Fé'ifier- 2009 (DiTI P 06-002)
CSTB Je futur enconstruction
DTU - RÈGLES DE CALCUL
RÈGLES NV 65 Règles définissant les effets de la neige et du vent sur les constructions et anne xes
Février 2009
CSTB le (ururen con:,;uUuioll
Ave rt issem ent de l'éditeur La présente édition des Règles NV 65 incorpore tous les modificatifs publiés à ce jour dont le modificatif n" 4 de février 2009. Ce modificatif n" 4 modifie les cartes" vent" et « neige" des Règles NV 65 pour assurer la cohérence avec l'Eurocode 1. 1/ fait suite au modificatif n° 2 de décembre 1999, relatif à la modification de la carte" vent" (qui annulait et remplaçait le modificatif n" 1 de février 1987) et au modificatif n° 3 d 'avril 2000 relatif à la carte « neige ».
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Cette édition incorpore, tout comme l'édition d'avril 2000 du CSTB, la partie des règles N 84 nécessaires à l'application des règles NV lorsque les constructions ne sont pas calculées aux états limites.
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Toute reproduction ou représentatio n inté grale ou partielle, par que lque procédé que ce soit, des pages publ iées dans le présent ouvrage, faite sans l'autorisation de l'éditeur ou du Centre Français d'Exploitatio n du droit de cop ie (3, rue Hautefeuille, 75006 Paris), est illicite et constitue une contrefaço n. Seules sont auto risées, d'une part, les rep roductions strictement rése rvées à l'usage d u copiste et non destinées à une utilisatio n collective et, d'autre part, les analyses et co urtes citations justifiées par le caractère scientifique ou d' informat ion de l'œuvre dans laquel le elles sont incorporées (loi d u 1e • juillet 1992 - art. l122-4 et l 122-S et Code Pénal art. 425).
© CSTB février 2009
ISBN 978-2-8689 1-413-2
Règles NV 65
1
Sommaire
Sommaire Général Intr o d uction
3
Table m ét hod iq ue des mat ières
7
Règ le s NV 65
13
Annexes aux Règles NV 65
127
Pr incipa les not ations emp loyées d ans les Règles NV 65
217
Note explicative Les divisions et subdivisions des différents articles sont notées sous forme décima le avec les deu x particularités suivantes: - le zéro indique un paragraphe génér al ou une partie préliminaire ; - le neuf indique une conclusion relative à la subd ivision don t il dé pe nd.
Les figures sont numérotée s sép arém ent pour les règle s et po ur les comme ntaires. Chaqu e num éro de figure comporte trois indications: - une lett re R ou C indiquant que la figure se rapporte aux règles ou aux comme ntaires ;
un chiffre ro main l, Il ou III ind iq uant le chapitre auque l se rapporte la figure ; et un nombre arabe ind iquant le numéro propre de la figure . Par exe mple la figure C·III·21 est la 21' figure des com mentaires du chapitre III. Les grandeurs mécaniques sont exprimées avec les unités du système SI (mètre, kilogramme-masse, seconde) dont l'emp loi a été rendu ob ligatoire à la date d u 1" j anvier 1962.
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Règles NV 65
Introduct ion
Intro d uct io n Jusqu'en 1944, les règlements off iciels fr ançais fixaien t un e pression un iforme du ve nt sur les const ruct io ns qu ell es qu e soient leu r form e, leur hauteur ou leur sit uat io n. Horm is le rè gl ement du ministère d e l' Air, ils n'envisage aient pas l'existence des dép ression s. Ils t raduisaien t ain si très incorr ectement les effets réels d u vent sur les b âtime nts et st ru ctures, et co nd uisaient à une sécurité insuff isante ou excessive suivant le s cas . À la de m ande d u mini stère de la Recon str uct ion , une Co m miss io n f ut c réée p our éta b lir un règl em ent tenant com pte des do nnées sci en t if iques et statist iq ues co nnues à l' ép oq ue. Ma lhe ureuseme nt, p ou r le s b âtim en t s, ces d onn ées éta ient, à de rares except io ns pr ès, limitées à d e s essais aéro dynamiques étrangers, et pour les vitesses d u vent à l'exp é rien ce des techniciens de la Météorolog ie nati on ale en l'absence d 'archi ve s détruites pendant la guerre. Néanmoin s, les Règl es NV 46 furent rédig ées d'après ces rense ig nements incomplets, p our rép ondre au souci de m ettre rapi dem ent ent re les mains des constructeurs un document leur p e rm ettant d e faire face, sans gasp illage de m at ériaux et avec sécurité, à la tâche de la reco nstr ucti on . Dès ce m oment, il avait été prévu q ue ces Règles dev raie nt être révisées après un certain nom bre d'années. Pour préparer leur rév ision une enquête fut lancée auprès des util isat eurs en février 1956. Cette e nquête ne signala aucune lacune grave et montra que pendant d ix ans l' ap p licat io n des Règles n'avait jamais don né lieu à de réelles difficu ltés tout en ayant cond uit à des économies appréciables. Une nouve lle Co m missio n d e réd act ion fut alors créée. Consciente des amélio ratio ns nécessaires, son t ravail a été ori ent é p ar un certain nom b re d'idées d irect rices.
1
Faciliter l'utilisation des Règles
Pour répondre aux des ide rata de l'enquête, la Co mmissio n a étab li un me il leur p lan po ur le chapit re « Effets du vent ». Le pre mier art icle constitue une sorte de gui de . Il indique en particu lier l'ordre dans leq uel se présente nt le s d ét ermin ati on s success ives p erm ettant d'abouti r au ca lc ul des sollicita tions. Chacun des cinq aut res art icles tr ait e un ty pe d e constructio n caractérist iq ue au po int de vue aé ro dy nam iq ue. En o ut re, la Co mm ission a introduit un texte III - 2,9 co ncerna nt les cas co urants de co nstruct io ns p aral lélépipédiques q ui, en p ratique, représente nt la majeure partie des bâtime nts. La simpl icité d'em p lo i de ces p rescr ipt io ns, fo ndée sur la noti on d 'e nve loppe, est pa rfo is acqu ise au prix d'une légère majorat io n de s so llicitatio ns.
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Règle s NV65
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Introd ucti on
Ét e nd re le champ d'utilisation des Règle s
2
Pour permettre aux utilisateu rs d e tr ouve r les coeffi cie nts aéro dyna mi -
ques ré p ondant au plus grand nombre de cas possibles, la Commission a dépo uillé le s p rincipa ux résultats d 'e ssais exécutés à l'étrang e r et a fa it exécute r e n France une série impo rt ante d 'essais (1) pou r co mbler certa ines
lacune s. Elle a également ten u co mpte d es ét udes qu e leurs auteu rs o nt b ien vo ulu lui co mmunique r. Ainsi, de nomb re ux paragraph e s d es Rè g le s ont pu ê tre co mp létés et des p aragr aph e s nouve aux ont été ajo utés.
3
Ten ir compte de l'évolution des typ e s et modes de constructions
Le s te nda nces déjà amo rcées e n 1946 se so nt acc usées et d éve lo pp é e s au co urs des d ern ières années, à savoir : - nomb re toujours plus g rand d 'imme ub les o u de st ruct ures d e gra nde hauteur, dont beauco up sont exécutés e n é léments pré fab riq ués; - reco urs de p lus en pl us fréq uent à des matériaux légers en particuliers pour les toitu res et le s revête men ts de façades. La destruction complète par le vent de constructions du type classique s'est révé lée assez rare dans le passé. Mais il pourrait ne pas en être de même pour certai nes structu res é levées, légères, à faible coefficient d'a mo rtisse me nt qu i so nt très sensibles a ux rafales et aux to urb illons de Bén ard-Karma n. Par ailleurs en ce qu i co ncerne les revêtements de to itures et de faça des, il sem ble que de pu is une ving ta ine d'a nnées, des dé gâts plus ou moins import ants aient été constatés. Ces considé rations ont conduit la Co mmiss ion à se pe ncher sur le p rob lè me des actio ns locale s et de s actio ns dyna miq ues et à réd ige r d es Rè gle s co nce rna nt ces act ions da ns un sens p ropre à ass urer la séc urité.
Tenir com pte de l'évo lutlon des méthodes de calcul de d étermination de la sécurité
4
Le reco urs à deu x types de surcha rges, déjà e nvisagé dans les Rè g le s NV 46, pa raît s' imposer avec les méthode s de ca lcul suivant la thé or ie des états limites q ui se déve loppent en Fran ce et à l'étranger. La Co mmiss ion a essayé d e définir des surcharges norma le s co rrespo ndant à l'é tat de service et des s urcha rges extrêm e s co rresponda nt à la mise « hors serv ice ». Le s ca rtes d es surcharges climat iques de ne ig e et de vent ont été re vue s d ans cette o ptiq ue. Elles tienn ent compte des p lus fort es chutes de ne ig e et des p lus gra ndes vitesses de vent observées au 31 décemb re 1964.
1.
Arm. I.T.B,T.P" Novemb re 1960, Juillet-Août 1961, Janv ier 1963, Juin 1963, Octobre 1964
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Règles NV65 Introd uction
Bien entend u, les Règles NV 65 ayant p ou r seul but de fo urn ir d es bases pe rmettant de déte rminer les effo rts exercés pa r la neige et par le vent sur les constructions, la Commission s'est abstenue d' indique r le s conditions de vérification de la sécurité, laissant ce soin aux règlements pa rticuliers à chaq ue maté riau.
5
Tenir compte l'évolution des idées sur la détermination la vitesse de calcul du
Deux te nda nces se manifestent po ur estime r la valeur de calcul d u vent : l'une utilise le gradient de vent, compte tenu du type de terra in (me rs et lacs - prairies dén udées - plaines avec haies et bo uquets d'ar bres - agg lomé ratio ns), l'autre est basée sur la vitesse du vent à la hauteur météorolog ique sta nda rd à 10 mètr es. Q uel que soit le critère retenu, l'estimat ion du vent maxima l auquel une structure aura résisté au cours de sa vie présentera toujours un degré considé rab le d'incertitude : - correspondan ce des enreg istrements sur une durée donnée antér ieure et de ceux de la durée future de la construction;
- d urée et d imensions des rafal es ; - variat ion de leurs vitesses en fon ction de la hauteur ;
- conditions de la topograph ie locale ; - transposition de résultats d'essais sur maquett es au tunne l aérodynamiqu e à des structures placées dans un vent naturel et soumises à tous les effe ts de l' environnement (interactio n - sillage - Vent uri). La Co mmission a estimé qu'e lle manq uait d'éléments suffisants et certains d'app réciation pour changer les b ases des Règ les NV 46 : pression dynamique à 10 mètres; - loi moyen ne de variation avec la hauteu r ; classem ent en régions; coefficients mesurés au tunne l dans un courant de vitesse unifo rme.
Toutefois elle a cherché à t rad ui re la variat io n de l'effort rnoyen global du vent en fonction de la plus grande dimension de la pièce , du pa nneau ou de la structure considérés da ns le calcul. En conséquence la pr ession dynamiq ue de base d es p résentes Règles est d éfi ni e co mme celle s'exerçant sur un élément dont la plus grande dim en sion est de 0,50 m. Elle est donc plus élevée que celle des Règles NV 46 q ui co rrespo ndait à un élément de surface égale ou supérieure à 15 m 2 (avec majoration des actions locales pou r les surfaces comprises entre 15 et 5 m 2 ) . M ais il serait intéressant de les compa rer ent re elles, pui sque la déterminat ion des pressions dynamiques de calcul à partir des pressions dynamiques de base t ient compte de l'effet des d ime nsio ns par l'interméd iaire d 'un coefficient réd ucteur qui ne fi gur ait pas da ns les Règl es NV 46.
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RèglesNV 65 Introduct ion
t:appli cat io n des Rè g les NV 46 p e nd ant p lus d'un an a suscité d e nom b reu ses de man des de renseign ements et quelques observations motivées. La Co mmiss ion de réd actio n a est imé qu 'il convenait d' aménager les règ le s co rresponda nt à ces remarq ues. En mêm e t emps la réd action d éfinit ive d es Annexes a été t erminée compte te nu de cette mise au point. En co nclusio n, la Co mmissio n a uti lisé au mieux les connai ssances act uellement d isponib les pour essayer de parvenir à une meilleure évaluat ion de s sollici tat io ns réellement appliquées aux struct ures, et par suit e à une ap pré-
ciatio n plus adéquate de la résist ance de ce lles pou r lesque lles les effets du vent sont un facte ur important et pa rfo is déte rminant. Bien q ue ces
Règles co nst itue nt un progrès pa r rap po rt aux précédentes. la Com mission co nsidère qu 'i l con vient d'intensifier les recherches météorologiques et aérodynam iq ues, d e procéder à de s essais d irects sur des structures réelles
et de déve lopper les liaisons internatio nales afin de d isp ose r d'éléments plu s complets et plu s cert ains en vue d 'un e future révisio n. N. Esquif/an
e csrs
Règles NV 65
7
Table métho dique des matières
Table méthodique des matières Préambu le 1 2 3
14
1,241 1,242 1,243 1,244 1,244-1
17
1,244-2
18 18
1,245
13 Ob jet des règles .n Domaine des Règles....... . Vérification des conditions de résistance et de stabi lité.. .
13 14
CHAPITRE Il : Effet s de la neige Effets de la neige Préambule Charge normale, charge extrême et charge accidente lle .. 2 Valeur des charges .. 2,1 Régions...............................
19 19 ..19
2,2
Altitude
2,3
Dispositions simplifiées pour la prise en compte des charges accidentelles 24 Valeurs fixées par le cahier des charges 24 24 Influence des caractéristiques de la toiture Pente des versants .. 24 Aut res caractéristiques 25 25 Accumulations de la neige - Cas courants . 26 Bords de toitures...... ........................................ Zones où l'altitude est inférieure à 500 m ..26 Zones ou l'altitude est supérieure a 500 m .26 Saillies et obstacles locaux 27 28 Toitures multiples à redans(sheds) Noues des to its multiples 28 Versants symétriques.................. . 28 . 29 Versants dissymetriques.......... 30 Toitures à plusieurs niveaux Comb inaison des effets de la neige et du vent" 31 Répartition sensiblement uniforme de la neige 32 sur toute la toiture Possibilité de répartition non uniforme de la neige sous l'action du vent 32 Dispositions de la toiture rendant impossible l'enlèveme nt de la neige par le vent (sheds,noues obturées à une extrémité, terrasse avec acrotère) .....32
2,4 3 3,1 3,2 3,3 3,31 3,311 3,312 3,32 3,33 3,34 3,341 3,342 3,35 4 4,1 4,2 4,3
.
.
23
CHAPITRE III : Effe ts du vent
17
1
Généra lités
34
1,1 1,11 1,12 1,13 1,14
Définit ions et principes généraux 34 Direction du vent............ .. 34 Exposition des surfaces. .. 34 Maitre-couple 34 Act ion exercée par le vent sur une des faces d' un élément de paroi _... . 35 Pression dynamique et coefficient de pression.. ..35 Pression dynamique 36 Définition 36 Pression dynamique normale et pression dynamique extrême . 36 Pressions dynamiques de base . 36 Définition _. ...... .. . 36 Valeurs.. . 37 Valeurs fixées par le cahier des charges. .. .43 Mod ification des pressions dynamiques de base .43
1,15 1,2 1,21 1,22 1,23 1,231 1,232 1,233 1,24
1,246 1,3 1,31 1,31 1 1,312 1,313 1,32 1,321 1,322 1,4 1,41 1,42 1,421 1,422 1,423 1,43 1,5 1,51 1,511 1,512 1,52 2 2,0 2,01 2,02 2,03 2,1 2,11 2,12 2,13 2,131 2,131-1 2,131-11 2,131-12 2,131-2 2,131-21 2,131 ·22 2,131·3 2,131-31 2,131 -32 2,131 -33 2,132 2,132-1 2,132-2
Effet de la hauteur au-dessus du sol.,... ....43 Effet de site _....... . 45 Effet de masque 46 Effet des dimensions .47 Éléme nts d'u ne construction n'intervenant pas dans la vérification de la stabilité d'ensemb le au vent .......47 Élém ents d' une construction intervenant dans la vérification de la stabilité d'e nsemble au vent. ........48 Réduction maximale des pressions dynamiques de base 49 Valeurs limites des pressionsdynamiques corrigées.49 Disposit ion des const ructions 50 Classement des constructions en catégories 50 Forme d'ensemble 50 Position dans l'espace 50 Perméabilité des parois 50 51 Configuration des constructions Proport ions d' ensemble 51 Discontinuités des formes extérieures (actio ns locales) 52 Actions statiques exercées par le vent 53 Actions extérieures et actions intérieures 53 Actions sur les parois 53 Action élémentaire unitaire sur une face 53 Action résultante unitaire sur une paroi 54 Action résultante to tale sur une paroi 55 Action d'ensemble sur une constructio n 55 Actions dynamiques exercéespar le vent 56 57 Actions p arallèles à la direction du vent Cas des surcharges normales 57 Cas des surcharges extrêmes 58 58 Act ions perpendiculaires à la direction du vent Constructions prismatiques a base quadrangulaire 60 Prescriptions communes 6O Pression dynamiq ue 60 Direction du vent .. _ 60 Rapport des dimensions 1.. 60 Constructio ns prismatiques a base rect angulaire reposant sur le sol 60 Caractéristiques. . 60 Coefficient 1 61 Act ions extérieures 62 Actio ns moyennes 62 Paroisverticales. ...63 Vent normal 63 Vent ob liq ue 63 Toitures uniques . 63 Vent normal aux génératrices 63 Vent parallèle aux génératrices 66 Toitures multiples 67 Vent normal aux génératrices .. . . 67 Vent parallèle aux génératrices 67 Vent ob lique aux génératrices 67 Actions locales... . 68 Arêtes vert icales . . 68 Rives de toiture... . 68 0
. . . . . . .. .. .. . . .
•
©CSTB
Règles NV 65 Tab le méthodiq ue de s matières
2,132-3 2,132-4 2,132-5 2,14 2,141 2,142 2,143 2,143-1 2,143-11 2,143-12 2,143-2 2,144 2,145 2,15 2,151 2,152 2,153 2,16 2,161 2,161-1 2,161 -2 2,162 2,162-1 2,162-2 2,163 2,164 2,165 2,2 2,21 2,22 2,221 2,222 2,223 2,23 2,24 2,3 2,31 2,311 2,312 2,32 2,321 2,322 2,33
2,34 2,35 ©CSTB
Angle s d e t oitures . 69 Valeurs limites 69 A utres acti ons locales 70 Actions int érieures....... . 70 Constructions fe rmées 70 Construct io ns ouvertes comporta nt une paroi o uverte 71 Con structio ns ouvertes comportant deux parois op posées ouve rtes 71 Vent norma l aux parois 71 Parois situ ées dan s le courant d' air 71 Parois situées hors d u courant d'air. .. 72 Vent o b liq ue aux parois 72 Construct ions comportant des paro is partie llement ouvertes.................... ..72 Constructions à parois fermées do nt la toiture comporte un lant erneau ou un shed ouvert d 'un seul côté 73 Actions résultantes unitaires sur les paro is 74 Le vent ne traverse pas la construction . 74 Le vent traverse la construction 74 Valeurs limites 74 Actions d'ensemble .. 74 Bloc unique à toiture unique 75 Vent norma l aux génératrices de la t o iture 75 Vent parallèle aux génératrices de la t oiture. . .. 75 76 Bloc unique à toiture multiple Vent norma l aux qènèretrices de la t o iture 76 Vent pa rallèle aux génératrices de la t oiture 76 . 76 Blocs accolés à toiture unique . Blocs accolés à to iture multiple .. . 77 Files accolées de b locs accolés à toitu re uniq ue ou multiple . 77 Co nstructions prismatiques à base rectang ulaire éloi g nées du sol 77 Caractéristiques 77 78 Coefficients Yn et y~ Const ructions pour lesquelles 78 Constructions po ur lesquelles À.. $1 et,." < 2.5 79 Co nstruct ions comp rises entre de ux pl ans parallèles de grandes dime nsions (immeubles ou murs) 80 Actio ns extér ieures moyennes . . 80 Actions inté rieures .81 Construct ions prismatiques à base q uadrangula ire ou assimi lées, de caractéristiques spéciales, reposant ou non sur le 501.. 81 Construct ions ayant deux façades pa rallèles 81 Caracté ristiques. ...... . 81 Co effic ient "1 0 81 Const ruct ions à base cu adrangulai re dissymét rique .82 Caracté ristiques.... . 82 Coefficient t, 82 Constructions à base rectangulaire d ont une de s façades est remp lacée par une surface courbe symét rique co nvexe ou concave (d e flèche relative inféri eure à 0,20) . 82 Co nstr uct ions à façades parallèles présent ant d es décrochements en p lan .82 Co nstructions à façades parallèles de grande longueur en ligne brisée ou courbe . 83 Const ructions à façades parallèles p résentant un
2,351 2,352 2,4 2,41 2,42 2,9 2,91 2,92 2,921 2,922 2,923 2,93 2,931 2,931-1 2,931-2 2,931-21 2,931-22 2,932 2,94 2,95 2,96 2,97
3 3,0 3,01 3,02 3,03 3,1 3,2
3,3 3,31
3,32 3,4 3,41 3,411 3,412 3,413 3,42 3,5 3,51 3,52 3,521 3,522 3,6 3,7 3,71 3,711 3,712 3,72
d écrochem ent en élévation.
.
Caract èristiques..
. 83 • • • •• •• 83
83
Co efficient "10 .. . . . . . . . . . . . .. .. . . .. . .. . . . . . . .. Construct ions à décroch eme nts.... .. 83 Décrocheme nts en élévat ion 83 Déc roch ements en p\an 84 Co nstructions courantes à base rect ang ulaire méthode simpl ifiée 84 C aract éristiqu es 84 Pressio ns dynamiques.. . 86 Valeu rs. . . 86 86 Réductions Majo rati on s 87 Actio ns exté rieures.... . 87 Actions moyen nes ................................. ..87 Parois verticales 87 . 87 To iture......................... Vent normal aux génératrices 87 Vent par allèle aux génératrices 88 Act ions locales ........ . 88 Actio ns intér ieures................... .. 89 Act ions résultantes unit aires sur les parois et les versants 89 Actions d'e nsemble 90 Blocs accolés en une seule file à toiture unique 90 Constru ctions prismatiques à base polygonale réguliè re ou circulaire 90 Prescriptions communes . 90 Pression dynam ique 90 Direction d u vent ................................... . 90 Rappo rt de d imensions À..................... . 91 Caracté ristiques....... ......... . 91 Coe fficient global de traînée c......... .. 92 ... 94 Coe ff icients "1... Prisme s et cylind res à génératrices vertica les rep osant sur le sol (Yo), ou éloignés du sol d 'une d ist ance e ;;>; h (Yh) Prismes et cylind res à géné ratrices horizon ta les reposant ou non sur le sol ("Ih) 94 Prismes et cylind res à géné ratrices verticales éloignés d u sol d' une distance e < h.............. ....95 Actions extérieures 95 Actions moyen nes 95 Parois .................................. . 95 Toit ures 98 Face int érieure d'une construction élo ignée du sol 98 Actions locales 99 Actio ns intérieures 99 Prismes d e q uatre côtés (Catégorie 1) 99 Prismes de p lus de quatre côtés (Catégori es Il et III) et cylindres (Catégories IV. V et VI) . 99 Co nstructions fermées 99 Co nstruct ions o uvertes (catégo ries V et VI unique ment) 99 Actions résult ante s unitaires sur les parois 100 Actions d' ensembl e 100 Prismes et cylindres a géné ratrices vertica les 100 Const ructions fermées 100 Co nstruct ions do nt les parties inférieures et supér ieures sont ouvertes simultanément ou iso lément........................................ ...101 Prismes et cylind res à génératrices ho rizontales . ....101
Règles NV 65
9
Table mét hodique des matières
3,721 3,721·1 3,721·2 3,722 4
4,0 4,01 4,02 4,03 4,1 4,11 4,12 4,13 4,14 4,15 4,2 4,21 4,22 4,221 4,222 4,223 4,224 4,23 4,231 4,232 4,233 4,233·1 4,233·2 4,234 4,24 4,241 4,242 5 5,0 5,01 5,02 5,1 5,11 5,12 5,121 5,122 5,123 5,13 5,131 5,132 5,2 5,21 5,22 5,23
Vent norm al aux génératrices......... . 101 101 Cylindres éloignés d u sol d'une dist ance e d Cylind res reposant sur le sol ou éloi gnés d u sol d'une distance e < d 101 Vent parallèle aux génératrices l 0l Panneaux pleins et toitu res isolées l 02 l 02 Prescriptions communes Pression dy namique . 102 Fo rce hori zontale d'e ntraînement .... 102 Actions locales 102 Panneaux pleins......................................... . 102 Caractér istiq ues 102 Direct ion d u vent ....... ...103 103 Rappo rt de dim ensions À Coefficient glo bal de traînée Cl....................... . 103 Actions d'e nsemble 103 Toitures isolées . 104 Caracté ristiq ues . 104 .. 105 Toit ures à un versant Direction d u ven!..... ....................................... ...105 Rapport de dime nsion s À. 105 . 105 Actio ns résultantes unit aires sur le versant.. Actions d' ensemble 106 To it ure à deux versants symétriques..... ... 107 Direction d u vent 107 •.••• 107 Rapport de d imensions À. • Actions résultantes unitaires sur les versants. . ..108 Ven ontal ................... . 108 Vent oblique au bord horizontal.. . .. 109 Actions d'e nsemble . 110 Toitu re symétriques multip les 110 Actions résultantes unitaires sur les versants 110 Act ions d'ensemble . 111 Co nstructions ajourées et constructio ns en trei llis l 11 Prescript ions corrm unes l 11 Pression dynamiq ue 111 Actions dynamiq ues 111 Eléments plans. . 111 Caractéristiq ues............ ..111 Eléme nts pl ans uniques... .. 112 . 112 Direct ion d u venL.. .................... Coeffici ent g lobal de t raînée Ct........ .. 112 Act ion d 'ensemble . 113 Eléments p lans multip les 113 Direction d u vent et principe de calcul .... .113 Valeur des p ressions sur les différents p lans 114 Ensembl es prismat iques 115 Caractér istiques 115 Acti on d'ensemble 116 Tours et py lônes a section carrée (métho de globale) ë
0,08 s 5,231 5,232 5,24 5,241 5,242 5,25
6
~
s 0,35..............................................
.....116
Coefficient global de traînée CI " " " """"" """" """"" 116 Décom positi on de l' action d'ensemble 117 Tou rs et pylônes à section en for me de tr iangle équila té ral (méthode glob ale) 0,08 s: q> s: 0,35 ... 117 Coeffic ient global de traînée Ct 117 Déco mpo sition de l'action d'e nsemble 117 Tours et pylônes a section carrée o u rectangulaire (métho de par sommatio n) q> s: 0,60 118 Const ructio ns d iverses 119
6,0 6,01 6,02 6,09 6,1 6,11 6,111 6,112 6,113 6,12 6,13 6,131 6,132 6,14 6,15 6,2 6,3 6,4
Prescriptio ns communes.. . 119 Pressio n dynamiqu e . 119 Caracté ristiques 119 App licatio n d es règles géné rales 119 Co nstructions de fo rme particulière 119 Toitures dont la b ase est un polygone régulier o u un cercle 119 Direction d u vent 119 Calottes sphériques 119 Cônes et pyra mides 120 Construc t ions en forme de voûte sans lant erneau reposant di recte me nt sur le 50 1. 121 Tubes o u fi ls cylind riques rug ueux et câbles to rsadés 122 Génératrices normales à la d irection du vent 122 Génératrices inclinées sur la direction d u vent 122 Constr uctions dé rivées de la sphère ... 123 Drapea ux.. ... 123 Constructions provisoi res 124 Co nstruct ions en cours d 'exécution ... 124 Co nstruct ions hors règlement 125
ANNE XE 1
127
Annulée et remplacée par R ~ II ·3,3
ANNEXE 2 : Co nstructi o ns sit uées sur un t errain p rés enta nt des dé nive llations impo rta nt es 12 9 2,1 2,2 2,21 2,22 2,23
Données de base Différent s cas envisagés Premier cas: p s: 0,3.. ...... Deuxième cas: 0,3 < p < 2 Troisième cas : p e 2..........
.. .
130 130 130 130 130
ANNEXE 3 : Effet des d imensions .•.••.•••.•••.••••••••••••••••••.• 13 1 3,1 3,11 3,111 3,112 3,12 3,121 3,122 3.123 3,124 3,2 3,21 3,211 3,212 3.213 3,22 3,221 3,222 3,23 3,231 3,232 3,233 3,24
Éléments n'i nt ervenant pas dans la vérificatio n de la stabilité 132 File de poteaux 132 Caractér istiques de la construction 132 Détermination d es actions du vent sur la file de pot eaux AB . 132 Poutre cont inue de grandes d imensions 132 Caractér ist iques 132 Déte rminatio n du coeffic ient S afférent à chaque t ravée 133 Dét ermi nation du mo ment maxima l sur le de uxième appu i 133 Détermination d u mo ment maximal d ans la trois ième travée 133 Stabilité d'ensemble d'une construction 134 Bâtiment cour ant 134 Caractéristiq ues.................................... . 134 Cas des pl ans de contreventeme nt 134 Cas des po rtiques 134 Bâtiment t our .. 134 Caractér istiq ues 134 . 134 Courbe de variation d u coeffici ent S. Chem inée . 134 Caracté ristiqu es 134 135 Courbe de variat ion du coeff icient S Vérificat ion de la section située au tie rs infér ieur 135 Réservoir sur poteaux 135 ©CSTB
Règles NV 65
-10
Table mét hodique des matières
3,241
Caract éristique s
135
3.242
Co urbe de variation du coefficient 0
135
ANNEXE 4 : Détermination de la période propre T du
mode fo nd am e nt a l d 'oscillation d' une construction 4,1 4,2 4,3 4,4
Do ma ine de validité ........................................ Schématisation de la st ructure App lications
131 ..... 138 ..138 138
Masse répartie sur la hauteur ou supposée
conce ntrée au sommet du support 4,41 4,411 4,411-1 4,411-2 4,412 4,412-1 4,412-2 4,412-3 4,42
4,421 4,422 4,5 4,51 4,511 4,512 4,513 4,52 4,521 4,522 4,53 4,531 4,532 4,533 4,534
139
For m ules t héor iques app licables au cas de certains systèmes de forme simple 139 Masse concentrée reposant sur un sup port de 139 masse négligeable Inertie du support variable avec la haut eu r 139 Inertie du support constante sur toute la hauteur. 139 Masse repartie sur toute la hauteur 139 Prismes ou cylindres de sectio n const ante 139 Tro ncs de cône à sections homothétiques 139 Tron cs d e cô ne ou de pyramide qu elconques 140 Form ule approchée applicable au cas d' une masse co nce ntrée reposant sur un support d e m asse non négl ig eabl e 141 Inertie du support constante sur toute la hauteur 141 Inertie du support variable avec la hauteur 141 Masse supposée concentrée en divers niveaux 141 Méthode par appr oximation s successives de Vianello-Stodola .141 Principe . 141 Application ........... . 142 Remarques .... . 142 Formules de Rayleigh 142 142 For m ule 1 . .. 143 Formule 2 ......... Form ules forfaitaires applicables aux bâtiments d'habitat ion ....... . 143 Contreventement par murs de maçon nerie ou de 143 bé ton banché Contreventement par voiles de béton armé 143 Contreventement par ossature de béton armé 143 Contrevente ment par ossature méta lliq ue 143
5,3
Exempl es d e dé termi natio ns d es actions intérie ures unit aires pour des co nstr uct ions com porta nt une ou plusieurs paro is p art iellement ouvertes 147
5,31 5,32 5,33 5,34
Méthode de ca lcul.. .......... Exemp le 1 Exemple 2 Exemple 3
5, 1 5,1
5,21 5,22 5,221 5,222 5,223 5,23 5,231 5,232
©CSTB
Rema rq ue 146 Rappel des actio ns intérieures unitaires à ret enir pou r les constructions ne comportant pas de parois essentie llement ouvertes. . 146 Constructions fermées 146 Construct ions ouvertes comportant une paroi o uverte 146 l46 Paroi ouverte (I.I ~ 35) au vent. Paroi o uverte (1.1 :?: 35) sous le vent, nor m ale au vent .............. . 146 Paroi o uverte (1.1 :? 35) sous le vent, para llè le . 146 au vent ........................................................ Co nst ructions ouvertes comportant d eux pa ro is opposées ouvertes .................................. . Parois ouve rtes (1.1;;': 35)normales au vent Paro is o uvertes (1.1 2':: 35) parallè les au vent
147 147 147
. .
147 147 148 149
A NNEXE 6 : Exemples de détermination des actions
ext é rie ures, int é rie ure s et résul tantes unitair es pour d es constructions relevant d e l'article 2 du ch ap it re 111
6,1 6,11 6,111
6,112
6,113
6,114
6,115
6,116
6,117
6,118
6,12 6,2 6,21
A NNEXE 5 : Ex emples de déte rmi nat io n des actions
int érie ure s unitaires pour de s constructions compo rt a nt des pa rois partiellement ouvertes .•.•.•.•.•...•.. 145
. .
6,22
6,23
6,24 6,3 6,31
1 50
Constructio ns fermé es .. . 153 Co nstructio ns reposant sur le 501 153 Construction fe rmée reposant sur le so l de rappo rts d e dimensions inférieurs à 2,5 ; toiture à deux ve rsants plans symétriqu es 153 Constructions fe rmé es reposant sur le sol de rapports de dimensions supérieurs à 2,5; to itu re à deux versants pla ns sym étr iqu es 155 Cons truction fer mée reposant sur le sol do nt un des rapports de dimensions est inférie ur à 0,5 ; toitu re à deux versants p lans symétriques 156 Construct ion fer mée reposant sur le so l de rapports de dimens ions inf érieurs à 2,5 ; toitu re en vo ût e pa rabolique au 1/8 156 Construction fermée reposant sur le sol de rapports de dimens ions inférieurs à 2,5 ; to iture en voûte ple in cintre . 157 Construction fermée reposant sur le sol de rapports de d imensions inférieurs à 2,5 ; toiture multiple à versants plans dissymétriques ; faîtages perpendicu laires au gra nd côté 158 Cons truction fe rmée reposa nt sur le sol de rap p o rts de d imens ions inférie urs à 2,5 ; toi t ure m ult iple à versants pla ns d issymét riques , faîtages pa rallèles au 159 grand côté Construction fe rm ée reposant sur le sol de rap ports de dimensions inférieurs à 2,5 ; toiture en sheds 160 p arabolique s m ult ip les Co nstruction fermée éloignée du sol de rapports de dimensions inférieurs à 2,5; toitu re-terrasse 161 Co nstructions com porta nt des pa rois o uvertes 161 Co nstruction rep osant sur le sol de rap po rts de dimension s com pris entre 0,5 et 2,5 ; une des pa ro is vertica les est o uverte ; les aut res pa rois existantes sont fermée s 16 1 Co nstruction reposant sur le sol de rapports de dimensions vérifiant les inéga lité s suivantes: 0,5 $ Àa s 2,5 ; 1 s ft" s 2,5 ; les de ux pignons sont com plètement ouve rts ; les façades et les versa nts de toi t ure sont fermés ; toiture à deux versants pl ans symét riq ues 163 Co nstruct ion reposant sur le sol de rapports de d imens ions vérifian t les iné galités suivantes : 0,5 s À $ 2,5 ; 1 s: Àb s: 2,5 ; b/ a ~ 0,5 ; t rois pa ro is vert icales sont o uverte s en to talité; une pa ro i vert icale est ferm ée ; t oit ure à de ux ve rsants p lans symétriques 164 Do uble auve nt sur mur conti nu......... .. 165 Co nst ruct io ns co mpo rta nt de s paro is partie llement 165 ouv ertes rep osant sur le 501. Con struction rep osant sur le sol de rapports de dimensions inférieurs à 2,5 ; ayant t rois pa rois fe rmées et une paroi partiellement ouverte (perméabili t é 1.1 = 25); t oit ure à deux versants plans symétriques...165
Règles NV 65
11
Table méthodique des matières
6,32
6,33
Construction reposant sur le sol de rapports de dime nsions inférieuresa 2,5; ayant deux parois fermées, une paroi partielleme nt ouverte (perméabil ite IJ = 20) et une paroi ouverte, toi ture a deux versants plans symétriques 167 Construction reposant sur le sol de rapp orts de dimensions inférieurs à 2,5 ayant de ux p arois fermées et deux paro is opposées partiellement o uvertes (perméab ilité IJ = 15 et IJ' = 25); toitu re à deux versants plans symétriques 169
A NNEXE 7 : A ctions rés ultantes unitaires sur les pa rois de co nst ructions ouvertes traversées pa r le vent .•..•...•.••.•.. 17 1
7,1
Tableau
ANNEXE 8 : A ctions d yna miques exercées pa r le ve nt
8,1 8,2 8,3 8,31 8,31 1 8,312 8,32 8,33 8,34 8,4 8,41 8,42 8,43
8,5 8,51 8,511 8,512 8,512-1 8,512-2 8,513 8,52 8,521 8,522 8,522-1 8,522-2 8,523 8,523-1 8,523-2 8,523-3 8,53 8,531 8,532 8,532-1 8,532-2 8,533 8,533-1 8,533-2 8,533-3 8,533-4
172 173
Prise en compte des actions dynamiques 174 Act ions parallèles à la direction du vent 174 Act ions pe rpendicu laires à la d irection d u vent 174 Détermi nation de la vitesse critique. .. 175 Valeur du nom bre de Strouhal 175 Cas d 'une con struction tro nconique 175 Valeur à adopter pour S 175 Valeur à adopter pour cl 176 Valeur à ad opter pour P' 176 Calcul à la résonance 176 Action s p erpendiculaires à la direction du vent 176 Act ions parallèles à la direction du vent 176 Acti ons résultantes......... . 176 Exemples de prise en compte des actions dynamiques ,......................... . 176 Tour carrée .................................. . 176 Données et calculs préliminaires 176 Actions parallè les à la direction du vent 177 Cas des surcharges normales (R-1I 1-1,511) 177 Cas d es surcharges extrêmes (R-IlI-1,512} 178 Actions perpendiculaires a la direction du vent 178 Cheminée en béton armé 178 Données et calculs p réliminaires 178 Act ions parallèles à la direct ion du vent . 178 Cas des surcharges normales (R·II I·1,511) 179 Cas des surcharges extrêmes (R-III-1,512) 179 Actions perpendiculaires à la direction du vent 180 Détermi nation de la vitesse critique 180 Force de dérive 180 Force de traînée .. 180 Cheminée en acier 181 Don nées et calculs préliminaires 181 Act ions parallèles à la direct ion du vent 181 Cas des surcharges normales (R-1 11-1,51 1) 181 Cas des surcharges extrêmes (R-1l1-1,512l 181 Actions pe rpend iculaires à la d irectio n du vent.. 182 Détermination de la vitesse critiq ue 182 Force de dérive... .. 182 Force d e traînée 183 Composition de la force de dérive et de la t raînée 183 du es à la p ression critique
ANN EXE 9 : Déterm ina tion d es actions du vent sur les élé men ts pla ns d es constru ctions en t reill is ...•. ..••••••.•••.• 17 3
9,1 9,2 9,3 9,4
Caractérist iques d'une barre . 186 Définition du rapport de dimensions À.d 'une barre constit utive 186 Détermi nation des actions du vent sur une barre 186 Détermina tion de l'action du vent sur un élément
plan
188
ANN EXE 10 : Influence du rapp o rt de dim ensio ns). d es élément s plan s uniques ajo ur es ou e nt relllis sur le coeff icient glo ba l d e train e e
18 9
ANNEXE 11 : Exemples d e dét ermi nat ion des act io ns d'ensemb le po ur les con structions relevant d e l' article 2 du chapitre III
191
'1
11,1 11,11 11,12 11,13 11,2 11 ,21 11,22 11,23 11,3 11 ,31 11,32 11,33 11,34 11,4 11,41 11,42 11,421 11,422 11,43 11,431 11,432 11,44 11,441 11,442 11,5 11,51 11,52 11,521 11,521 -1 11 ,521-2 11 ,522 11 ,522-1 11,522-2 11,53 11,531 11 ,532 11,54
Construction fermée à to iture-terrasse et à base rectangu laire 192 Caractéristiques 192 Vent sur la face S. .. 192 Vent sur la face Sb 192 Construct ion fermée à base rectangulaire - toi t ure à versants plans - faîtage parallèle au grand côté ...... 193 Caractéristiques............................................. ... 193 Vent sur la face S 193 Vent sur la face Sb 194 Construction a base rectangulaire dont une face est enti èrement ouverte - toiture a versants 194 plans - faîtage p arallèle au grand cote Caracté ristiq ues 194 Vent sur la surface ouverte 194 Vent sur la face fermée 195 Vent parallèle à la face ouverte 195 Construction fermée à base rectangulaire et à toiture multiple - faîtages perp endiculairesau grand côté 195 Caractérist iques 195 Vent sur la face \ - Vent normal aux faîtages 195 Action de renversement.. 195 Action de soulèveme nt . 196 Vent sur la face S'b - Vent norma l aux faÎtages 196 Action de renversement.. 196 Action de soulèvement 197 Vent sur la face S. - Vent p arallèle aux faît ages 197 Actio n de renversement 197 Act ion de soulèvement 197 Construction fermée à base rectangulaire formée de quat re blocs ég aux - Toiture à versants plans Faitage parallèle au grand côté 197 Caractéristiques 197 Construction considérée dans son ensemb le 198 Vent sur la face S. - Vent normal au faîtage 198 Action de renversement 198 Action de soulèvement 198 Vent sur la face Sb - Vent parallèle au faltaqe 198 Action d e renversement 198 Actio n de soulèvement 199 Blocs considérés isolément 199 199 Act ion de renverseme nt . Action de soulèveme nt 199 199 Actions à retenir sur chacun des b locs
©CSlB
Règles NV 65
'12
Table méthod ique d es matiè res
11,6
11,61 11 ,62 11,621 11,621 -1 11,621 -2 11,621-21 11,621-22 11,622 11,622-1 11,622-2 11,622-21 11,622-22 11,623 11,63 11,64 11 ,7
11,71 11,72 11,721 11,721-1 11,721-2 11,722 11,722-1 11,722-2 11,723 11,723-1 11 ,723-2 11,73 11,74 11,8
Const ruction fer mée a base rect angu laire formée de
trois blocs éga ux - Toiture multiple a versants plans Faîtag es perpendic ulaires au grand cote - Joi nts l 99 e ntre blocs parallèles aux faitages Caractéristiques .... 200 Con struct ion considérée da ns son ensemble 200 200 Vent sur la face ~ - Vent nor mal aux faîtages "0 __ '
_._ • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ••
Act ion d e renversement ....................................•..•.....•200
Action d e so ulèvement
201
Provoquant un soutèverr ent (figure A-l 1-14 a)
12,1 12,11 12,12 12,121 12,122 12,13 12,131
201 S'ajo utant au poids mort (figure 11-14 bl 201 Vent sur la f ace S'b - Vent no rmal aux faîta ges 201 12,132 Action de renv ersement 201 Action de sc ulèvern ent.; 202 Provoquant un sou lèvement 12,132-1 202 202 S'ajo utan t au poi ds mo rt 12,132-2 Vent sur la face S. - Vent parallèl e aux faîtages 202 12,2 Blocs con sidé rés isol ément 202 Act io ns à ret enir sur chaque b loc 203 12,21 12,22 Construct io n fermée à base rectangu laire formée de tro is bl ocs égau x - Toit ure m ultip le à versant s p lans 12,3 Faît ages para llèles au grand côté - Jo int s ent re bl ocs perp end iculaires aux faîtages 203 12,31 Caracté rist iq ues 203 12,311 Const ruction con sidérée dans son ensemble 204 12,312 Vent sur la face S. - Ven: norma l aux faît ages 204 12,313 Action de renversement 204 12,314 Action de sou lèvement 204 12,32 Vent sur la face S'b _ Vent norma l aux faîtages 205 12,321 Act io n de renverseme nt 205 12,322 Actio n de soulèvement 205 Vent sur la face Sb- Vent parallèle aux faîtages 205 12,323 Actio n de renversement 205 12,4 Action de sc ulève ment.; 205 12,41 Blocs co nsidérés isolément 206 12,42 206 Actions à rete nir sur chaque bloc 12,43 Co nst ruction fermée à base rect ang ulaire fo rmé e 12,44 de cinq files accolées de quatre blocs acco lés 206 T0 iture-terrasse 12,5 Caractéristiques _ 206 207 Construction con sidérée dans son ensemble 12,51 Vent sur la face S. " 207 12,52 12,53 Action de renverseme nt 207 Action de soulèvement.. 207 12,54 ···· ·o 207 Vent sur la face Sb 12,55 Action de renversement 12,6 207 12,61 Actio n de soulèv ement 208 Blocs co nsidérés isolément 208 12,62 Vent sur la grand e f ace de chaque bl oc 208 12,63 12,64 208 Vent sur la petite face de chaqu e bloc 12,65 Actions à retenir sur chaque b loc 208 0
.0
"
11,81 11,82 11,821 11,821-1 11,821-2 11,822 11,822-1 11,822-2 11,83 11,831 11,832 11,84
