charges concentrées
7.5 VERIFICATION DE LA TOLE PROFILEE D'ACIER CONSIDEREE COMME COFFRAGE ... 122
7.5.1 Caractéristiques des sections
7.5.2 Etat limite ultime
7.5.3 Etat limite de service
7.6 VERIFICATION DU PLANCHER MIXTE3
7.6.1 Etat limite ultime
Critères de calcul
Résistance ultime en flexion ee au cisaillement
Effort tranchant et poinçonnement
7.6.2 Etat limite de service
Fissuration du Béton
Flèche
CHAPITRE 8. PLANCHERS OU COUVERTURES A DALLES PREFABRIQUEES . 129
8.1 GENERALITES 129
8.2 CHARGES APPLIQUEES l29
8.3 CONNEXION ENTRE POUTRELLE METALLIQUE ET DALLE EN BETON 12
8.3.1 Lit de mortier et tolérances
8.3.2 Corrosion
8.4 CISAILLEMENT LONGITUDINAL 130
8.4.1 Interfaces
8.4.2 Connexion au cisaillement
8.4.3 Armatures transversales ·
8.4.4 Planchers de béton servant de diaphragme
-vi-

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