__ .
ANNEXE 12 : Ex em ples de déterminatio n des actions unitaires sur des t o itures isolées a un ou plusieurs versants
"
' 0'0'
o
12,7 12,71 12,72 12,73 12,74 12,75
eCSTB
209
210 210
Toitu re-t errasse Ca ractéristiques Actions résult antes un it aires (R-III-4,223) Vent norma l au p et it côté Vent no rm al au g rand côté Force hori zontale d'entraîne ment (R·III-4,02) Cas d ' une t oi t ure dont la face inférieu re et la face supérieure sont pl an es Cas d'une t oitu re d o nt la face inférie ure est p lane et dont la f ace supérieu re comporte de s o ndes parallèles au petit côté Vent no rma l au petit Vent normal au grand cô té Série d e toitures à un versant de rapport de d imensions supérieur ou égal à 5 Vent no rmal aux bo rd s hor izon taux Vent parall èle aux bords horizont aux
210 210
210 210
210 210
210 211 211
211
0212
Toitures à un versant de rapport de d imension s 212 inférieur à 5 Toiture carrée 212 Caracté rist iq ues 212 Déterminat ion de y (R-IIl-4,223) 212 Vent norma l aux bords horizon t aux (R-IIl-4,223) 212 Vent par allèle aux b ords horizontaux 212 Toit ure don t la lon g ueu r est de vingt fois la di mension selon la ligne d e plus grande pente 212 212 Caract éristi qu es Vent no rm al aux b ords hori zont aux (R·IlI-4,223). 212 Vent parallèle aux bord s ho rizontaux 212 Série de t o it ures à d eu x versants de rapport d e 213 d imensio ns sup érieu r o u égal à 0,20 Caracté rist iq ues 213 213 Vent no rm al au bord horizont al (R-III-4,233-1) Vent ob liq ue au b ord ho rizont al (R-IIl-4,233·2) 214 Vent parallèl e au bord hori zonta l 214 Toit ures à de ux ver sants d e rapport de dimensions 214 inférieu r à 0,20 Caract éristiques 214 Dét ermination d u coefficient '( 0.214 Vent no rm al au bord horizontal (R·III-4,233·1) 214 Vent o bli que au bord hor izonta l (R-III-4,233-2) 214 Vent pa rallèl e au bord ho rizontal 215 215 Toit ure en vo ût e Caract érist iqu es 215 Rapport de di mensions À (R-IIl-4,232) 215 Vent no rm al au bo rd horizontal (R-III-4,233-1) 215 Vent o bli q ue au b ord horizont al (R·II1 -4.233-2) 215 Vent pa rallè le au bord horizont al 215 Toit ure m ultiple à versants symétriques 216 Caractéristi ques 216 Rappo rt d e dimension s de chaque toit ure 216 Vent norm al au bo rd horizont al (R-III.4,241) 216 Vent obl iq ue au bord ho rizontal (R·III-4,241) 216 Vent parallèle au bord hori zonta l 216 0
o
o
Règles NV65
13
Chapitre 1 : Préambu le
Préambule Note p rélim in aire : Compte tenu de l'évoluti on int ervenu e d ans la term inolo gi e rel at ive aux actions sur les constr uctio ns, le terrne « surcha rge» utili sé da ns la réd acti on init iale des Règl es a été systé matiquement rem pl acé pa r le te rme « charge ».
1
Objet des règles
Les p résentes Règles ont pour ob jet de fixer les valeurs des charges clima tiques (neige et vent) et de donner les méthodes d'éva luation des efforts co rrespo ndants sur l'en sembl e d'une construction ou sur ses différentes parties, Com menta ires - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -- - - - -- - , • Les Règles doivent conduire de façon relativement simple à des résultats se rapprochant des effets réels des charges climatiques sur les constructions, malgré la complexité de ces effets,
Au point de vue aérodynamique, les Règles utilisent les résultats les plus récents des recherches entreprises tant en France qu'à l'étranger. Elles tiennent compte notamment de faits généraux bien confirmés: - influence de la forme de la construction; - existence de succions importantes en particulier sur les surfaces courbes et sur les toitures; - coexistence d'actions extérieures et intérieures dont la combinaison donne l'action réelle du vent sur les parois; - aggravation des actions (surpressions ou dépressions) intérieures d'un édifice lorsque la paroi comporte des ouvertures; - aggravation des dépressions sur certaines zones, en particulier sur les bords de toiture et dans les zones de sillage; - accroissement ou diminution de l'effet du vent en fonction des rapports des côtés à la hauteur de la construction. Au point de vue aérologique, les Règles tentent de traduire les effets de phénomènes connus tels que: - variation de la vitesse du vent avec la situation géographique (effet de région) et avec les conditions topographiq ues locales (effet de site) ; - augmentation de la vitesse du vent avec la hauteur
au-dessus du sol et freinage du vent au voisinage du sol; - augmentation de la turbulence au voisinage des obstacles ; - réduction de l'effet global des vents turbulents sur des constructions de grandes dimensions. Les conditions à respecter, en plus ou moins grand nombre, suivant les combinaisons des effets qui viennent d'être énumérés, ont fait l'objet de compromis pour établir des règles simples qui permettent l'interpolation et précisent au mieux tous les cas en évitant des interprétations différentes. Toutefois if importe de souligner que les Règles sont basées sur les effets statiques d'un vent supposé stable en vitesse et en direction avec l'hypothèse que la turbulence et les fluctuations des vents naturels sont si irréguliers en valeur et en direction, que la réponse de la structure ne diffère pas de celle due à un vent régulier de même vitesse moyenne. Pour certaines constructions modernes légères, à faible amortissement et à longue période d'oscillation, il sera nécessaire d'étudier l'influence des effets dynamiques (R-III-I,5) qui, même avec des vents de faible vitesse, peuvent se révéler plus dangereux que les effets statiques. • Il convient de remarquer que les prescriptions s'appliquant à la majorité des bâtiments à usage d'habitation ou de bureaux et à la plupart des bâtiments industriels, se trouvent toutes dans le seul paragraphe 2,9 du chapitre III des Règles,
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Règ le. NV 65
'14
Chapitre 1 : Préambule
Domaine des Règles
2
Sauf exception prévue par le cahier des charges, notamment pour des co nstructions de dimensi ons exceptionnelles ou de type spécial, le domaine des Règles s'étend à toutes les con structions de la France métr opolita ine et des départements de la France d 'outre-mer. 11 peut s'étendre aux constructions d 'aut res pa ys à condition de connaître les charges di mat iques de calcul à prendre e n co mpte dans chaque
région.
Commentaire - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - , Le domaine des Règles est général. Toutefois, les règlements particuliers sont applicables à certaines constructions. Dans ce cas, il convient de se rapporter au cahier des charges particulier de l'ouvrage.
3
Vérification des conditions de résistance et de stabilité
3,1 La vérification d es conditions de résistance et d e stabilité d' une co nstruction sous l'action des charges climatiques doit êt re faite obligatoirement
dans les de ux hypothèses suivantes : - sous l'action de charges norm ales ; - sous l'action de charges extrêmes.
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Règles NV 65
1S
Chapitre 1 : Préambule
Com me nta ire La vérification dans les deux hypothèses envisagées par les Règles est indispensable en raison du caractère aléatoire des valeurs adoptées pour les charges climatiques et du mode d 'action de ces charges. a) Dans la premiére hypothèse, les sollicitations engendrées ne doivent pas causer de dommages aux constructions (état de service). Les charges à prendre en compte sont celles qui ont une probabilité convenablement fixée d 'être atteintes une ou plusieurs fois dans une année. b) Dans la sec onde hypothèse, les sollicita tions engendrées ne doivent pas mettre la construction ou une partie de celle -ci (( hors service )J ' . Les charges à prendre en compte sont celles qui ont une probabilité convenablement fixée d 'ê tre atteinte s une seule fois pendant la durée de la construction. 1.
Une co nstruction ou une part ie de construction est mise " hors service" lorsqu'elle cesse de remp lir la fonction pour laquelle elle a été conçue. La o see- hors service" peut être due Il l'une des causes suivantes : rupture ou déformation plastique excessive, flambement par instabilité élastique ou instabilité plastique, équ ilibre statique non assuré par un déplacement anormal de l'ensemble ou d'une partie seulement de la const ruct ion, insta bilité dynamique, déformation élastique excessive, fissuration excess ive. À chacune de c es causes cor respond pour la construction ou pour la part ie considérée un état particulier, d it
"état limite " . L'objet du calc ul de ta sécu rité est de maintenir la probabilité d'atteind re l'état limite en deçà d' une certa ine valeur préalab lement établie pour le type de structure considé ré
3,2 Cette vé rif icatio n de l'ensemble de la co nst ruction ou d 'u n élé ment quelconque d oit êt re co nd uite co nfo rmé ment aux règ les concern ant le matériau utilisé.
Commenta ire Le cas échéant, il pourra être tenu compte de la probabilité de non simultanéité de plusieurs charges, charges ou autres actions réduisant la marge de sécurité.
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CHAPITRE 2
Effets de la neige
Règles NV65
18
Chap itre 2 : Effets de la neige
Effets de la neige Note préliminaire: Compte tenu de l'évolution intervenue dans la terminolo gi e relative aux action s sur les construction s, le term e c surcha rge » utilisé da ns la rédact ion initiale d es Règles a ét é systématiq ueme nt rem p lacé par le te rme « charge ».
Préambule au modificatif de 2008 L'objectif du présent modificatif est de reprend re dans les règles NV 65 la cartographie des charges de neige sur le sol en France adoptée dans l'A nne xe Nationale de l'Eurocode 1 - Partie 1-3 (norme NF EN 1991-1-3/NA). La p récédente carte reposait sur une analyse statistique des épa isseurs maximales annuelles de neige au sol, traduites en charges en prenant une masse vol umiq ue d e la neige égale à 150 kg 1m3 , sur la période 19451992 . La nouvelle carte prend en compte une étude en deux ph ases au niveau euro péen, dans le cad re d e la p rép arat ion des Eurocod es et achevée en juin 1999. Bien que , pour la France, la pé riode d e mesures con sidé rée soit la même, l'étu de européenne a un double avantage: - le s données météorologiques recueillies dans les stations étrangè res proches du te rritoire national permettent d'enr ichir la ba se de do nnées Météo-France. L'avantage est particulièrement net dans les régions alpines et ju rassiennes ainsi que dans le Nord-Est de la France;
- bien que la cartographie et le choi x des valeu rs numériques des charges de neige reste du domai ne de compétence national, l'étude européenne appo rte une certaine harmonisation des choix aux frontières des pays européens. Ma lgré la p arut ion des Règ les N 84, le chap it re Il des Règ les NV 65 relatifaux charges de neige continue à être utilisé pour les constructions dont le ma tériau constitutif ne dispose pas de règles de dimensionnement aux états limites.
À l' usage, il est apparu nécessaire de procéde r à une harm oni sati on d es de ux textes pour ce qui concerne les schémas d'accumulation de neige à prévoir en fonction d e la configuration des to itures. C'est J'objet d u mo d ificatif paru en avril 2000 dont les d isposition s o nt été introduites dans le présent chapitre. Les pr incipes adoptés da ns le modi ficat if sont les suivants :
l: article R-II-3,3 rep roduit - autant que faire se peut dans le contexte propre aux Règles NV 65 - les schémas d'accumu lat ion reten us par les Règles N 84. Les adaptat ions int roduites sont motivées par le respect des principes suivants: • conserver le seuil de 25° f ixé par l'article R-II-3,1 pou r l'intervent io n d uglissement de la neige sur les versa nts, ainsi que le taux de réduction de la charge au-delà d e ce seuil ; • éviter d'introduire la distinct ion entre les cas l, Il et 111 prévus par les Règles N 84 pour g rad uer l' impo rtance des effets d u vent sur la di stribut io n de la neige . «:l eSTS
Règles NV65
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Chapi tre 2 : Effets de fa nei ge
Dans le même esp rit que d ans les Règles N 84, les accumulat io ns de la neig e accid entell e o nt été limitées aux cas où interviennent les phéno-
mènes de glissement. Dans le cas particulie r des toit ures à plusi eurs nivea ux, ces orientations ont conduit à envisager deux modes d' évalu ation d e la charge maxima le en pied de décrochement lo rsque le versant supé rie ur p résente un angle d'inclinaison supérieur à 25° : - une premi ère fo rmule co rrespond simp lement au report sur la t o iture
basse de la neige glissant du ve rsant supé rieur; - une deu xième fo rmule co rrespond au cumul d e 50 % d e la charg e de neige affectan t le versa nt supérieur et d'une accumulat ion due aux effets du vent (cette d euxièm e formu le ne s'applique d on c pas à la charge accid ente lle).
1
Charge norma le , charge extrême et charge a ccide nt elle
Conformément à la règ le 1-3,1, on doit envisage r d ans les calcu ls une charge norm ale et une charge extrême. 11 y a lieu également de p rocé der à une vérif icat io n suppléme nta ire sous charge accidentelle si sa valeu r, q ui ne dépend pas de l'alt it ud e, excède la charge extrême , q ui en dépend . C omme ntaire - -- - - -- - - - - - - - - - - - - ---, L' introduction d 'une charge accidentelle a pour obje t de réduire les risques de sinistre, résultant de forte s chutes à basse altitude telles celles de décembre 1990 en région Rhône-Alpes ou de janvier 1992 en LanguedocRoussillon.
2
Valeur des charges
Elles sont fixées en fo nctio n de la région et de l'a ltitude.
2,1
Rég ions
Jusq u'à 200 mètres d'alti tu de, les charges vert icales nor m ales Pno et extrêmes p' nou niformém ent rép arties du es à la neige. o nt po ur vale urs en p rojection hor izont ale celles indi qu ées par le t ableau 1. Tabl eau 1 Régions Unité : daNJm2
Al
A2
Bl
B2
Cl
C2
D
E
Charge normale Poe
35
35
45
45
55
55
80
115
Chargeextrême p'no
60
60
75
75
90
90
130
190
Charge accidentelle
-
80
80
108
-
108
144
-
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Règles NV 65
Chapitre 2 : Effets de la neige
La France métropolit aine est di visée en régi ons d éfin ies p ar la carte ci-après et, p lus pr écisément , selo n les limites administ ratives dépa rt ementa les et
canto nales donnée s ci-ap rès .
Al
A2
BI
B2
Cl
C2
Fig ure R-I/-1
C C STB
D
E
Règles NV 65
2'1
Ch apitre 2 : Effets de la ne ige
Tableau 2 Depart ement
Région(s}
Dép artement
Règlon lsl
64 Pyrên èes-Attantiques
A2 A2
38 Isère
A2 A2 821 C2 Al A1 Al C2
70 Haute-Saône
81 / Cl
39 Jura
81 /C1
71 saône-et-loi re
A2/81
Régio n{s)
Dépa rtement
01 Ain
A2/C2
32
02 Aisne
A1/Cl
33 Gironde
03 A llier
35 Ille-et-Vilaine 36 Indre 37 Indre-et-Loire
07 Ardèche
A2 Cl C1 A2/C1 C2
OS A rden nes
A1/Cl
09 Ar iège
A2 /C2
10 A ube
A1
11 Aude
C2 /D
40 41 42 43
04 Alpes-de-Haute-Provence 05 Ha utes-Alpes 06 A lpes-Ma ritimes
12 Aveyro n
13 Bouches-du-Rhône 14 Calvados 15 Cantal 16 Charente 17 Charente-Maritime 18 Cher 19 Corrèze 2B Haute -Corse 2A Corse-du-Sud
21 Côte d'Or 22 Côtes-d'Armo r 23 Creuse 24 Dordogne
A2 A2 A1 A2 A2 A2 A1 A2 A2 A2 Al Al A2 A2
Gers
34 Hérault
Landes
Loir-et-Cher Loire Haute-Loire
44 Loire-Atlant ique 45 Loiret
46 Lot 47 Lot-et-G aronn e 48 Lozère
49 50 51 52
Malne -et-Lolre Manche Marne
Haute-Meme
53 Mayenne
54 Meu rthe-et -Moselle 55 Me use 56 Morbiha n
25 Doubs
81 / C1 /E
57 Mose lle
26 Drôm e 27 Eure
C2 Al Al Al 82
58 Nièvre
2B Eure-et- l oir 29 Finistère 30 Gard 31 Haute-Garonne
A2/C2
59 Nord 60 Oise
61 Orne 62 Pas-de-Calais 63 Puy-de-Dôme
A2 Al A2 A2 A1 Al A2 A2 A2 Al Al A1 Al Al A1I8t/Cl A l/C1
65 Hautes -Pyrénées
66 Pyrén ées-Orientales
C2/D
67 Bas-Rhin
81/Cl
68 Haut-Rhin
Cl A2
69 Rhône
72 Sarthe
Al
73 Savo ie
C2 1 E
74 Haute-Savoie
C21 E
75 Paris
a2 Tarn-et-Garonn e
Al Al Al A1 Al Al A2/C2 A2
83 Var
A2/C2
76 Seine- Mari time 77 Seine-et- M arne 78 Yve lines 79 Deux-Sèvres 80 Somme
at Tarn
84 Vaucluse B5 Vendée 86 Vie nne B7 Haute-vienn e
Al a8 Vosges A1I811Cl B9 Yonne Al 90 Territoire de Belfort At/C l 91 Essonne At 92 Hauts-de-Seine Al 93 Seine -Saint-Denis Al 94 Val-de-Marne A2 95 Val-d'Oise
-
-
82/C2 Al At A2 A1 /811Cl At C2 Al Al Al Al Al
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22
Chapitre 2 : Effets de la neige
Tableau 3: Départements appartena nt à plusieurs régions, découpage selon les cantons'. Départem ent
Ca ntons
Régio ns A2
B âq é-le-Ch ât el, Bourg-e n-Bresse Itcus cantons). Chala mont, Châtil lon-sur Cha laronne. Coligny, Meximieux, M iribel, Mo ntl uel, Mo ntrevel-en-Bresse. Peronnas. Pont-d'Ain, Pont-de-Va ux . Ponte-de-Veyle. Reyrieux. Sain t -Trivier de-Courtes, Saint-Tri vier-s u r-Moig nans ,Thoissey, Trévo ux. Villa rs-les-Dombes. Vir iat
C2 Cl Al Cl
To us les autres cantons
A2
Tou s les autres cantons
Al
Asfeld, Att ig ny, Buzancy, Châtea u-Porcie n, Chaumo nt-Porcien , Ches ne (le), Grand pr é, Juniv ille. Machault . Mo ntho is. Novio n-Po rcien. Rethel.Tou rtero n. Vouz ie rs
Cl C2 A2 C2
Tou s les autres cant ons
D
Tou s les autres cant on s
Bl
Audeu x, Besançon (to us canto ns), Bou sslères, M archau x
E
Maiche, Mo ntbe noit, Mo rteau, Pierr ef ont ain e-les-Varans. Russey (le), St- Hippolvte
C1 C2 A2 C2 B2 Bl
Tous les autres cantons
Tou s les autres cantons
Moselle
Cl Bl Cl Al Cl Al Bl
Nord
Cl Al Cl
Tou s les aut res canto ns
Py ré n ées-Drlenta les
Al C2 D
Tous les autres canton s
Ain
Aisne
Alpes-Ma rit imes
A rde nnes
Ar iège
Aude
Doubs
Haute-Garonn e
Hérault
J ura
Meurthe-et-Moselle
Meuse
Ba s-Rhin
Hau t e-Saôn e
Bl Cl Cl Bl
A ube nton. la Capelle. Hirson Tous les aut res canto ns
Breil-sur-Roya, Guillaum es. Lantosque. Puqet-Thénie rs, Roquebillière, St-Ettenne-de-Tinèe. St-Ma rtinNésubie, St-Sau veu r-su r-Tin ée , Sos pel. Tende. Vi llars-sur-Va r
Ax- les-Thermes, Cabannes (Les), Lav elanet, M irepo ix, Qu érigut Tou s les aut res canto ns Belpech , Castelnaud ary (t ou s canto ns ), Fan je aux, Salles- sur-l'H er s
-
Revel Tous les autres canto ns Béziers (to us cantons), Capestang, Olonzac, Saint-Chi nian, Sain t -Pons-de Thomières Tou s les aut res cantons Chaussin , Chem in, Dampierre, Dol e (to us cantons), Gend rey, Mont ba rrey, Mo ntmi rey- le-Château , Rochefo rt-su r-Nenon
-
Arraco urt, Baccarat, Bay o n, Blâmont, Gerb éville r, He rou é. Lun év ille (to us ca ntons) Bado nv iller, Cirey-su r-Vezouze Tou s les aut res cantons Mo ntmédy, Stenay To us les autres cantons Albestroff, Behren -lès-Forbach, Châtea u-Salins. Dieuze. Fènétranqe, Forbach , Frey mi ng-M erlebach, Grost enq uin, Bèchico urt-le-Châtea u, Ro hr bach-lès Bit che, Saint-Avold (tous cantons), Sarralbe, Sarreguemines, Sarreguemines-Campagne, Stiring Wendel, Vic -su r-Seille, Volmuster Bitch e, Lorq uin, Phalsbourg , sa rrebourg To us les aut res cantons Avesnes-sur-Helpe (t ous cantons), Hautm ont, Ma ubeuge (to us canto ns), Trêlon , So lre-le-Château
M ont-loui s, Olette , Sailleg o use
Druling en, Sarre-Uni on Tous les autres canto ns Champagney, Faucogn ey-et -la-M er, Héricourt, Lure (tous cant on s). M éli sey, Vil lersexe l Tous les autres canto ns
1. Se lon la ca rte administrative de la France, pub liée par IGN - Paris 1997 (édit ion 1997)
ceSTS
-
Règle. NV65
23
Chapitre 2 : Effets de la neige
Dépa rtement
Saône-et-Loire
Cantons
Rég Îon(s)
81
Beaur epa ire-en-Bresse. Cuiseaux, Cuisery, Louhans. Montpont-en-Br esse. Montret. Pierre-d a-Br esse. Saint Germain-du-Bois. Tournus
A2
Tous les aut res cantons
E
A iguebelle , Aime, Alb ertville (tous cantons), Beauf ort . Bourg -St-Maurice, Bozel, Châtelard (le), Chambre (la), Chamoux-su r-Gelon, Gr ésv-sur-ls ère, Lanslebou rg-Mont-Cenis. Modane. Moutiers, St-Jea n-de-Maurienne, St-Michel-de-M auri enn e, St-Pierre-d'Albig ny, Rochett e (la), Ugine
C2
Tous les autres canton s
Haute-Savoie
C2
Albv-su r-Chèran, Ann emasse (tou s cantons), Boëge, Cruseilles , Frangy, Douva ine, Reignier, Rum ill y, St-Ju lien-e n-Genevo is, Seyssel
E
Tous les aut res cantons
Tarn
C2
Dourgne, Labruguière, Mazamet (tous cantons), Saint-A ma ns-Sou lt
A2
Tous les aut res canto ns
C2
Barjols, Besse-sur-Issole, Brignoles, Cot ig nac, Frejus. Grimaud, Lo rgues, Luc (Le), M uy (le), Saint -Maxim in -la-Sainte Baume, Saint-Raphaë l. Saint-Tro pez
A2
Tous les autres canto ns
C2
Val reas
82
Tou s les autres cantons
A2
Bulgn evill e, Châte nois. Coussey, Lam arche, Mi recou rt, Neufchâteau, Vitte l
BI
Bains-les-Bains, Bruyères, Charmes. Châte l-sur-Mosel le, Darney. Dompair e, Epinal (tou s cantons), Monthureux-sur-Saône . Plombières-les -Bain s, Rambe rvillers, Remiremont, Xe rtigny
C2
Tous les aut res canton s
Savoie
Var
Vaucluse
Vosges
Cas de Saint-Pierre-et-Miquelon La charge normale Pno est pr ise égale à 190 daN/m' . La charge ext rême p' no est p rise ég ale à 310 daN/m' .
Il n'y a pas lieu de pro céd er à une vérification sous charge accide nte lle de neige.
2,2
Altitude
Au-de là de 200 mètres d 'alt itude et qu elle q ue so it la région consid érée, la loi de variation des charges en fo nction de Pno ou d e p 'no (R-Il-2,1) et de l'altitu de A est do nnée par le tableau 4.
Tabl e au 4 Altitu de
Pn (daN/m 21
p' n (daN/ m 2 )
200 m s;A s 500 m
Pno., A-200 10
p 'no+ A - 2OO 6
500m s;A s;1500m
Pn O+ 30 + A - SOO
p' no+50+ A -500 2.4
1 500 m s A s 2 000 m
Pno+280 + A -'500 2.5
p'no +467+ A - 15oo \5
NdE : Les
ete tees roenees
4
et extrêmes majorées de l'elfet de l'attitude. sont respectivement notées Po et p',
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Règles NV 65
24
Chapitre 2 ; Effets de la neige
Toutefois, il importe en montagne que les maîtres d'œuvre se rensei-
gnent sur les cond itions locales qui peuvent cond uire à des cha rges de bea ucoup supé rieures à ce lles ind iq uées da ns le table au 4 ; au-de là de 2 000 mètr e s, notamment, le cahier des charge s doit obligato ire men t prescrire les charges de neige à prendre en compte dans les ca lculs. Note : L'altitude n'a pas d 'influence sur la détermination de la charge accidentelle.
2, 3
Dispositions simplifiées pour la prise en compte des charges accidentelles
Lorsque les performances des constructions ou des produits ne sont pas vérifiées aux « états limites » mais basées sur le principe des « charges admissib les» à comparer aux « charges normales », la notion de charge accide ntelle est implicitement vérifiée lorsque la « charge normale » de neig e Pn est supé rieure ou égale à :
• 50 da N/ m' pour les régio ns A2 et 61 ; • 70 daN /m' pour les régions 62 et C2 ; • 90 daN/m ' po ur la région D. Pn est la charge normale de base déterminée à partir des valeurs Pno défi nies à l'article R-II-2,1 en te nant com pte des effets de l'alt itude se lon l' article R-II-2,2. Pour une région do nnée , lorsque Pn est infé rie ure à la vale ur indiquée ci-dessus, la not ion de charge accidentelle est vérifiée en
remplaçant Pn par la valeur indiq uée . Lorsque des vérifications spécifiques des effets de la charge acc ide nte lle son t réalisées, les dispositions de l'article R- II-4 ne sont pas appliquées.
2,4
Valeurs fixées pa r le cahier des charges
Le cahier des charges pe ut prescrire des charges normale et extrême
supérie ures à celles des Règle s suivant les résultats de s observat ions, les co nd itions locales et la des tinatio n du bâtime nt, en particulier lo rsq ue sa pé rennité do it être assurée avec un large coefficient de sécurité .
3
Influence des caractéristiques de la toiture
3,1
Pente des ve rsan ts
Les charges de neige par mètre carré de projection horizontale restent é ga les aux valeu rs fixées en R-II-2,1 et R-II-2,2 quand l'inclinaison de la surf ace du toit sur l'ho rizontale ne dépasse pas 25' . Ces charge s sont rédu ites de 2 % par degré d'inclinaison suppléme ntaire sur to ute autre partie de couverture don t l'inclinaison dép asse 25°, lorsque rien ne s'oppose au glissement de la neige sur le versant considé ré.
ceSTE
Règles NV 65
25
Chapitre 2 : Effets de la ne ige
Comme ntaire • Sur les toitures d'inclinaison modérée la neige subsiste en totalité. Sur les toitures à très forte pente, telles qu'elles sont réalisées dans les pays à chutes de neige fréquentes et abondantes, où aucun dispositif n'est prévu pourretenir la neige, suivant la nature de la couverture, les conditions d'enneigement, les effets du gel et certaines particularités de la construction, une partie de la neige peut être évacuée et le toit s'en trouver soulagé. La règle donnée tient compte de façon approximative de ces constatations.
3,2
Mais si des dispositifs spéciaux (barres à neige) sont prévus pour éviter des chutes en masse au moment du dégel, on les suppose parfaitement efficaces et on n'admet aucune réduction de charge sur le versant qui en est muni. • Si n, exprimé en degrés, est l'angle formé par la ligne de plus grande pente de la surface considérée avec l'horizontale, les charges réduites Pne et se déduisent des charges normale et extrême, en les multipliant par 1,5 - G,G2u.
«:
Aut res caract éristiques
Lorsque l'accumulation de la neige est rendue possible da ns certa ines zones de la couverture, soit pa r la présence d'obstacles, soit par le s formes du toit , on calcule ces zones po ur les valeurs normale, extrême et éve ntue lle ment accidentel le de la charge de neige corresponda nt à l'accu mul at ion poss ib le. L'article R-II-3,3 précise les schémas d'accumulation qu'i l convient d'envisager pour les formes et les types de toitu res et d'obstacles cou rants et pour un environnement topographique de la construction considéré comme normal. Si l'environnement permet une protection efficace de la toiture cont re les effets du vent, supprimant pratiquement le déplacement de la neige par le vent, les ch arges de neige (normale, extrême et accident elle) doivent être majoré es de 25 %. Pour les formes inhabituelles, ou non t raitées à l'article R-II-3,3, il convient de recourir à l'avis de spécialistes et au besoin à des essais particu liers, ou à défaut et en se plaçant en sécur ité à la litt érat ure spécialisée et aux observations locales.
Commentaire - - - -- - - - - - - -- - - - - - - -- Pratiquement, il est impossible de prévoir tous les cas d'accumulation de neige provoquée soit par le vent (congères) soit par des effets d 'abri localisés (rideaux d'arbres, constructions accolées à un terrain fortement en pente, etc.), ni tous les cas de dissymétrie de charge provoquéepar des déperditions de chaleur inégales sous une toiture ou des effets d'insolation, et par suite, de formuler des règles exhaustives. Dans les casde formes inhabituelles ou non traitées ainsique dans les cas où l'environnement topographique ne peut êtreconsidéré comme normal et assure une protection efficace de la toiture contre les effets du vent, le marché doitpréciser les schémas d'accumulation et les aggravations de charges à retenir. Les essais particuliers mentionnés sont conduits dans une soufflerie spécialement équipée pour reproduire significativement le phénomène d'accumulation de la neige.
3,3
Accumulati ons de la neige - Cas cou ra nts
3,30 Cet article précise le mode d'éva luation des charges à prendre e n compte lorsque la forme de la to iture ou la juxtaposition de plusieurs to itures favo rise l'accumulat ion de la neig e (R-II-3)).
©CSTB
Règles NV 65
26
Chapitre 2 : Effets de la neige
Les référen ces Po, Pne' Pm' " conce rnent les charges no rmales, les références p 'n' p'ne' p'n, '" les charges extrêm es et les références p " n' p"ne' p"m'"
les cha rges acc idente lles. Po- et p' n' sont les charges uniformém ent rép art ies, compte te nu éve nt uel-
lem ent des majorations en fonction de l'altitude (R-II-2,2) . p"n. est la cha rge accidente lle définie à l'annexe 1 de s Règles N 84. Pne' p' ne et p " ne sont les cha rges réd uites en fonction de la pente (C-II-3,1). Pm • p' ru et p" ru sont définies ci-après.
3,31
Bord s de t oit ures
Les cas particuliers de charge suivants doivent être explicités dans le marché .
3,311
Zo ne s où l'altitu de est infé rie ure à 500 m
Ce cas est à considérer lorsque le s d eu x co nd itio ns suivantes se trouvent simu lta né ment réu nies :
• cr > 25° ;
• p rése nce d'un obstacle gèna nt le glissement de la ne ige (un chéneau par exemple). La partie ba sse de la t oiture est vé rifiée p our une charge accumulée
no rmale, extrême ou accidentelle , ind iq uée figure R-II-2, avec \, ~ 0,02 Pne ou 0,02 p' ne ou 0,02 p"ne suivant le cas (charges en da N/m2 et " en ml. /-
.-----_/
_/
( // / //'
..,,"'---~
( \
2p,
2p~
ou OU 2p",
9
~
-:-_ _- ' -, : :n'
~
OU~
- - - - "" -- Fig ure R-II-2
Nota : La longueur t, vaut 4 fois l 'épaisseur co urante de la neige sur Je toit calc ulée avec un poids volumique de 200 daN/m'.
3,31 2
Zon e s o ù l'altitude est su pé rieure à 500 m
Ce cas est à considé rer pour les t oitures ne comport ant pas d e d ispositifs de ret enu e. La partie basse d e la toiture est vérifiée pour une charge acc um ulée norm ale, ext rême ou accidente lle, indiquée fi gur e R-II-3, avec
1, = 0,01 Pne ou 0,01 p'ne ou 0,01 p"ne suivant le cas, et ', da N/m2 , l, et l, en ml. ©CSTB
~
1/ 2 (charges en
Règ le. NV 65
2'7
Chapitre2 : Effets de la neige
Figure R-II-3
Nota : La longueur " vaut 4 fois l ' épaisseur courante de la neige sur le toit calculée avec un poids volumique de 400
da Nlm~
3.32 Saillies et obstacle s locaux Les to itures visées présente nt une inclina ison infé rieure à 15° . Elles sont calculées po ur les charges Po, p'n et p " n uniformément répa rtie s.
Elles doivent de plus êt re vérifiées p our la répartit ion no n un ifo rme d es charges ind iqu ée figure R-II-4 où l, est p rise éga le à 2h avec la limit ati on Srn s l, '; 15m.
Figure R-II-4
Les cha rges Po" p'n l prennent les valeurs suivante s :
• cas des obstacles lo caux Pn' ~ min (200 h , 2,5 Pn) p'n, = m in (330 h , 2,5 p'nl
• cas des acrotères Pnt ~ min (200 h , 2 Pn) p 'n, = min (330 h , 2 p'n ) Pn1 et p' 01 ne doivent pas être prises inférieures à Po et p' n resp ecti ve ment.
La haut eur h est exprimée en m et les charges en daN/ m'.
"CSTB
Règles NV65
28
Chapitre 2 : Effets de la ne ige
3,33 Toitures multiples à red ans (sheds)
Pn,
-
:
ou P~l
:
:
1'1.2 ou Il;,
ou P~1
oup~
Figure R·II-S
Les charges P Ol' p' n t et p"n1 et Po2 ' p 'n2 et p" 02 prennent les valeurs suiv antes en fon ct ion de la valeur d e l' angl e a ; • charges nor male et extrême
si œ s; 15°
Po1 = Po2 = Po et p'nl
=
p'n2 = p'n
(répartit ions uniforme s)
si 15° < cr ::;; 25°
Pn, ~ Pn [1 + (a - 15)/10 ] et Pn2 ~ Pn [1- 0 ,5 (a - 15)/ 10] p' n, ~ p'n [1 + (a - 15)/1 0J et p'n2 ~ p 'n [1- 0,5 (a - 15)/10] Pn' ~ 2 Pn et Pn2 ~ Pn [0 ,5 - 0 ,5 (a - 25)/ 50] p'n, ~ 2 p'n et
p' n2 ~ p' n [0,5 - 0,5 (a - 25)/ 5OJ • ch arge accidente lle si a ,; 25°
p . n' ~ p" nz = p" n (rép artition uniforme)
si 25° < a '; 50°
p"n, ~ p "n [1+ (a - 25)/50]
et
p "n2 ~ p "n [1 - (a - 25)/501
Si a > 50°, une analyse particulière à partir des phénomèn es d e base (gliss ement d e la neig e, redistribution par le vent) est à faire p o ur la détermin ation de schémas de répartitio n d e la ne ige.
3,34 Noues des toits multiples 3,341
Versants symé tri q ues
Les charges POl ' p 'nl et p"n l et Po2 ' p'n2 et p"n2 prennen t les valeurs suiva nt es en fonction de la valeur de l'a ng le a ; • charges normale et extrême
si œ s; 15°
Pol = Pn2 = P n e t p'nl = p'n2 = p 'o (répart itio ns unifor mes)
si 15° < a :s; 25°
Pn, ~ Pn [1 + (a - 15)/101 et Pn' ~ Pn [1- 0,5 (a - 15)/ 10J
" CSTB
RèglesNV 65
29
Chapitre 2 : Effets de la neige
p 'n, ~ p 'n [1+ (a - 15)/10) et p'n2 ~ p 'n [1- 0,5 (a - 15)/10) si 25° <
a s 75°
Pnl ~
2 Pn et
Pn2 ~ Pn [0,5 - 0,5 (a - 25)1501 p'nl
=
2 p'n et
p'n2 = p 'n [0,5 - 0,5 (a - 25)/50) • cha rge accidentelle p ' n' ~ p " n2 ~ p ' n (répa rt it ion unifo rme)
si a " 25° si 25° <
a s 75°
p " n1 ~ p ' n [1+ (a - 25)/50] et p "n2 ~ P "n [1- (a - 25)/50)
p., ]
ou P:~_'
ou Pn1
c . . ._
- - ' -
_
Figure R-I/-6
3,342 Versants dissymétriques
,, , ,,i , ,,l
Po' , ou Pn 3
.
OO~ 3
~=strr !
~ ~
ou p'o' ou p"
~
ou p'n2 ou P~2
Figure R-I/-7
Les charges Po l ' p'n, et p "nl p renn e nt les valeurs définies po ur le s versants symétriq ues en fonction de la va leur d e l'angle a = (a, + a , )/ 2. Les charges Pn2 ' p 'n2 et p"n2' respe ctivement Pn3 ' p'n3 et p "n3 ' p ren ne nt les valeurs définies pour les versants symé triques en fonction d e la valeur d e l'angl e a,.
©CSTB
Règles NV 6S
30
Chapitre 2 : Effe ts de la neige
3.35 Toitures à plusieurs niveaux La toiture supérieure est calculée po ur les charge s Pne' p'ne et p"ne et la toiture inférieu re po ur les charges P n , p 'n et p "n' La toiture infé rieure est de plus vérifiée pou r la répa rtition non unif orme
indiq uée figu re R-II-S o ù l, est prise égale à 2h avec la limit ation 5 m ~ l, '; 15 m. Les charges Pn" p'n, et p"n1prennent les valeurs suivantes :
• si œ s; 25°
Po,
~
min (200 h ; 3,5 p.)
p' o' = min (330 h; 3,5 p'.) p"01 est sa ns objet La hauteu r h est exprimée e n m et les charges en d aN/m'. • si a > 25°
Po, p rend la p lus gra nde des deux valeurs; [1+ 0,04(", - 25) (1/1,)] Po [1 - 0,02(", - 25) (1/1,)] Pn + min (200 h ; 3,5 Pn)
p' nt prend la p lus grande des d e ux valeurs; [1 + 0,04(", - 25) (1/1,)1 p'o
[1- 0,02(", - 25) (1/1,) J p' n + min (330 h ; 3,5 p' 0)
p·o' = 1+ 0,04(", - 25) (1/1, ) p" 0 La hauteur h est exp rimée en mèt res, l'ang le a en degrés et les charges en
daN/m'.
Figure R-I/-B
e csra
Règle. NV65
3'1
Chap itre 2 : Effets de la neige
4
Combinaison des effets de la neige et du vent 2
Les effets de la nei ge et du vent son t co nsidérés sim ulta ném ent lorsque leur combinaison prod uit d ans la co nstruction des actions pl us d éfavora b les que si la nei ge ou le vent agissait seul.
C ommentaire - - -- - -- - - - - -
--, A
• On admet par m esure de simplification que les actions (pressions et succions) dues au vent sur une toiture enneigée sont les mêmes que sur la toiture sans neige, bien que les conditions aérodynamiques changent avec les variations de forme dues aux accumulations plus ou moins régulières de neige. • 1/ suffit en généralpour tenir compte des dissym étries de charges de neige dues à i'ectiondu vent : - dans le cas d'une toiture-terrasse et d'une toiture à un versant de chargerau maximum la moitié de la terrasse ou du versant ,. - dans le cas d'une toiture à deux versants, de charger au maximum un des versants ; - dans le cas d'une voûte, de chargerau maximum la moitié de la voûte ainsi que le montrent les exemples donnés par la figure C-I/-2.
B
lERRAS SE SAN S ACROTERE
10 daNJ~
TOITURE A DEUX VERSANTS 20 daNJm~
~ = 110
10lTURE EN VOUTE
45 daN/rn"
55 da N/m"
daN/m'"
25 d a N /m"
. / 2S'
Cependant pour des voûtes, il peut être utile de considérer les trois répartftions indiquées sur la figure C-f1-3 :
1\,=50 da Nl.w
--
A : Répartitions constatées pour fa neige sous l'actio n du vent
B: Charges d e calcul pour une charge normale de ne ig e . Figure C-I/-2
GOdaN/m' 25daN/m'
113
113
113
V3
113
Pr,=120 daN/m'
V3
Pr,=120daN/m'
1/2
112 Pr,=120 daN/m'
Figu re C· II-3
2.
Voir aussi R·III·6,4
M
Constructions hors règlement • .
©CSTB
~------"----Règles NV 65
Chapitre 2 : Effets de la neige
Suivant les d ispositio ns de la to iture, l'un des groupes d'hypothèses suivante s e st e nvisagé :
4,1
Répartit ion sensiblement uniforme de la neige sur toute la t oiture
- la charge norm ale o u extrême du vent so ufflant dans les d ifférentes directio ns est p rise en tota lité;
- la charge no rmaie ou extrême de la neige est réd uite de moitié.
4,2
Possibilité de répartition non uniforme de la neig e sous l'action du vent
- la charge no rmale ou extrême du vent soufflant dans différentes directions est pr ise en totalité ;
- la charge de neige réduite de mo itié es t appliquée de la ma nière la plus d éfavo rab le soit tota lement, so it part ie llem ent ; d ans ce dern ier cas, les pa rties les p lus chargées suppo rte nt intégrale me nt la cha rge rêd uite et le s parties les mo ins cha rgées (3S daN /m ' de moins pour la cha rge norma le et 60 daN /m' de mo ins pour la charge extrême sans de sce nd re au-dessous de 0). Confor mément à R- II-2,9, les valeurs de 35 et 60 daN/ m' , pe uvent être majorées par le Cahier des Charges.
4,3
Dispositions de la toiture rend ant impossible l'enlèvem ent de la neige par le vent (sheds, noues ob turées à une extrémité, te rrasse avec acrotère)
D ans ces zo nes, aucune réduction de la charge de neige n'est envisagée, ma is on ne t ient co mpte que des deux combinaisons suivantes :
- valeur extrême de la charge de neige et valeur normale de la cha rge de vent ;
- valeur norm ale de la charge de neige et valeur extrême de la charge de ve nt.
e C$TB
CHAPITRE 3 Effets du vent
Règles NV65
Chapitre 3 : Effets du vent
1
Généralités
1,1
Dé finit ions et principes généraux
1,11 Direction du vent Pour le calcul des co nst ruct ions, on suppose que la di recti o n d'ensemb le moyenne du ve nt est horizontale. Comme ntai re o Dans les couches inférieures de l'atmosphère, les grands courants aériens suivent les mouvements du terrain et sont par conséquent parallèles au sol. Mais if est difficile a priori de définir leur direction en un lieu donné pour un bâtiment donné. Ainsi une construction, suivant ou'elie est si tuée à la partie inférie ure. sur le versant. ou au sommet d 'un terrain en pente, est attaquée suivant des angles différents de cel ui adm is dans les Règ les. Pour un règlem ent général, if es t suffisant et plus simple de s'en tenir à la direc tion horizontale, même dans le cas d 'un terrain en pen te. o L'att ention est cependa nt attirée sur le fait q ue, lorsque la pente du terrain est forte ou règne sur une grande longueur. if est alors préférable de procéder à une étude expérimentale sur maquette du terrain et de la co nstruction pour déterminer l'allure générale de l'écoulement de l'air.
1,1 2 Exp osit ion d es surfaces Si o n éclaire la construc t ion par un faisceau de rayons lumineux parall èles à la d irection d'ensemble du vent: - les surfaces éclairées (exposées au vent) sont d ites « au vent» ; - le s surfaces non éclairées (non exposées au vent) ou sous incidence rasant e (p arall èles à la di rect ion du vent) so nt d it es « sous le vent », Com m e nt aire En aérodynamique les surfaces Il au vent » so nt celles soumises à un éco ulement rég ulier du vent sans décollem ent de la veine. Celles «sous le vent» sont soumises à un écoulement turbulent. Elfes sont séparées l'une de ~::------:l'a utre par une ligne de ZONE D'ECOULEMENT décollement des fifets REGULlf " ..J d 'air.
VENT
c::J
?ffF ~rnJ ij// 7/////.
ZONE D'ECOULEMENT
~
TOURBlUONNAlRE
/
Figure C-I/I-1
1,13 Maître-couple Le maitre-couple est la projection o rthogonale de la surf ace co nsidé rée o u de l'ensemble de la co nst ruction sur un p lan normal à la direction du vent o u, d'après la d éfiniti on opt ique (R-III-1,12), la surface de l'omb re p ortée sur un p lan p erpendicu lair e à la direct ion de s rayo ns lumineux. e csra
Règles NV 65
3S
Chapitre 3 : Effetsdu vent
Commentaire La notion de maître-couple est VENT introduite dans certains cas: q - pour la détermination des directions de vent les plus défavorables (R-II/-3,02); - pour la détermination des actions Figure C-I/I-2 du vent sur les surfaces courbes (R-II/-1,244) ; - pour la détermination de l'action de renversement (C-II/-1,43) ; - pour donner les dimensions du masque dans la direction du vent (C-II/1,243).
1,1 4
Action exercée par le vent sur une des faces d'un élément de paroi
L'action exercée par le vent sur une des faces d' un élément de paroi est considérée comme normale à cet élément.
Elle est foncti on : a. d e la vitesse du vent (R-III-1,21) ; b. de la caté gorie d e la co nstructio n (R-III-1,31) et de ses proportions d'ensem b le (R-III-1,21) c. de l' empl aceme nt de l' élém ent co nsidéré dans la co nstruction (R-III-1,322) et de son or ientation pa r rapport au vent (R-III-1,12) ; d . des di me nsio ns d e l' élém ent co nsidéré (R-III-1,244); e. d e la forme de la paro i (p lane o u co u rbe) à laqu elle ap p art ie nt l' élém ent consi déré (C-II I-1,421). Co m mentaire L'ensemble des Règles est établi pour permettre une évaluation aussi correcte que possible de l'action du vent sur divers types de constructions. Avant d 'aborder le calcul des sollicitations sur un élément il fautprocéderà des déterminations successives: pression dynamique a. catégorie de la construction, proportions (rapports À. ou cp), coefficient y, coefficient c et action cq. D'une manière générale l'article 1 est rédigé suivant l'ordre dans lequel se présentent en pratique ces déterminations. À ce titre il constitue une sorte de guide.
1,15
Pression dynamique et coeffi cient de pression
L' action éléme ntaire unitaire exercée par le vent sur une des faces d 'un élément d e paroi est d onnée p ar un pro d uit cq, d ans lequ el :
- q d ésigne la pression dynamique (R-III-1,21) fonction de la vitesse du vent; - c un coeff icient de p ression (R-III-1,32 et C-III-1,421) fonction d es disp ositions d e la construction définies en R-III-1,14 b, c, d et e. Une des faces d'un élément appartena nt à une construction est d ite soumise à une pression (ou à une surpression) lorsque la force norma le à cette face est dirigée vers elle. Dans ce cas, par convention, c est positif. ©CSTB
~----~::----:-----Règles NV 6S
Chapitre 3 : Effet s du ve nt
Elle est d ite soumise à une succion (ou à une d épression) lorsque la force est dirigée e n se ns co ntraire. Dans ce cas, par co nve ntion, c est négatif. Commentaire Des majora tien s ou des réductions peuvent affecter : - la pression dynamique q (R-1II-1,24) ; - le coefficie nt de pression c (R-1II- 1, 322) ; - les actions d 'ens em ble du vent (R-II/- J,5).
1,2
~FACE B
~FACE B
FAC~
FAC:SJJ
Figure C-II/-3
Pression dynamiqu e
1,21 Définition La p ressio n dynami qu e q en d écanewtons p ar mètre carré (daN /m2) est do nnée en fo nct io n de la vitesse V d u vent en mèt res pa r seconde par la fo rmule :
V'
q = 16 3 Commentaire • Les prés entes RégIes prennent comme base des calculs non pas la vitesse du vent de laquelle on déduirait son action, ma is la press ion qu'il exerce sur une surface pla ne, norm ale à sa direction au point frappé par le filet d 'air dont vitesse s'annule. Cette pression, di te pression dynam ique. es t don c indépendante de la nature, de la position et des dispositions de la co ns truct ion. Elle est donnée par la V' formule:
'a
q =P20
établie par app lication du théorème de Bemouilli où : p = masse volumique en kg par m 3 de l'air sec débarrassée de gaz carbonique. à 15 "C et sous un e pression atmosphérique normale ' = 1,225 kg/m 3 ; V = vitesse du vent en mètres par seconde (m/s) ; q = pression dynamique du vent en décanewtons par mètre carré (daN/m 2), ce qui don ne pour q la valeur V' q = 143
*
La pressiOn atmosphérique normale est la pressiœt exercée par une colome
de 76 cm de mercure a 0 OC PQJr la valeur normalisoo de l'accé lération due fi la pesanl9UI (9.80665 mis:,. La pression almOSphérique normale est égale à 10 1 325 pasca ls = 1.013 bal.
1,22
Pression dynamique normale et pression dynamique extrême
Co nform éme nt à la règl e 1-3,1, on doit envisage r d ans les calculs une pressio n dynamiq ue nor male et une pression dyn am iqu e ext rême ; le rapport d e la second e à la premi ère est pr is égal à 1,75.
1, 23 Pressions dynamiques de base 1,231
Dé f inition
Par convention, les pressions dynamiques de base normale et extrême sont celles q ui s'exercent à une haut eur de 10 m au-d essus d u sol, pour un site no rmal (C-III-1,242), sans effet de masque (C-III-1,243) sur un éléme nt do nt la p lus gr ande d im ension est éga le à 0,50 m .
"CSTB
Règles NV65
37
Chapitre 3 : Effets du vent
1,232 Val eurs Elles varient avec les zones (Fig ure R-III-1) et à une alt it ude inféri eure ou éga le à 1 000 m sont données par le tableau 5. Tableau 5 Pression dyna mique de base norma le
Pression dyn am iq ue de
base ext rême 87,5 da N/ml
daN /m 2
Zo ne 1
50
Zo ne 2
6OdaNlm2
105,0 daN/ml
Zone 3
75 da N/m l
131.0 daN/m 2
Zo ne 4
90 daN/m2
157,5 da N/m'
Zone 5
120 daN /ml
210,0 daN/ml
~ Com menta ire
Valeur des vitesses du vent correspondant à celles des pressions dynamiq ues pour les différentes zones données par le tableau 5 Valeurs norm ales
Valeurs extr êmes
mis
km/ h
m Is
km /h
Zone 1
28,6
103.0
37,8
136.1
Zone 2
31,3
112,7
41,4
149, 1
Zo ne 3
35 ,0
126.0
46.3
166.6
Zone 4
38.3
137,9
50,7
182,5
Zone 5
44,2
159,2
58,5
210,6
A u-delà de 1 000 m d 'altitude, le cahier de s charges doit obligat oirement prescrire les pressions dynamiques de base à prend re en compte dan s les calculs.
e csra
~----~~ Règles NV65
Chapitre3 : Effets du vent
Commentaire L'annexe nationale de la norme NF EN 1991-1-4 (Eurocode) inclut une nouvelle carte de vent établie sur la base d 'une nouvelle étude statistique, achevée en 2005, des relevés mé téorologiques disponibles.: Les séries de mes ures utilisées ont été sélectionnées et homogénéisées par M étéo-France. Ce travail de sélection a conduit à éliminer toutes les mesures faites avec l'anémométre à quatre coupelles utilisé à partir de 1946 et prog ressivement remplacé dans les années 1960 à 1970 par un appareil plus performant à trois coupelles. Compte tenu de la publication de l'annexe nationale NF EN 199 1-1-4 / AN en mars 2008 et afin d 'éviter les inconvénients qui pourraient naîtrede la coexistence de deux cartes différentes, dans la période transitoire avant le retrait définitif des Règles NV 65 actuelles, il est nécessaire de modifier la cane introduite par Je m odificatif n° 2 de décem bre 1999. Les valeurs des pressions dynamiques de base normale et de base ex tréme données au tableau III de R 111-1. 232 (tableau numéroté 5 dans cet te édition) restent inchangées . L'Eurocode définit la vitesse de référence du vent sur une baseprobabifiste .' le vent « cinquantennaf )J, de période de retour égale à 50 ans. C'est sur ce vent de référence que s'appuient d 'ores et déjà, les études de grands projets en France (grands ponts, grands immeubles, stades, etc. lorsqu'ils font l'objet d 'une étude en soufflerie turbulente. Dans l'idéal, if aurait été souhaitable d'introduire cette référence au vent cinquantennal dans les RègJ 'es NV 65, dans un souci d'harmonisation. Cependant cette référence conduirait globaleme nt à une importante augmentation du niveau des charges. La prise en comp te dans l'Eurocode, de l'influence réductrice de la rugosité du sol dans
ceSTE
les zones urbaines, compe nse globalement cette augmentation: son introd uction dans les Règles NV 65 a été envisagée, en méme temp s que celle du vent cinquantennal, pour maintenir un niveau global de sécurité équivalent aux règles actuelles; mais ce tte disposition nouvelle rendait plus complexe l'utilisation des règles. Finalement il a été renoncé à ce tte double introduction du vent cinqua ntenna l e t de la rugos ité dans les Règles NV 65.
Notes : • Il est rappe lé q ue les valeurs des Règles sont données po ur un site normal ; en région montag ne use, même à un e altitude inféri eure à 1 ()()(J m, ces vale urs ne d oivent être ad optées qu'après examen d es co nd itio ns topographiqu es locales ; • les pressio ns extrêmes d es vents, même e n site
exp osé (R-I/I-l ,242) ne p rotègent p as à co up sûr co ntre J'effet des trombes" ou torn ades, p hénomènes imprévisibles que fa Co mmissio n n'a pas rete nus pour des règl es générales, applicables en métropole. A not er qu'en m ai 1961, une trombe s'est déplacée au-dess us de la Normandie,mais que n'ayant affecté aucun appareil enregistreur, les relevés de la Météorologie nat ionale n'en font pas état.
vencet est a distinguer nettement du grain, vent violent de courte durée (de rorore de QUelQues minutes) coostetë lorsd'un passage en un pointd'une disconhm,llté almosphéfique (surface sëce ram deux masses d'airdistinctes). Dans un cas comme dansl'autre. la vitesse du ven! est alors très supérieure il celle observée avant el après
1& 'rombe, lo.Jrbillon d'air à IDee
Règles NV 65
39
Chapitre 3 : Effets du ve nt
France métropolitaine : carte des zo nes de vent.
Zon es:
©CSTB
Règles NV 65 Chapitre 3 : Effets du vent
Tableau 6 - Dé finition des zones climatiques se/on les départements Département 01 Ai n
zonets)
1;2
Dé partement
Zonetsl
Dé pa rtem ent
34 Hérault
3
68 Hau t-Rhin
02 Aisne
2
35 Ille-et-V ilaine
2
69 Rhôn e
03 Allier
2
36 Indre
2
70 Haute-Saô ne
2
zonetsl 2 2 ( 1 ; 2î
04 A lpes-de-Haute-Provence
1;2
37 Indre-et-Loire
71 Saôn e-e t-Loire
2
05 Hautes-Alpes
1;2
38 Isère
1;2
72 Sa rthe
2
06 Alpes-Ma ritimes
1;2
39 Jura
1 , ;2
73 Savo ie
,1
07 Ardèche
2
40 Landes
08 Ardennes
2
41 Loir-et-Cher
2
75 Paris
09 Ariège
2
42 Loire
2
76 Se ine -Ma ritime
2;3
10 Au be
2
43 Haute-Loire
2
77 Seine-et-Ma rne
2
11 Aude
2;3
78 Yve lines
2
44 Loire-Atlantique
2 ;3
74 Haute-Savoie
2
12 Avey ron
2
45 Loiret
2
79 De ux-Sèvres
13 Bouches-d u-Rhô ne
3
46 Lot
1
80 Somme
2;3
14 Calvados
2
47 Lot-et-Garonn e
1
81 Tarn
1;2
48 Lozère
2
82 Tarn-et-Ga ronne
1
1 , ;2;3
49 Ma ine-et-Loire
2
83 Var
2
50 Manche
2
84 Vauc luse
2
18 Cher
2
51 Marne
2
85 Vendée
3
19 Corrèze
1
52 Haute- Marne
2
86 Vienne
1
15 Canta l 16 Charente 17 Charente-M aritime
1;2
2
28 Haute-Corse
3; 4
53 Mayenne
2
87 Ha ute-Vienne
1
2A Corse-du-Su d
3;4
54 Meurthe -et-Moselle
2
88 Vosges
2
21 Côte-d'Or
1;2
55 Me use
2
89 Yonne
2
22 Côtes-d'Armo r
3
56 Morbihan
3
90 Ter ritoire de Belfort
2
23 Creuse
1
57 Moselle
2
91 Essonn e
2
24 Dordogne
1
58 Nièvre
2
92 Hauts-de-Seine
2
25 Doubs
1;2
59 Nord
2;3
93 Se ine-Sa int-De nis
2
26 Drôme
2
60 Oise
2
94 Val-de-Ma rne
2
27 Eure
2
61 Orne
2
95 Val-d'Oise
2
28 Eure-et- Loir
2
62 Pas-de-Cal ai s
2;3
971 Guadeloupe
5
3
5
63 Puy-de-Dôm e
2
972 Ma rtinique
30 Gard
2 ;3
64 Pyrénées-Atla ntiq ues
2
1
31 Haute-Garonne
1;2
65 Hautes-Pyré nées
,
973 Guya ne 974 La Réunion
5
66 Pyrénées-Or ientales
3
976 Mayotte
5
67 Bas-Rhin
2
29 Finistère
32 Gers 33 Gironde
©CSTB
1 1;2
Règles NV 6S
41
Chapit re 3 : Effets du vent
Tableau 7 - Départements appartenant à p lusieu rs zones: découpage selon les canto ns Département 01 - Ai n
04 - A lpes-de-Haute-Provence
05 - Hautes-A lpes
06 - A lpes-Ma ritimes
11 -Aude
15 - Cantal
17 - Charente-Maritime
2A - Corse-du -Sud 2B - Haute-Corse 21 - Côte-d'Or
Zone( s)
Canto ns
2
Bâgé-le-Châtel, Cha lamo nt, Châti llo n-sur-Chalaron ne, Colig ny, Mexim ieux, M i ribe l, Mon tluel, Montrevel -en -Bresse, Pont-de -Vaux, Pontde-Veyle, Reyri eux, Saint-Trivlers-de-Courtes, Saint-Trivle rs-sur-Molqnans, Thoi ssey,Trévou x, Vi llars-les-Dom bes
1
Tous les autres cantons
1
Annot, Barce lo nnette , Colmars, Entr evaux, Jav ie (la), Lauzet-Ubaye (le), Saint -André-Ies-A lpes, Seyne
2
Tous les autres cantons
2
Aspres -sur-Buêch, Barci llo nnette , Laragn e-M ont églin, Orp ierre , Rib iers, Rosans, Serres, Tall ard, Veynes
1
Tou s les aut res canto ns
1
Guillaumes, Puqet-Th éniers, Saint- Étienne-de-Tinée, Saint-M art i nVésubie, Saint-Sauveur-sur-Tinée, Vil lars-sur-Var
2
Tou s les autres canto ns
2
Alaig ne, A lzon ne, Belpech, Carcasso nne (tou s canto ns), Castelna udary (tous cantons), Chalabre, Conq ues-sur-Orbiel, Fanjeau x, Lim oux, MasCabardès , Montréal, Saissac, Salles-sur-l' Hers
3
Tous les autres cantons
2
All anche, Chaudes-Aigues, Condat, Massiac, Murat, Pierrefort, Ruynes -enMargerid e, Saint-Flour (tous cantons)
1
Tous les autres cantons
1
Montendre, M ontguyon, Mon t lieu-la-Gard e
2
Archiac, Au ln ay, Burie, Cozes, Gémozac, Jonzac, Loulay, Mat ha, Mirambeau, Pons, Saintes (tous canto ns), Saint-Genis -de-Saintong e, Saint- Hilaire-de-Villefra nche, Saint -Jean-d 'Angél y, Saint-Percha i re, Sai ntSavinien, Saujo n, Tonnay-Bouto nne
3
Tou s les aut res cantons
4
Bonifacio, Figari, Levie, Porto-Vecchio, Serra-di-Scopamène
3
Tous les aut res cantons
3
Belgodè re, Calenzana, Calvi, Île- Rousse (l')
4
Tous les autres canto ns
1
Au xon ne, Chenôve, Dijon (tous cantons) , Fontai ne-França ise, Fontai neles-Dijon, Genl is, Grancey-le-Château-Neuvelle, Is-sur-Ti lle, Mirebeau-surBèze, Pontai ller-sur-Saône, Saint-Jean-de-Losne, Saint-Seine-l'Abbaye, Selongey
2
Tous les autres cantons
25 - Doubs
2
Aud incourt, Clerva l, Etupes, Hérimoncourt, Isle-sur-Ie-Dou bs (l') , Maiche, Mo ntbé liard (tous canto ns), Pont-de-Roide, Sai nt-Hi ppolyte, Sochau x, Valentigney
1
Tous les aut res canto ns
3D - Gard
3
Aigues-M ort es, A imargues, A ramon, Beaucai re, Boui llargues, Saint-Gill es, Marg uerittes, Nîmes (tous cantons) , Quissac, Saint-Mamert-du-Ga rd, Sommiè res, Vauve rt
2
Tou s les aut res cantons
2
Aute rive , Caraman , Cintegabe lle, Lanta, Mo ntgiscard, Nailloux, Revel, Vi llef ranche-de -Lauragals
1
Tous les aut res canto ns
31 - Haute -Garonne
©CSTB
Règles NV 65 Chapitre 3 : Effet s du vent
Departement
Cantons
Zonets)
2
Castelnau -de-M édoc , Lesparre-Médoc, Pauillac, Sai nt-Laurent-Méd oc, Saint-Vivien-de-Méd oc
1
Tous les autres cantons
38 - Isère
2
Beaur epaire, Heyri eux, Sai nt-Jea n-de-Bourn ay
1
Tous les aut res canto ns
40 - Land es
2
Amo u, Castets, Dax (tou s cant ons), Mon tf ort -en-Chalosse, M ugron, Peyreh orad e, Pouill on, Saint -Martin-de-Seig nanx, Sai nt-Vincent-de Tyrosse, Sousto ns,Tartas (tou s canto ns)
1
Tou s les aut res canto ns
2
A ncenis, Blain , Châteaubriant, Derval, Guém en é-Penfao, Lign e, Moisdo nla-Riv ière, Nort-su r-Erdre, Nozay, Riaill e, Rouge, Saint-Ju lie n-deVouv antes, Salnt-Ma rc-la-Jallle, Sai nt-Nico las-de -Redo n, Varades
3
Tous les autres canto ns
2
A rleux, A nzin, Aves nes-sur-Helpe (to us canto ns), Bavay, Berl aim ont, Bouchain , Camb rai (tous canto ns), Camiè res. Cateau-Cam brésis (le), Clary, Condé -sur-l' Escaut, Denain, Douai (tous cantons ), Hautm on t, Landrecies, M archiennes, Marc oing, Maubeuge (tous canto ns), So lrele-Château, Orchies, Quesnoy (le) (tou s canto ns), Sai nt-A ma nd-les- Eaux (tous canto ns), Solesmes, Trelon, Valencie nnes (tous cantons)
3
Tous les aut res cantons
33 - Gironde
44 - Loir e-Atl antiq ue
59 - Nord
62 - Pas-de-Calais
70 - Haute-Saône
76 - Seine-Ma rit ime
80-So mme
81 -Tarn
2
Bapaume, Bertincourt, Croisi lles, Marquion , Vitry-en-Artois
3
Tous les autres cantons
1
Autrey-lès-Gray, Champlitte, Dampierre-sur-Salon, Fresne-Saint-Mamès, Gray, Gy, Marnay, Montbozon, Pesmes, Rioz, Scey-sur-Saône -et-SaintAlbin
2
Tous les autres cantons
3
Bacquevill e-en-Caux, Blangy-sur-Bresle, Cany-Barvil le, Eu, Dieppe (tous cantons), Env erm eu, Fontaine- le-Dun, Offranville, Saint-Valery-en-Caux
2
Tous les autres canto ns
2
Ailly-sur-Noye, A lbert, Bray-sur-Somme, Chau lnes, Com bles, Ham , Mo ntdidi er, Mo reil, Nesle, Péronne, Roisel, Rosières-en-Sant erre, Roye
3
Tou s les autres canto ns
1
Cadalen, Caste lnau-de-Montm iral, Cordes -sur-Ciel, Gaillac, Graulhet, Lavaur, Lisle-sur-Tarn, Rabastens, Saint-Paul-Cap-de-Joux, Salvag nac, Vaour
2
Tou s les autres canto ns
Limites cantona les selon la carte administ rative de la France. pub liée par IGN - Paris 1997 (Ë-dilion 2)
©CSTB
-
Règles NV 65
43
Chapitre 3 : Effets du vent
1,23 3
Val eurs f ixées p ar le cahi er des charges
Le cahier des charge s p eut pr escrire des pre ssions dyn amiques d e base nor male et extrême supérieures à celles des Règ les et modifier le ur rapp ort suivant les résult ats des ob servat io ns, les cond itions locales, et la dest inat ion du b âtim ent , en parti culie r lorsqu e sa pé rennité do it êt re assurée avec un larg e coeff icie nt de sécurité .
1,24 Modification des pressions dynamiques de base 1,241
Effet de la hauteur au-dessus du so i
Co m me nta ire La variation de la vitesse du vent avec la hauteur H dépend de p lusieurs facteu rs; le site, la vitesse maximale du vent et le freinage dû au sol.
Soit qH la pressio n dynamique agissant à la hauteur H au- dessus du sol expr imé e en mèt res, q lO la p ression dynami que de b ase à 10 m de haute ur. Pour H compris entre 0 et 500 m, le rappo rt ent re qH et q,o est défini par la fo rmule :
~ ~25 H + 18 qlO ' H+60 La hauteu r H est comptée à partir du sol environnant supposé sensib lement hor izonta l dans un grand périmètre en plaine autour de la constru ction. Pour les constructions en bordure imm édi at e d u littoral, o n adopte une pressio n consta nte ent re 0 et 10 m ég ale à celle régnant à 10 m . Comm en t aire - -- - - - -- - - -- - - - - - - - - - ----, • Le freinage dû au sol est fonctio n de la rugosité de celui-ci ,. ainsi la mer freine moins qu'une p rairie plate et dénudée, cette dernière moins qu'une contrée boisé e e t une telle contrée moins qu'u ne aggloméra tion urbaine. Des formules de la forme
,
V. ~ v,H O
(H) 10 "
sont couramment utilisées ; elles correspondent assez bien pour des vents réguliers avec les données m étéoro logiqu es. • La formule donnée dans les Règles a été choisie pour ten ir compte de l'effet de rafale dont la loi d'accroissement avec la hauteur au-d essus du so l est atténuée par rapport à celle d'un vent régulier et pour faci liter les calculs.
Lorsqu e le sol enviro nnant la const ruct ion présente des dénivell ati ons avec fo rtes pentes, la haute ur H est comptée à part ir d 'un niveau infé rie ur à celui d u pi ed de la const ruct io n.
©CSTB
~-----:::--:--:--'::~ Règles NV65
Cha pitre 3 : Effets du vent
Commentaire - - -- - - -- - - - -- - - -- - ----, L'annexe 2 indique, à titre d'exemple, un mode d'évaluation du niveau fic tif à partir duquel peut être comptée la hauteur H, lorsque le sol environnantla construction n'est pas horizontal. Les cas extrêmes figurant dans cette annexesont rappelés ci après : Si la pente est inférieure ou égale à 0,3, la hauteur H peut être comptée à par tir du pied de la construction
Figure C-fII-S
Si la pente est égale ou s up érieure à 2, la hauteur H po ur des constructions situées dans une zone de largeur égale à la différence de niveau z, - z; à partir de la ligne de créte, doit étre comp tée à partir du niveau du terrain au pied de la dénivellation. VENT
Z,
g
/1
H
1
Z,-Z,
Z, ' - - - - - PENTE >2
Figure C-III-6
Le d iagramme des pressions en fonction de la hauteur H, qui est utilisé pour le calcul des constructions, peut être simplifié sous réserve de donner des résultats supérieurs ou équivalents pour les sollicitations maximales tant pour les réactions d'appui que pour les moments de flexion ou de renversement.
Commentaire • En particulier le diagramme simplifié doit être tel qu'à tous les niveaux de la cons truction la pression dynamique correspondant à ce diagramme soit au moins égale à ce lle du diagramme défini par les Régies. H
H
H
=-==
L-L---'--_
=" q
q
=-== q
Exemples de diagramm es simplifiés valables dans tous les cas Fig ure
C-/11-7
• La simplification qui consiste à prendre en compteune pression dynamique constante égale à celle régnant au somme t de la construction, peut être notamment adoptée pour les constructions de faible hauteur. Elle a été transformée en règle pour les constructions courantes IR-III2,92).
C CSTB
Règles NV 65
45
Chapitre 3 : Effets du vent
1,242
Effet de site
À l'intérieur d' une région à laq uelle correspo nde nt des valeurs déterminées par des pressions dynamiq ues de base (R-III-1,23), il convient d e te nir compte
de la nat ure du site d' imp lantation de la construction. Les valeurs des p ressions dyna miques de base normale et extrême dé finies en 1,23 do ivent être mult ipliées par un coefficient de site k, éga l à :
Tableau 8 Zone 1
Zo ne 2
Zo ne 3
Zone 4
Zone 5
Site proté gé
0,80
0,80
0,80
0,80
(*)
Site norm al
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
S ite exposé
1,35
1,30
1,25
1,20
1,20
-. La notion de sile protégé n'est pas prise en comp te dans celle zone
Co m menta ire - - - - - - - - -- - - - -- - - - - - - - - , • Les Règles considèrent trois types de sites:
- Site protégé. Exe mple . Fond de cuvette bordé de collines sur tout son pourtour et protégé ainsi pour toutes les directions du vent. - Site normal. Exemple. Plaine ou plateau de grande étendue pou vant présenter des dénivellations peu importantes, de pente inférieure à 10 % {vallonnements, ondulations} . - Site exposé . Exemples. Au voisinage de la mer : le littoral en général (sur une profondeu r d'environ 6 km) ; le sommet des falaises ; les rIes ou presqu'îles étroites. À l'intérieur du pays: les vallées étroites où le vent s'engouffre ; les montagnes isolées ou élevées (par exemple Mont SaintVincent) et certains cols. C'est ainsi que les stations comme Angoulême, Lang res, Mi//au, Mont Saint-Vincen t, son t considérées e n site exposé. - Les sites correspondent à des surfaces localisées de faible é tendue par rapport aux zones. La nature d u site do it êt re définie par le cahie r des charges d 'après les
don nées locales, et des coefficients inte rmé d iaires e ntre le s valeurs extrêmes pe uvent être adoptés pour te nir co mp te des atténuations de protection ou d'exposition ex istant en réa lité pa r rapp ort aux cas limites. Com menta ire ---------------------~ La possibilité donnée par les Règles de choisir des coefficients ks ayant des valeurs comprises entre les valeurs extrêmes, s'explique par l'existence de toute une gamme de sites intermédiaires entre ceux définis ci-dessus.
L'applicat ion du coefficient de site protégé aux co nstructions de gra nde hauteur doit être expresséme nt justifiée. Com menta ire - - - - -- - - - - -- - - - - - - -- Par construction de grande hauteur, au-delà de 30 m environ, on entend aussi bien les bâtiments tours à usage d'habitation que les cheminées, tours, réservoirs sur pylônes, grands hangars, etc.
©CSTB
~---_--------.:::=-= Règles NV65
Chapitre 3 : Effets du vent
1,243
Effet de masq ue
Il y a effet de masqu e lorsq u'une co nstruction est masq uée pa rtie llement ou tota leme nt par d'a utres constructions ayant une grande probabi lité de d urée. L:effet de masq ue pe ut se trad uire : soit pa r une agg ravatio n des actions du vent, lorsqu e la co nst ruct ion
située derrière te masque se t rouve dans une zone de sillage turb ulent. Dans ce cas, il n'est pas possible de formu ler de rè gles; se uls d es essais en soufflerie pe uvent d on ner des renseig neme nts précis;
so it par une ré du ction des actions d u vent d ans les aut res cas. Le s p ressions dyna miques de base peuvent alors être réd uites de 25 % sous réserve de la règ le 111-1,245. Les surfaces intéressées doivent rempli r simu lta nément les deux co nditions
suivantes: être ab ritées entièrement pa r le masq ue pou r toutes le s di rectio ns du ve nt dans le plan ho rizonta l ; être situées au-desso us de la surface décrite pa r une gé nératrice ayant une pe nte de 20 % ve rs le so l, dir igée vers l'intérie ur du masq ue et prenant appui su r le contour apparent des constructions protectrices. Commentaire -------------------~ • Peuvent être considérés comme présentant la probabilité de durée requise des ensembles de bâtiments de caractère définitif conçus et construits simultanément ou des bâtiments à l'intérieur d'une agglomération. • La localisation de l'effet de masque est encore plus accentuée que celle de l'effet de site. • On entend par masque, le maitre-couple de la construction protégeant la surface abritée pour la direction du vent considérée. • Chaque cas étant un cas particulier, il est difficile de donner des règles générales et la réduction pour effet de masque ne doit être utilisée qu'avec prudence en raison des effets de sillage. Le bâtiment B est abrité en totalité par le bâtiment A.
Le bâtiment B est abrité totalement sur la hauteur h J par le bâtiment A.
Seules les façades a et b des bâtiments A et Bsont abritées sur /a longueur /1 et la hauteur h l (*).
VENT
q
"
7.,:\'&
Exemples de constructions abritées totalement ou en partie Figure C~III-8 ",
la valeur 24°18' de l'angle d'attaque décou le de l'appl icatioo du diagramme de la figure C-1I143."I étant
supposé égal à 1.
©CSTB
Règles NV65
47
Chapitre 3 ; Effets du vent
1,24 4
Effet des dimensions
Com menta ire • Le coefficient de réduction ô tient compte de la variation de la pression dynamique moyenne du vent en fonction de la dimensio n de la surface frappée ; en effet la struc ture du vent n'étant pas uniforme, les tourbillons locaux influencent les pressions dynamiques moyennes qui, toutes choses égales par ailleurs, sont plus faibles sur les grandes surfaces que sur des surfaces réduites. 1/ est rapporté à une seule dimension pour ne pas compliquer les règles et parce qu'on ne dispose d'aucune donnée concernant la simultanéité et la superposition de tourbillons d'axe horizontal et d'axe vertical. • L'effet perturbateur du sol, qui engendre des tourbillons, s'atténuant au fur et à mesure qu'on s'élève, la réduction de l'effet du vent a été limitée à 10 % à partir d'une hauteur de 50 mètres au-dessus du sol, pour des surfaces dont la plus grande dimension est égale ou supérieure à 7 mètres. Le sol environnant la construction est supposé sensiblement horizontal dans un grand périmètre iR-III-I,247). Dans le cas de constructions situées sur un terrain présentant des dénivellations importantes, /a cote H est comptée à partir d'un niveau fictif (annexe 2).
1,244-1
Ë/éments d'une constructio n n'intervenant vérification de la stabilité d'ensemble au vent
pas
dans
la
Les pressions dynamiques s'exerçant sur les élém ent s constitutifs d 'une construction (panneaux, potelets, lisses, poutres, poteaux, etc.) doivent être affectées d'un coefficient de réd uction fonction de la plus grande d imension (horizontale ou vertica le) de la surface offerte au vent (maitreco uple R-III-l, 13) intéressant i'éiément considéré, et de la cote H du point le p lus haut de cette surface. r-'
Commenta ire • Dans le cas de surfaces courbes, la plus grande dimension à considérer est celle du maitre-couple correspondant IR-Ill-l, 13). • Le coefficient ô correspondant à une moyenne entre une pression élevée en certains points et une pression réduite en d'autres points, /a surcharge devrait varier de la façon la plus défavorable tout le long de la pièce. • Toutefois, pour simplifier, les Règles supposent cette surcharge constante pour des éléments sur deux appuis ou pour chacune des travées d'éléments continus de dimensions courantes tels que ceux appartenant à des ossatures de bâtiments d'habitation, et une variation arbitraire de la surcharge par travées entières 6 EXEMPLE: .--pour des éléments continus 1,00 de dimensions importantes i""'~421--42 (annexe 3). ~ 0,90 50 • Pour chaque valeur de H, la t-, 45 courbe donnant ô est obtenue <, 42 par interpolation en fonction de 0,80 40 LA2 l i H, entre les courbes extrêmes 35 IH = 30 et H = 50). La figure l'~8 0,7ll,,50 1 50 100 m 5 10 C-III-9 donne un exemple d'interpolation pour H = 42 m. Fig ure C-II/-9
"'"
r--:::
©CSTB
~----~~ Règles NV 65
Chapitre 3 : Effets du ve nt
Les éléments isolés (po ut res reposant sur deux appuis et pout res conso les) sont calculés en affecta nt les pression s dynamiq ues d u coefficie nt li (fig . R-III-2). Les é léme nts co ntinus de d ime nsio ns co urantes tels qu e ce ux appa rte nant
à des ossatu res de b âtiments d 'habitation sont calculés en affectant la pre ssion dynamiq ue sur chaque travée du coe fficient 8 correspo nda nt à la travée considé rée supposée isol ée .
s
~
H ~ 50m
~
5
H-4
~ -,
<,
0
<, =40m
i' H'
5
0 1
1,50 2
3
4 5678910
1520
30 40
~
50
H ~ 30m
100
200
PlUS GRANDE DIMENSION DE LA SURFACE OFFERTE AU VENT
Coefficient de réduction 15 des pressions dynamiques pour les grandes surfaces. Figure R·/11-2
Le s élé me nts cont inus de dimensions importantes (grandes po utre continues, m âts haubanés, etc .) éventue llement avec porte-à-faux aux extrémités,
sont calculés en affectant les pressions dynamiques appliquées sur les d iffér entes t ravées, de coefficients égaux à 0,90 l) o u à 1,10 li d e la faço n la p lus d éfavo rab le po ur réalise r les moments m axim aux soit e n travée soit sur app ui, les coefficients 8 étant déterminés pour chaq ue t ravée sup posée iso lée .
1,24 4-2
Ë/éments d June co nstruction inte rve nant dans la vérification de la stabilité d'ensemble au vent.
- Le s p ressio ns dynamiq ues co rresponda nt à chaq ue nivea u d'une co nstruction doivent êt re affec tées d 'un coe fficient de réd uction 8
(f ig . R-III-2) déterminé en fo nction de la pl us grande d imension (hor izont ale o u vert icale) de la surface offerte au vent (maitre-coup le R-III-1,13) intéressant l'éléme nt de stabilité considéré. Ce coefficient garde, entre
les cotes 0 et 30 rn, une valeu r consta nte correspondant à celle de la co te H b de la b ase de la construction. Il varie ensuite linéai rement jusq u'à
un e valeur correspondant soit à celle de la cote H, du sommet de la const ruction, soit â cell e de la co te H, = 50 m au-dessus de laquelle il reste consta nt et égal à cette derniè re valeur.
" CSTB
Règles NV 65
49
Chapitre3 : Effetsdu vent
C o m ment aire • La figure C-ff1-9bis donne un exemple de détermination de la co urbe de venetion du coefficient fi po ur deux
H
constructions: - l'une élo ignée du sol d'une distance e IH. = e) et telle que la cote de son sommet soit comprise entre 30
et 50 m; - l'autre rep osant sur le sol (H. = 0) et telle que la cote de son sommet soit supérieure à 50 m. Dans les deux cas la plus grande dim ension de la construc uon es t par hypothèse la largeur a du msitiecouple. • Dans le cas de constructions dontle me ître-coupte a une largeur variable, la plus grande dim ension à considérer est soit la hauteur, soit lalargeur maximale du maitre-couple (ex : réfrigérants). • Dans certains éléments les sollicitations calculées suivant 11/-1,244-1 se cumulent avec celles calculées s uivant le présent paragraphe .
1,24 5
..
,
0.10
•
0,80
,90
Figure C-/11-9 bis
Rédu ction max im ale d es pressions dynam iques d e base
Pour les constructions définitives, la tot alité de s rédu ction s aut orisées par les règl es 111-1 ,243 « Effet de masque » et 111-1 ,244 « Effet d es dimensions » ne do it, e n aucun cas, dépasse r 33 %.
1,246 Valeurs limites des pressions dynamiques co rri g ée s Les valeurs lim ites maxim ales ne sont pas applicab les en zone 5. Quels que soi ent la hauteur H au-dessus d u sol (R-III-1,241), le site (R-III-1,242), "effet de masque (R-III-1,243) et l'effet des d im ension s (R-III-1,244), les valeurs de la p ression dynamique corrigée sont limitées comme ci-dessous (tab leau 9). Tableau 9 Valeurs maxima les
Valeu rs minim ales
1
Pression dynami que normale corrigée
170 daN /m :l
30 daN /m 2
1
Pression dynam ique extrême corrigée
297,5 da N/m:l
52,5 daN /m :l
Co mmentaire - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -- - - - - , • Sauf très rares excepton s (par exemple : mont
applicables aux travaux de l'administration des Ponts et
Aigoual, m ont Ventoux), il n'est pas nécessaire de prévoir su r des surfaces dont la plus grande dim ension horizontale est égale à 0,50 m des vitesses normales de vent supérieures à 52,6 mis 1/9 0 km/h), correspondant à une pression norm ale de 170 daN/m 2• En effet. cerre valeur multipliée par le coefficient de forme 1,6 Itreillis - R-III -5, 122) et un coeff ici ent de rédu ction des pre ssions de 0,90 (R-III-1,244) donne 245 daN/m 2, soit 250 kg/m 2. Or, on n'a jama is eu de mé compte,
Chaussées. Fascicule 6 1).
sous les effets statiques du vent, pour les
Par ailleurs, il convient de ne pas perdre de vue que la sécurité de ces constructions est également vérifiées IR-I-3, 1) pour un e press ion extrême de 28 7, 5 da N/m 2 ; la vitesse extrêmedu vent correspondante est alors de 69,6 mis, vitesse jamais enregis trée en France au 31 dé cembre 1964, même à 1912 m au m ont Ventoux 168m/sl et à 2 860 m au p ic du M idi 169mis) quidisposent d'anémomètres spéciaux donnant une meilleure définition des grandes vitesses.
constructions en treillis de très grande hauteur (plus de 50 mètres) telles que les pylônes de T.S.F.,
• La pression dynamique m inimale de 30 daN/m 2 correspond à une vitesse de 22,1 mis soit 78,7 kmlh,
calculées aveccettepression réglementaire de
qui est déjà considérée comme celfed'un coup de vent en plaine.
250 kg/m 2 (Cahier des prescriptions communes
©CSTB
~------,-,----,-:..:::=.= Règ les NV 65
Chapitre 3 : Effetsdu vent
1,3
Dis p o sit io n des constructions
1,31
Classe ment des const ructions en catégories
Les Règ les d éfini ssent les const ructio ns d'après: - leur forme d'ensemble ; - leu r p osit ion da ns l'espace ; - la perméab ilité de leurs parois. 1,311
Forme d'ensemble
Les Règles distingu ent : les co nst ructions pr ismatiques à b ase q uad rangulaire (R-III-2) ; - le s constructi ons prismatiques à ba se p olygona le ré gulière o u circulaire
(R-I1I-3) ; les pa nnea ux p leins et les toit ures iso lées (R-I1I-4) ; - les cons t ruct ion s ajou rées et les co nstructions en t reillis (R-III-S) ; - le s co nstructions d iverses (R-III-6) ne rentra nt pas dans les cat égories précéd entes. 1,31 2
Po sition d ans l'espace
Les Règles envisagent: a) les co nstructions reposant sur le sol o u acco lées à un p lan de g rand es di mensio ns (imm eub le ou mur) ; b) le s co nst ructions aérodynamiq uement iso lées dans l'espace, pour lesq ue lle s les distances au sol et à une pa roi voisine sont respectivement supérieures ou égales à leur dim en sion suivant la verticale ou suivant une perpendi culaire à cette paroi ;
c) les cas interméd iaires entre le cas a et le cas b ; d) les co nst ructions comprises entre deux plans parallèles de g randes d imens ions (immeub les ou mur s).
Co m m e ntaire - - - - - - - - -- - - - - - - - - -- --,
Construction
reposant sur le sol
Constructio n
du 501 e
éfoignée
Construction aé rody namique me nt isolée e > h
Figu re C-/II- l 1
1,3 13
Perméabilité des parois
Une paro i a une perméabilité au vent de 1-1 % si elle comporte de s ouvertu res de d imensions quelc onques dont la somme des aires rep résent e ~
% de son aire tot ale.
D'après le d egré de perméab ilité des parois, les Règ les considè rent trois typ es de constructions. Une co nstruction est d ite : -
fermée, si ses parois présente nt des fuites et d es pet ites ouve rtures u nifo rmément réparties, la p erm éab ilité moye nne de ces paro is étant
e csrs
Règ les NV 6S
51
Chapitre3 : Effetsdu vent
infé rieure ou éga le à 5 %. Si t o utes les pa rois o nt une permé ab ilité nulle, c'est-à-dire , si elles ne laissent absolument pas passer l'air mêm e de faço n accidentelle, la construction est d it e ferm ée, éta nche ; - partiellement ouverte. si l'une de s parois au moins présente o u pe ut prése nte r à certains moments une per méabilité moyen ne comprise entre 5 et 35 % ; ouverte, si l'une des parois au mo ins présente ou peutp réste rà certains mome nts une pe rméabilité égale o u supérieu re à 3S %.
C om mentaire
• La pression due au vent régnant à l'intérieur d'une construction (R-III-I,4I) dépend du degré de possibi/ité de passage de l'air à U8vers ses parois extérieures, fonction lui-méme de la pennéabilité de ces parois. Pour en tenir compte d'une façon aussi approchée que possible sans compliquer les Règles, les constructions (ou leurs compartiments)ont été classées en uais catégories en fonction du degré de pennéabi/ité de leurs parois. • Les constructions fermées sonten pratique tous les bâtiments à usage d'habitation ou de bureaux : dans ces constructions l'existence de cheminées e t de bouches d'aération, les joints de tuiles ou d'ardoises, le jeu méme minimeexistant surlapériphén"e des fenêtres et des portes closes, constituentsuffisamment de fuites pour donner à la perméabilité une valeur non nulle. Le cas des constructions fennées étanches se rencontre très rarement: il s'agit de constructions spéciales pour des besoins scientifiques et de type particulier de réservoirs. • Dans les constructionspartiellement ouvertesou ouvertes, certaines parois et latoiture comportent
seulement de petites ouvertures, comme dans le cas précédent et font obstacle à l'éco ulement de l'air, mais contrairement à ce quise passe dans les constructions fermées, une ou plusieursparois sont ouvertes en partie ou en totalité : - ces parois peuvent manquer .. par exemple : halles de gare ayant une façade ou un pignon ouvert auvents adossés à un mur ou à un bâtiment ; - ou bien ces parois peuvent comporter des panneaux mobiles ; par exemple : hangars pouravions avec une façade entière en porte. De nombreuses constructions industrielles ou des halles appartiennent à cette catégorie. • II convient de noter que certaines constructions en coursd'exécution peuvent avoirdes perméabilités uès différentes de celles de la construction terminée. On doit. le cas échéant en tenir compte dans les calculs, carassez souvent pendant lesphases provisoires (par exemple façades non montées), les actions du vent sont supérieures à celles s'exerçant sur la construction définitive.
1,32
Confi g uration des const ructio ns
1,321
Proportions d'ensemble
Les actions exercées par le vent sur deu x constructions de même catégorie, même position da ns l'espace et même perméabilité des paro is, mais non semblables au sens géométriqu e du mot, dépendent essent iellement des propo rtions propres à chacune de ces const ructions.
Les rappo rts : -
à base po lyg onale régulière ou circulaire, pa nneau x ple ins et toitures isolées) ou ent re trois dimensions prises deux à deux (constructions prismat iqu es à base q uad rangu laire) ; À entre deux dimensions (constructions prismatiques
- cp entre de ux surfaces (constructions ajourées et const ructions en treillis) ; d éf inis pour chaq ue catégorie à l'article co rrespo nd ant , p er m ettent d e d éterm iner les coefficie nts de p ression c appl icab les à chaque face des d iffé rentes p aroi s (R-III-1,4211. toitures comp rises, et les co eff icient s g lobaux Ct et c, (R-III-1,43) : - soit par l'intermédiaire d'un coe fficient y fonction notamm ent de s rapports de grande urs précités; - soit directement. ©CSTB
Règles NV 65 Chapitre 3 : Effets du vent
Commentaire • Les coefficients donnés dans les Règles proviennent de résultats d'essais en soufflerie sur modèles réduits, à vitesse uniforme constante, sans représentation du gradient de vitesse vertical et avec la faible turbulence habituelle en soufflerie. Les dispositions prisesétaienten général telles que les coefficients correspondent à ceuxobtenus par des essais avec maquette image. Les résultats ont été aménagés pour ne pas compliquer la tâche des calculateurs et limiter le nombre de cas figurant dans les Régies . • La détermination des coefficients de pression c s'effectue: - soit par l'intermédiaire d'un coefficient y à l'aide de diagrammes et de formules IR-III-2), ou â raide d'échelles fonctionnelles combinées avec des tableaux IR-III-3! ou avec des diagrammes (R-III-4,2) ;
1,322
- soit directement â ra ide d'échelles fonctionnelles IR-III-4, 1! ou de formules (R-II/-S). • Le coefficient y permet de tenircompte de facteurs aérodynamiques fonction des proportions et de l'orientation de certains types de construction, ainsi que d'autres facteurs relatifs par exempleaux toitures (R-III-2,131-2). Dans certains cas et suivant la distance de la construction au sol, il comporte des indices et s'écrit :
- Yopour lesconstructions dontlabasereposesur le sol IR-II/-2, 12); - yh pour les constructions dont la base est éloi-
gnée du sol d'une distance égale ou supérieure â la hauteur totale de la construction (R-1I/-2,22 et R-II/-3,3) ; - Ya pour les constructions éloignées du sol d'une distance inférieure à la hauteurtotale de la construction (R-1I/-2,22!.
Discontinuités des formes extérieures (actions locales)
Les actions exer cées par le vent peuvent être not ablement augmentées dan s certaine s zones : a) le long des arêtes , rives, apparte nant à des constructio ns quadrangulaires à faces plan es ou à des construct ions à base polygonale régulière ; b) autour des appuis ou des attaches d'un é lément extérieur à la construct ion (mât, py lône, console, etc.) ou aux endroits de discontinu ité ma rquée dans les fo rmes extérieu res de la construction (cheminées, corniches, lant ern eaux, etc.).
Elles pre nnent alors le nom d'actions locales. Dans ces zones les coefficients de p ression rel atifs aux actions extérieures doivent être convenablement majo rés, conformément aux règles particulières à chaque type de construction.
Commenta ire Les constatations faites après les tempêtes et les études faites en tunnel aérodynamique font manifestement epoereître qu'un très grand nombre de dégâts, et souvent desplus importants, causés aux bâtiments et aux constructions diverses par le vent, sont dus à des effets de succion ou à des effets combinés de pression et de succion. Certains éléments de couverture de petites dimensions (vitres, tuiles, éléments de zinguerie, etc.), non accrochés ou insuffisamment accrochés, sont souvent en dangerd'être soulevés et même arrachés sous l'effet de l'action de surpressions intérieures et de succions extérieures. D e tels effets sont aggravés localement le long des arêtes, rives, auxbords des pignons, saillies de corniches ou de toits, sillage des cheminées, etc" et à tous endroits où se produisent de grandes ©CSTB
vitesses locales dues aux caractères particuliers de l'écoulement, souvent très instable d'ailleurs dans ces parties d'une construction. (La figure C-II/-12, inspirée du règlementbelge, indique les zones d'aggravation d'ettorts.) Ces effets locaux produisent souventdes actions saccadées, des battements qui préparent l'arrachement d'éléments plus ou moins légers . L'étude des agrafages et autres moyens d'attache de ces éléments de couverture doit être faite Figure C-/11-12 avec grandsoin, impliquant une grande expérience technologique.
Règle. NV 6S
53
Chap itre 3 : Effets d u vent
1,4
Actions statiques exercées par le vent
1,41
Actions extérieures et actions intérieures
Quelle que soit la construction, la face extérieure de ses parois est soumise :
- à d es succions, si les parois sont « so us le ve nt» ; - à des p ressions ou à des succions, si e lles sont « au vent ». Ces act io ns sont dites actions extérie ures. Dans le s constructions fe rmées, ouvertes ou pa rtie llement o uvertes (R-III-l,313), les volumes inté rieurs co mpris entre les pa rois peuvent êt re d ans un état de surp ression ou d e dépressio n suivant l'o rientati on des o uvertures p ar rapport au vent et leur im portance relat ive. 11 en résult e sur les faces intérieures des actio ns d ites action s inté rieures.
Le s actio ns ext érie ures so nt caractérisées par un coefficie nt ce' le s actions inté rieures p ar un coeffici ent Ci Commen t aire Les actions intérie ures sont essentiellemen t fonction de la pe rméabilité.
C'est ainsi que s i toutes les parois et la toiture so nt étanches et co nstituent une enceinte complètement close, il n'ex iste pas d'action intérie ure du fait de l'écoulement du vent et la construction se comporte comme si elle était pleine, Par ailleurs, on a cons taté, pour des bâtiments isolés de formes et de proportions normales, une dép ression intérieure comprise entre -0,2 q et - 0,4 q lorsque le pourcentage Il des ouve rtures par rapport à la s urface totale des parois varie entre 0,03 et 5 . Dans ces constructions J'o uverture ou le bris d 'une fenêtre ou d 'une porte, si elle peu t influer notablemen t sur" état intérieur du compartim ent auqu el elle appartient en portant brusqu em en t sa pression à la valeur m aximale correspondant au cas des constructions ouvertes, n' influe pratiq uement pas sur l'état in térieur m oyen de la construction. Par contre. dans les constructions ouvertes, la pression intérieure est notablem ent m odifiée par l'ouverture d 'un p ann eau. L'intérieur de la construction se trouve en surpression si l'ouverture est située du côté du vent, en dépression si l'ouverture est du cô té opposé au vent ou sur une paroi parallèle au vent ou dans certains cas sur le versant de la toiture exp osé au vent (faibles inclina isons).
1,42 Actions sur les parois 1,421
Act ion é lémentaire uni t a ire sur une fac e
L:aetion éléme ntai re unitaire p d u vent sur une face est donnée par l' expression p ~ cq (R-III-1,15),
© CSTB
Règle s NV 6S
Chap itre 3 : Effets du ven t
Commentaire On doit dis tinguer: - t'ection élémentaire unitaire donnée par un coefficient ponctu el réel c variant en chaque po int suivan t une co urbe continue laction du vent sur les surfaces courbe s Ifig. C-II/-13JJ ;
Fig ure C-I/I- 13
- et l'action élémentaire unitaire donnée par un co effi cient c moyen. constant sur la surface {act ion du vent sur les surfaces planes Ifig. C-II/ -14/J. VE~
Figure C-II/-14
En réalité, sur des surfaces planes appartenant à une
VE~ ""'"--V
Coupe B·B
construction, l'action élémentaire unitaire varie d'un point à un autre, co mme sur une surface co urbe Ifig. C-II/-15!, mais pour simplifier les calculs il a paru préférable d'adopter, pour chaque 5 urtace, une valeur moyenne et co nstante de la press ion e t par suite du coefficien t c correspondant.
Coupe A·A
1,4 22 Action ré sult a nt e unitaire sur une pa ro i L'action résult ante unitaire sur une paro i est la comb inaison d es action s élémentai res unit aires sur chacune des faces d e la paroi. Elle est donnée
par l'exp ressio n algéb rique :
p, ~ (c , -
Ct q,
avec les conventions de signe définie s en R-III-1,15, où q, est la vale ur moyenne, au sens analytiq ue, de la pr essio n dynamiqu e ent re le niveau infé rieu r Hl d e la paroi et son niveau supérie ur H2• Pou r les const ructions
fermées é tanches (R-III-1,313) o u po ur les constructions constituées d e pla ns uniques ou multiples (R-III-4 et 5), c, et c, caractérisent respectiveme nt les actions sur la face au vent et les actions sur la face sous le ve nt, et pour les co nst ruct ions présent ant un vo lume inté rieur (R ~ II I-2 et 3) c, = ceet c, = c. (c. et S ét ant d éfini s en R-III-1,41). Dans ce dernier cas, l'acti on résult ante unit aire est dite pression lorsqu 'elle agit de l'extérieur vers l'intérieur d e la co nst ructi on, et succio n lor sq u'elle agit en sens cont raire.
e CSTB
_ _ Valeurs de c mesur ées en soufflerie ---- - Valeurs moye nnes de c
Figure C·/11-15
Règle. NV 65
ss
Chapitre 3 : Effets du vent
Commentaire PAROIISQU;:e
BÂTIMENT AVEC VOLUME INTéRIEUR
o
~·û .• -O.S
~
.
,
c.e.=+0,8 · (-0 .5) = + 1,3 C( C-j= + 0 ,4 · (- 0.9)= +1,3
Figure C-III- f 5 bis
1,4 23
Action résult ant e totale sur une paroi
L: actio n résult ant e to ta le exercée sur une paroi plane de surface 5 est donnée p ar l' expr ession P ~ p, S. L' actio n ré sultante totale exercée sur une pa roi courb e s'o bt ient e n d é com-
posant cette de rnière en élément s assimilab les à des parois planes et en faisant la somme géo mét rique des actions q ui s'exercent pe rpe ndic ulairement sur chacu n des éléme nts ainsi dé termi nés.
1,43
Action d 'ensemble sur une construction
L' action d'ensemble du vent soufflant d ans une direct ion donnée sur une construction, est la résultante géo métr iq ue R de to utes les actio ns P sur les d ifférentes p arois de la construction, à l'exclusion des majorations ap porté es pa r les actions extérieu res locale s.
La direct io n de cette résult ante d iffère généralement de celle du vent. Pour certains ensembles elle peut se déco mposer: 1) suivant la d irection horizo ntale d u vent en une composante T (traînée) produisant un effet d'entraînement et de renversement;
2) suivant une verticale ascend ante en une composante U (portance) produisant un effet de soulèvement et éventuellement de renversement . Dans quelques cas particuliers, ces de ux composantes peuvent être calculées directement à l'aide de coefficie nts globaux de traînée c, et de portance c....
©CSTB
Règles NV 65 Chapitre3 : Effets du vent
r
Com me nta ire - -- - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -- - -- - -- - - , • La composante U diminue en général la stabilité au renversement car elle réduit l'action du p oids. Elle peut prod uire un effe t de renversement lorsqu'e lle n'est pas appliquée au centre de gravité de la construction, elle es t alors équivalente à une force app liquée au centre de gravité, plus un couple .
4,z ,, ,,
~--~~r -~l 7 ---_. __
y
...
. >
/
x
n Figure C-II/-16
• La notation habituelle adoptée dans les co urs d 'aérodynamique pour les coefficients globa ux est la suivante : Cx : coefficient de trainée cy : coefficient de dérive cr: coefficient de portance la traînée étant dirigée suivant la direct ion de l'écoulement quelle qu'en soit l'orientation par rapport à la surface frappée. Le coefficient c, adopté par les Règles représente le coefficient global de traînée lorsque l'écoulement est normal à la surface frappée. Cette convention conduit à adopter, pour les constructionsprismatiques à base rectangulaire et à toituœ-teaesse, deux coefficients cr' Le coefficient global de portance a été appelée c, par raison d' hom ogénéité. Le coefficient global de dérive c, n'a pas d 'applica tion p ratique pour les bétiments. Il est seulem ent utilisé dans le cas des tours e t pylônes à section en forme de triangle équilatéral soumis à un vent parallèle à une des faces (R-1I/- 5,241) et dans le cas des profilés, traité dans l'annexe 9 où un tableau donne les valeursdes coefficients c" et cy' ainsi que celles des coefficients Cr et cN liés au profil. • Les ensembles pour lesquels les compos antes T et U de la résultante R sont calculées directement à
1,5
l'aide des coefficients cret Cu sont en nombre restreint. Ils présentent en particulie r un ou plusieu rs plans de symétrie, et la direction du vent doit être contenue dans un de ces plans. Ces ensembles sont les suivants : - les constructions prismatiques à base rectangulaire et à toiture-terrasse (C-II/-2, 161 1 et C-II/-2,96) ; - les prismes régulierset les solides de révolution (R-fIl-3,2 et 3,1) ; -les murs etfes panneaux (R-fIl-4, 14 et 4,15) ; - les poutres en treillis et les panneaux ajourés (R-fIl5,122 et 5,123) ; - les tours et les pylônes (R-1I/-5,22 5,231 5,241 e t C-fIl-5, 25). On a alors T = cr Sr a, et U = Cu Su qHoù : Sr est l'aire de la projection verticale de la construction (maître-couple) norma le à la direc tion du vent considérée; S, est l'aire de la projection horizontale de la construction ; q, est la valeur moyenne de /a pression dynamique ; qH est la pression dynamique au niveau H.
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Figure C~IfI~ 17
Dans le cas particulier où la pression dynamique q est considérée comme constante sur toute la hauteur de la construction, ces formules deviennent: T = CI SI q e t U = Cu Su q En raison du nombre illim ité de caspouvant se présenter pour les constructionsprismatiques à base rectangulaire, surmontées d'une toiture à versants ou en voûte, les règles ne donnentpas de coefficient global c, directement utilisable pour ce type de constructions. Dans ce cas l' intensité e t la position de T et U doivent être déterm inées d 'après la méth ode générale, en composant les diverses forces agissant sur la construction (action d 'ensemble : R-/II-2,16).
Actions dynamiques ex ercées par le vent
Aux effet s statiq ues précédemme nt définis, s' ajo ute nt de s effets dyna miques qui dép endent des caractérist iques mécaniques et aérodynamiques de la construction.
Ce pe nd ant les ca lculs d'act ions dynamiq ues exe rcé es par le vent, d ont il se ra question ci-ap rès aux parag rap hes R-III-1,51 et R-III-1 ,52, ne so nt pas applicables aux actions locales définies en R-III-' ,322. e csra
. :cuSUq ~
Règl e. NV 65
57
Chap itre 3 : Effets du vent
Commentaire Au nombre des caractéristiques mécaniques qui interviennent dans ces problèmes figure en tout premier lie u la période du mode fondamental d 'oscillation de la structure dans la direction étudiée . L'annexe 4 donne des formules et méthodes pratiques de détermination de ce tte période.
Actions parallèles à la direction du vent
1,51
Commentaire - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -----, • Les dispositions prévues complètent celles figurant déja dans les RégIes NV 46 IC et R-S,231. Elles sont d'autant plusjustifiées que les constructions visées ttouts, clochers, beffrois, bâtiments-tours pouva nt leur être assimilés, cheminées, phares, réservoirs sur tours ou pylônes, mâtsl tendent vers des hauteurs de plus en plus grandes. Par ailleurs, ces constructions flexibles et de grande hauteur n'existent que depuis peu d 'années et l'expérience de leur comportement dans des vents violentsest pratiquement nulle. • Les oscillationsparallèles à la direction du vent se produisent sous l'actio n des rafales. Il existe une interaction dynamique entre les forces engendrées par les accélérations et décélérations, irrégulières, répétées et variables en durée, des masses d 'air
1,511
agissant sur la structure et la structure elle-mé me . 1/ en résulte une aggravation des déformations et, par suite, des oscillations et de leurs effets dont tient compte le coefficient P déterminé en s'inspirant d 'études dans ce domaine parues depuis 1946. En conformité de la régie 111-6,4 visant les construc tions de dimensions exceptionnel/es, il est toujours possible de justifier des dispositions différentes de celles des Règles à la suite d'essais statiques et dynamiques en soufflerie correctement conduits et interprétés, tenant compte de l'ensemble des bâtiments réalisés et de leur environnement. Pourles autres constructions, l'expérience acquise depuis de nombreuses années et sur une grande quantité de bâtiments ne parait pas justifier une majoration sensible des actions du vent.
Cas d es surc harg es no r males
Pour tenir co mpte de l'effet des actio ns p arallèl es à la direction du vent , les p ressio ns dynam iques norma les servant au calcul de l' action d'ensemble, sont multipliées à chaque niveau par un coefficient de majoration au moins éga l à l'uni t é. Ce coefficient Pest don né p ar la fo rmul e p = e (1 + i; r) d ans laquelle :
i;, coeffi cient de réponse, est donné en fo nction de la pé riode T d u mode fondamental d 'oscillation et pour d es ou vrages de di vers degrés d 'amortissem ent, par l'un des diagrammes de la figure R-III-3.
Ossatures 3,S
-
3
V
2, S
17
2,0
BËTON ARM MAÇONNERIE
/
."
0,5 1
BAtiments A densité normale de parois(murset cloisons) avec ossature en acierou en béton armé.
2.S
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t.0 T en 1,5 2
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2,0
y/ o."Sf#' 0
2,7 2,4
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r.S 0
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p.,.C\f;.F-.
2,5
3 3,5
4
4,5
5
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6
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7
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o.Su 0
1 1 1 1 B80NARm: E MAÇONNERIE
V i- l--
2,_
1.7
1/ 1/ T en s 0,5 1
1,5 2
2,5
3
3,5
4
4,5
5 5,5
6
6,5
7
7,5
Coefficient de rép on se 1;. Figure R·/11-3
©CSTB
Règles NV 65
58
Chapitre 3 : Effets du vent
à chaque niveau considéré en fon ction de sa cot e H au-dessus du sol pa r l'échelle fonctionnelle de la f ig ure R-III-4.
r coefficient de pulsation, est déterminé
H en
m
e coefficient g lobal dép endant du type de const ruction, est défini ci-après : - pour les con structions p rismat iques à ba se po lygo nale régu liè re o u circu-
laire dont les caracté risti ques sont donn ées en R-III-3,1 à l'except ion de s const ructions à usage d'hab itatio n ou de b ureau et po ur les ensemb les prismatiques des constructions ajourées et des constructions en treillis dont les caracté rist iques sont don nées en R-III-5,21, est p ris éga l à 1 ;
e
pour les autres constructions, leur sommet pa r
e est do nné en fonction de la cote
0,10
3 50 300 0 ,15
H s de
0,70 pour Hs s 30 m 0,70 + 0,01 (Hs - 30)
400
250
200
180 0 ,20
po ur 30 m < Hs < 60 m 1 pour Hs ~ éIJ m
160 140 1 20
Com m e nt ai re
100
Peuvent être considérés comme présentant une densité normale de parois, les bâtiments à usage d'habitation ou de bureaux à un ou plusieurs
0 ,25
90
80 70
étages dans lesq uels:
- les murs et cloisons présentent une rigidité au moins égale à celle d'une paroide brique creuse de 5 cm d' épaisseur enduits compris et restent fixes définitivement ; - Je quotient de la longueur totale des murs et cloisons exprimée en mètres (supposée sensiblement constante à tous les étages) par la somme des surfaces de tous les étages exprimées en mètres carrés n'est pas inférieur à 0,05.
80 0 ,30
50
40 30 20 0 ,3 5 0.36
10
el
1,512
Cas d es sur charg es extrêmes
<10
Po ur ten ir compte de l'effet des actions parallè les à la di rectio n du vent , les p ressions dynamiq ues extrêmes servant au calcul de l'action
d 'ensemb le sont mu ltipliées par l'expression l'un ité où 8 et
[0,5 + %1~
au moins égale à
p sont les coefficients définis en 1,511.
1,52 Actions perpendicul aires à la direction du vent Ces actio ns sont engend rées pa r des pressions qu i d oivent êt re co nsidérées comme no rm ales. Les phénomènes correspondants doivent être étudiés soit par analyse mathématique. soit expérimentalement, et des disposi tions convenables doivent être prises po ur éliminer les risques de destruction par instabi lité
dynamique.
eCSTB
Coefficient de p ulsation -r Figure R-II/-4
Règle. NV 65
59
Chapitre 3 : Effets du vent
Commentaire • En dehors des actions dynamiques à la direction du vent les structures hautes et élancées placées dans un vent même régulier peuvent être soumises à des sollicitations dynamiques qui agissent perpendiculairement à la direction du vent et les mettent en état d'oscillations forcées. Parmi ces actions, il convient de distinguer : - les tourbillons dits de « Bénard-Karman » qui impriment à la structure des impulsions latérales ettem ées, rythmées, dont la fréquence dépend de la vitesse du vent et des propriétés aérodynamique s de la structure. Les tourbillons altemés de BénardKarman affectent en particulier. les cheminées, phares, tours de télévision, cloche rs, constructions relevant de l'article R-III-3. Ils peuvent devenir dangereux lorsque leurs fréquences avoisinent l'une des fréquences propres de la structure. Une méthode de calcul de ces ouvrages élancés de forme cylindrique, inspirée du Règlement soviétique (SNI P II-A- 11-62) est donnée en annexe 8; - les phénomènes de galop qui sont des oscillations auto-entretenues tirant leur origine d'une instabilité aérodynamique du profil de la structure ; la fréquence des oscillations de galop dépend des propriétés dynamiqu es de cette demiè te et leur amplitude à la fois de ces propriétés dynamiques et aérodynamiques; - les phénomènes de battement qui sont des oscillations auto-entretenues tirant leur origine d'un couplage mécanique entre des oscillations latérales
de la structure et des oscillations de torsion .. ces phénomènes se manifestent en dehors de toute instabilité aérodynamique du profil; leur amplitude et aussi leur fréquence dépendent des propriétés dynamiques et aérodynamiques de la structure*, Les phénomènes de galop et de battement peuvent se produire pour n' importe quelle vitesse de vent; ils deviennent dangereux lorsque, les capacités de dissipation d'énergie de la structure étant excédées, ils se maintiennent suffisamment longtemps pour que l'amplitude des oscillation s croisse au-delà des limites compatibles avec la s tabilité de l'ouvrage , Les phénomènes de galop et de battement sont spécialement à redouter dans le cas de profils plus ou moins allongés. Il est signalé que certaines formes particulières, comme le demi-cercle, sont des formes aérodynamiquement très instables. Dans les cas douteux, il y aura lieu de procéder à des études spéciales. • Dans certains cas extrêmement rares, on a constaté que les oscillations perpendiculaires à la direction du vent étaient précédées d'une déformation (ovalisation) pour les parois cylindriques très minces (cheminées en tôles non raidies), se produisant pour des vitesses de vent suffisamment grandes. " Le oreocrere peut amener à une catastrophe si celte fréquence est voisine de celle des tourbillons de Bénat'd-Karman teccceor du pont.suspendu de Tacoma aux Ëtats-Unis en 1940).
©CSTB
Règles NV 6S
Chapitre 3 : Effets du vent
Constructions prismatiques à base quadrangulaire
2
Les constructions courantes font l'objet des règles simplifiées 2,9.
2, 0
Prescriptions communes
Commentaire Les essais en so ufflerie ont été conduits seulement sur des co ns truc tions à base rec tangulaire. L'ex trap olation à des constructions à base quedrangula ire es t possible dan s les limites définies dans le texte des Règles IR-III-2,3J.
2,01
Pression dynamique
La p ression dynamiqu e à prend re en compte es t définie en R-III-1,2.
2,02 Direction du vent D'une manière généra le la direction du vent est supposée normale aux parois vertica les de la co nst ruct ion. C o m m e ntaire Sur un bâtime nt quadrangu laire, l'action résultante m axima le moyenne sur les parois et la toitu re, et l'ac tion maximale d 'ensemble sont en généra l produites par le vent normal aux parois verticales. Dans les cas exceptionnels, en particulier. pour les bâtiments à toitures m ultiples et pour les bâtiments ouverts complètement sur plusieurs façades, il est nécessaire d 'examiner l'action du vent attaquant les parois verticales sous des angles variables.
2,03 Rapport des dimensions
À,
Pour une d irectio n d e vent donnée, le rappo rt d e dimensions À (R-III-1,321) est le rapport de la haut eur h de la construct ion à la dimension hori zont ale de la face frappée :
2,1
Constru ctions prismatiques à base rectangulaire reposant sur le sol
2,11 Caractéristiques leu r form e gé nérale en p lan est un rect angl e de d imensio ns a et b (a <: b) ; - leur hauteur tota le est d ésignée par h et la f lèche de leur toit ure par f; - leur couverture est: soit une to iture-terrasse, soit une t oiture à un, deux ou plu sieurs versants pl ans, soit une toitu re en voûte, soit uniqu e, soit multiple ; - toutes leurs p aro is verticales sont sensib leme nt p lanes et repose nt sur le sol ;
.. eSTB
Règl e. NV 65
61
Chapitre 3 : Effets du vent
leurs parois verticales peuvent être fermées ou bien partiellement ouvertes ou ouvertes (R-III-l,313) sous réserve qu'un e pa roi au moins sur les quatre soit fermée . Commentaire • h représente la différence entre le niveeu du sa! sur lequel repose la construction et fe niveau de fa crête de la toiture.
• Une toiture est dite m ultiple lorsqu'elle est constituée d 'éléments identiques et répétés (par exemple she ds, conoides, e tc.). • Les sailfies des balcons ou les renfoncements divers (loggias) rencontrés couramment sur les parois verticales des bâtiments d 'h abitation ne so nt pas considérés comm e modifiant de façon sensib le la planéité des parois. • Pour les constructions éloignées du sol, se reporter aux règles 11I-2,2. • Pour les constructions ayant quatre parois ouvertes, se reporter aux règles 11I-4,2.
h
'::':):~:f:~\~;:~ ::':'
b
Figure. C·III· 18
2,12 Coefficient t; La valeur du coe ff icient Y, (C-III- l ,321) est do nnée p ar le diagramme de la f igu re R-III-S : VENT NORMAL À LA GRANDE FACE SB
VENT NORMA L
ALA PETITE FACE s,
À. -li ~ D,5
~ • 1
: 10 us.:r 1'· u2~ u.D,~~·~r
1 .
1
1
Â..:~ < 0.5
03 04
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1\
1
e'" u':l~ ' 5 - 1 .5
2
Â. b.. ;
< 1
0 90 8 070 6050 40 3
tn t on ec
'À 1
--'-
•
.9
\
/ .9
Constructions prismatiques à base quadrangulaire reposant sur /e sol, coefficient YD , Figure R-II/-S
1\
,.
1/
Y. ©CSTB
~I---------~ Règles NV 65
Chapitre 3 : Effets du vent
1. pour un vent norm al à la gra nde face 5 si A ë
a :
~ 0,5 par le quadrant supérieu r gauc he en fon ct io n de A a et de !o. a
si A. < 0,5 par le quad rant inférieur gauche en fo nction de Ab ; 2. pour un vent no rma l à la petite face 5 b
:
1 par le qua drant supé rieur droit en fonction de Ab et de ~
si À b
;::::
si À
< 1 par le quad rant inférieur droit en fonctio n de
b
b
À
a"
Comme ntaire - - - - - - - - - -- - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - , donc très petit et inférieur à O,S. • Cas particuliers: Pour le vent normal à la face S, la valeur du coefficient - Constructions reposant surle sol et accolées à un plan de grandes dimensions (immeuble ou mur). Yo est donc lue sur le quadrant inférieur gauche en fonction de Ab (fig. R-III-S). Ce type de construction réagit aérodynamiquement comme une construction de longueur 2 8. • La méthode employée pour déterminer les efforts du vent sur les constructions, basée sur l'emploi des diagrammes des figures R-II/ -S, R-II/-6, R-III-7, se justifie par le faitque, pour des constructions de même base et de même hauteur totale, on a constaté que le coefficientyo était le même quelle que soit la forme de la toiture. Figure C-II/-19 • Sur le diagramme de la figure R-III-S (partie supérieure) et pour/...a et /...bsupérieurs à 2,5 les valeurs
Pour le vent normal à la face S, le rapport de h dimensions x est donc pris égal à -2 et la a a
de y, lues pourE. a =1
détermination de Yo se fait alors comme dans le cas général Ifig. R-II/ -S). - Constructions reposant surle sol et composes entre deux plans parallèles de grandes dimensions (immeubles ou murs). Ce type de construction réagit aérodynamiquement
-~~'~;it·"·", Figure C-II/-2D
2,1 3
Actions extérieures
2,13 1
Actions moyenne s
".'"
à base carrée, et celles lues pour
Lor sq u'HIa traverse, certains coe fficients pe uvent ne pe uvent p lus êt re vala-
©CSTB
E.a =0
(quadrant supérieur gauche) correspondent à celles de la plaque plane. • Pour le prisme à base carrée, dont le rapport de . dimensions /... est inférieur à 2,5, il est possible d'appliquer les coefficients donnés par l'échelle fonctionnelle de la figure R-I/I-1O, plus favorables que ceux lus sur le diagramme de la figure R-III-S ; le prisme à base carrée constitue en effet pourdes rapports À assezpetits, un cas particulier intraduisible sur un diagramme général comme le diagramme de la figure tun-e.
Les coefficients de pression Co donnés ci-après corresponde nt à un vent ne traversant pas la construction.
b les (R-III-2,152 et annexe 7).
correspondent à celles du prisme
Règles NV 65
Chapitre3 : Effets du vent
C om m entaire Les essais permettant de définir les coefficients de pression sur les différentes parois de la construction ont été effectués uniquement surdes constructions fermées. Cescoefficients restent valables pourdes constructions partiellement ouvertes ououvertes à condition toutefois que lesouvertures ne perturbent pas l'écoulement de l'air : ouverture depetites dimensions ou ouvertures parallèles au vent ou encore ouvertures sur une seule face de la construction. Par contre, lorsque le venttraverse la construction, il est difficile de formuler des règles, chaque cas étantun casparticulier. Ilest conseillé, à défaut d'essais, d'étudier l'action du ventsurlaconstruction fermée de même forme quela construction considérée, puis d'étudier l'action du vent surla construction complètemen t ouverte et de retenir les actons les plus défavorables IR-III2,152et annexe 7).
2, 131-1 2,131-11
Parois verticales Vent normal
Face au vent
ce ~ + 0,8 (q uel que soit yJ
Face sous le vent
ce
2,131-12
~
- (1,3 Yo
-
0,8)
Vent obl ique
Dans certains cas particuliers où il serait nécessaire d'avoir une indication sur l'action d'un vent oblique sur une paroi verticale, on pourra utiliser le d iagramme donné en C-III-3,4 11 1 (fig. C-III-43).
Commenta ire - - -- -- - - - - - - - - -- - - - - - • Cette règle concerne l'action du vent sur la face extérieure des parois qui, en appliquant la règ le 11/-2,02, sont abritées. Elle sere utilisée par exemple pour la détermination des actions du vent sur les toitures multiples IR-III-2, 131 33) . • Pour l'action d'un vent oblique sur la face intérieure d'une paroi on se reportera à la règle 111-2,1432.
2, 13 1-2
Toitures un iques
Com mentaire - - - - - - - - - - - -- - - - - -- - -, Les Règles NV 65 étaient basées sur des études aérodynamiques de toitures dont les proportions n'excédaient pas les valeursindiquées sur les diagrammes des figures R-II/-6 et R-III-7. De nouvelles é tudes aérodynamiques ont permis de compléter partiellementces Règles et dans des limites bien définies. Au-delà de ces limites, les valeurs calculées peuvent s'écarter sensiblement des coefficients réels.
Les coefficients de pression ce appl icables à la toit ure seule sont déterminés comme suit.
2,131-2 1
Vent normal aux génératr ices
Dans le cas de toitu res à versant s p lans dont la f lèche f est inférieure à la moitié de la hauteur h, de la const ruction, les coefficients de pression ce sont déte rmi nés par le d iag ramme de la figure R-III-6 en fon ct ion de l'angl e d'inclinaison, a (en degrés) du versant considé ré sur la direction du vent et d u coeffic ient Yo relevé sur le d iagramme de la f igure R-Ill-S. ©CSTB
Règles NV 65
Chapitre 3 : Effets du vent
Comm e nt aire - -- -- - - - - - - -- - - - - - - - -, Pour faciliter le travail des utilisateurs des présentes Régies, le tableau ciaprès résume les différentes possibilités qui peu vent se présenter : Ven t no rmal aux générat rices - Toitures à versants plans h
f S2:
cl1 fonction de a et yo
t
t
diag. R.1I/·5
diag. R-II/ -6
cl1 fonction de a. se ulement
t
diag. R·/II·6 bts
interpolation en tre les deux cas précédents en fonctio n de f/h - Toitures en voûtes
a ou b sf
C11 fonction
de a et 10
t
t
diag. RI/I-S
diag. R-II/-7
interpolation en fonction de _f_ aou b entre le cas précéde nt laiao. R-II/-ll f = a ou b la et le cas de la toiture -terrasse dia g. R·ffI-6 Ve nt parallè le au x génératri ces - Toitures à versants plans
cl1 fonctio n de a. etyo
t diag. R-I/I -6
avec a = 0
c l1 indépe ndant de i ,
t diag . R-I/J-7bis
en fonction de a.
interpolation entre les deux cas précédents en fonction de flh - Toitures en voûtes
aoub s f s aoub tf s~ h la 2 e 3
ce fonction de 10
•
aiag. R-II/-7
avec a = 0
Dans le cas de to itur es à versants pl ans dont la f1éche f est comprise entre la haute ur h de la const ructio n et les 4/5 de celle-ci, les coeff icients d e
pressio n ce sont considérés comme indé pe ndants des coefficients r o de la co nst ruction et sont déterminés par le diagra mme d e la f ig ure R-III-6 bis, en fonct io n d e l'ang le d 'inclinaison a. (en d egrés) du versant considéré sur la direction du vent . @eSTB
Règles NV65
65
Chapitre3 : Effetsdu vent
cO,,
1
f-
c,
-,
f-
0,8
0,7
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~
0,' 0,5
0,7 0,. 0,5
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70 60 50 40
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auvent vent normal aux génératrices
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10 20 30 40 50 60 70 80 90 a.
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90 80 70
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Toitures à un ou plusieurs ve rsants plans. Coe fficient ce
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Figure R-II/-6 bis
I-o ~
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1 1 1
1
0,1 10 20 30 40 50 60 70 80 90
o
0,90 0,95 1,00 l ,OS
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1.10 1,15
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1,25 1,30
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ï
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~W! -1~ ~II aou b
h
't--' -t.s t,
Toitures à un ou plusieurs versants plans. Coefficient
CO' :
FigureR-Ifl-6
Dans le cas de t oitures à versants pl ans dont la f lèche f est comprise entre la moitié de la hauteur h de la const ruction et les 4/5 d e cell e-ci, les coe fficients de pression ce sont dét ermin és par inte rpo lat ion linéaire en fonction du rapport f/h ent re les vale urs lues sur le di agr amme de la figure R-III-6, en fonction du coefficient Yo et les valeurs sur le diagramm e de la figure R 111-6 bi s, ind ép endant es d u co eff icient Y" Dans le cas de toitures en voûte à directrice circulaire parabolique ou en chaînette dont la flèche f est comprise entre le dixième et la moitié de la corde a ou b (ple in cint re) et inférieure aux 2/3 d e la haut eur h de la construction, les coefficients de pression ce sont déterminés par le diagramme de la figu re R-III-? en chaque point de la vo ût e, en fonction d e l'a ng le d'inclinaison cr(en degrés) de la tange nte en ce point sur la direction du vent, et du coefficient Yo relevé sur la diagramme de la figu re R-III-5.
o e STB
~I-------~ Règles NV65
C hapit re 3 : Effets du vent
c, 0,8
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Yo =
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1 1
SOUS LE VENT
1
~I/ ~ -ae
Toitures en voûte. Coefficient ce": Rgure R-III-7
Lor sq ue la flèche f est inférieure au d ixième de la corde a ou b et aux 2/3 de la haute ur h, les coefficients de pression ce sont déterminés pa r interpolatio n linéaire entre les coefficients de la voûte de la flèche égale à un d ixièm e de a ou b lus sur le d iag ramme de la figu re R-III-? et ceux de la to itu re-te rrasse d'une construction de même base et de même hauteur de façade lus sur le diag ramme de la fig ure R-III-6, C ommen t aire Les valeurs lues sur le diagramme de la figure R-Ill-? ne sont valables que pour la surfaceconvexe des toitures en voûte. Pourdes toitures suspendues dont fa convexlté est du côté de l'intérieur du bâtiment, ce sont les régies 111-6,09 et 6,4 qui sont applica bles.
2,131-22
Vent parallèle aux génératr ices
Lorsque la flèche f d'une toiture à versa nts plans ou en voûte répond aux limit ations précisées sur le d iag ramme des fig ures R-III-6 et R-III-?, o n adopte pour c, la valeu r lue sur le d iag ramme de la fig ure R-III-6 po ur Cl = 0, en fonction du coefficient Yo de la construction. Lorsque la flèche f d'une toiture à versa nts plans est comprise entre la hauteur h d e la const ruct ion et les 4/5 de celle-ci, les coefficients d e pression ce sont considérés comme indép endants des coefficients Yo de la co nstruct ion et sont dét erminés pa r le di agr amm e de la f ig ure R-III-? bi s, e n fonction de l'angle d'inclinaison cr (en degrés) du versa nt considéré sur le p lan hor izont al. © CSlB
Règle s NV 65
67
Chapitre 3 : Effets du vent
0
10 20 JO 40 50 60 70 80 90
TTT
-
17
,3 -0,_
"-
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-
Venl
parallèle
'"' génératrices "- 1 1 1
-0 ,S
Toitures à un ou plusieurs versants plans. Coe fficient c... Figure R-II/-7 bis
.'
Lor squ e la f lèche d 'un e to iture à versants p lans est co m p rise entre la mo iti é de la hauteur h de la construct io n et les 4/ 5 d e celle-ci, les coefficients de p ressio n ce sont dé te rm inés p ar interpol at ion lin éaire en fon cti on du rapport f/h ent re: les valeurs lues sur le di agramm e de la f igu re R-III-6 po ur u ~ 0, en fonct io n du coe ff icie nt 10 de la co nstruct io n; et les valeurs lues sur le di agramm e de la fig ure R-III-? bi s, en fonct ion de l'angle d'inclinaison u (en deg rés) du versant cons idéré sur le p lan hori zont al.
2, 131-3 2,131-31
Toitures multiples Vent normal aux gé nératrices
Pour la p rem ière to itu re au ve nt, et pour le dern ier versant sous le vent, le coeff icient ce co rrespon dant à celui d'une toiture un ique. Pour les toitures int erm éd iaires et l'avant -d erni er ve rsant, le coefficient ce da ns les part ies abritées est le coe fficient p récéd ent réd uit de 25 %,
Co m m e ntaire La règle est une extension de celle (R-1II-1,243J concernant l'effet de masque . Il est rappelé que les surfaces abritées sont celles situées au-dessous de la surface décrite par une génératrice ayant une pente de 20 % vers le sol et prenant appui sur le contour apparent des constructions protectrices. En fait dans les parties abritées, c'est la pression dynamique qui devrait être réduite de 25 % ; la réduction porte sur le coefficient cepour que la totalité du bâtim ent soit calculée avec la même pression dynamique. A partir de la deuxième toiture le vent s'écoule à peu près horizontalement au-dessus des crêtes, le sillage étant d'autant plus important que la forme des versants au vent est plus abrup te. L'effet d'abri créé par le mur de façade et par la première toiture s'atténue avec la distance : les actio ns résultantes sur
2,131 -32
chaque toiture deviennent positives dès la troisième toiture, mais leur valeur augmente faiblement avec la profondeur sauf pour les toitures ayant un versant vertical. 1/ a paru néanmoins prudent d'envisager des destructions ou des démontages momentanés de parties de la toiture formant abri et par suite de prévoir sur to utes les toitures à par tir de la seconde des actions de même signe que celles s'exerçant sur la première toiture. VE~
_="--'--
--"".. ,50 Deuxième toiture et suivanles
Prem ière toiture
Dernière toiture
Toitures en shed à 30°. Actions extérieures pouryo
=
1.
Figure C-II/-21
Vent parallèle aux gé nératrices
O n adopte po ur c, la valeur lue sur le diag ramme de la f ig ure R-III-6 po ur u ~
O.
Com m entaire - - -- - - - - - - - -- - - - -- - - -, La valeur de ceainsi obtenue est applicable au cas du vent parallèle aux génératrices des toitures en voûte.
2,13 1-33
Vent obliq ue aux géné rat rices
A ux ext rémités de chaq ue t o iture, da ns le cas où auc un m asqu e n'em pêche rait l'act ion du ve nt, il doit êt re t enu co mp te de l'acti on d'u n vent ob liq ue.
©CSTB
Règles NV 65 Cha pitre 3 : Effets du vent
Commentaire On ne doit pas omettre de tenir compte du cas où la direction du vent serait oblique par rapport aux façades ..d 'après le diagramme de la figure C-Iff-43, la pression conserve sa valeur maximale lorsque l'angle 0 Cl varie entre 80 et 90 ", e t d écroît ensuite régulièrement. On admet de prendre en compte sur chaque toiture autre que la première le diagramme enveloppe des etions du vent donn é par la figure C-Iff-22 c.
VENT
ë::::>
Hl r W '
,60
+0,60
~ ,~~ \.
80
+0,60
,,
+0,10
Pressions unitaires pour un vent normat
'80
! f",,80
+0,10
+0,
Pressions unitaires en fonction de "inclinaison du vent (de 0° à 60°).
+0,60
80
,80
Diagramme enveloppe
a ",,10°c = 0.80) ( ...60° c _ O,10
Toiture s en shed à 30°. Actions du vent sur les zones abritées des parois ve rticales Figure C-IJ/-22
2,132
Actions locales
Les actio ns locales déterminées selon les règles ci-ap rès ne sont pas superposables aux actions générales sur les parois et par conséq uent n'entrent
pas e n compte da ns le calcul de l'ossature principale. C o mmentaire Les actions locales intéressent particulièrement les panneaux de remplissage, les revê tements muraux, les éléments de couvertures, les pièces secondaires de charpente (chevrons, e tc.) ainsi que leurs attaches et scellements.
2, 132-1
A rêtes vertica les
Les act ions locales à prendre en co mpte à partir de l'arête des dièdres formés pa r deux façad es consécu tives sur une profonde ur égale au 1/10 de la plus pet ite dimension horizontale b. Le coefficient à adopte r pou r d ét erminer la succion dans cette zone est le doub le du coefficie nt moyen
c, a pplicable aux faces para llèles au vent (c 2,132-2
~
2 cJ
Rives de toiture
Lorsque le vent est normal aux ge neratrices, les actions locales sont à
pre ndre en compte le lo ng des bords de toitu re à partir de la rive sur une profondeur égale au 1/10 de la hauteur h sans toutefois dépasser b/l 0. Le coefficient à adopter pour dét erminer la succion dans cette zone est le dou ble du coefficient moyen c, ap p licable au versant considéré (c ~ 2 c) po ur des angles inférieurs ou égaux à 45°, C ette succion suppléme ntaire cesse d 'existe r pour cr = 60 °, Pou r 450 < cr < 600 , on interpole entre les valeurs précéd entes. D ans le cas
d'u n bâtiment à toiture en voûte, l'angle a est l'ang le de la tangente à la naissance de la voûte avec l'horizontale .
© CSTB
Règles NV 65
69
Chapitre 3 : Effets du vent
Lo rsq ue le vent est parallèle aux génératrices, les actio ns lo cales so nt à prend re en compte t out le lon g des bord s de t oit ure sur une profondeur éga le : au q uart de la dim ension de la co nstructio n parallè le aux générat rices pour a S 3D' ;
- à la moitié de cette dimension pour 0. ~ 45° ; à une fraction de cette dimension, déterm inée pa r interpo lat ion linéa ire pour 30° < cr < 45°.
Le coefficient à adopte r pour déte rminer la succion dans cette zone est éga l aux 3/2 d u coefficient moyen c. applicable au versant co nsidéré (c ~ 1,5 c~ quel que soit l'angl e a . Commentaire • Action locale sur une rive de toiture. Exemple d'application p our yo = 1. ~...() ~
'd'.
Boo b Figure C-II/-23
• Si la toitured'une construction est abritéepar un mur ou une autre construction, il n'y a pas d'ections locales à considérer pour la directio n du vent venant du c6té du masque.
"'>b b"" Pas d'actions Jocales à consioérer;
Acnoϕccares.
Figure C- /II-24
2, 132-3
Angles de toitures
Aux angles, dans les p arties communes des zones concernant tes rives de toit ures, le coefficient à ad opte r po ur dét erm iner la succio n est le tripl e du coeff icient moyen c. app licab le au versant considé ré pour de s ang les a inférieurs ou égaux à 30°. Cette succion supp lémentaire cesse d 'exister p ou r a. = 40°. Pour 30° < a. < 40° on interpole entre les valeurs précé dentes.
C o mm entaire Les règlespour les angles de toitures sont particulièrement importantes pour les éléments légers.
2,132-4
Valeurs lim it es
À ces actions locales s'ajoute nt soit les autres actions extérieures telles q ue les actions moyennes sur les faces inférieures des débords de toiture, soit les actions intérieures, sans que le coefficient résultant puisse dépasse r respectivement - 2 ou - 3.
ClCSTB
Règles NV 65 Chap itre 3 : Effets du vent
2,132-5Autres actions locales Les éléments sit ués dans les zones d éf inies en R-III-l ,322 b sont calculés avec un coeffi cient résultant de - 2. C o m mentaire
/1 est rappelé que cesactions locales concernent notamment les zones autour des appuis ou attaches d'un élément ex t érieut à la construction. et les zones de discontinuité marquée dans les formes extérieures de la construction.
2,14
Actions intérieures
La pression dynamique à prendre en compte pour la détermination des actions intér ieures dans un v olume déterminé est, pou r chaqu e direction du vent, égale à la pression dynamiq ue d éfinie en R-III-1,2, s'exerçant sur la face exté rieure correspondante du volume considéré. Les actions intérieures sont déte rm inées par des coefficients Ci calculés au moye n d e fo rmu les variab les pou r chaq ue cas (R-III-2,141 ; -2,142 ; -2-143 et -2,144). Lor squ e ces d éterminatio ns con d uisent à des coefficients co mp ris e nt re - 0,20 et 0, on prend - 0,20, et lor sq u'ils sont compris ent re 0 et + 0,15, o n p rend + 0,15.
Com mentaire • Les coefficients de pression sont ainsi toujours compris - entre - 0,90 et - 0,20 - ou entre + 0,80 et + 0,15 ce qui dans le calculdes surpressions intérieures conduit à plafonner la valeur de Y, lou celles de y, DU de Y) à 1,19 environ. • Pour les constructions dans lesquelles la grandeur des ouvertures varie très sensiblement dans une ou plusieurs façades créantainsi des zones de perméabilité différente, il convient de déterminer la valeur des pressions intérieures dans chaque volume correspondant, suivant la valeur de la perméabilité et l'orientation du vent.
2,141
Co nstructio ns fermées
Les parois ont une perméabilit é
~
s S, (R-III-1,313).
O n app lique simultanément sur les faces intérieures de tous les compartiments:
- soit une surp ression aveC(; ~ + 0,6 (1 ,8 - 1,3 Yd - soit une dépression avec
c; ~ -
;
0,6 (1,3 Y,- 0,8).
Par mesure de simplification, on ne tient pas compte des pression s différent iell es sur les planchers pour le calcu l de ceu x-ci, mais on ti ent compte d e la pre ssion inté rieure pour le calcul des planchers-terrasses et des toit ures.
OCSTB
Règles NV65
71
Chapitre 3 : Effets du vent
C ommenta ire Les Règles ne visent pas le cas particulier des constructions fermées étanches, pour lesquelles aucune actionintérieuren'est à prendre en compte. Ce type de construction ne se rencontre qu'exceptionnellement en pratique et dans ce cas tout se passe au pointde vue aérodynamique comme si la construction était pleine. • Pour ne pas rompre avec les habitudes et ne pas introduire de surcharges supplémentaires, ni sur les planchers ni sur les cloisons, les surpressions ou dépressions intérieures peuvent être supposées uniformes dans tout l'e nsemb le d 'une construction à usage d 'habita tion ou de bureaux, alors qu'elles peuvent varier d'un compartiment à l'autre. • Dans ce cas de constructions à conditionnement d'air, les faces intérieures sont toujours soumises à une légère surpression. Cependant p our plus de sécurité, en particulier en cas de bris de vitre, à titre indicatif on pourra prendre: - soit une surpression avec c; = + 0,60,8 - 1,3 y,) ; - soit une dépression avec c;= - 0,3 17,3 y, - O,8i.
2,142
Constructio ns ouvert es co mpo rt ant une pa roi ouverte
La paroi ouverte a une pe rmé ab ilité ~ ~ 35, les autres paro is y co mp ris les versant s de toitu re ont de s pe rméab ilit és ~ ,; 5, (R-III-l ,313). O n app liq ue : - lorsque la partie ouverte est au vent: - une surpression avec S = + 0,8 sur la face intérieure des parois de pe rméabi lité ~ ,; 5 Y co mpris les versants de toit ure,
- et une dép ressio n avec <; ~ - 0,6 (1,3 Y, - 0,8) sur la face intéri eure de la paroi de pe rmé abi lit é ~ ~ 35 ; - lorsq ue la p art ie est sous le vent : - une dépression avec <; ~ - (1,3 10 - 0,8) sur la face intérieure des p arois de per méab ilité ~ < 5 Y compris les versants de toit ure, - et une surpression avec <; = + 0,6 (1,8 - 1,3 YJ sur la fac e intérieure de la paroi de perméab ilité ~ ~ 35. 2,143
Construction s ouvertes co mportant deux paro is opposées ouve rt es
Les parois ouvertes ont une pe rméa bilité ~ ~ 35, les autres parois ont des perm éabilit és p s 5 (R-III-1,313).
2, 143-1 2,143- 11
Vent norm al aux p arois Parois situées dans le courant d' air
On calcule les parties de parois ou de constructions intérieure s situées da ns le courant d' air (qui sont écla irées da ns la définit ion o pt iq ue), comme si elles étaie nt isolées dans l'esp ace, abst ractio n fait e des aut res part ies de la construction.
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Règles NV65 Chapitre 3 : Effets du vent
2,143-12
Parois situées hors du courant d 'air
On app lique à toutes les parties de paro is ou de constructions inté rieures, situées hors du courant d'air (non éclairées) :
- lorsq ue les parois de perméabilité ~ ;" 35 sont normales au vent: -
soit une surpression avec cj = + 0,6 (1,8 - 1,3 Yo)'
- soit une dépression avec Ci ~
-
0,6 (1 ,3 r 0
-
0,8) ;
- lorsque les parois de perméabi lité ~ ;" 35 sont parallèles au vent : soit une surpression avec C, ~ + 0,6 (1 ,8 - 1,3 't0) ; - soit une dépression avec Ci ~ 2,143-2
-
(1 ,3 r o
-
0,8).
Vent ob lique aux parois
II y a lieu de tenir compte d'un vent ob lique pour les constructions pouvan t être traversées sur toute leur largeur ou sur toute leur long ueur.
On applique sur la face intérieure frappée par le vent ob liq ue une surpression définie par Ci = 0,02 a - 0,5 avec un minimum de 0 et un maximum de + 0,8 en fonction de l'angle a exprimé en degrés de la direction du vent avec la face frappée. O n applique sur chaque tranche du versant de la toiture la surp ression intérieur e régnant sur la t ranche adja cente de façade.
Com me nta ire • La loi donnée se rattache à l'action du vent sur une plaque plane où comme dans le cas d 'une plaque ajourée ou en treillis, l'action du vent donne un effort maximal jusqu'à une incidence de 65 0 IC-III-S, 121). Elle diffère donc de celle donnée en Fig ure C~/11-25 C- III-3A l1 1 qui a trait à l'action du vent oblique sur un volume. • Le vent en s'appuyant surle contourde la partie ouverte peut attaquer la face intérieure des parois sous un angle variable.
2,144
Con struct ions compo rtant d es p aro is p artiellemen t ou ve rtes
Une ou plusieurs parois ont une perméabilité
1..1
comprise entre 5 et 35
(R-II I-1 ,313). On applique sur les faces intérieures de s différentes parois soit des surpressions soit des dépressions déterminées par simple (ou double) interpolation linéaire en fonction des perméabilités 1..1 entre les coefficients des constructions fermées et les coefficients des constructions ouvertes (ou de perméabilité inte rmédiaire).
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Règles NV 6S
73
Chapitre3 : Effets du vent
- Com m e ntaire • Les différents cas visés peuventêtre considérés comme intermédiaires entre celui où la perméabilité Il = 5 et celui où Il = 35 (Figure C-III-26). Dans le cas d'uneconstruction comportant une seule paroipartiellement ouverte, les interpolations doivent se faire entre des actions de même signe ; en aucun cas, on ne doitinterpoler entredes actions de signes 5< Jl<35 contraires (surpression et dépression). Dans le cas d'uneconstruction comportant plusieurs Figure C-II/-26 parois partiellement ouvertes, les premières interpolations doivent se faire entre des actions de même signe ; les interpolations suivantes peuvent se faire entre des actions de même signe ou de signes contraires; dans le secondcas lorsque ces déterminations conduisent à des coefficients compris entre - 0,6 (1,3 yo- 0,8) et on prend - 0,6 (1,3yo - 0,8), et lorsqu'ils sont compris entre et + 0,6 (1,8- 1,3yj on prend + 0,6(1 ,8 -1,3yj. L'annexe 5 donne des exemples d 'applic ation. • Pour simplifier les calculs, il est possiblepourchaque paroi de s'en tenir auxcas extrêmes lesplus défavorables qui encadrent alors les effortsréels.
°
°
2,145
Construction s à parois fermées dont la toiture com porte un lanterneau ou un shed ouvert d 'un seul côté
O n app lique: - soit une dépression intérieure
cl
~ - 0 6 (1 + ~) a '
(1 , 3y0 -
0 8) . '
,
soit une dépression avec
Ci ~
1,2 -a' + 0,6 (1,8 - 1,3 Yo) (1 - -3 -a ' ) ; a 2 a
a' éta nt la lon gueur de l'ou vert ure du lanterneau o u du shed et a la long ueu r d u bât iment. Com menta ire La règle ne s'applique pas : - si une ou plusieurs parois présentent une perméabilité supérieure à 5 % ;
- si a' l? ~ a , la construction pouvant 3 alors être considérée comme ouverte. Sh"
Figure C-II I-27
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~f------------=----Règles NV 65
Chapitre 3 : Effetsdu vent
2,15
Actions résultantes unitaires sur les parois
2,151
Le ve nt ne t raverse pa s la con struct ion
Pour chaq ue élément, on comb ine de la faço n la p lus défavorab le les actions extérieures moyennes (R-III-2,131) et les actions intérieures (R-III-2,14). Da ns le cas où le vent ob lique intervient o n d oit prend re en compte l'e nve-
lopp e des actions les p lus défa vorab les en chaque po int (C-III-2,131 33). Com mentaire • L'annexe 6 donne des exemples d'application. • Cet article concerne les constructions fermées et les constructions ayant une seule paroi ouverte ou partiellementouverte. /1 concerne également les constructions ayant plusieurs parois ouvertes ou partiellement ouvertes, le vent étant parallèle aux ouvertures.
2 115 2
Le ve nt traverse la construc t ion
Il con vient d'appliq uer à chaque élément les dispositions de la règ le 111-2,151 et pour certa ines d irections d u vent définies par la disposition des o uve rt ures, celles relativ es aux toitures isol ées (R-IIIA ,2) et de ret enir dans chaq ue cas les act ions les plus défavor able s. Co m m ent aire L'annexe 7 donne des exemples d 'application .
2 ,153
Va leurs lim ites
Lo rsque la combinaison la plus défa vorab le des actions extérieu res moyennes et des actions intérieures a conduit à des coefficients compris
entre - 0,30 et 0, on prend - 0,30, et lor sq u'il s sont compris entre
+ 0,30, on prend + 0,30.
2,16
°
et
A ctions d' ensemble
Quelle q ue soit la construction, elles produisent simulta nément (R-III-1,43) un effet de re nversement et un effet de soulèvement. Elles sont dé te rmi-
nées selon les cas, suivant les règ les 111-2,16 1 2,162 2,163 2,164 et 2,165. Les actions extérieures locales (R-III-2,132) et les actions intérieures lo cales (R-III-2,142) ne sont pas à retenir pour l'évalu at ion des act ions d'ensemble; il en est de même des valeurs limit es fixées en 11 1-2,159. Les act ions d'ensemble sont suscep t ib les de l' appl icat ion de la règl e 111-1,5 relati ve aux actions dynam iques .
Commentaire - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - --, Les actions intérieures à prendre en compte sur les parois de perméabilité IJ :2:: 35, ont été arbitrairementchoisies pour que ces parois soient calculées avec des actions résultantes non nulles. Elles ne correspondent pas à la réalité et par suite n'ontpas à être retenues pour la détermination des actions d'ensemble 111-2, 16. Les actions intérieures s'exerçant sur les parois de perméabilité J1 ~ 5, qui peuvent en réalité régner à J'intérieur de la construction, doivent seules être retenues pour la détermination des actions d'ensemble.
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75
Chapitre 3 : Effets du vent
2,161
Bloc unique à toit ure unique
(toitu res à un ou deux versants plans, en voûte ou en terrasse)
Co m m e nt aire Par définition une telfe construction ne comporte pas de joint de dilatation.
2,161-1 Vent normal a ux génératrices de la toiture l.act ion d'ense mb le est obtenue pa r la co mpos ition géométriq ue des actions résultantes tota les sur les différentes parties de la const ruction. r-'
Co mme ntaire - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - ---, u • Pour un vent normal aux génératrices de fa toiture "A-. - la force de renversement T est la résultante des forces horizontales agissant sur les parois verticales et ; T ----;--de la composante horizontale des forces appliquées à , ; la toiture .. - la force de soulèvement U est la composante Fig ure C-II/-28 verticafe des forces appliquées à la toiture .. si cette force U n'est pas centrée elle produit un effet plus ou moins défav orable à la stabilité selon qu'elle est placée du côté de la face au vent ou du côté de la face sous le vent. • Dans fe cas d'une construction à toiture-terrasse, la résultante horizontale des actions extérieures et intérieures, force d 'entreînerne nt éventuellementnon comprise, peut être calculée directement par l'intermédiaire du coefficient global de traînée (règle 11/-7,43) qui a pour valeur: Ct = 1,3 'Y D •
/ :"-.. 1
2, 161 -2
Vent parallèle aux g é nératrices de la to iture
L' action d'ensemble est obte nue pa r la composition géo mét riq ue des actions résultantes tota les sur les différentes pa rties de la const ruct ion et éventue llement d' une force horizont ale définie ci-après.
Lorsque la dimen sion parallèle a u faîtag e o u à la gé né ratr ice de clè dépasse quatre fois la hauteur, la force unitaire d'entraînement , app licab le
à la surface développée de la to iture au-de là d 'un e distance éga le à 4 h à pa rtir de la surface frappée, est p rise éga le à : - 0,010 q si la surface est plane ou comporte des ondes ou des p lis pa rallèles à la direction du vent; - 0,020 q si la surface compo rte des o ndes ou des plis normaux à la d irec tion du vent;
- 0,040 q si la surface co mporte des ne rvures normales à la d irection du vent, q éta nt la pression dynamiqu e au niveau de la crête de la toiture.
Dans le cas d' une co nstruction à toiture-terrasse, la règle 111-2,161 2 s' applique po ur les de ux d irections de ve nt norm ales aux façad es.
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Règles NV 65 C hap itre 3 ; Effets du vent
Commentai re O,01Oq _
Valeur de la force d 'emrsînemem dans le cas d'une construction avec toiture à deux versants à surfaceplane ou plisséeou ondulée à génératrices parallèles à la direction du vent : 0,070 q (longueur ABC) (a - 4 h)
2,162
l~
I-- ---''--- :.=:Ja4h a >4 h
Figure C-III-29
Bloc un ique il toiture multiple
Commenta ire Dans ce cas toutes les toitures intermédiaires entre la première et la dernière sont supposées sans pression, ni succion extérieures.
E??J:i -0 ,45
+0,35
60
v~ -o.e
Action d'ensemble dans le cas d' une construction fermée Figure C-II/-30
-c.so
ho = 1).
Vent norm al a ux génératrices d e la toiture
2, 162- 1
L'action d 'e nsem ble se déte rmine en ap p liq uant :
- à la prem ière et à la dernière façade et aux de ux versa nts adjace nts, les actions ca lculées avec les coefficie nts rés ultant des règles 111-2,131 et 2,14;
- à la surface projetée en plan de toutes les part ies de la toiture autres que le premier et le dernier versa nt, une force horizontale d'entraînement app liquée au niveau des crêtes de la toitu re pa r partie s éga les à chacune
d 'el les. La force unitaire est prise égale à :
- [0,001 cr + 0,02] q, pour les toitures il versants p lans don t les versants au vent font un ang le a avec l'horizontale, avec un maximum de 0,10 q et un minimum de 0,03 q ; - 0,02 q pour les toit ures en voûtes; q étant la pression dynamique au niveau des crêtes de la toiture.
2,162-2
Vent para llèle aux génératrices de la toiture
L:action d 'ensemb le se détermine se lon la règ le 111-2,161-2. 2,163
Blocs accolés à t o it ure unique
Les act ions d 'e nsemble so nt déterminées selon la règ le 111-2,161. Tous les blocs se succédant dans la directio n du vent doive nt être considérés com me fermés et isolés et vérifiés pou r résiste r à des actions d'ensemb le
éga les à ce lles qui s'exercent sur le b loc di rectement frappé pa r le ve nt, celui-ci soufflant normalement au plan des jo ints.
© e STS
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77
Chapitre 3 : Effets d u vent
Com me nt a ire • Le mode de calcul imposé pour les blocs accolés adm et imp licitement l'éventualité de la destruction accidentelle d 'un ou de plusieurs d'entre eux. On a considé ré que l'application de la règle 111-2,161 aux blocs extrêmes pou r une direction de vent perpendiculaire au plan des joints (le vent les attaquant soit dans une direction soit dans la direction opposée), permet à chacun de ces blocs de résister seul, en cours de construction ou en cas d'effondrement des autres blocs. Mais il a paru prudent que les blocs intermédiaires susceptibles de subsister soient calculés avec une certaine marge de sécurité ; chacun d'eux doit résister à l'effet de la surpression seule, exercée sur fa face au vent. On notera que ce mode de calcul diffère peu de celui préconisé à l'origine, lequel prévoyait la vérification
2,164
des blocs intermédiaires sous une action éga le à 6/10 de la comb inaison surpression avant + dépress ion arrière. • On suppose plein le plan passant par le joint pour tenir compte soit d'un bardage provisoire, soit de la présence d'aména gements intérieurs (cloisons, cage d'e scaliers, etc.). Par ailleurs le vent étant en général la seule force horizontale appliquée aux bâtim ents, la règle énoncée con duit à adopter les dispositions constructives convenables dans deux directions orthogonales et non dans une seule. • Pour le calcul des actions d 'ensemble, au cas où il n'existe pas de cloiso ns à chacun des joints extrêmes, l'effet de la surpression ou de la dépression intérieure dans les blocs extrêmes s'ajoute à celui des forces extérieures.
Blocs a ccolés à toitu re m ult ip le
Les actions d'ensemble sont déterminées selon la rè gle 111 2,162. To us les blocs se s uccé d ant da ns la direction du ven t doivent être considérés comme fermé s et iso lés et vérifiés p ou r résister à de s act ion s d'ensemble é gales à cel les qui s' exercent su r le b loc d ire cte me nt frappé par le ven t, cel ui-ci soufflant normalement au p lan des jo int s.
2,165
File s accolées de blocs accolés à toiture un ique ou multiple
Les actions d 'en sem ble so nt déterminées selon la règ le 111 2,16 1 ou 2,162 . Tou s les b locs se succédant dans la di rect ion du vent doivent êt re co nsidé rés co mme ferm és et isolés et vér ifiés pour résist er à d es actions
d 'en sem ble éga les à ce lles qui s'exerce nt sur le b loc d ire ctement frap p é par le ve nt, ce lui-ci souff lant nor malem en t à chacune des deux d irections
des plans des jo ints.
2,2
Constructions prismatiques à base rectangulaire éloignées du sol
Le s règ les 111-2,1 re ste nt app licab les avec le s adaptations p récisées ci-ap rès.
Com menta ire Les Règles supposent la construction éloignée de toute paroi de grandes dimensions . Elles ne seraient plus applicables à une construction éloignée du sol mais adossée à une paroi de grandes dimensions, cas pour lequel il n'a pas été effectué d'essais systématiq ues.
2,21
Caractéristiques
Ce so nt ce lles fixée s en R-III-2,11 mais le s q uatre p arois vertica les reposent par l'int erm é diaire de poteaux sur le so l don t e lles so nt é loig nées d' une dist ance
8.
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Règles NV 65
Chapitre 3 : Effets du vent
Co mmenta ire • Le cas où e < h est celui qui se présente généralement en pratique. 1/ y correspond un coefficient YB" Dans le cas où e est égal ou supérieur à h, le coefficient est appelé Yh , 1/ est constant, sauf exception (R-1II-2,222),
1 1
e =O ro
e
e < h 1e Figure C-II/-32
• h représente la hauteur totale de la construction, toiture comprise.
2,22
Coeff icient s r, et
y.
Les co eff icient s rh et r, (C-IIl-1 ,321) sont fonction du rapport de dimensions r d e la f ace co nsidé rée (R-III-2,03), C o m me nt aire Les coefficients YI! etYe jouent un rôle identique à celui joué par le coefficientyo dans le cas des constructions reposant sur le sol.
2,221
Con structions po ur le squelles À" ,;
1 et
À,b ~
2,5
ou
À"
> 1 et
~
> 1
Pour chacune des faces le coefficient 't, est dét erminé par la formule :
~ =
b-
e
h (b -
rh )
où le coefficient Yo est celui de la construction reposant sur le sol, et le coefficie nt Yh celui de la même construction é loignée d u sol d' une valeur e ~ h
(leq uel h est éga l à celui de la const ruct ion de même base et de haut eur moitié reposant sur le sol).
Ces coefficie nts sont lus sur le di ag ramme de la fig ure R-IlI-5.
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Règles NV 65 Chapitre 3 : Effets d u vent
Commentaire - -- - -- - - -- -- - - - -- - --, • La notion d 'é lancem ent aérodynamique présentant des difficultés d' interprétation la Commission a jugé préférable de lui substituer la notion de rappor t de dimensions À (R-III -2,03). Les rapports de dimensions À, enb mentionnés en R-III-2, 12 sur la figure R-III -5 ont trait au cas d 'une construction reposant sur le sol. On en déduit la valeurde Yo. Si la base de la construction est éloignée du sol d'une distance e ~ h, les valeurs des rapports "'aet Àb à prendre en compte sont calculées comme si la hauteur h était divisée par deux. On en déduitla valeur de yh. • Lorsque e varie de aà h, 't, est compris entre Yo et yh"
Pour simplifier les calculs, on admet que la variation de Ya est linéaire en , e ionctioo de h ' Le tableau 10 (page suivante) donne les valeurs de l'expression ~ (Yo
-
Yh
) .
Tableau 10
~ 0,01
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,001
0,002
0,00 3
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
" 0,010
0,02
0,002
0,004
0,006
0,008
0,010
0,012
0,014
0,016
0,018
0,020
0,03
0,003
0,00 6
0,009
0,012
0,015
0,018
0,021
0,024
0,027
0,030
0,04
0,004
0,008
0,012
0,016
0,020
0,024
0,028
0,032
0,036
0,040
0,05
0,005
0,010
0,015
0,020
0,025
0,D30
0,035
0,040
0,045
0,050
0,06
0,006
0,012
0,018
0,024
0,036
0,042
0,048
0,0 54
0,060
0,07
0,007
0,014
0,021
0,028
0,030 0,035
0,042
0,049
0,056
0,063
0,070 ,
0,08
0,008
0,016
0,024
0,032
0,040
0,048
0,056
0,064
0,072
0,080
0,09
0,009
0,018
0,027
0,036
0,045
0,054
0,063
0,072
0,081
0,090
0,10
0,0 10
0,020
0,D30
0,040
0,050
0,060
0,070
0,08 0
0,090
0,100
1,0
0,11
, 0,011
0,022
0,033
0,044
0,055
0,066
0,077
0,088
0,12
0,012
0,024
0,036
0,048
0,060
0,072
0,084
0,096
0,D99' 0,108
0,120
0,13
0,013
0,026
0,D39
0,052
0,065
0,D78
0,091
0,104
0,117
0,130
0,14
0,014
0,028
0,042
0,056
0,070
0,084
0,098
0,112
0,126
0,140
0,15
0,015
0,D30
0,045
0,060
0,075
0,090
0,105
0,120
0,135 .
0,150
0,16
0,016
0,032
0,048
0,064
0,080
0,096
0,112
0, 128
0,144
0,160
0,17
0,017
0,034
0,051
0,068
0,085
0, 102
0,119
0,136
0,153
0,170
0,18
0,018
0,036
0,054
0,072
0,090
0,108
0,126
0,144
0,162
0,180
0,19
0,019 .
0,D38
0,057
0,076
0,095
0,114
0, 152
0,171
0,190
0,20
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0, 120
0,133 0,140
0,160
0,180
0,200
2,2 22
Constructions pour le sq ue lle s
Î. , :0;
1 et
Î' b
0,110
< 2,5
Pour un vent normal à la face S a' le coefficient Ye (qui correspond au cas où
e < hl e st lu sur le d iagram me de la figu re R-III-8, en fonct ion de rapport
~ h'
. Le co efficie nt Yh (qui correspond au cas où e a même diag ramme, en fonction de Àb et du rapport h.
;?:
À.b
et du
h) est lu sur le
©CSTB
~I---------~ Règles NV 65
Chapitre3 : Effets du vent
r. (ou Th)
1.' 1.'
i;!iou~
/:'
1/ r-k
1.3
/
1.2
'0
1/.1-
1,1
5
e-
1
<, <,
<,
--.... r---:: r-,
n
J'
0,90
x,
0,85
o
0,25 0.5 0,75
1
1,25 1,50 1,75
2
2,25 2,5
Constructions prismat iques à base quadrangulaire éloignées du sol. À. ~ 1 e t Àb < 2.5 . Vent normal
à S.'
. Figure R-II/-8
Pour un vent norm al à la face Sb' les coefficients "th o u Ye sont ég aux au j , de la construction reposant sur le sol.
coeffic ient
Commentaire - -- - - - - -- - - - - - - - - - -- - - - - - - - -- - - -- -, Une construction est dite aérodynamiquem ent allongée si y. est très petit. Lorsqu 'une telle construction est éloignée du sol d' une distance suffisamment grande au moins égale à a, elle se comport e pour le vent normal à la face Sa comme une construction élancée dont la hauteur serait a et la largeur n. ce qu i explique pourqu oi 1" (p ou r e = a, par exemple) est supé rieur à 10 ,
2,223
Lorsque cette même construction est éioiç née du sol d'une distan ce e voisine de n, de s essais ont montré que le coefficient yh passait par une valeur maximale (pour e = h) supérieure à yh (pou r e = ai. Le diag rem me de la fig ure R-III-8 qui découle uniquem ent de valeurs déterminées expé rim entaleme nt, traduit ce phén om ène.
Co nst r uc t io ns co mpr ises ent re d e ux plans d e g r an d e s dimen sio ns (im meubles o u m urs)
parallèles
Le coefficient 1 est pri s égal au coeffi cient 10 dont la b ase serait l'u ne d es face s ab en contact avec les plans parallèles , la hauteur h la distance entre les plan s parall èles et le rapport de dimensions Je. ou Je" = 10. Commentai re C'est le cas d'une construction formant passerelle entre deux autres constructions. Le œpport de dimens ions Je de la face verticale d'une telle construction devrait être considéré comme infini; on se contente de prendre sur fe diagramme de la figure R-f11-5Ies coefficients correspondants à À = 10 en considérant comme base ba.
2,23
Figure C-III-33
Actions extérieures moyennes
- Faces verticales et toiture.
Elle sont d éterminées par les formu les et diagrammes de la règ le 111-2,131 o ù le coefficient 10 est remp lacé par le coefficient 1h ou par le coefficient "te"
©CSTB
Règles NV 65
81
Chapitre 3 : Effets d u ve nt
- Face infé rie ure.
Dans tous les cas, on prend c. ~ - 0,8, à "exception de la co nstruct ion comp rise ent re de ux plans parallèles (R-III-2,223) pour laqu elle on prend:
c.
~
- (1,31, - 0,8)
(R.III·2,131
Il.
Com mentaire - - -- - - - - - -- - - - - - - - -- -, La succion exis tant s ur la face inférieure se cum ule le cas échéant avec la surpression intérieure.
2,24 Actions intérieures Elles sont dé term inée s par les formules de la règle 111-2,14 où le coefficient )'0
est remplacé pa r le coe fficient
2,3
j;
ou par le coe ff icie nt Ye ,
Constructions prismatiques à base quadrangu laire ou ass imilées, de caracté ristiq ues spéciales, reposa nt ou non sur le so l
On appliq ue les règl es é noncées en R-III-2,1 et 2,2, so us rése rve des points part iculiers préci sés ci-d essous. Dans chaq ue cas particu lier, la directi on d u vent à co nsidérer est celle q ui
donne so it les act ions maximales sur les p arois, soit le s actions d 'e nsembl e maxima les sur les p lans de contreventeme nt éventuels.
2,31 Constructions ayant deux façades parallèles 2,311
Caractéristiques
Leu r forme généra le e n plan est un trap èze o u un parallélogramme , deu x côt és co nséc ut ifs fo rmant toujours un ang le supé rie ur à 75° et inférieur à 105°.
2,312 Coefficient 1. Il est lu sur le d iag ramme de la fi gu re R·III-S en fonction du rapport de dirnensions ), (R-III-2,03) et du rapp ort !:. des côtés du rectangle de surface a égale à la surface de base de la construction, "une des d imensions a o u b de ce rectang le éta nt la distance ent re les faces parallè les de la const ructio n. Comment a ire
ExemPles.~ e détmj~arjon dBU raPl~::~ (Figu re C'/~ /~:341' b
a,
b
~
a
_ 8 ,+8;
c1 -
2
Figure C*III·34
© CSTB
Règles NV 65
82
Chapitre3 : Effets du vent
2,32 Constructions à base quadrangulaire dissymétrique 2,321 Ca ractéristiques Aucun angle ne doit êt re inférieur à 45° ni supé rieur
à 135° .
2,322 Coefficient t , Il est lu sur le diagramme de la fig ure R-III-S en fonction du rapport de dimensions, (R-III-2,03) et d'un rapport b/a supposé égal à 1. Com m e ntaire - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - , L'emploi d 'un rapport des cas.
2,33
!:. ~ 1
est défavorable dans la presque totalité
a
Constructions à base rectangulaire dont une des façades est remplacée par une surface courbe symétrique convexe ou concave (de flèche relative inférieure à 0,20)
Le coe ffic ient '. relatif à l'une des façad es est lu sur le di agr amm e de la fi gure R-III-S en fonc t ion d u rapport de d ime nsio ns À. correspo ndant à cette façade et du rapport
!:.a du
rect angl e circonscrit.
Commentaire f
."0,20
Figure C-III-35
2,33 bis Constructions à façades parallèles présentant des décrochements en plan Le coefficient ' . relatif à l'une des façades est lu sur le diagramme de la figure R-III-S en fonction du rapport de dimensions correspondant à cette façade et du rapport b /a équi valent (l'une des dimensions étant la dimension norma le au vent du rectangle circonscrit et l'autre le quotient par cette
vale ur de la surface en plan) . Com mentaire
~b, ~b'~NT
~ LlVENT
w-u
S =a,b ,:azbz
Exe mp le de dét ermination du rapportb/a. Figure C-III·35 bis
e CSTB
Règles NV 65
83
Chapitre 3 : Effets d u vent
2,34 Constructions à façades par allèles de grande longueu r en ligne bris ée ou courbe Ces constructions sont considérées comme une extension des bl ocs accolés (R-III-2,163) et on leur applique des règ les semb lab les. Chaque bl oc compris ent re deux joints de dilatation est calculé isolément selon les règl es suivantes : pour le vent no rmal aux façades, les coeff icients c sont ceux d 'une infiniment peti t; co nstruct ion d e rapport de dim ensions
"'a
- pou r le vent no rmal aux p lans d es joint s, les coe ff icie nts sont ceux du b loc d irectem ent f rap pé par le vent et les act io ns d'ensemble celles définies en R-III-2,161.
2,35 Constructions à façades parallèles présentant un décrochement en élévation 2,351
Caractéristiques
La pa rtie haut e du bâtim ent com porte un faîtage rég nant horizontalement sur au moin s la mo it ié de la d imension parallèle à ce faîta ge. 2, 352
Coefficient Yo
Il est lu sur le diagramme de la fig ure R-III-S en fonctio n du rapport b/a de la constr uction et d 'un rapport de dimensions Je fonction de la hauteur tota le. Comm entaire
.'
1
Figure C-II/-35 ter a
Exemple de détermination de la hauteur h d 'une co nstructio n à décroc hements.
a'>aJ2
Si la partie haute du bâtiment est plus réduite en plan, chaque cas est un cas particulier et i/ est plus difficile de donner des règles.
2,4
Constructions à dé crochements
2,41
Décrochements en élévation
Pour une d irecti on d u vent nor male aux parties vert icales des décrochements, les parties horizontales sont soum ises aux mêm es actions exté rieures que les parti es verticales sur une longueur égale à la hauteur du déc rocheme nt supé rieur. Le raccordement avec la dépression se f ait s'il y a lieu sur une lon gueur égale à la de mi- haute ur. Pour une d irecti on d u vent parallèle aux parties vertica les des décrochements, les surfaces horizontales d oivent êt re calculées avec la valeur ce lu e sur le di agr amm e de la fi gur e R-III-6 pou r cr ~ 0, et les surfaces vert icales avec une valeur de c, ~ - (1,3 Yo - 0,8).
©CSTB
Règles NV65
84
Chapit re 3 : Effets d u vent
2,42 Décrochements en plan Pour les deux directio ns d u vent envisagées dan s les Règles, le côté sous le
ve nt de chaque angle ren trant e st soumis à la pression s'exerçant sur le côté au ve nt sur une longueur égale à celle de ce dernier côté. Le raccord ement avec la dépression se fait, s'il y a lieu , sur la demi-longueur p récédente.
Com menta ire - - -- - - - - -- - - - - - -- - - - -- - - - - - -- - -- - --, Les figures C-II/-36 et 37 donnent une app lication des règles 2,4 1 et 2,42 poury = 1.
a
-0.5
~ lb>'
1l1l:l.IiJ:E3-o,5
~Û ~ Décrochem e nts en élé vati on.
Décrochem ent en p lan.
Fig ure C-II/-36
2 ,9
Co nst ru ctio ns courantes à base recta ngulaire méthode simp lifiée
Dans le cas où les const ructions p rismati qu es à base rectangulaire présent eraient les caracté rist iq ues d éfin ies en R-III-2,91, les règl es simpl ifiées
ci-ap rès pe uve nt être appliquées.
C omme ntai re Le s Règles simplifiées concernent plus spécialeme nt les bâtime nts à usage d 'habi tation ou de bureaux, cons titués par des blocs pa rallélépipédiques composés en principe d'étages identiques, de hauteur normale, avec mu rs et clo isons en maçonnerie. Elfes pe uvent être étendues (111-2,923) à des bâtiments à usage industriel ne présentant que ce rtaines des caractéristiques précitée s. Les simplifications ne devant pas conduire à des résultats inférieurs à ceux découlant des Règles générales, ces Règ les simplifiées constituent une enveloppe défavorable. Chacun de ces deux ensembles de Règles - simplifiées ou générales - forme un tout et, sous aucun prétexte, ils ne peuvent être combinés.
2,91
Caractéristiques
La co nst ruct ion est const it uée par un b loc uniq ue, ou des b locs accolés
à toit ure unique. - La base au niveau d u sol est un rect ang le de lon gueur a et de largeur b . - La hauteur h, diffé rence ent re le niveau de la base de la construction et le niveau d e la crête de la t o itu re, est inf érieure ou éga le à 30 m. ~ CSTB
Figure C-III-37
Règles NV 65
85
Chap itre 3 : Effets du vent
- Les dimensio ns doivent ob liga toi re ment resp e ct er le s cond itions h suivant es :
a
0, 25
~
h a
- .::;; 2,5 avec la co nd it ion supplémentaire
b
-,; 0,4 si a
h
- > 25 b '
h f 50: - pour les toitures à deux versants p lans
2 et
2 f s - h pour les toitures en voûte. 3
- La couv erture est : - soit une toiture-terrasse; - soit une toit ure unique de hauteu r f à un ou deux ve rsants pla ns inclinés au p lus de 40° sur l'horizont ale ; - soit une voûte dont le p lan t angent à la na issanc e des di rect rices de la voûte est incl iné au plus de 40° et au mo ins de 22° su r l'horizonta le.
C o mmenta ire
r~
LJJ
bd]
a
r~
Ll1
f < hl2
a:S:40 '
b
f :S:213h 22':S:a :S:40'(') ou 0,404:'> tga :S: 0.8 39
Figure C-III-38 J. l a cond ition don née pou r n correspond , pour une voûte à d irec trice parabolique o u e n chaîne tte, à une îtècne comprise entre le dixième et le cinqu ieme de la cord e a ou b.
- Les parois verticales doivent: - rep oser di rectement sur le sol ; - êt re p lanes sans décrochements ;
- présenter une perméabilité ~ (R-III-l,313) inférieure o u éga le à 5 ou pour une seu le d'entre elles égale ou supérieure à 35. Commentaire La perméabilité moyenne de 5 % correspond en pratique à la perméabilité des bàtiments d'habitation ; la perméabilité de 35 % correspond à celle d 'une paroi de la construction ou d 'un compartiment de celle-ci. munie d'une grande baie libre ou de parties ouvrantes pouvant découvrir sim ultanément plus du tiers de la surface de cette paroi. La construction doit êt re située sur un ter rain sens ib lement horizontal dans un g rand périmètre (R-III-l,241).
©CSTB
Règles NV65
86
Chapitre 3 : Effets du vent
2.92 Pression s dynamiques 2,921
Valeurs
Les pressions dynamiques sont constantes sur tou t e la hauteur de la construction et sont données par la formule : q ~ (46 + 0,7 h) k, k, da N/ m'; kr coefficient de zone, ayant pour valeur :
Tableau 11 Pression norma le
Pression extrême
Zone '
1,00
1,75
Zo ne 2
1,20
2,10
Zone 3
l ,50
2,63
Zo ne 4
1,80
3,15
Zone 5
2,40
4,20
k, coe ff icient de site (R-IlI-1,242) ayant pour valeur : Tableau 12 Zone 1
Zone 2
Zone 3
Zone 4
Zon e S
Site protégé
0,80
0,80
0,80
0,80
(1)
Site normal
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
Site exposé
1,35
1,30
1,25
1,20
1,20
1. La notion de site protégé n'e st pas prise en compte dans cette zone.
2,922 Réductions 1) Les p ressio ns d ynam iques relati ves aux surfaces ab rit ées (R-IIl-l ,243) peuvent êt re réd uites de 25 %. 2) Les pressions dyna mi q ues dé te rmi nées suiva nt la règle R-IlI-2,921, doivent êtr e affectées d 'un coefficient de réd uction ô donné par le diagramme de la figu re R-IlI-9, en fonction de la plus grande dimension horizontale ou verticale d e la surface offerte au vent (maître-coupl e R-IlI-1,13) afférente à l'élément consid éré dans le calcul.
s 1,00
0,95 0,90 0,85
1"-
0,80
0.75 0.70 0,50
1 2
3 456 18 110 15 20
30 40
1
100
200 m
1M 7 9 50 PLUSGRANDE DIMENS10 N DE LASURFAce OFFERTE AU VENT
Coefficient de réductio n Ô despressions dynamiques pour les grande s surface s. Figu re R-II/ -9 ©CSTB
Règ les NV6S Chapitre 3 : Effets d u vent
Pou r les éléme nts cont inus, le co efficient 0 à ado pte r est ce lui co rresp ondan t à la plus grande d imen sio n de la surface offerte au vent affére nte à chaque travée considé rée comme librement app uyée.
La totalité des réductio ns (R-III-2,922-1 et 2) ne doit en aucun cas dé passe r 33 %, et compte tenu de ces réductions et de l'effet de site, la p ression dynamique normale corrigée ne doit jamais desce ndre au-desso us de 30 daN/m'et la pression dynamique extrême corrigée au-de sso us de 52,5 daN / m' . 2,923
Majo rations
Dans le cas de bâti ments à usage industriel, pour teni r compte de l'effet des actions dynamiques parallèles à la direction du ve nt, il con vient de multiplier les pressions dynamiques servant au calcul de l'action d'ensemble par un coefficien t de majo rat ion f3 s au moins ég al à l'unité , donné pa r: Tableau 13
Ossature en béton armé Ossature en acier
Pression norm ale
Pression extrême
0,7 + 0,3 {f
0,85 (0,7 + 0,3 {fI
sans excéder 1,27
san s ex céde r
t.oa
0,5+ 0,5 {f
0,8 5 (0,5+ 0,5 {fI
sans excéder 1,47
sans excé de r 1,26
T é tant la période en secondes du mode fondam ent al d 'oscillat ion du bâtiment.
2,93
Actions extérieures
La directio n d u vent étant sup p osée norma le aux pa rois verticales d e la construction, les coefficients à prendre en compte sont le s suivants.
2,931
Actions moyennes
2,93 1-1
Parois vert icales
au vent : ce = + 0,8 : sous le vent : ce = - D,S. 2,931-2
2,931-21
Toiture
Vent normal aux gé nérat rices
C, désignant le coefficient de press ion moyen (versants plans) o u le coefficient de pression ponctue l (voûte) est do nné pa r le tab le au 14 o ù crdésigne l'angle en degrés du versant avec le plan horizontal ou de la tan gente à la vo ûte avec l'horizo ntale.
<> CST8
Règles NV 65
88
Chapitre 3 : Effets du vent
Table au 14 Au vent
Sous le vent
c.
c.
1"1 0° s la] s: 10°
-2
(0,25 +~ 100 )
- 2
(045 , -~) 100
Versa nts plans
10' s ]«] s 40'
0°
s: [c ] s
10°
10°
s lai s
40°
1,5 (e0,333-
-0,5 ( 0,60+ 101 ) 100 -1,8 ( ,0,40+ 101)) , 00
101 ) -1 ,8 ( 0,40+ 100
-1 ,8 ( 0,40 - 101 ) , 00
avec min im um
Voûte
; - 0,8
-2
lOb)
, 00
(050 , -~) 100
avec ma xim um
= -0,27
Comme ntaire Toit ures à versants plans ou en voûte . Coefficient c~. Voir aussi comm en ta ire au 2- 94.
c, AUVENT
SOUS LE VENT
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
40
30
20
10
10
20
30
40
0,1
0 '
0,1 1
,
-0,1
, -- -
-0,
,
,
,
. ,
,
,
,
-0,5
/
/
-0,
,, ,
r
,
, -0,7
-0,:
A - Toitures à versantsplans B - Toitures en voûtes
Figure C-II/-39
2,931-22
Vent parallèle aux génératrices
On ad opte pour c, la valeur d u tableau 14 correspondant à a
=
0 pou r les
ve rsants plans.
2,932
Actions locales
Le long des rives de toitures et d es arête s verticales, à part ir de la rive ou de l'arête verticale sur une profondeur éga le au d ixiè me de la plus petite dimension horizontale b de la construction : c
=
2 ce {succion}.
A ux angles da ns les parties communes des zo nes pré céde ntes co ncernant les rives de toiture : c = 3 ce (succion) .
©CSTB
Règles NV 65
89
Chapitre 3 : Effets du vent
À ces actions loca le s s'ajoutent soit d'a utres actions extérie ures te lles que
le s actions moyennes sur les faces inférieures des débords de toiture, soit les act ions intérieures, sans que le coefficient résu ltant puisse dépasser respecti vement - 2 ou - 3. r-'
Commenta ir e Ces actions locales ne sont applicables qu 'au calcul des éléments de couverture (tuiles, ardoises, plaques), de revêtement ou de zinguerie des constructions e t à leurs attaches et appu is dans les zones définies en R-I!!-
w-I _2J.O,1.\" =-1,4
:1 e
~O~&~
~"
\ 10·
+0 ,3
Danslazone AB coefficient resultafllde _ 2.2limile ~ - 2.
Dons lazone a Cc:oeffiôenrrésu/wu de-l ,l .
0"",10 , ,,,,,, CD co~flicj.o.n, ""w k"" , "" - l,a.
1,322. Dans la zone AB co efficient résultant de - 2,2 limité à - 2. Dans la zone BC co efficie nt résultant de - 1,7. Dans la zone CD co efficien t résultant d e - 1,0.
Exemple de lim itation du coefficient rés ultant. Figure C-II/-40
2,94 Actions intérieu res Co nstructio ns fermées : Ci Construct ions ouverte s:
= ±
0,3
ouverture au ve nt : Ci = + 0,8 o uverture so us le ve nt: Ci = - 0,5 Commentai re -0,72
'O,5. \.lO ~~*,""~-0,27 5' VE~ +0,8
VE~
+0.8 -+
-0.5
-0.5
Co nstructio n fermée à deux Construction ouverte à to iture en voûte versant s plans. à gé né ratrice circulaire .
Exe m ples d 'application. Figure C-III-41
2,95 Action s résultantes unitaires sur les parois e t le s ve rsants Elles sont dét erminées en combinant de la façon la plus défavorable pour
chaque é lé me nt, les actions extérieures mo yennes et les actions intérieures (R-III-2,931 -2,94). Elles sont exprimées p ar (c, - c) q . C o m m e nt aire • Par exemple pour les paro is verticales, les action s extérieures moyennes com binées aux actions intérieures, donnent com me actions résultante s unitaires : Co nst ructions fermées : + 1,1 q Constructions ou vertes: - D,B q
± 1,3q
• Le vent pouvant tourner autour de fa construction, il est possible dans de nombreux cas de se limiter pou r les toitures aux seules valeurs maximales des actions
sur les versants [par exemple: pour une toiture à 30° appartenant à une construction ouverte, on calcule les deux versants avec une succion (- 0,45 - 0,48) q = - 1,25 q). Mais les deux valeurs {versant au vent, versant sous le vent) doivent être envisagées dans les structures (par exemple: fermes triangulées, etc.) pour lesquelles la combinaison d'actions différentes sur fes deux versants de la toiture conduirait à des résultats plus défavorables dans certains éléments (treillis de ferme .. J
©CSTB
Règle. NV 65
90
Chap itre 3 : Effets du ve nt
2,96
Action s d'ensem ble
Elles sont obtenues par la composition géométrique des actions résultantes totales sur les différentes parois de la construction.
Elles sont susceptibles de l'application de la règle 111-2,923 relative aux actions dyn amiq ues.
Les actions exté rieures locales (R-III-2,932) ne sont pas à reten ir pour l'éva luation des actions d 'ensemble. Com m e ntaire - -- - - - - - - - -- - - - - -- - - -, Par exemple, pour une consiruction à base rectangulaire et à toitureterrasse, la force de renversem ent est exprimée par T = 1,3 q h a (ou b) que la construction soit fermée ou ouverte, et la force de soulèvement centrée est exprimée par : - constructions fermées U = 0,8 q S" - constructions ouvertes U = 1, 3 q Su Su étant raire de la projection horizontale de la construction .
2,97
Blocs accolés en une seule file à t oit ure unique
La méthode simp lifiée pe ut être éte nd ue au cas de p lusieu rs b locs acco lés en une seule file à toiture unique sous réserve que l'ensemble des blocs et chaque bloc pris séparément répo ndent aux conditions énoncées en R-III-2,91. Indépendamment du calcul d 'ens emble, t ous les b locs inte rmé d iaires doivent être considérés comme fermés et isolés, et vérifiés po ur résister à des actio ns d'ensemble égales aux 6/10 d e celles calcu lées selon la règl e 111-2,96, le vent soufflant nor m alement au p lan des jo ints.
3
Constructions prismatiques à base polygonale régulière ou circulaire
3,0
Prescriptions communes
3,01
Pression dynamique
La pression dynamique à prendre en compte est d éfinie en R-III-1,2.
3,02
Direction du vent
Po ur le calcul des actio ns d'ensemble, la d irection d u vent est sup posée : - no rmale à une face pour les prismes de trois et quatre côtés (R-III-3,1-catégorie 1);
- normale au maître -co uple ma xim al (do nt la largeur d est éga le au diamètre du cercle circonscrit, nervures com prises le cas éc héant) pour les prismes de p lus de q uatre côtés et les cyli ndres (R-III-3,1-caté gories Il à VI). D ans le cas de s prismes et des cylind res à axe hor izontal, on do it co nsid érer éga lement l'acti on du vent souff lant par allèlement aux gé nérat rices.
(!;leSTS
Règles NV 65
91
Chapitre 3 : Effets du vent
3,03 À. est 1
Rapport de dimensions le le rappo rt de la haut eur h (t oit ure compr ise) ou de la long ueu r totale
à la largeur d d u maît re-cou p le dé f ini en R-III-3,02. h ou 1
À. = -
-
_
d Pour les constructi ons dont Je maître-couple n'a pas une largeur constante sur toute la hauteur, et qui peuvent êt re assimilées aux constructions prismat iq ues à base polygona le rég ulière ou circulaire (R-II I-3,1), À. est donné pa r l'expression : À.
~ .:.:h~ 2 _o:.u~I~2
s,
S, ét ant la surface du maître-couple. ~
Com ment aire Exemples de détermination du rapport À.
d
1
, h
•
v,
1
0 h'
À= -
"
rx
h
h
Il
rx À :+
•
dO .[) i "
"rh
.
df'
•
-ri!''''' 1
-
~
l.=-%,.~
Figure C-II/-42
3,1
Caract é risti qu es
C om m entaire - -- - - - - - - - - -- - - - - - - - En pratique cet article concerne principalementles cheminées, les réfrigérants, les tours à usage industriel ou à usage d'habitation, les réservoirs horizontaux ou verticaux sur tour ou sur pylône. Ces constructions ont pour base un pol ygone régulier ou un cercle. Elles comprennent les catégories suivantes; - Catégorie 1 : Prismes de trois ou q uatre côtés.
Catégorie Il : Prismes d e p lus de qu atre côtés et de d ix côtés au plus ave c ou sans nervures arron d ies.
- Catégorie III : Prismes de p lus de d ix côt és et de vingt côté s au p lus, avec ou sans nervures arrond ies.
- Caté gorie IV : Cylindres à base circulaire avec nervures minces ou
épaisses à arêtes vives. O CSTB
~----------==.:..:....:::: Règles N V 65
Chap itre 3 : Effet s d u vent
- Chap it re V : Prismes de ving t côtés et p lus avec o u sans nervures arrond ies et cyl ind res rug ueux à ba se ci rcu laire sans nervu re.
- Catégorie VI : Cylindres lisses à base circulaire sa ns ne rvure et possédant un poli spéculaire et durable. Com menta ire --------------------~ Le classement en six catégories découle des résultats des essa is aérodynam iques qui ont été effectués ; ce classement es t fonction du nombre de c6tés et de l'existenc e ou non de nervures vives ou arrondies. Toutefois, les essais n'ont pu couvrir tous les cas et certains types de prismes et de cylindres ne sont pas envisagés, par exemple les prismes de moins de vingt c6tés avec nervures vives et les cylindres à base circulaire avec nervures arrondies .
Les tubes o u les f ils cylindriques rug ueux et les câb les torsadés sont t raités en R-III-6,13. Peuve nt êt re assimi lées les constructio ns tron co niqu es o u en form e d' hype rboloïd e de révolution , à condition toutefois q ue l'an gle à la base ne so it pas inférieu r à 70°.
3,2
Coefficient global d e t raînée c
Pour un rap port de dimensions quelconque, le coeff icient globa l d e traînée ( t= y ( to ; - le co eff icient y ét ant pri s égal suivant les cas (R-II I-3,3) à Yo' h ou Y, ;
a pour valeur
le coefficient c"" coefficient g lobal de t raînée pour un rap po rt de d imensio ns À. = 2,5 (const ruct ions à gé né ratr ices vertica les rep o sant sur le sol) et À ~ 5 (constructions à générat rices vert icales élo ignées d u sol et
construct ions à génératrices ho rizonta les), étant do nné par le tablea u VII en fo nctio n de la catégorie à laq uelle ap partient la construction. Dans le cas part iculier de demi-cylind res (catégories V et VI) ouverts sur toute leur ha uteur le coe fficient (to p e ut être pris égal à : co ncavité au vent
(ta
=
1,45 ;
convexit é au ve nt cta = 0,75.
C om menta ire Remarques sur le coefficient cto ai Prismes à base polygonale régulière. Les valeurs de C IO sont fonction du nombre de
côtés, de l'existence ou non de nervures, de leur espacement, de leur saillie par rapport au diamètre
circonscrit d, du rapport de cette saillie à la largeur de leur embase, et de leur forme même. Il est impossible d 'exprimer C IO sous une forme simple tenant compte de tous ces facteurs et il a été jugé suffisant de donner les valeurs de GIO correspondant aux cas rencontrés fréquemment dans la pratique. b) Cylindres à base circulaire. Le co efficient c" dêpend : - de la rugosité de la surface : La rugosité de la surface est un facte ur important en particulier pour les grands diamètres. Les valeurs do nnées po ur la catégorie VI sont relatives aux
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surfaces particulièrement polies et conservant ce tte propriété dans le temps, telles que celle de l'acier inoxydable, de l'a luminium ou de la peinture laquée parfaitement entretenue. - du nombre de Re ynolds R. ~ Vd . v
Pour les vitesses du vent Vadm ises dans les calculs Re a une influence considérable sur CU! .' mais la vitesse V n'é tant pas utilisée dans les Règles, le nombre de Reynolds a été transformé en utilisant la formu le q = V"/16,3 1R-III-l ,21i de telle sorte que l'expression d,JQ = 1,5 corresp on d en fait à Vd = 6 et à un nombre de Reynolds de 4,17 x ID' avec un coefficient de viscosité ci nématique v = 14,4 x 10.6 m 2/s .
Règles N V 65
Chapitre 3 : Effet s du vent
Tableau 15 Cat égorie
Constructions à base po lygo nale réguli ère ou cir cul aire
Co effici ent s
1
Prismes de t rois ou quat re côtés
1,30
Il
Prism es de plu s de qu atre côtés et de dix côtés au pl us avec ou sans nervures arrond ies.
Cinq côtés Six côtés Huit côtés Dix côtés
III
Prismes de plus de di x côtés et de vi ngt côtés au plus, avec ou sans nervures arro ndles'" (n étant le nom b re de côtés) . d e 0,2B d < 0,28 et d,iq ~ 1,5 0,5 < d-.JQ < 1,5
C,"
1,05 0,95 0,B5 O,BO
1,05 - 0,025 n
1,05 - 0,025 n O,BO - 0,02
dfcï
- 0,25 n In-c tûl
dfcï s
0,5
IV
Cylindres à base circu lai re avec nerv ures m inces ou épaisses à arêtes viv es (sailli es co mprises entre 0,01 d et 0,10 dl .
V
Prismes de vingt côtés et p lus, avec ou sans nervures arrondies. Cylind res rugu eu x à base ci rculai re sans
0,B5 - 0,005 n 0,75
n ervure!".
et
d z 0.28 d -c 0,28
0,55
dfcï ,
0,55
1,5
0,5 < d-.JQ < 1,5
VI
0,B5 - 0,20
dfcï s 0,5
0,75
Cyli ndres à base circulai re sans nervu re et posséda nt un pol i spéculaire et dureble'". d 0,28 d < 0,28
0,45 0,45
ë
dfcï
et d--JQ;;:: 1.5 0,5 < d...JQ < 1,5
dfcï s 0,5
0,90 - 0,30
dfcï
0,75
1. Dans les inégal ités d est exprimé en mètres et q en o ëcaoewtcos par mètre carré
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~-- ----=------Règ les NV 65
Chapitre 3 : Effets du vent
c om menta ire • Interp olation. - Les cylindres rugueux et lisses à base circulaire sans nervure (catégories V et VI) admettent une valeur minimale de CID lorsque dvq ~ 1.5 ; or on est assuré d 'avoir d;'Q ~ 1.5 quel que so it a. dès que d :2: 0,28 m : c'est le cas couient des constructions cylindriques (cheminées, réfrigérants, tours. etc.). • Par contre lorsque d est inférieur à 0.28 m. on doit vérifier la valeur de d;'Q. Lorsque d;'Q ~ 0.5. la valeur de c'o est directement donnée par Je tablea u = 0.75) .. lorsque 0.5 < d{,l < 1.5. on interpole linéairement entre les valeurs ex trêmes de Cro en fonction de d;'Q .. mais les pressions dynam iques normales q ne po uvant varier qu'entre 3 D et 170 daN/m 2• et les pressions dynamiques extrêmes entre 52.5 et 297,5daN/m 2 (R-1I/-1.246). les cas où il faut inte rpo ler sont relativement peu iréquents ; on est assu ré d 'avoir à adopter les coefficients du tableau 16 lorsque d a les valeurs suivantes,
«;
Tableau 16
Press ion
C'O
dyn am ique
CI.
m axi ma l {Q,7SI
m inimal
(0.55 ou 0,45)
30 daN /m 2
ct S 0,09 m
d = O.28m
52,5 daN /ml
o s o.ns rn
d .0.21 m
100 daN /m 2
e s o.os o-
d ~ O, 1 5 m
170 daN /m 2
c so.œm
oa c.tz rn
297,5 daN /m 2
ct 5 0,02 m
d. O.OS m
• Les prismes et c ylindres rep osant sur une paroi de grandes dimensions normale à leurs génératrices (cheminée reposan t sur une toiture-terrasse) so nt so umis aux m êmes règles que les otismes e t cylindres à génératdces verticales reposant sur le sol.
PRISM ES ET CYliNDRES
3,3
Coeffici ents y
•"o',,_œ. r"~ élolo;Jléos
i1général1lc8s vertie&lea
3,31
Prismes et cylind re s à génératrices v erticales reposant sur le so l (Yo)' ou éloignés du sol d'un e d istance e ~ h (Y h) Prismes et cylindres à générat r ices horizontales reposant ou non sur le sol (Yh)
é~lgnéell
du sol
l if CATB30RIES
v~V1
: 3 t: -,-,s- ~Ïl~ ~I" ~1 ,30
~ l , lS -
~ - 1"5 - =I.20~ "ra : 1-1,10-
- 1,-45-
Pour les prismes relevant de la catég orie III, ro ou rhest obtenu par interpolation linéaire en fonction du nomb re n de côtés ent re les coefficie nts correspondant à n ~ 10 (catégorie Il) et ceux correspondant à n ~ 20 (catégorie V).
• Des essais ont m ontré que pour les prismes et cylindres à génératrices horizontales l'influence du sol était nég ligeable en ce qu i concerne la valeur du coefficienty. /1 n'en est plu s de même pour la répartition des pressions le long d 'une section diamétrale (R-II/2.411 3). • Dans le cas des prism es et cylindres à gé nératric es verticales en contact avec le sol et pour les catégo ries Vet VI. les valeurs de 10 in diquées ci-contre, entre 1 e t 1.05, so nt resp ectivement égales à : 1.02. 1.04. 1.005. 1.01. 1.03. et
11l. IV
1." ~ 1:~-: 1= 18= 1-I- 1~'~ :g =- El~~ 1'11 t;: jg::; I-l;J- f~:,;~
Les coefficients 10et rh sont lus sur l'échelle fonctionnelle (fig. R-III-10) en fonction du rapport de dimensions À.
Com mentai re
non
CA TEGORI ES
À
v~ V1
(lIJ
]t r.~
/"-
y;
III et IV
.. .
hcrm1IIlles
vertica les
on contact
av&Cle sol.
- 1." - -1,20-
"
- 1.35-':
"
r- "- ~1,10 -
f - 1.30 -
r- 1,151- 1,25 -
1- 1,20 -
fffl-
-
1- ' -
1,05-
C
-1.00 -
; - 1,00-
r- 0,9S-
1- 0,95-
O~ 1-
0.90
1,05 -
I.'"
- ,- -
_
_
1,00·
1,00-
r- 1,oo-
- ,-
- 1 ,05-
1=
-
1,10 -
1,15 -
- 1,10-
1- ' -
f1.03 - 1- ' I-l,œ 1,02 I- 7 -f-_ 1."
0 90 0,90
- ,as =--"" --; §-'O'''-j =-' ~ I. , ~ O~
f-
10 < 1,0
-
O .~
O.~
Constructions prismatiqu e s à base polygo nale rég ulière ou circulaire, Coefficients 't, ou Yh, Fig ure R-II/-1Q t:lC5TB
Règle. NV 6S
95
Chapitre 3 : Effets du vent
3,32
Prismes et cylindres à génératrices verticales éloignés du sol d'une distance e < h
Le coefficient
r. t enant
formule:
e 1 = 1 - - (1 - v ) e D h e 'h
compte de la distance au sol e, est donné par la
3,4 Action s extérieures 3,41
Actions moyennes
3,411 Paroi s
3,4 11- 1 Prismes de trois et quatre côtés (catég orie 1) à génératrices verticales et élo ignés ou non du sol, ou à génératrices horizontales et éloignés du sol d'une d ista nce e ;, d.
C'est l'acti on norm ale à une f ace qu i donne les p lus grands effo rts. Elle est dé te rminée avec: c. = + 0,8 pour la face au vent; c, ~ - (1,3 y - 0,8) po ur les faces sous le vent. Commentaire • Dans le cas d'une constructÎon en treillis complètement bardée, il peut arriver que l'effort maximal dans les barres ne soitpas donné par fe vent normal à une face. • À titre indicatif. pour une direction quelconque du vent le coefficientde pression ce pour les différentes faces d'un prisme à base carrée, dans une section diamétrale, est donné par le diagramme de la figure C-II/-43 pour trois valeurs du coefficient y (fig. R-II/-Si y = 0,85, y = 1 et y = 1,5, en fonction de l'angle d'inclinaison a de la face considéréesur la direction du vent. L'action P, = cf/ q est normale à la surface quelle que soit l'orientation du vent Poury compris entre 0.85 et 1 ou entre 1 et 1,5 on procède par interpolation linéaireen fonction de y. • Établi pour une construction à base carrée, le diagramme (figure C-IIf-43i ne donne que des valeurs approchées pour une construction à base triangulaire.
c,
• o.• a'
_ 0.85
<.•
~ Il.- Ht-+<.' Cl
~
.,
<.
.,. ."
.,.
Prismes à base carrée . Courbes donn ant le coe fficie nt c. en fonction de l'angle d 'attaque du vent sur une face.
Figure C-I/I-43
3,411 -2 Prismes de plus de q uat re côt és (catégories Il, III et If) el cylind res (catégor ies IV. V et VI) à gé nératrices vertica les et éloignés ou non du sol o u à gé né rat rices hor izont ales et élo ignés du sol d' une distance e ;, d . Le coeff icie nt de pression ce à prendre en compte dans une section diamétra le est don né par les diag ramme s de la figure R-III-11 en fo nct io n d u coe ff icient y et de l'angle d' inclin aison cr de la surface plane o u d u p lan tan g ent à la surface courbe sur la directi on du vent .
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Règles NV 65
Chap itre 3 : Effets d u vent
1,0 0,8
_
10
CAT; GORIEII
0,8
0,6
0,6
0,_
0,
0,2
0,2
ATÉGORIE l
u"
u" 0, au ven
0,
·0, eus 1a van
Y~
0,
-
0,
"
· 1,
Y-
" "
·1, ·1,
au vent
1,0 0,8
1,0 0,8
0,2
°°
ATÉGORlE VI
0,6
0,_
0,
""s le ven
CATÉGORIEV
0,6
0 2
15
-
0,_
_
_ ~1
c'
°
0,2 2
_
0 20
Y~1 ,3
0,2
Y~1
0,
Y- l
u"
0, 0, 1,
1,0
1,2 au vent
"
sous le vent
au vent
..
us le vent
1
Figure R-Ill- ll
Pou r les co effic ie nts y sup érieu rs à 1, on procède p ar int erpo lation linéa ire entre les va le urs limites:
1 et y
~
1,5 (caté g orie s Il et IV) ;
Y ~ 1 et y
~
1,3 (catégories V et VI)'"'.
y
~
Po u r les pri sm es re levant de la catégo rie III, le co eff icie nt d e pr ession ce à prendre en com pte d ans une sectio n di am étrale est obtenu pa r interpolation liné aire e n fonctio n du nombre n d e côtés e nt re les coeff icie nts de p ressio n co rresponda nt à n 0= 10 (cat égorie 11) et ce ux co rresponda nt à
n
0 .
~
20 (caté gor ie V).
Pour les catégories 11 el IV le coeaceru 'f ne dépasse pas 1,54 (pour}. '"' co), et pour les catégor ies V et VI il ne dépasse pas 1,3 (pour). '"' CIO) ; les courbes sont donc données respectivement : pour les catégories Il el IV pour t = 1,0 el y = 1,5 pour es catégor ies V et VI pour Y = 1,0 91 Y= 1,3
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Règles NV 65
97
Ch apitre 3 : Effets du vent
C o m m e ntaire • Catégorie Il. En fait il existe une courbe pour chaque prisme de la catégorie Il, suivant le nombre n de côtés. Cependant pour six et huit côtés, les deux courbes sont pratiquement confondues et restent très peu différentes des courbes pour cinq et dix côtés. C'est donc la courbe six-huit côtés qui est donnée dans les Régies. Elle constitue une bonne approximation pour cinq et dix côtés. • Catégorie IV. La courbe donnée représente les valeurs moyennes de la pression sur chaque face ou de la pression ponctuelle, sans tenir compte des nervures. L'intégration de cette courbe donne dans chaque cas pour CIO des valeurs inférieures à celles du tableau VII, ces dernières tenant compte, elles, de l'influence de la nervuration. • Catégories V et VI. Les courbes données pour les catégories Vet VI ne correspondent pas à une réalité physique: en effet les valeurs données dans le tableau VII sont des valeurs moyennes entre les résultats d'essais pour diverses rugosités, et de plus le coefficientce n'est pas absolument constant le long d 'une génératrice à cause de l'influence des abouts. Les courbes ont été établies en fonction de courbes expérimentales pour
donnerpar intégration les valeurs des coefficients CIO et 1,3 CI O' Les diagrammes des catégories V et VI sont do nnés sur la figure C-II/-44 sous forme polaire, cette représen tation étant souvent utilisée CalégorieV
CalégarieVI
~J1.
!< ~J1.
Figure C-IJ/-4 4
• Interpolation. - Des essais pour des rapports de dimension À infinis ont permis de déterminerles courbes pour y = 1,5 ouy = 1,3. La loi de variation des courbes entre y = 1 et y = 1, 5 ou 1,3 n'apas encore été déterminée avec assez de précision. Pour ne pas compliquer les calculs on a admis dans les Règles qu'elle était linéaire, et qu 'il était possible d'extrapoler pour y supérieur à 1,5 ou à 1,3 (pour y infini les valeurs max imales dey sont respectivem ent égales à l,54 et 1,33) et poury inférieur à 1.
3,411-3 Cylindres (cat égor ies V et VI) à gé nérat rices ho rizontales et rep osant sur le sol o u élo ignés d u sol d' une d ista nce e < d . Com me nta ire Seules les catégories Vet VI ont été étudiées en souffleriepour une distance e < d. Il n'est pas poss ible de donner actuellement des courbes de variation du coefficient ce en fonction du rapport eld pour les autres catégories. Le coefficient de pression ce à prendre en compte dans une section d iamétra le est donné par les d iag rammes R-III-12 p our y ~ 1 et y ~ 1,3, en f on ct io n du rapport e/d et d e l'angle d'inclinaison 90° - a Ode la normale à la surface courbe sur la d irection du vent. Pour une valeur du rapport e/d et des coefficients y supé rieurs à 1, on procède par interpolation linéaire entre les courbes correspondant à y ~ 1 et y ~ 1,3.
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Règle s NV 65
98
Chapitre 3 : Effe ts du ven t
Co
""'_. ,-"-= "
CATI:.GORJ E:V
-1
O.
,
O.
y,.,
0,
:=0,20
,
F_ ~
:SO,1o -
;'=0,20 i,"l.00 9O"_1l0
• 1,00
-c. -e.
-o -c. -c. .e.
nr
0:
Faœ ~
: "0.10
O.
-r-v-
n:.GORJEV
;..,
-c,
"
-
-1.
·1.
- 1,2
-1
-t,
-14
-1,6
Fig. R· //I- 12 a
Fig. R-II/- 12 b
Co CAT ËGORIEVI
y""
face supérieure
v~~
f ace Inférieure
ATEGORIEV I1=1,3
o. o.
~ :() ~"'O, 10
O.
: =0.20 ··· ······-
0,
-a--' ,DO - 90"0:;;"
0,2
0.2
,
0,
Facesupérieure
0,
1 -0,2
~,2
"
-0
-c. -o, -o.
"
-o, -c. -t
-t .
-, ~
-t.z
FIIC8 supérieor8
_1'
-1'
t.e
-1,6
-i ,
Fig. R-I/I- 12 c
3,412
Fig. R-II/-12d
Toitures
Toitures-terrasses, à versants ou en voûte: on adopte les coefficients donnés pour les constructions prismatiques à base quadrangulaire en
R-III-2,131 2_ Toit ures en fo rme de calotte sphérique, de cô ne ou de pyramid e : o n se reporte aux règ les 111-6,112 - 6,113.
3,413
Face intérie ure d'une con structio n é lo ig né e du sol
L' action sur cette face est déte rminée avec : Ce
= - 0,8
c. - - 1,4 + 0,6
e
h
c. = - 0,5
po ur
-=- S 1 h
e pou r 1 < - < 1,5 h
pour
-=- ~15 h
'
Com mentai re La succion existant sur cette face se cumule le cas échéant avec la surpression intérieure. @CSTB
: ~O, 1 0 ~"'O .20 ··
~ 1.00 90· ·n·
Règle. NV65
99
Chapit re 3 : Effet s du ve nt
3,42 Actions locales Les actions locales à pr endre en compte d ans les zones définies en R-III-1,322 a et b sont celles fixées en R III 2,132.
Commentaire
/1 est rappelé que les zones défin ies en R-fII-I,322 a et b concernent : - les arêtes ou rives de toiture ; - les appuis ou attaches d 'un élément exté rieur à la construction; - les discontinuités marquées dans les form es exté rieures de la
construction.
3,5
Actions intérieures
C ommentaire Faute d 'essais, /a Commission n'a pu donn er d 'in dications pour d 'autres cas que ceux donnés en Régie.
3,51
Prismes de quatre côtés (Catégorie 1)
O n app liq ue les act io ns int érieures d éfini es en R-III-2,14.
3,52 Prism es de plus de qu atre côtés (Catégories Il et III) et cylindres (Catégo ries IV, V et VI) 3,521
Constructions fermées
Les pa ro is ont une perméabi lit é ~ s 5. O n app liq ue simulta némen t sur les faces inté rieu res de tous les com pa rt iment s so it une surp ression soit une dépression . défini es suivant la catégorie de la construction pa r le ta ble au 17. Tableau 17 Catêgorie
c, = + 0,6 (' ,50 -
Il
C; =
III
+
C, = - 0,6 (l,50 -
Cl)
0,6 (1 .90 -1~- C')
IV
<; = + 0 ,6 (1.40 - c,)
V et VI
Ci = + 0.6 (1 .10 - c,) C,
3,522
Dépression
Surpressio n
<;5 -0,6
C,l
(',90- ;'oo-C,)
c,l c,= - 0,6 11 ,10 - c}
C, = - 0.6 (1,40 -
-
étant donnê p ar la règle 11/-3,2.
Co nst r uct io ns o uvertes (cat égori es V et VI uniquemen t )
O n applique une dép ression unifo rme ég ale à : - 0,3 q pou r les co nst ruct ions o uve rtes (chem inées);
à leu r p art ie supérie ure
- 0,4 q po ur les construct io ns ouvertes à la fo is à leur p arti e supérie u re et à leur p arti e inférieure (réfr igé rant) ;
q ét ant la vale ur de la pression dynamiqu e au sommet de la co nst ructi on .
©CSTB
Règles NV 65
100
Chapitre 3 : Effets du vent
3,6
Acti o ns ré s ultant e s unitaires sur les paro is
Pour chaque élément, o n combine de la façon la p lus défavorab le les actions extérieures et les actions intérieures (R-II I-3,4 et 3,5). Commentaire • La dépression intédeure dans les cylindres ouverts au sommet étant uniforme, elle ne crée que des contraintes de compression dans les sections annulaires. • Pour les cylindres ouverts de grand diamètre (tours de réfrigération, citernes, etc.), fa face intérieure près du sommet peut être frappéesur une partie de son développement par des rafales plongeantes. {Pour déterminer la hauteur frappée on considère un vent plongeant à 20 % s 'app uyant sur le contour sup étieur du cvlindre.) Dans les parois relativement minces des efforts appréciables en résultent. L'attention des constructeurs
est attirée sur ce point. • Oans une section diamétralequelconque, la distribution de l'effort tranchantcorrespondant à l'action des forces extétieuœs (dans le cas d'une cheminée l'effort du vent au-dessus de cette section) et la répartition périphérique des pressions suivant le diagramm e des cet éçoties 1/, 11/, IV, Ve t VI engendrent des flexions transversales défonnant l'anneau élémentaire considéré. Cet effet est désigné sous le nom d'ovalisation. À la limite dans le
3,7
prisme à base carréeil se traduit par la flexiondes parois. Suivantles dispositions constructives, les sollicitations dues à l'ovalisation peuvent être équilibréesde différentes manières, entre autres: - par la résistance propre à la flexion transversale de chaqueanneaude construction raidi ou non par des nervures; - par le fonctionnement en voile mince transmettant les forces extérieures locales à des diaphragmes transversaux indéformables intermédiaires ou extrêmes (cylindres creux de grande hauteur, hyperboloidesde révolution, etc); - par flexion longitudinale de la paroi lorsque le sol ou une toiturerigide empêche l'effet d 'ovetieetiot: dans leur voisinage(cylindres creux de faible hauteur par rapport au diamètre). 1/ est remarqué qu'un cylindre lisse supporte des dépressionslatérales plus importantes qu'un cylindre rugueux, et que par suite les efforts dus à l'ovalisation s'en trouventaccrus.
Actions d 'ensemble
Commenta ire - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -, 1/ est rappelé que le coefficient de tiein ée c, = y cw (R-111-3,2) ne s'applique qu 'au corps de la construction, toiture exclue . Pour la détermination des efforts sur la toiture on doit se reporter à la règle 111-3,412. Quelle q ue soit la con struction, elles produisent sim ultanément (R-III-1,43) un effet de renversement et un effet de so ulève ment. Elles sont déterminées selon les cas, suivant les règ les 11 1-3,71 ou 3,72. Les actions ext érieures loca les (R-III-3,42) ne sont pas à retenir pour l'éva-
luation des actions d'ensemb le. Les actio ns d'ensemble sont susceptibles de l'application de la règle 111-1,5 (plus particulièrement 1,52) relati ve aux actions dynamiques . Commentaire L'application de la règle 111-1,5 comporte : - la prise en com pte des actions dynamiques (R-III-I,51) ; - la prise en compte de la résonance sous l'action des tourbillons de Karman (R-II/-I, 52 et Annexe 8).
3,71 Prismes et cylindres à génératrices ve rt icales 3,711
Co nst r uct io ns f ermées
On considère simu lta nément l'actio n de renversement et l'action de sou lèvement créées par le s actions résu ltantes tota les . © CSTB
Règles NV 65
101
Cha pitre 3 : Effets du ve nt
Co m me ntaire
FruUde III génératrice 2,55%
RapportdedimerISÎOflS % = 16,8
1/ est signalé que, dans le cas d'un réservoir cylindrique supporté par une cheminée conique, les essais effectués sous la direction du professeur Baes ont donné les résultats indiq ués par la figure C-III-45:
o,o~ 0,0595nf
1/ est difficile d'extrapoler de tels essais au cas gé néral de réservoirs cvtindro-cotvqves posés sur des supports évidés ou non. Cependant à titre indicatif, le coefficient CI applicable à la cuve seule en présence de la cheminée peut être pris égal à celui du support majoré de 25 %.
--/ /7 /7/7///
Z Che minée seule
Réservoir Isolé
c, = 0,79
Cl" 0,45
z Cheminée seule en présence de la cuve, ClIIia-ci élan l indépendante
Z Cheminée et cuv e solidaire
C,=0.74 La comparaison de 3 et 4 montre que le coefficient de traînée de la cuve seule, en présence de la cheminée, etleint Cl" 0.95.
Essais sur modèle de chem inées coniques, rapport de dimensions 16,8, avec ou sans réservoir. Figure C-II/-45
3,712
Constructions dont les parties inférieures et supérieures sont ouvertes sim ult a nément ou iso lé ment
On cons idère uni q uem ent l' act io n de ren ve rse m ent créée pa r la tr aînée T détermi née directement par l'i nt erm éd iaire d u coefficie nt cte à laq ue lle s'ajoute éventue llement pour les constructions de grand diamètre [« réfrigérants »] l'effet d'un ve nt plongeant à 20 % (C-III-3,b).
3,72 Prismes et cylindre s à génératrice s horizontales 3,721
Vent normal au x génératrices
3,72 1-1
Cylindres é loig nés du sol d 'un e distance e ;, d
On app lique la règl e 111-3,71.
Cylind res re posan t s ur le so l ou éloignés du so l d 'u ne distan ce e < d
3,72 1-2
En p lus de l'action de renversement déterminée se lon la règ le 111-3,721-1, o n consi dère pour les cylind res dont le d iamètre est infér ie ur à 1,00 m ,
l'e ffet de so ulève ment:
u=
Cu
qSt
S, éta nt la surface du maître-co uple, Co =
où
o,5+-~ 1
Co ~[1 - 0,2d~] [1-~] co
3,722
~
0
pour d-Jq ,; 2,5 ;
pou r 2,5 <
dvq
po ur d vq
S.
;,
< 5,0 ;
Vent parallèle aux génératrices
O n cons idère un iqu eme nt : l' acti on d e ren versem ent creee pa r la t ra mee T qu i a p our va le ur :
T
~
1,00 qS da ns le cas de cylind res à e mbo uts p lans
T ~ OAD q S d ans le cas de cylindres à embouts e n forme de ca lottes hémisph ériques 5 étant la surface diamétrale d u cyli nd re, © CSTB
1021-------------------------=--,- - .,. . :.:.:~-=. :. :. -'-'Règles NV 65
Chapitre 3 : Effets du vent
(Dans le cas de cylind res de diamètre d à e mbo uts e n forme de calott es sphériques de flèche f q uelcon que on interpo le linéa ireme nt en fonction d u rap port e/d entre les valeurs précédentes.) - et éventuellement la force d'entraînemen t applicable à la surface laté rale au-del à d'une distance égale à 4 d à partir de la surface frappée, et prise égale à 0,010 q daN / m'. Com me ntai re Cette règle ne s'applique pas aux cylindres possédant un poli spéc ulaire e t durable (catégorie VI) p our lesq uels il n'existe pas de résultats d 'esseis.
4
Panneaux pleins et toitures isolées
4 ,0
Prescriptions comm unes
4,01
Pression dynamique
La pression dynamique à prendre en compte est définie en R-III-l,2.
4,02
Force horizo ntale d'entraîneme nt
Pour un vent pa rallèle aux pa nneaux ou aux versants d es toitures, l'acti on d'ensemble est assimilée à une fo rce horizonta le d 'entraînement, som me de deux forces de frict io n appliquées à chaq ue face .
La valeur pa r face de chac une des fo rces unit aires est prise éga le à ;
- 0,010 q pou r les faces planes et pour les faces comportant de s ondes ou des plis pa rallèles à la direction d u vent, - 0,020 q po ur le s face s co mpo rtant des o ndes ou des plis normaux à la directio n d u ve nt, - 0,040 q pour les faces compo rtant des ne rvures normales à la direction d u ve nt, q ét ant la pr ession dynamique au niveau de la crête de la toiture.
4,03 Actions locales Les éléments situés dans les zones définies en R III 1,322 b doivent être calculés avec un coefficient résultant de - 2. Commentaire - - - - - -- - -- - - -- - - - - - - - , La condition R-II/-1,322 ai n' étant pas réalisée, il n'y a pas lieu d 'appliquer les coefficients s'y rapp ortan t.
4,1
Pann eaux pleins
4,11 Caractéristiques Entrent da ns cette catêgorie to ute s les plaqu es planes rectangul aires verticales en contact ou no n avec le sol.
Commentaire - -- - - - - - -- - - - - - - - -- - - -- - - - - - - - - -----, • Dans le cas où le panneau n'est pas vertical, on se repor te aux toitures isolées à un versant (R-III-4,22i, • Les murs constituent un cas par ticulier des panneaux pleins en contact avec le sol.
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Règles NV 65
103
Chapitre 3 : Effets du vent
4, 12
Direction du vent
Le vent est supposé avoir la direction qui do nne au coefficient g lob al d e t raînée Ct sa valeur maxim ale.
Comme nta ire Pourles parois planes (murs, panneaux, écrans, signaux ou poutres pleines isolées) et pourles toitures à un versant ne faisantpas partie d'un ensemble et de rapport de dimensions A compris approximativement entre 0,30 et 4 (éléments en contact avec le sol) ou 0,6 0 et 8 (éléments éloignés du sol) il advient que pour un vent attaquant la plaque sous une incidence oblique, l'action totale est supérieure à celle donnée par une incidence normale. Le maximum est atteintpour la plaquecarrée et pour u a 35°, a étant l'angle de la direction du vent avec
PANNEAUX EN CONTACT AVEC LE SOL
PANNEAUX ElOIGNES DU SOL
1
/'\
:ê~h
{Il'~O
ro.' C,
À=~
À =t ~:? fO:g~2~
i
10'.005
1
i-M1004
,
O.' 08
-
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0 10 020
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10
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10
--
0
-
0
-
7
1
~
15
-
.
-
0 40
-
6
<
1
Â. est toujours considéré comme infini pou r des panneaux é loi-
Coefficient global de t raînée
Ct
-
-" ---.!lJL =>-
2"
Pour les panneaux éloignés du sol d 'une distance e < h, on interpole linéairement en fonction d u rapport e/h entre le s valeurs corresponda nt à : e = et e = h.
a
1~ 1-
4
~
05
-
?O
-
est le rapp ort de la haut eur h à la d ime nsion hor izont ale d u panneau co nsidéré : À ~ h/l.
Le coefficie nt g loba l de t raînée c, app licab le à la surface réelle 5 du panneau, soit en contact avec le so l, soit éloigné du sol d' une d ist ance e ~ h, est d onné en fon cti on de À pa r l'échell e fon cti on nell e d e la fig ure R-III-13.
-='- '"40
5()--
10
10
~
007
M<,
À
À
4,1 4
; ~gt - " ,,:: -= BO-
Rapport de dimensions
gnés du sol compr is entre deux plans.
ec 500 _
--::
~
-ll.2L
....Q.QL.
"a
4,13
la plaque considérée (valeur trouvée par Eiffel : 1, 57 ; valeur trouvée par Prandtl : 1,75). Le vent pouvant prendre n'importe quelle direction, on est doncamené à supposer sa direction telle que le c, soit maximal po ur les différents rapports de dimensions A, c'est-à-dire: - le vent normal à la plaquepour les grandes valeurs de s ; - le vent oblique (angle d'attaque voisin de 35 °) pour les petites valeurs de À. Ces modes d'action sont pris implicitementen compte par la règle 111-4,14.
-- :!i 0 10
Commenta ire • Sur un panneau, le coefficient c caractérisant l'action résultante se confond avec le coefficient crcaractérisant l'action d'ensemble. • Au cas où il seraitnécessaire de décomposerl'action résultante sur chaque face, on peut considérer qu'elle est la somme d'une pression déterminéeavec: Cl = + 0,8 sur la face au vent e t d'une succion déterminée avec: c, =- tc, - 0,8) sur la face sous le vent.
'---"
4,15
Actions d' ensemble
Pannea ux pleins. Coefficient cr" Figure R-II/-13
Pour une direction du vent donnant au coefficient Ct sa vale ur maximale (C-IIl-4,12), l'action d 'ensemb le normale au p anne au, est déterminée pa r l'expression : T = Ct q hl
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Règles NV 65
104
Chapitre 3 : Effets du vent
c, est d onn é p ar la règle 111-4,14 ;
où
q est la valeur d e la pressio n dynamiq ue ; h est la haut eu r du panneau ; 1est sa dim ension horizontale.
Pour un vent par allèle au panneau, l' act io n d 'e nsemble est assimilée à une force horizontale d'entraînement dont la valeur unit aire est fixée en R-III-4,02.
4,2
Toitures isolées
4,21
Caractér istiques
Entrent dan s cette catégorie les toitures à un ou plu sieurs versants symét riques dont l'arête faîtière et les bords sont horizont aux, que le vent peut attaquer par les bo rds sur toute la périp hérie et dont la haut eur minim ale e au-dessus du sol est supérieure ou égale à : ~
(0,005 a + D,55) ha
pour
a
0,75 ha
pour
a < 40°
40°
o ù ha est la dimension d ' un versant suivant la ligne de plu s gran de pente, et a l'ang le exprimé en degrés, de la to it ure avec l'hori zont ale. Lor sque du f ait de leur uti lisatio n des toitures isolées se trouvent, pe ndant certaines périodes, dans des conditions aérodynam iques différentes, e lles doi vent être aussi vérifiées pour ces conditions. O n retient finalement les
act ions les pl us défa vorables. C ommentaire • Ces toitures ayant pour caractéristique d' être attaquées sur toute leur périphérie, les règles 11/-4,2 ne s'appliquent pas aux toitures en auvent accolées à une paroi qui relèvent des constructions ptismstiooes ouvertes (R-1I/-21. • Les régIes 111-4,2 sont déduites d'essais sur toitures isolées dont la pente est comprise entre 20° et 40° et po ur lesquelles e est égal a0,75 ha'
Figure C·IfI-45 bis
1/ a été jugé possible d 'étendre les résultats de ces essaisjusqu'à e = h.. pour les panneaux verticaux afin de se raccorder à la définition des panneaux verticaux isolés dans l'espace pour lesquels e ~ h IR-II/-4,141. Par contre, pour les toitures à faible pente, il se prod uit un effet de Venturid'autant plus accentué que la toiture est plus rapprochée du sol ; il a donc été jugé utile de limiter la distance e à
o eSTB
0,75 ha lorsque a < 40 °. Pour des valeurs plus faibles de e il est recommandé d'avoirrecoursaux essais, surtout si les toitures considérées sont de grandes dimensions, ou si les risques en cas d'accidentsont élevés. • Le cas particulier visé par les Règles concerne par exemple les abris de quai le long desque ls les trains peuvent séjourner un certain temps et réaliser des con di tions semblables cel/es exis tant dans les bâtiments ouverts. II concerne également l'accumulation de matériaux sous une toiture isolée pouvant donner lieu, soit à un effet de Venturi pour lequel il n'est pas possible de donner des règles générales, soit réaliser des conditio ns semblables celles existant dans les bëtimems ouverts.
a
a
Vue en plan
~
FigureC.1I1-46
Figure C-II/-47
Coupe BB
Règles NV 65
105
Chapitre 3 ; Effets du vent
4,22
Toitures à un versant
Ent rent dans cette catég orie les toitures planes et les toiture s en forme de voûte de surbaisse ment inférie ur ou éga l à 1f7. Da ns ce dernier cas o n
rempl ace la voûte par le versant p lan form é par la cord e. 4,221
Direction du vent
Les d irections du vent qui d onnent les actions résultantes maxim ales et les actions d 'ensemble max ima les sont:
a. une direction normale au bord horizont ale de la toiture qui don ne l' action résult ant e sur la toiture (R-III-4,223) et une des actions d'ensemble (R-III-4,224) ;
b. une direction parallèle au bord horizontale de la toiture qui donne la seconde action d'ensemble (R-III-4,02 et 4,224). 4,22 2
Rap po rt d e dimen sions 1.
À. est le rappo rt de la d ime nsion hasuivant la lign e de pl us g rande pente d u versant à la dimension ho rizonta le 1parallèle au bord de la to iture: ha À = -
1
4,223
Act ions résult antes unit aires sur le versant
Commentaire - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - , L'annexe 12 donne des exemples d 'applications. Le coefficient c à prendre en compte varie linéairement du bord d' attaque A au bord de fuite B. Le diagramme de la figure R-III-14 donne pour chaque valeur de œ, la valeur de c en A et en B. Ces coefficients c sont éventuellement multipliés par un coeff icient 'Yu. fon ctio n du rapport À. et de l'angle c d u versant sur la di rection d u vent (C-III-4,12) et d ét erminé d'après les valeurs d u coefficient y lues sur l'échelle fo nctionn elle de la figu re R-III-14.
Pour À ;, 0,20 :
cr < 25'
.
• = 'l :
'.
1"=1,,
li:<
0. - 2 5 3 5 - 0. - ' 0- 1 + - ' -0 ;
"tala y;
50 -a
40" <0.< 50" at:':SOO
Pour À. < 0,20 :
-'0-
0. -40
1 +-'-0-
:
1..-1 ;
q uel que soit u , Ya = y.
Lorsque a est égal à 0 , c'est-à-dire po ur une te rrasse isolée, la vérification
de la stabilité doit être faite en prenant : c
= ±
0,7 au bord d 'attaq ue et 0 au bord de fuit e.
" CSTa
Règles NV 65
106
Chapitre 3 : Effetsdu vent
À
1,8
y
c
,
1,7
1
1,5 VENT
'.
1
1,6
40
1
~Bl ,4
l' .
c:;> V:-~ .l. 1 ,3 A
VENT A
" /
A
1,2
/
1 1
1,1
q~l,O
B
/
1
B 0,9
/
0,8 0,7 / BORD D'ATIAOUE 0,6
A .- - - -
1
1
0.5
BOR D DE FUITE
0,4
B
0,3
1
0 ,2
1
0, 1
u·
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 To itures isolées à un versant, vent norm al au bord horizontal. Coefficient c.
Rg ure R-/11- 14
C omment aire - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - , Dans le cas exceptionneloù il est nécessaire de répartir les pressions entre les de ux faces, on procède comme il est indiqué ci-dessous : Cas de r = 1. - Face au vent. Le coefficient c, à prendre en compte, constant du bord d 'attaque A au bord de fuite B a pour valeur: 0° ~ a. s: 10° c, = 0 ; 10· < 0 < 30 · c, = + O,B 0 - 10
a
~
30'
c, = + O,B.
20
- Face sous le vent. Le coefficient c2 à prendre en compte varie linéairement du bord d'a ttaque A au bord de fuite B. Sa valeur est ob tenue par différence entre l'action sur la face au vent et J'action résultante donnée par le diagramme de la figure R-II/-14.
~
VE~
B
~o
A
Application au cas de y - 1 et a ... 20 °. Figure C-IfI-4 9
Application au cas de y ,., 1 et a. _ 20°, Figure C-II/-48
Cas der ' 1. Les coe fficients déterminés selon la méthode indiquée ci-dess us sont mu ltipliés par r.
4,224 Actions d 'ense mble Pour un vent normal au bord horizontal de la toiture, on applique au versant
de la toiture la résultante de, efforts dé terminés suivant la règ le 111-4,223. Pour un vent parallèle au bord horizontal de la toiture, c'est-à-dire lorsque la to iture se trouve dans le lit du vent, l'act ion d'e nsemble est assimilée à une force horizontale d'entraînement dont la valeur unitaire est fixée en
R-III-4,02. O es TB
Règles NV 6S
107
C hap itre 3 : Effets du vent
Toiture à deux versants symétriques
4,23
Ent rent dans cette caté gorie : - les toitures à versants p lans; - les toitures à versants e n fo rme de vo ûte, de surbaisse ment inférieur ou
éga l à 117. On remp lace da ns ce cas chaque vo ût e par le versant formé par la corde ; les to itures en vo ûte symét riq ue concave vers le sol, d e surbaisseme nt
inférieur ou égal à 1/4 . On remplace dans ce cas la vo ûte p ar les de ux versants plans formés p ar les demi-cordes.
C om mentaire
..!s1.. hu
7
Figure C-III·4 9 bis
4,231
Direction du vent
Les d irections du vent qu i do nne nt les actio ns résultantes maxima les et les actions d'ensem b le maximales sont :
- une direction normale au bord horizontal qui donne l'action résu ltante sur la toiture (R-III-4,233 1) et une de s actions d'ensemble (R-III-4,234) ; une direction oblique au bord horizontal qui donne vers les extrémités de la toit ure une actio n résultante (R-III-4,2332) et une act ion d'ensemble (R-III-4,234) q ui peuvent êt re plus défa vorabl es qu e celles dues à un vent no nmal;
une directi on parallè le au bord horizonta l q ui donne la seco nde action d'ensembl e (R-III-4,D2 et 4,234). Commentaire Lorsque le vent est normalau bordhorizontal, les versants lui offrent l' incidence maximale et une dépression règne dans le dièdre. Lorsque le vent est oblique, il pe ut attaquer les faces intérieures des versants et donner vers les extrémités une surpression dans le dièdre. 4,232 À. = -
Rapport de d imensions ).
ho
(1 + cos 2 a)
pour 0" s a s 45"
1 À.
~~
pour a > 45°
1
où ha = d imension d 'un versant suivant la ligne d e plus grande pente ; 1=
dimension horizontale d'un versant ;
a ~ ang le de la lig ne d e p lus g rande pe nte d 'u n versant avec l'horizontale. OCSTB
Règles NV 6S
108
Chapitre 3 : Effets du vent
C omme ntai re Par convention : - pour a ,; 45°, la définition du rapport de dimensions À est la même que pour la plaque planecorrespondant au maitre-couple pour une direction de vent normale à un des versants ; - po ur a > 45 ~ la définition du rapport de dimensions À de la toiture est la même que pour le versant au vent. Cet te conventiona ét é adoptée pour permettre .- dans le cas a = 0, la concordance entre la définition du rapport À d 'une telle toiture et celle du rapp ort À de la plaque plane horizontale correspondante :
.l - 2 ~o
- dans le cas a = 90~ la concordance entre la définitio n du rapport d 'une telle toiture et celle du rapport À de la plaque plane verticale
À
correspondante :
4,23 3
À. =
h"
T
Actio ns résulta ntes unit air es sur les versants
C o m m e nt aire 1/ n'a pas été jugé utile de donner les valeurs de c au-delà de a = 60 °, l'angle a restant en pratique inférieur à cette valeur. 4,233 -1
Vent normal au bord horizon tal
Le d iagra mme de la figure R-III-15 donne en fon ction de a variant de 0 à à l'arêt e B et au bord de fuite C, c variant linéairement entre ces points.
(/Jo, la valeur d e c au bord d'attaqu e A
Lo rsq ue À < 0,20, ces coe fficient s c sont multipliés p ar le co efficient y donné pa r l'échelle foncti onn elle en fon cti on de y (fig ure R-I II-15). quelle qu e soit l'incidence o : c
,,
1,3 1,2 1,1
\A et
Bofdd'~_ ueA
i.o
,
~J..e~
0,_ 0,8
", e:.
0,7
o.e B
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Bord de fuite C
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...
.{).3r-\~? -0 4 \ ,
-0,5
C
a
' ,'
1/
B ete
,/
iL
\
Toitures isolé es à deu x ve rsants, vent no rmal au bo rd horizo ntal . Coefficient c. Figure R·III· 15
oeSTB
Règles NV 65
109
Chapitre 3 : Effets du vent
Co mment aire • L'annexe 12 donne des exemples d'applica tion. • Dans le cas exceptionnel où il serait nécessaire de répartir les pressions entre les deux faces, on procède comme il est indiqué ci-dessous : Cas de y = 1 - Faces situées à l'extérieur du dièdre (côté convexe). Les coefficients c, à prendre en compte ont des veleuts constantes du bord d 'attaque A à l'arête B (face au venU et de l'arête B au bord de fuite C (face sous le vent). Ces valeurs sont : - face a u vent (AB ) : o s a S 10 ° c, = 0 ; 10 o < a < 30° c, =+O,8 0.-10 fi
:2':
30 0
v,~
...'
A
Ap plicatio n au cas d e 1 - 1 et a -20°
c, = + 0,8; 20
- face so us le vent (BC ) 0°
S;;
a < 10° a
~
10'
c = - 0,5 \
.,.
Cl .
la'
c, = - 0,5.
Application au cas de y - 1 et a .. 20° Figure C·III·51
Cas de y ~ 1 Les coe fficients déterminés selon la mé thode indiquée ci-dessus sont multipliés par r.
4,233 -2
Vent o blique au bord horizontal
On ajoute aux valeurs d u cas précédent, une surpression uniforme sur la face intérieure du dièdre avec c = + 0,5, soit à une extrémité soit à l'autre
dans le se ns lo ngitud inal sur une long ue ur au p lus é g ale à la haute ur h. d u versant.
Il fau t vé rifie r le cas éché ant (R-II I-4,21) les to itures iso lé e s se trouvan t provisoirement dans des condit ions aérodynamique s différentes de ce lle s
précisées ci-de ssus. Commentaire Ainsi que signalé au cornmentaire 11/-4,23 1 un vent oblique peut attaquer les faces intérieures du dièdre et donner une surpression dans tout le dièdre si la longueur 1de la toiture est faible par rapport à la largeur ha des versants, et aux extrémités du dièdre si la longueur 1de la toiture est supérieure à deux fois la largeur ha des versants. Au pointde WB des actions résultantes cette surpression sur la face intérieure est équivalente à une succion de - 0,5 sur la face extérieure.
Su rpression avec c ; +O,5 sur la face
I ,.,;2ha
I >2ha Surpression avec c =+O.5 sur la face
Intérieuredu dièdre
Intérieure de la zone ombrée AB '" CD = ha
Figure C-II/-52
ceSTB
Règles NV 65
110
Chapitre 3 : Effets du vent
4,234 Actions d'ensemble Pour un vent normal au bo rd horizontal, on applique aux deux versants de
toit ure les résultantes des efforts déterminés suivant la règle 111-4,233 1. Pour un vent oblique au bord horizontal, on appliq ue aux de ux versants de to iture les résultantes des efforts déte rminés suiva nt la règle 111-4,233 2. Pour un vent parallèle au bord horizontal, c'est-à-dire lorsq ue la to iture se trouve dans le lit du vent, l'action d'ense mble est assimilée à une force horizontale d'entraînement dont la valeur unitaire est fixée en R-III-4,D2. Comment aire Lors de l 'ét ude de l'actio n d 'ensemble po ur un vent oblique, la surpression de + 0,5 sur la face intérieure du dièdre n'est app liquée qu 'à une seule extrémité à la fois.
4 ,24 Toiture symétriques multiples Entren t dan s cett e catégorie: le s to itu res multiples à versants plans ; - le s toitures multiples à versants e n forme de voûte , de surba isse me nt infér ieur ou éga l à 117 . On remplace dans ce cas chaq ue voûte par le versant formé par la corde ; - le s to itures multiples en voûtes symé triques concaves vers le sol, de
surbaissement inférieur ou éga l à 1/ 4. On remplace dans ce cas chaque vo ûte p ar les deux versants plans formés pa r les demi-cord es.
4,241
Actions résultantes unitaires sur les versants
Commentaire La règle est une extension de la règle 111-2,131-3 relative aux toitures m ultiples des cons tructions prismatiq ues à base quadrangulaire.
Pour un vent normal au bord horizontal, les coefficients c à prendre en compte sont les suivants: - p remiè re toiture au vent et de rnière toiture sous le vent: coefficien t c correspondant à celui d'une toiture uniq ue; - toitures intermédia ires : dans les parties abrité es coeff icient c réduit
de 25 %. Pou r un vent oblique au bord horizont al, d ans le cas où aucun masque n'e mpêcherait l'action du vent, il d oit êt re tenu comp te d' une surp ression
de + 0,5 sur la face intérieure des versants (R-II1-4,233 2).
OCSTB
Règles NV65
111
Chapitre 3 : Effets du vent
Commentaire - - - -- - - - - - - - -- - -- ------, " es t rappe lé que les surface s abritées sont celles situées au-dessous de la s urface décrite par une génératrice ayant une pe nte de 20 % vers le so l et prenant app ui sur le co n tour apparent des
VENT
q
Première et demière toitures
constructionsprotectrices.
4,242
Toitures inl elmédiaires
Figure C. 1II- 53
A cti ons d'ensemble
Pour un vent normal au bord horizonta l, on app liq ue simu lta nément : - au p rem ier et au derni er versant les efforts d ét ermin és selon la règle 111-4,241 ; - à la surface proj etée en pl an de toutes les aut res parties d e la t oiture, à
mi-hauteu r des versants, une force horizontale d 'entraînem ent. La force unitaire est pri se ég ale à : - (0,001 cr + 0,02) q pou r les toit ures à versants p lans d ont les versants font un ang le cr avec l'horizont ale, avec un maximum d e 0, q et un minimu m de 0,03 q ;
la
- 0,02 q pour les toitu res en voût e ; q étan t la p ression dynami q ue au
niveau d es crêtes de la to iture . Pou r un vent parallèle au bord ho rizontal, c'e st-à-d ire lo rsqu e la toiture se tr ouve da ns le lit du vent , l'action d'ensemble est assimilée à une force d 'entraînement dont la valeur un it aire est fixée en R-III-4,02.
5
Constructions ajourées et constructions en treillis
5 ,0
Pre scriptions commu nes
5,01
Pression dynamique
La p ression dynamiqu e à prend re en compte est d éfinie en R-III-1,2.
5,02 Actions dynamiques Les actions dynamiques à pr endre en compte sont définies en R-III-1,51.
5 ,1 5,11
Eléments pla ns Caractéristiques
Entre nt da ns cette catégorie le s panne aux ajourés e t les poutre s e n tre illis ; ces pann eaux et ces pou tres p eu ve nt êt re uniques o u m ul tip le s.
Ils sont ca ractérisés : - pour tous les cas par le rap port '" ~ -
5
p
5
- o ù Sp rep résent e la surface des parties p leines supposées ré g ul ièrement réparties - et 5 la surface t ot ale, les vid es étant obtu rés ; OCSTB
~-----------------,-,----------::----,.Règ l es NV 65
Chapitre 3 : Effets du vent
et pour les pout res en treillis, par la forme de la section d es ba rres q ui p eut: - co mpo rte r des arêtes vives ou faiblem ent arrondies, ou être circulaire.
Co m me nta ire
• S, représe nte la surface de l'ombre ob tenue sur un écran placé derrière la pièce, éclairée perpe ndiculairement à son plan moyen. • L'hypothèse d 'une répartition régulière des parties pleines nécessite quelques précisions. Les membrures d'une poutre en tfailfis sont en général beaucoup plus importantes que les diagonales . Il y a donc Je sens de la hauteur de la poutre, concentration de pleins vers les fibres extrêmes. Les essais ayant été effectués sur des poutres de ce type, il est inutile de tenir compte de cette répartition transversale des pleins. Par con tre, il n'est pas possible de négliger la dis tribution des pleins dans le sens de la longueur de
5,12
la pièce . Si des tronçons successifs présentent des pourcentages de vides assez différents (par exemple, une poutre comportant des tronçons à âme pleine et des tronçons en treillisl on doit diviser la poutre en tronçons ayant fe même Cf et déterminer l'action du vent d 'après les résultats obtenus pour chacun des tronçons. • La forme de la section des barres avec arêtes vives ou faiblement arrondies correspond au cas le plus général des produ its lami nés marchands (carrés, plats, cornières, T et petits UI et poutrelles (U- T - etHI. La forme circulaire correspond au cas des tubes.
Eléments plans uniques
Commenta ire - - - - -- - - - - - -- - - - - - - - -, L'emploi du coefficient global de traÎnée est suffisant en général. Au cas où il apparaÎtrait souhaitable de faire un calcul plus approché d 'une construction en treillis, on utiliserait la méthode par sommation des efforts dans les barres de treillis donnée en annexe 9.
5,12 1
Direct ion d u ven t
La direct io n du vent est supposée normale au p lan de l'élément. Commentaire - - - - - - -- - - -- - - - - - - -- -, Lorsq ue le pourcentage des vides est supérieur à 0,4 ('1' < 0,61 et que l'angle de la direction du vent avec le plan de l' élément reste supérieur à 6 5', l'effort exercé par le vent normalem ent à ce plan varie peu. C'est p ourquoi on se contente en général d'é tudier la stabilité des ouvrages sous l'effet d'un vent perpendiculaire,
5,122
Coefficient g lobal de t raînée
c,
- Cas des treillis de barres à arêtes vives ou faiblement arrondies Le coefficient glo bal de traînée applicable à la surface Sp des pa rt ies pleines est donné en fonction du coefficient '1' par :
°
< '1' < 0,25
c, ~ 2 - 1,6
0,25 S '1' S 0,90 c, ~ 1,6 0,90 < q> s 1,00
c, ~c, . _1 - [ 1 0c,..- , -
161(1 -
- c,. _, ét ant le coefficient glo ba l de t raînée relat if aux panneaux pleins, lu sur l'échelle fonct ionn elle de la f igure R-III-13, (R-III-4,14) en fon cti on du rapport d e dimensio ns À de l'élém ent ajo uré ou en tr eillis consid éré. - Cas d es t reillis en t ubes O n obti ent le coeff icient global c, en mult ipliant par 0,6 la valeur obt enue dans le cas précédent. oeSTB
Règles NV6S
113
Chapitre 3 : Effets du ve nt
C ommenta ire • Dans le cas de poutres en treillis de profilés, quelle que soit la valeur de 0,90, le intervient et il devient indispensable d'en tenir comp te; la formule donnée dans les règles pour une valeur déterminée de le est une interp olation entre la valeur approchée par excès correspondant à
5,123
Action d'ensemble
Elle est déterminée par l'expression :
T ~ c, q S. où
c, q
est donné par la règ le 111-5,122 ; est la valeur de la p ression dynamique ;
S.
est la surface des pa rti es pl eines.
Dans le cas où la poutre présente des tronçons caractérisés par des valeurs de
5,13
Eléments plans multiples
5,131
Direc tion du vent et princip e de calcul
Le vent est supposé souffler horizontalement dans une direction dont l'a ng le avec le p lan des éléments est supé rieur à 65°. Il en résulte q ue les éléments au-delà du premier, présentent des zones directement frappées pa r le vent et des zones protégées. Cas de treillis de barres à arêt es vives ou faiblement arrondies Une réduction des actions du vent est à prendre en compte sur les parties pr otégées des éléments au-d elà du premier (R-III-S,132). Ces éléments
c csm
Règles NV 65
114
Chapitre 3 : Effets du vent
doivent avoir pou r caractéristiques d' êt re iden tiques entre eux, de p rése nte r un rapport '1' au p lus éga l à 0,6 et d 'êt re d isposés parallèle ment les uns aux
aut res à une di st ance e do nt le rap po rt à la p lus petit e di mension 1 d e chaq ue élém ent est inférieur ou ég al à
5 (f s 5) .
Co m m e ntaire La limitation du rapport '1' correspond aux conditions dans lesquelles ont été effectués les essais ayant servi de base aux règles; au-delà la
réduction devra être déterminée par un essai.
Aucune réduct io n n'est admise sur les éléments pour lesquel s le rap p o rt e/I e st supé rieur à
5 dans les zones d irectement frappées par le vent souffla nt
suivant une directi on dont l'angle avec le p lan de l'é lément est supérie ur o u ég al à 65°. Com m e nt aire On a constaté expérimentalement que l'ens emble de deux élém ents plans triangulés, dont les barres ont des arêtes vives ou faiblement arrondies et dontla distance e est inférieure ou égale à la largeur des barres de treil/is, pouvait présente r un coefficient aérodynamique global inférieur à celui d 'un élément isolé. Il se produ it un effet
d'interaction entreles deuxéléments ce quia pour résultat de diminuer de façon appréciable le coefficient aérodynamique de l'ensemble. Ceci j ustifie dans le cas de poutres jume lées de prendre un effort nul sur la poutre protégée. Quand la distance d 'é léments augmente, on peut
considérer que chaque barre constitue un écran opposé à l'action du vent, créant au sens de la définition optique une zoned'ombre pour des rayons lumineuxparallèles
à la direction du vent: les parties de barres situées dans les zones d 'om bre sont abritées. Quand la distance des éléments augmente enco re j usqu' à 21 étant la plus petite dimension de la poutre ou du poteau), il y a uniform isation progress ive de la vitesse du vent et de lapression dynamique au-delà du premier élément sur toute surface parallèle au plan de l'élément (dans l'analogie lumineuse on se trouve
n
dans une zone de pénombre) : les barres situées dans les zones de pénombre sont protégées . Il n'est pas nécessaire qu'il y ait « abn" » desbarres l'une par l'autre pourque le coefficient réducteur puisse intervenir. Quand la distance contin ue à croitre (e > 2 1), l'effet de protection s 'affaiblit (/a pénombre s'éclaircit) puis disparait (e ~ 5 1).
Cas des t reilli s de t ubes : aucune réd ucti on n'est admi se que l q ue soit le rapport e/ I sauf j ustif ication expér im enta le di rect e. Co m m e ntaire Pour les éléments à treillis tubulaires, en tou te rigueur, l'effet de protection
n'est pas nul, mais il reste toujours faible dans les conditions de la pratique courante . Il dép end de nombreux facte urs, en particulier du diam ètre des tubes et de la pression dynamique (nombre de Reynolds). A ussi il n 'a pas été jugé utile de donner dans les règles des formules complexes dont le
domaine d'application serait restreint et la validité aléatoire.
5,13 2
Valeur des p ressio ns sur les d iffér ents p lans
Dans le cas gé néral des profilés à arêtes vives ou faiblement arrond ies (R- III-S,l l l, les p ressio ns exercées sont les suivantes: - sur le premier élément au vent : p = c q c, éta nt calculé suivant la règle 111-5,122 ; - sur les zones protégées du deuxième élément : P2 = TI Pl ; - sur les zones protégées du ne élément : Pn = TI Pn_1 ' e csra
Règles NV 65
115
Chapitre 3 : Effets du ve nt
Le coe fficie nt d e rédu cti on '1 a pour vale ur :
7s
Pour
2
'1
2 <.!- <5 1
= 1 -1,2 tp
~ = 1-0,4 (5
f)
.!. ~ 5 1
Com ment aire Les formules données dans les règles co uvrent trop largement pour des valeurs de '1' voisines de 0,4 - 0,5, lorsque le rapport ell = 1 et que les treillis sont masqués les uns par les autres pour la direction considérée du vent ; mais le moindre décalage des éléments dans le sens de l'axe longitudinal ou la moindre variation de la direction du vent (R-1I/-5, 131) suffit pour ecc toitœ l'action du vent sur le deuxièmeélément.
5,2
Ensem bles pri smatiques
5,21
Caractéristiques
Commenta ire - - - - -- - -- - - - - - - - - -- - - - , Le cas des constructions en treillis complètement bardées relève des règles 11/-3.
Entrent dans cette catégorie les t ours et pylônes en treillis de rapport de dime nsions q uelconque, à section sensib lem ent constante, en form e d e carré,
de tri angle éq uilatéral ou de rectangl e et dont toutes les faces sont composées de plans de treillis (à barres simples ou jumelées) identiques et présent ant un pourcentage de surfacespleines 'l'limité (R-III-5,23 5,24 et 5,25). C ommenta ire - - - - -- - - - - -- - - - - - - -- --,
Par tours et pylônes à section se ns iblem ent cons tante on entend, non seulem ent les constructions parallélépipédique s, mais également les cons tructions classiques en tronc de pyramide dont la pente des façades n'excède pas 7, 5 %, et dont le rapport des sectio ns extrêmes es t supérieur il 1/4. Pour des rapports inférieurs, on aura recours à des essais ou à l'app lication de la règle 11/-6,09. Pour déterminer le moment de renversement sur de telles constructions, on est généralement amené à les décomposer par des sections horizontales en un certain nombre de tronçons (à section sensiblement constante) et à calculer l'effort exercé par le ventsur chaque tronçon.
c eSTB
Règles NV 65
116
Chapitre 3 : Effets du vent
A ct ion d 'ensemble
5, 22
Elle est donnée par :
T=
Ct
qr Sp ou
où
x. Ct q, Sp
c,
est le coefficient global de la trainée ;
qr
est la valeur moyenne au sens analytique de la pression dynamique ;
Sp
est la surface des pa rt ies p le ines d' une seule face, q uelle que soit l'incidence ;
X
est dé fini en III-S,231.
Le coefficient Ct est déterm iné pour certains types d'e nsembles prismatiques so it par une méthode globale (R-III-S,23 et 5,24), soit par une méthod e par sommat io n (R-III-5,25).
Commentaire - - - - - - -- - -- - - - -- - - - -- - - - - -- - - - -- - -, Théoriquementl'action d'ensemble sur une tour ou sur unpylône de section quelconque doitpouvoir se déterminer en faisant la somme des efforts appliqués aux différentes faces en treillis et déterminés selon la régIe ff1-5, 13. Mais en fait cette méthode par sommation est uniquement app licable aux pylônes à base carrée ou à base rec tangulaire attaqués normale me nt par le vent, car en incidence oblique, ou pour les pylônes à base triangulaire, les faces sont inclinées sur la direction du vent suivant des angles différents et la régIe 111-5,13 ne permet pas la détermination des actions du vent dans ces cas.
5,23
Tours et pylônes à section carrée (méthode globale) 0,08 ~
Com mentaire - -- - - - - -- - - - - - - - - - -- -, On poss ède actuellement un assez grand nombre de résultats expérimentaux concernant l'action du vent sur les pylônes à section carrée. On pe ut citer les essais de Flaschbart et Winter (193 5) puis les études de Vandeperre (1950). Ce dernier a établi une formule donnant le coefficient c, en fonction du rapport
5,231
Coefficient global de t raînée c.
- Incid ence no rma le à une face Le coefficient Ct est pris éga l à : cas d es treillis de barres à arêtes vives ou faiblem ent arrondies :
c, ~ 3,20- 2
Incid ence suivant une diagonale
On multip lie le coeff icient Ct précédem ment d ét erminé par un coefficient X fo nct io n de la natu re d e la st ructure et d onné p ar le tableau 18.
"CSTB
RèglesNV65
117
Chapitre 3 : Effetsdu vent
Tableau 18 Coefficient 'l.
Natu re de la structure
Ba rres sim ples
Barres ju melées
1 + 0,6 cp
1,2
Charpe nte en béton armé
1,2
1,2
Charpe nte e n boi s
1,2
1,3
Charpen te m ét alli que
C o m m e ntaire Les valeurs dif férentes prescrites p our X déco ulent surto ut des dispositions constructives qui varient avec le matériau, notamment du mode d 'assemblage des barres. Pour le bois, lorsque les traverses et treillis sont des mo ises (barres j um el ées), et que le vent attaque une face perpendiculairement, ces barres se trouvent abritées J'une par l'autre, mais pour une attaque à 45° chacune d 'elles subit l'action du vent. Katzmayr et Seitz (19341 ont trouvé pour un modèle de pylône T. S.F. à treillis en bois des valeurs de X atteignant 1,42.
5,232 Déco mpositio n de l'act io n d 'e nsem bl e Au cas où 11 est nécessaire d e répa rtir l'action d 'ensembl e suivant les d iffé-
rents pla ns d e tre illis, on multiplie T (R-III-S,22) par les valeurs données da ns le t ableau 19. C o m mentaire - - -- - - - -- -- -- - -- - -- - --, La décomposition de l'ac tion d 'ensemble pour les tours et pylônes dans fe cas des treillis de barres à arêtes vives ou faiblement arrondies tient com pte de l'effet de protection ; elle n'en tient plus compte po ur les tours et pylônes composés de treillis de tubes, l'e ffet de protection étant négligeable dans ce cas.
5,24 Tours et pylônes à section en forme de triangle équilatéral {méthode globale} 0,08 ~ cp ~ 0,35 Commentaire - - - - - -- - - -- - - - - - - - - - - - - , Pour les tours et pylônes à section en forme de triangle équilatéral, on s'est reporté à l'étude de Vandeperre (19561 qui a regroupé les résultats d 'essais de Joukoff (19501et de Tronglet (19531. La formule donnée dans les règles couvre les résultats expérimentaux de Tronglet plus défavorables que ceux de Joukoff.
5,241
Coefficient g lo bal d e t raînée c.
Le coe fficient c. p rend les valeurs données pa r le tab leau 20.
5,242 Dé composition de l 'act io n d 'ensem bl e A u cas où il est nécessaire de répartir l'action d 'en sembl e suivant le s diffé-
rent s plans de treillis, on multiplie T (R-III-S,22) par les valeurs d onnées d ans le tableau 21.
" CSTB
Règles NV 65
118
Chapitre 3 : Effets du vent
Tableau 19 Barres à arêtes vives ou faible m ent arrond ies
Face co nsid é rée
.c:J-
Incidence norm ale à une face
~~Û
~-
Incidence suivant une diagona le
n
Tube s
1
Il
III
IV
1
Il
III
IV
0,63
0,0
0,37
0,0
0,50
0,0
0,50
0,0
t
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
n
0,22
0,22
0,13
0,13
0,18
0,18
0,18
0,18
t
0,22
0,22
0, 13 0, 13
0,18 0,18 0,18
0,18
n : composante perpendiculaire a le lace . t : composante parallèle li la face
Table au 20 Barres à arêt es vives o u faibleme nt arro ndies
~
Incid ence norm ale
c, = 3,2 - 4
c, = 2,24 - 2,8
avec un minimum de 2
ave c un minimum de lA
~
c, =2,6 -2
c, = 1.82 -1 ,4 q>
I::~
c. =2,6 - 2
c. = 1,82 - 1,4
cy = + O.8
cy = + 0,56
-,
à une face Incidence suivant une bissectrice
Incid en ce par allèle à une face
Tube s
~VENT VE!'
Tableau 21 Barres à arêtes vives ou faiblement arrondies Face co nsidéré e
Incid ence norm ale
à une face Incidence suivant une bissectrice
Incidence para llèle
à une face
.-~
~
?'-
z& ,,~
n
Tubes
1
Il
III
1
Il
III
0,63
0,09
0,09
0,50
0,13
0, 13
t
0,0
0, 16
0,16
0,0
0,22
0,2 2
n
0,16
0,16
0,37
0,13
0,13
0,50
t
0,27
0,27
0,0
0,22
0,22
0,0 0,65 - 0,61
n
1,67 - 1,09
0,0
0,68 - 0,64
0,93 - 0,61
0,0
t
- 0,38 + 0,63
0,0
0,74 - 0,37
- 0,22 + 0,35
0,0
n : cœnposente perpendiculaire à la lace. 1 composanle parallèle Il la lace
5.25 Tours et pylônes à section carrée ou rectangulaire (mét hod e par sommation) O,25 c, = 1,6 12 -1,2 '1')
Ces coefficients peuvent dens certains cas
(T:!: 1
et tp :!::0,1S )
être très défavorables .. cela vient du faitque
l'effet de protection est supérieur à celui envisagé IC-II/-5, 131 et 5,132).
C esTB
Règles NV 65
11 9
Chapitre 3 : Effets du vent
6
Constructions diverses
6,0
Prescriptions communes
6,01
Pression dynamique
La pressio n dynamiq ue à pren dre en co mpte est définie en R-III-1,2.
6,02 Caractéristiques Les const ruct io ns d iverses comprennent t outes celles q ui n'ent rent pas
stricte men t dans le cadre de ce lles dé finies par les règl es 111-2, 3, 4 et 5. Ce sont nota mm ent : - les const ructio ns d e for me p articul ière ; - les const ructions pro visoi res ; - les const ruct io ns en co urs d 'exécutio n ; - les const ruction s hors règ lement.
6,09 Application des règ les générales A défaut d'essais ou de p rescript ions spéciales donnée s e n règ les 111-6,1-6,2-6,3 et 6,4, on utilise au mieu x, et toujours dans le se ns de la prudence , les règles 111-2-3-4 et 5.
6,1
Constructions de forme p articulière
Les coeff icients c donnés pour les const ructi ons à surface co urb e ne s'a p-
pliquent pas lorsqu e les surfaces sont po lies (C-III-3,2).
6,1 1 Toitures dont la base est un polygone rég ulie r ou un cercle 6,111
Direction du ve nt
La direction d u vent est suppo sée parallèle à la base de la to iture et perp en diculaire à l'un de ses côtés si e lle est po lygonale. 6,112
Calottes sphériques
Les forces d e renversement T et de soulèvement U sont don nées pa r les expressions suivantes : TI
d'
T=c' , q h -4-
où
c't
et
TI
d' 4
U=c q - ,
h
et c, so nt déte rminés par le tableau 22 ; est la p ression dyn ami qu e au sommet de la co nst ruct io n ;
est le d iamètre de ba se de la ca lotte.
C CSTB
Règles NV 65
120
Chapitre 3 : Effets du ve nt
Tableau 22 Type de la calotte
c',
c.
d1 s 0,05 c', ~ 0,44
Reposant sur le sol ou sur une terrasse
~
0,05 < .!. < 0,25 d 1 d ' 0,25
Co
-- 2,8
df
c,,= - O,14
c, = - 2,8
d1 + 0,56
,
Repo sant sur un cy lind re de hauteur h - f : avec
c', = 3
h -I '0,5 d
I~ l
d
'
df
.!.
> 0,3
- 0,9
1<0 3
d
c.. = -O.6 c. =+0,9 -5
d1
Reposant sur u n cy li ndre de haute ur h - f : avec
Se reporter
O
à
la rè g le 111-6.09.
f est la uecre de la ca lotte. f1 est la hauteur làale de la coostructco. calotte compri se.
Com menta ire La surface S, du maitre-couple étant moins facile à déterminer que la surface de base de la calotte, on a substitué au coefficient globa l de trein ée c, un co efficient c', rapporté comme fe coefficient Cu à cette surface de base . c ', a pour valeur c',
La ligne d' act ion de la résultante des forces T et U est déterminée par l'abscisse x de son poi nt d'inte rsection avec le plan de base de la ca lotte . l!.
Cette abscisse est donnée par les courbes de la fig ure R 111-1 6. la courbe A est celle relative aux calottes reposant sur le sol ou sur une terrasse,
0,3
d
,, ,,
0,2
et la courbe B ce lle relative aux calott es reposant sur un cylindre de hauteu r h
(~ , 0,5 ) .
0, 1
,t; ... -
-, ,
,, ,
-,
1
1
0 1 1 02
o
Comm e ntaire
03
',> a-
04
Figure C-I/I-54
Cônes et pyramides
Pour les cônes à b ase circulaire ou les pyramid es à b ase carrée repos ant sur le salau sur une t errasse et dont la hauteu r h vérifie respecti vement une des inég alit és suivantes: ~
h ,; 2,5 d
1,5 a ,; h ,; 2,5 a O CSTB
r d
/~I -0,2
'
-0,3
Calott es sphériques. Position d e la ligne d 'action de la résuhante. Figure R-III- 16
1,5 d
05
-0, l
La force U est toujours dirigée vers le haut (soulèvement! ; la force T est positive lorsq u'elle est dirigée dans le sens du vent et négative lorsqu'elle est dirigée dans le sens opposé.
6,113
,,
d : diamètre de base d u cô ne;
a : côté de la base de la pyramide.
Règles NV65
121
Chapitre 3 : Effets du vent
Les coefficie nts g lob aux de t raînée et se soulèvement sont p ris ég aux à : cône
c, ~ 0,7
c" =
-
pyramide
c, ~ 1,2
c" =
0,3
-
0,3
Les forces de renversem ent T et de soulève me nt U sont exprimées p ar :
T ~ c, q, S, et U ~ c" q , S" où
qr est la valeur moyenne au sens analytique de la pression dynamiq ue; S, est la surface du maît re-co up le ; \ est la surface de base.
Pour tous les aut res cas on se reporte à la règle 111-6,09. Commentaire • Les valeurs donn ées dans les Règles résultent d 'essais réalisés par Irrninger en 1930 sur un cône de hauteur H = 2 d et sur une pyramide de hauteur h = 2 a. • L'attention des constructe urs est attirée sur le fait qu'au voisinage immédiat du som m et de toits coniques lisses incfinés à 4 5". on a mesuré au tunnel des dépressions qui varient de - 1,5 q à -3,5 q.
6,12 Constructions en fo rme de voûte sans lanterneau reposant directement sur le sol Comm e ntai re La règle concerne uniquement les bâtiments en forme de voûte sans lanterneau. Des études en soufflerie aérodynamique sur des maquettes de voûtes uniques lisses à directrices circulaires, elliptiques ou paraboliques avec surbaissem ents
f variables ont été effectuées en 1969. Elles ont
montré que dans le cas de voûtes paraboliques d 'allongem ent (rapport de la long ueur du bâtime nt à la largeur 1 de sa base) voisin de 1 et de surbaissem ent compris entre 0,5 et 0,6, so umises à un vent norm al aux génératrices, les dépressions pou vaient atte indre - 1,5 au lieu de - 1,1. Il sem ble qu'on pu isse considérer cette valeur com m e un maxim um.
À défa ut d'essais, po ur les const ructions en form e d e voû te d o nt la flèche relat ive est co mprise entre 1/4 et 1, o n applique les act io ns extérieures suivantes. Voûte uni q ue - pour un ven t norma l aux génératrices : les actio ns d étermin ées par les coeffici ents c. d onnés en règl e 111-3,411 2 (diagramme de la fig ure R-1II-11, caté gorie V pour y ~ 1) ; - pour un vent pa rallèle aux générat rices : une succion uniform e avec ce = - 0,5 et une fo rce d'ent raînement
(R-III-2,161 2). Voûtes jum elées - pour un ven t nor mal aux générat rices : sur la voût e au vent les act ions de la voûte unique, et sur la vo ûte sous le vent une succi on uniforme avec ce = - 0,5 ;
"esTB
Règles NV65
122
Chapi tre 3 ; Effets d u vent
- pour un vent pa rallèle aux génératrices : une succio n uniforme avec ce = - 0,5 et une force d 'entraînement
(R-III-2,1 61 2).
Commentaire Le cas des li bâtim ents voû te» avec lante meau repo sant direct ement sur le sol est un cas suffisamment courant pour qu'on ne puisse pas le passer sous silen ce. Cepen dant l'état actuel de nos conna issances ne perm et pas de donner de règles, mêm e approximarives ; c'es t pourqu oi il a été j ugé bon de cite r à tit re tout à fait indicatif les résultats d 'expériences réalisées en 1930 sur une maquette de bâtiment parabolique par le Service technique de l'aérona utique de l'État belge.
Figure C·III-55
6,13 Tubes ou fils cylindriques rugueux et câbles t orsadés 6,131
Génératrices no rmale s à la direct ion du ve nt
Les valeurs de Ct à prendre en compte po ur un rapport de dimensions infini
sont donn ée s dans le tabl eau 23. Tableau 23 c,
Tub es ou fils ruqu eux'"
Câb les torsadés à to ro ns
flns'"
d.Jq s 0,5
1,00
0,5 < d ..Jq< 1,5
l ,135 - 0,27 d.Jq
d ,q >1 ,5
0,73
d ,q< 0,5
1,20
0,5 < d"q< 1,5
l A D- DAO d"q
d,q> 1,5
0,80
1. Dans les inégalités. e est exprimé en metres. el. q en eëceneetcos par mene cané.
L'ap plication du coefficient de site protégé est à exclure pou r ce type de constr ucti on.
6,13 2
Génératrices inclinée s su r la d irection d u vent
Soit a l'inclinaiso n exprimée en degrés de l'axe sur la direction du vent. Le coefficient Cta a pou r valeur :
cr
~
15°
15° < cr< 75°
c ~0 '0
<,
e
ct
(0' 5 ~ - 0 '25) 30
cr > 75°
L'action totale du vent Rn normale à l'axe lo ngitu d inal est : Rn ~ cre q 1d. e CSTB
Règ les NV65
123
Chapitre 3 ; Effets du vent
Commentaire - -- - - - - - - -- - - - -- - - - --,
VENT
q
FigureC-II/-S6
6,14
Constructions dérivées de la sphère
Tableau 24 Constructions
Coefficient global de traînée Ct
q D Demi -sph ère creuse, concavité au ve nt -sph ère creuse ou pleine, concavité qG Demi sous te ve nt c>Dj
Demi-sphère pleine et disque circulaire
c::::)Q
Sphère
1,4 0,4 1,2 d "Cj 5 0,5 0,5 < d .JQ< 1,5
d"Cj> 1,5
0,48 0,62 - 0,28 d"Cj 0,20
Com mentaire • Pour les co upoles sphériques creuses dont la flèche f esr inférieure au rayon r on peut interpoler linéairement entre les valeurs du disque circulaire er de demi-sphère, en ionction du repport
!. . r
• Dans le cas de la demi-sphère creuse concavité au vent, la composante de la force due au vent suivant la normale à la base de la dem i-sphère esr maximale lorsque la direction du vent est inclinée de 30 ° à 60 ° sur cette normale.
6,15 Drapeaux L:effort R qu 'un drapeau en t issu de haut eur h et de lo ng ueur " est suscept ible d'appliquer à sa hamp e, est donné par la fo rmu le : R ~h (O, 1 0 + 0,051) q
où
R est exprimé en daN ; 1 et
h en mètres ;
q en daN/ml. La répartitio n de cet effort dépend du mode d'attache du drapeau sur sa hampe. Commentaire - - - - - - -- - - - - -- - - -- -- - - - -- - - -- -- - -, La formule donnée dans les Règles résulte d 'essais effectués par le servic e de rech erches de l'Aéronaurique, sur des drapeaux dont les haureurs sont comprises entre 0,45 m er 0,90 m er les long ueurs entre 0, 11 m er 4,00 m. Elle ne peu r êrre appliquée à des drapeaux de dimensions dépassant ces valeur s.
o eSTB
Règles NV 65
124
Chapitre 3 : Effets du vent
6, 2 Co nst ruction s provisoires Le calcul des constructions provisoires ne diffère pa s de celui d es autres co nst ruct io ns (R-III-2, 3, 4 et 5), m ais lor sque les risques d e dégâ ts matériels sont faib les et surto ut lo rsque les risq ues d'accid ent d e pe rsonnes sont p ratiquement nuls, les p ressions peu vent êt re réd uit es aux 3/4 de celles corresponda nt à la construct ion définitive iden tique . r-'
Co m m entaire Tableau 25
L'article 11/-2,9 est
applicable sous réserve de donnerau coefficient k, 11/1-2,92 1) les valeurs suivantes :
Pression norma le
Pression extrême
Zon e 1
0,75
1,31
Zone 2
0,90
1,58
Zo ne 3
1,13
1,97
Zone 4
1,35
2,37
Zone S
1,80
3,15
En aucun cas, conformément à la règle 111-1,246 concernant les constructions d éfinitives, on ne d oit descend re au-d essous d' une pression dynam ique norma le de: 3 q ~ 30 x = 22,5 daN/m'
"4
ou extrême de :
3 4
q = 52,5 x -
~
39,4 daN/m '
Co m m e nt aire L'attention des constructeurs est attirée sur la nécessité de déterminer exactement les cas où les constructions provisoires doivent être calculées suivant les règles 11/-2, 3, 4 et 5 sans m inoration des pressio ns. 1/ est évident que, par exemple, dans Je cas particulierde constructions provisoires pouvant abriter des expositions où Je public est admis, ces règ les doive nt être adoptées impérativeme nt.
6,3
Co nst ructions en cours d ' exécution
Le cas échéant, on do it te nir compte des fo rmes d iverses que peut prendre la construction au cours de son exécution, formes qui peuvent conduire à des coefficients aérodynamiques différents de ceux de la construction définit ive.
Oes1B
Règles NV 65
125
C hapi tre 3 : Effets d u vent
6,4
Constructions hors règlem ent
Lorsq u'une construction:
a) a une fo rme inhabituelle ; b) est rép étée à un gr and nombre d 'exemplaires ; des coefficients aérody namiq ues différents d e ceux d es Règ les pourront êt re admis
à
la suite d 'essais e n soufflerie correcte ment co nd uits et inte r-
prétés . Comm en taire Par constructio n de form e inhabituelle, on entend par exemple une combinaison de paraboloïdes hyperboliques ou d 'h yperboloïdes.
Les ouvrages de dimensions exceptionnelles par leur hauteur ou leur portée, ou occupant une sit uat ion inacco ut umée (R-III-1,242) ou p ouvant êt re soum is à de dangereux effets de sill age (R-III-1,243) ou pouvant êt re sujet s à des oscillat io ns for cées (R-III-1,51 et R-III-1,52) o u à de s accélérati ons gênant es o u désagréables (immeub les d'habitation ou de bureaux) n'e ntrent pas da ns le cadre des prescriptions gén érales des pr ésentes
Règles, notamme nt pour le calcul des actio ns dynami q ues par la méth od e simplifiée de l'article R-III-1,5. La justification d e leur stabilité aérodyna mique et de leur comportement peut poser des problèmes qui doivent être résolus par des mé thodes scient ifiques élaborées et par d es essais en souffle rie simulant correcte ment to us les facteurs (caractéristiques aérodyna miques. aéroélastiq ues, d 'am orti ssem ent e t , le cas éché ant, d 'en vironnement). Il conviendra, si nécessaire , de se rep orter aux publications spécia les
t raitant le cas de ces ouv rage s et d'adopter des marg es de sécurit é appropriées au risq ue consid éré .
Pour la combina ison des effets de la Neige et du Vent (1I 1-4) concernant des toitur es de fo rmes inh abituell es ou non traitées dans le p résent règl em ent , des essais conve nable me nt conduits dans une souffle rie spécialement
équipée, pour la reprod uct ion d es phênomènes d'accumulation de neige, permettent de d ét erminer la répartiti on des charges de neig e dues au vent.
OCSTB
ANNEXE 1 (pour mémoire) Annulée et remplacée par R-II-3,3
ANNEXE 1 (pour mémoire) Annulée et remplacée par R-II-3,3
ANNEXE 2 Constructions situées sur un terrain présentant des dénivellations importantes
Règles NV65
130
Annexe 2 : Construction s situées sur un terrain présen ta nt des d én ivellat ions impor tan tes
L'ann exe 2 a po ur but de donner une int erprét at ion p ratique d u p aragrap he de la règle 111-1,241 relatif au niveau à partir duquel est compté e la
hauteu r H da ns le cas de constructions situées sur un terrain prése nta nt des dé nive llations importantes.
2 ,1
Do nnées d e base
O n co nsid ère un platea u d e grand e étend ue, de niveau moyen Z2' dominant une p laine de niveau moyen Z1; le te rrain entre les nivea ux ZI et Z2 a une pente moyenne p .
La différence d'a ltitude est I I -
Z, ~ z.
Le ni veau Z; est le niveau conventionnel à parti r d uquel est comptée la hauteu r H.
2 ,2
Différents ca s envisagés
2,21
Premier cas : p
$
0,3
(figure A -2-1)
,;:.B"7""-::;-_~_t'-:--:-,..-
~ z, À
.Z e .:
:' •
Fig ure A- 2-1
Le n iveau l , est t oujours celui du pied de la co nst ruct io n.
c
B
z,
D
2,22 Deuxième cas: 0,3 < p < 2 z,
(fig ure A-2-2)
ae
e-zs-z,
On détermine les points suivants :
Fig ure A-2-2
A : point fictif d'intersection de l'h or izontale de niveau infér ieur moyen Z, et de la li g ne moyenne de p lus grande pente p . B : po int ficti f d 'intersect ion de l'horizo nt ale de nive au supérieur moyen Z, et d e la lign e moyen ne d e p lus g rand e p ent e p. C : po int te l que BC ~
Z,-
Z, ~ z.
D : point te l qu e CD ~ 3z. O n adopte pour Ze le niveau moyen suivant:
avant A : l ,
~
Z,
de B en C : l,+ 2 - p Z 1,7
à partir de D : l ,
~
l,
de A en B et de C en 0 : Ze est le niveau int ermédiaire obtenu par interpolat ion linéaire.
2,23 Troisième cas : p
~
2
(flgu,e A-2-3)
B
c
z,
o
avant A : Ze = Z, de A en C : l, ~l,
à pa rtir de D : l , = l , d e C en D : Ze est le niveau inte rméd iaire entre Z, et Z2 o bt enu par int erpolati on linéaire.
e CSTB
z
z, :'( : Zc.~ :'.~ ;-:-'i(::'-' L.- ---'~~
---"" ae
Figure A -2-3
-----J
ANNEXE 3 Effet des dimensions
Règles NV65
132
Anne xe 3 : Effet des d ime nsio ns
L:annexe 3 a pour but l'applicatio n d e la rè gle 111-1,244 à ; - des é léments d'une const ruction n'intervenant pas dans la vér ification d e
la stabilité d 'ensemb le au ve nt; - d es éléments d 'une construction int ervenant dan s la vérif icat io n de la
stabilité d'ensemble au vent.
3 ,1
Élément s n' intervenant pa s d ans la vé rific ation de la stabilité
3,11
File d e poteaux
3,111
Caractéristi q ues d e la construction
Bâtimen t d' hab itation. Haut e ur h = 30 m. Dime nsions e n plan; a
~
40 m et b
~
12 m.
Fil e d e p ot e aux tous les 5 m. Pla ncher s rigides tous les 3 mèt res re portant la cha rge du vent sur les murs p ig n on s formant pla ns de co nt reve nt eme nt.
3,112
Détermination d es actions du vent su r la file de potea ux A B (figure A~3·1)
Cette file de poteaux entre dans la catégorie d es é léme nts cont inus d e dim ensions co urantes pou r lesq uels on peut applique r des règles forfait aires. Pour chac une des dix travées, la p lus grande d imen sion de la surface
3Oml_ê~!~§~~
inté ressa nt l'élé me nt cons idé ré es t de 5 m ; le coefficie nt Il es t éga l à 0,B7.
3,12 Poutre continue de gr andes dimensions 3,12 1
Caractéristiqu es
Poutre appartenant à un b âtiment industriel situé e n zone 1 site exposé et co mportant quatre travées de po rté e égale respective me nt à; 10 m, 12 m, 18 m et 15 m. La hauteu r de la surface re portant la charge du ve nt sur la poutre est de 12 m (figure A-3-2).
••
Fig ure A-3-2
Figure A-3·3
Figure A-3-4 © CSTB
Sm 5 Sm5
Figure A-3- t
Règles NV 65
133
Annexe 3 : Effet des d imensions
Pression dynamique :
q22
~
82,3 da N/m'
q m ~ 67,5 daN/m', Pour simplifier les calculs on prend une pression moyenne constante égale
à 80 daN /m' , 3,122
Dêt erminat io n du co effici e nt 0 affêrent à chaq ue travê e
Travée
Plus grande dimension de la surface intéressant la tra vée consid èr èe
Coefficient li à ret enir
1
12 m
0,82
2
12 m
0,8 2
3
18 m
0,7 9
4
15 m
0,81
3,123
Détermination du moment maxim al sur le de uxième ap pui
Le cas de charges à envisage r est ce lui indiqu é figure A -3-3, Les coefficients et les charges par mètre à prendre en comp te sont les suivants: Première travée
1,100 = 0,90
cha rge : 0,80 x 12 x 0,90 ~ 864 daN/m
Deuxième travée
1,100 = 0,90
charge: 0,80 x 12 x 0,90 = 864 daN /m
Troisième travée
0,90 0 ~ 0,71
charge : 0,80 x 12 x 0,71 = 682 daN /m
Quatrième travée
1,10 0 ~ 0,89 3,124
charge: 0,80 x 12 x 0,89 ~ 854 daN /m
Détermination du moment maximal dans la troisième travé e
Le cas de charges à e nvisager est ce lui indiqu é figure A- 3-4, Les coefficients et les charges par mètre à prendre en compte sont les suivants : Première travée
1,100 = 0,90
charge : 0,80 x 12 x 0,90 = 864 daN/m
Deuxième travée
0,90 0
~
0,74
charge : 0,80 x 12 x 0,74 ~ 710 daN /m
Troisième travée
1,100 =0,87
charge: 0,80 x 12 x 0,87 = 835 daN/m
Q uatrième travée
0,90 0 = 0,73
charge : 0,80 x 12 x 0,73 = 700 daN/m
La dé te rmination des moments maximaux sur les autres appuis et les autres travées se fait de la mêm e manière.
©CSTB
Règles NV 65
134
Annexe3 ; Effet desdimensions
3 ,2
Stabilité d'ensemble d'un e construction
3,21
Bâtiment courant
3,21 1
Caractéris t iq ue s
Haut e ur h = 20 m Dimensio ns e n p lan : a = 50 m et b
~
10 m.
Deux cas sont e nvisagé s po ur le contrevente me nt de ce bât iment : - co ntreventeme nt assuré par des p lans de contreventem ent ; - contreven tement assuré par une série de portiques ré gulièrement espacés.
3,212
Cas des plans de contreventement
(figure
A-3-5) PlANS DECONTREVENTEMENT
Ces pl ans sont au nom bre de trois: d eux murs pignons et un mur d e refend méd ian.
O n admet que la surface intéressant le mur de refend médian a pour
ro m
large ur 25 m et po ur haut eu r 20 m. Le coefficient
ô
"m
est constant sur toute la hauteur du bâtiment et a po ur
vale ur 0) 75. Figure
3.213
Cas des portiques
A~3-5
Ifigure A-3-6)
Ces po rtiques sont au nomb re de onze, et sont espacés d e 5 mèt res.
~
On admet que la surface inté ressant un portique inte rmédiaire a pour
% 8:
large ur 5 m et p o ur haute ur 20 m. Le coefficient 0 est constant sur to ute la hauteur du b âtime nt et a p our
SOm
valeur 0,79.
Bâti me nt tour
3,221
Caractéristiques ~
Figure A-3-6
. --- --H on m
48 m.
Dime ns ions en p lan ; a
~
b
~
17 m.
L' exemple d e ce bât ime nt est repris d ans l'annexe 8 po ur la dét erm ination de s act ions dyn amiqu es.
Courbe de variation du coefficient 8
--
/
Le cont reve nte me nt est assuré par un noyau central en béton armé .
3,222
0
V
0 0,70
-- -
,, ,, ,
,, ,, ,, , , ,, ,,
20
.
0
Le coefficie nt 0 es t co nstant jusq u'à la co te 30 m et é g al à 0,74 ; il varie ensuite liné aire me nt d e 0,74 à 0,88 e ntre la co te 30 m et la cote 48 m (figure A -3-7).
~, , ,,
La surface offert e au vent int éressa nt le noyau central a pour largeu r 17 m
e t p o ur hau teu r 48 m.
0,74
:068 0.80
0.90
Fig ure A-3- 7
3,23 Cheminée 3,231 Caractéristiques Haut e ur h = 110 m. Diamèt re à la b ase ~ 16,70 m. Diam ètre a u nive au 20 m
~
6,80 m
(const ant jusq u'au so mmet). Cet exemple es t re p ris d ans l'annexe 8. e csra
Om
PORnauES
3,22
Hauteu r h
~1
20m
•
1.00
Règles NV 65
135
Annex e 3 : Effet d es di mension s
3,232
Cou rbe de variation du co efficient ô
La p lus gr ande di mension à co nsidé rer (C-III-' ,244-2) est la hauteur h= 110m, Henm
Le coe fficient ô est const ant jusqu'à la cote 30 m et éga l à 0,70 ; il varie ensuite linéairement de 0,70 à 0,90 ent re la cote 30 m et la cote 50 rn, pui s il est co nsta nt ju squ'au somme t (fig ure A-3-B),
110 100
. 90
3,233
70
La surface à considérer est celle d es deux tiers supé rieurs du mait re- coupl e d ont les d imensi o ns sont 73 m et 6,80 m.
60
Le coe ffici ent fi varie linéairement de 0,77 à 0,90 ent re' la cot e 37 m et la cote 50 m, puis reste constant jusqu'au somme t.
50
./ 30
Vérificati on de la section située au tiers inférieur
./
20
10
,
o 0,70
0,80
0,90
3,24
Réservoir sur poteaux
3,241
Caractéristiques
haut eur t otale ~ 47 rn,
l ,DO
Les p oteaux au nombr e de quatre sont d'une section telle qu e le réservoir p eut être considé ré aérodynamiq ueme nt comme isolé du sol.
Fig ure A-3·8
La cuve a la form e d' un hyperboloïde de révolution dont les d iamèt res à la b ase et au sommet ont pou r valeurs resp ectives 18 m et 25 m (fig ure A-3-9). ~ 0=25m 12m
~= 1 Bm
poteaux
3Sm
H en m
47 45
---- - -
40
/
35
Il,
30
25 20 15
10 5
o
3,242
, ,, ,,, ,, :, ,, , ,,
O,BO
Courbe de variation du coefficient li
La plu s grand e d imension à co nsidérer est ég ale à 25 m. Le coefficient 8 varie linéairement de la b ase de la cuve à son sommet entre les valeurs 0,795 il 0,87 corresponda nt respectivement aux cot es 35 m et 47 m (figure A-3-lO).
,
0,795""", 0,B7--J
0,70
Figure A·3-9
----r -- --- --
0,90
1.00
Figure A-3-1 0
e eSTE
ANNEXE 4
Détermination de la période propre T du mode fondamental d'oscillation d'une construction
Règle s NV 65
138
Annexe 4 : Déte rmina tion de la pé riode prop re T du mo de fon d ament al d'oscillation d'une construction
L: annexe 4 donne des méthodes approchées et des formules permettant le calcul d e la période p rop re T d u mod e fon d ament al d'oscillation des constructions en vue de l' applicat ion de la règl e 111-1,5.
4,1
Domaine de validité
Les méthodes et formules proposées pe rme ttent de traiter de nombreux cas rencontrés d ans la pratique. Cependa nt, il convient de savoir q u'e lles supposent imp licite me nt : - q u'i l s'agit d 'osci llations planes non co up lées avec d'aut res mod es d 'oscill ati o ns, c'est-à- di re qu'i l s'ag it d'oscillations dans lesquelles les
diverses masses co mpos ant la structure se déplacent parallèleme nt à un mêm e p lan, sans exciter de fait d 'o scill ation s pe rpe nd iculaires à ce pl an; - q ue les co up les d ' inertie développés par la rotatio n des d iverses masses auto ur d 'axes hori zontaux normaux au p lan d e f ig ure sont nég lig és deva nt les aut res forces d' inertie mi ses en j eu . La p remière co ndi t io n est satisfaite pour les st ructures pr ésentant un plan de symétrie vert ical dans la direction o ù souff le le vent, mais ne l'est pas pour les co nstruct io ns d issymétriques , t oute osci llat io n lat érale produisa nt des oscillat io ns de t orsion d'autant p lus impo rt ant es q ue la d issymét rie est p lus marq uée . En ce q ui concerne la seco nde co nditio n, le fait de négliger les ine rties rotatoi res n'introduit généra lement pas d'erreur systématique par défaut supérieure à 5 % sur la période du mode fondamenta l d'oscillat ion des structures élancées(~. Les pé riodes ainsi calcu lées sont donc plus co urtes q ue les pé riodes réelles. Il en résult e de ce q ui précède q ue les méthod es et fo rmules proposé es ne s'appliquent pas aux st ructures industriell es de fo rme di ssymétrique.
4,2
Schématisation d e la st ructure
Les masses ent rant da ns la compos ition d 'un e st ructure peuve nt prése nter, vis-à-vis des osci llations : - soit le caractère de masses concentrées à un nivea u donné (exemple : p lanchers et diaphragmes horizontaux) ; - soit un caractère de masses réparties suivant la vert icale (exemple: fût des tours, des cheminées, etc.). Pour les applications praticues, on est conduit à décompose r arbitrairement les éléments de ce dernier type en t ronço ns fict ifs, de façon à substituer aux masses réparties, difficiles à introd uire dans les calculs, des masses co nce nt rées au niveau d u centre de g ravité de chaq ue tronço n.
4,3
Applicatio ns
Les app licat io ns ci-après concernent : - les const ruct io ns rel evant des articl es 3 et 4 d on t la masse est répartie sur la hauteur ou supp osée concent rée au so mme t (A-4,4l ; - les const ructions relevant de l'article 2 d ont la masse est supposée c on centrée en di vers niveaux (A-4,S). Les cas des con structions relevant des art icl es 5 et 6 peuvent être ramenés à l'un d es cas p récédents (A4,4 et A-4,5). 3. L'erreur sera il p lus impo rtante pour les modes supérieurs
©CSTB
Règles NV65
139
Annexe 4 : Détermination de la période propre T du mod e fondamental d'oscillati on d 'une const ructi on
4,4
Ma sse répartie sur la ha uteu r ou sup posée conce nt rée au sommet du suppo rt
4,41
Formules théoriques applicables au cas de ce rtains systèmes de forme simple
4,411
Masse concentrée reposa nt sur u n support de masse né glig e a ble
4,41 1-1 Inertie du supp ort variable avec la hauteur C'est le cas en particulier d'un réservo ir rep osant sur un support constitué par des poteaux inclinés entretoisés ou triangulés.
Soit P le poids de la masse supposée conce ntrée en son centre de gravité. O n soumet la co nstruct io n à l'act ion d 'une force horizonta le unité (exprim ée d ans le même système d'unités qu e Pl , ag issant au niveau de la ma sse concentrée : soit f le déplacement d e cette masse.
la périod e T est do nnée pa r : T ~ 2 n
Jf!
4,41 1-2 Inertie du support co nstante sur toute la hauteur Si l'on désigne par : P le po id s de la masse concentrée h la hauteu r du support 1 le moment d 'inertie de la section du support
E le module d'élasticité du matériau constituant le support 9 accélération de la pesanteur ~ la période T est do nnée par: T ~ 2n .!'.....Jè.. 9 3 El
4,41 2
Masse ré partie su r t oute la ha uteur
4,4 12-1 Prismes o u cylindres de section co nstante Si l'on désigne pa r : h la haut eur du prisme o u d u cylind re p so n poids pa r unité de haut eu r 1 le moment d 'in ertie de sa section
E le mod ule d'élasticité d u mat ériau
~
la période T est donnée par: T 1,79 h'
~ sPa
4,412-2 Troncs de côn e à sections homothétiques Toutes les sections horizo ntales sont homothétiques par rapport à un
c
ce ntre d' ho mothétie C situé sur la verticale du centre de gravité 0 de la base (figure A-4-1).
~
a
h
Ai
+! ,
'0 ~B
i
Fig ure A -4- 1
Si l'on d ésign e pa r: L
L la dist ance d u centre d 'homothétie à la ba se a la d istance d e ce cent re à J'ext rémité sup érieure du tron c de cône h la haut eur d u t ronc de cône C CSTB
Règles NV 65
140
A nnexe 4 : Déte rm ination d e la pé riode propre T du mo de fon d ament al d 'osc illation d 'une co nstruction
p le poids p ar un it é d e haut eur au nivea u de la section d e b ase A 0 B
1,7
E le module d'élasticité du matériau 1
1,6
K
le moment d'inertie de la section de base
1,6
la période T est donnée p ar : T ~ kh' ~ P
1,4
sa
o ù le coeff ici ent K est lu sur la co urbe de la figure
1,3
A-4-2 en fon ct io n du rap p ort .'ô ,
1,2
a
L
1
0,4
c.s
4,412-3 Troncs de cône ou de pyramide quelconques
0,6
0,7
0,8
0,9
Figure A·4-2
La métho de p roposée ci-desso us a été spéciale ment établie'" pour pe rmettre la déterm inat io n de s p éri od es de vib rat io n des chem inée s d ont les sectio ns ne sont pas homot hét iq ues p ar rappo rt à un centre d'homothét ie, mais varient néanm oin s linéairem ent dep uis la b ase ju squ'au sommet , ce q ui est un cas courant da ns la pratique. Si l'on d ésign e p ar (figure A-4-3) :
e,
h la hauteur de la cheminée
-
d le di amètre extérie ur à la base d e la che m inée
---'-
~
d s le di am ètre exté rieur au sommet d e la che minée e l' ép aisseu r de la pa roi résist ant e à la b ase de la che minée
es l'é p aisseur de la paroi résistante au so mme t de la cheminée le m o ment d 'inertie de la section résist ante d e la base (compte no n t enu du revêt em ent intérieur)
E le mo dul e d' é lasticité d u matériau résist ant p le poids p ar unité de haut eur au nivea u d e la section de b ase y compris le po id s du revêtem ent la p éri ode T est donnée par : T
o êta nt
~
2 n h'
o
-
~ gEl p
dêtermi né sur l'ab aque (figure A-4-4) en fon ct ion des rap po rts
"-
~
~ ~ d /d
e,te
x este ~
À·
0,0625
d , Id
n'
1lI
0,25D 3
o,5DD 7
l ,DDD
• 0
0,1
0,2
0,3
0,4
O,S
0,6
0,7
0,8
D,'
1,0
Figure A-4-4
.. Vibrations of linearly tepered beants • Discussion by R..F. RiSSONE and Y.-J. WILLIAMS, Figure 13, page 192 .. Journa l of the Engineering Mechank:s Division Proce edings 01the Arnencan Society of Civil Engineer$ - . Volume 88, n- EM-5, octob re 1962.
@CSTB
~
d
Figure A-4 -3
1,0
Règles NV 6S
141
Annexe 4 : Déterm inat ion de la période prop re T du mode fondamental d'oscillation d'une construction
4,42
Formule approchée applicable au cas d'une masse concentrée reposant sur un support de masse non négligeable
4,421
Inertie d u support constante sur t o ute la hauteur
En désignant pa r : p le poids du support pa r unité de hauteur P le poids de la masse concentrée h la haut eur du support comptée de l'en castreme nt au centre de gravité de la masse oscillante
t
1 le moment d'inertie de la section du support la pér iode T est donnée par : T ~ 2. où
p'",p +
~
140 P
h'
9 3 El
h
Cette formule a été établie en appliq uant la mét hode approchée do nnée pa r Rayleigh. 4,422
Iner tie du support va riab le ave c la hauteu r
On peut appl ique r la formule précéde nte au cas de rése rvoirs reposant sur un pylône d' inertie variable à condition d e remp lacer 1 par l'inertie équiva-
lente d u pylône (obtenue par la méthode d'éga lisation des fl èche s) ; dans ce cas si P" est le poids total du pylô ne, on prend p' ~p + 33 p · . 140
4,5
Masse supposée con centrée en divers niveaux
Pour ce type de construction, il n'existe pas de formules simples; ma is il est toujours possible d'assimiler le bâtiment à l'un des systèmes simp les
traités en A-4,4. De plus, il est don né ci-ap rès : - une méth od e de ca lcul due à Viane llo-Stodola et de s formules rapprochées établies pa r Rayleigh ; mais leur application est d'a uta nt plus laborieuse qu e le bâtiment est plus haut, les étages nombr eux et diffé rents, et l'inerti e variab le avec la hauteur ;
- des formu le s forfaitaires ap plicab les aux se uls cas de bâtiments d' ha b itation de forme parallélépipédique.
4,51
Méthode par approximations successives de V ianello-5t odola
Cette méthode, connu e sous le nom de méthode de Vianello-Stodola. permet d'ob ten ir la pulsation ùl (liée à la pé riode par la relation œ _ ~ ) et la déform ée de la construction par approximations successives avec Jne précision aussi grande qu'on le désire"
4,511
Princi pe
La masse tot ale de la const ruction est divisée en une série de masses concentrées M l' M 2 "".M n "
e csra
Règles NV 6S
142
An nexe 4 : Déte rm ination de la péri ode prop re T du mode fondamental d 'o scillation d' une const ruct io n
La construction vibrant selo n le mod e fonda me ntal, so it œ sa pu lsation et C sa déformée définie par ses ordo nnées X" X""Xo ' Les for ces d 'inerti e s'ex e rçant sur les différent es masses à un instant donné, sont prop ortionn e lles à Ml ro 2 X" M 2 002 X2 . . . Mn002 X n"
L:e nsemble de ces forces porte le nom de charge d'inerti e caracté ristiq ue . La méth od e de Viane llo-Stodo la est basée sur la pro priété suivante : si l'on traite la charge d'inertie caractéristiqu e comme une charge stat ique,
et si l'on calcule la déformée corresponda nte, cette déformée coïncide avec la déformée C de la construction vibrant se lon le mod e fonda mental. On démontre que la méth ode est convergente , et q u'elle permet, partant d'une pulsation et d'u ne déformée hypoth étiques, d'about ir à la pulsat ion et à la déform ée réelles. 4,512
Applicatio n
On se donne une base de départ co nstituée pa r une pulsation hypothétique ",0 et une déformée hypothét iq ue C O définie p ar les ordon nées x; ,
x; ... x:
Les f orces d'inertie s co rrespond antes sont :
Il leur correspond une déformée C' définie par les ordonnées x:, x~ ... x: .
On e n déduit e n écrivant l'égalité des flèches pour la masse d' extrémité Mn ( x:
=
x; ), une première
approximation de la pu lsation:
roi '
On procède ensuite à une nouvelle itération à partir de la nouvelle déformé e x: ' x ~
... x: et de la pulsation (1)'. On est conduit à une nouvelle
approximation de la déformée x ~ , x ~ ... x~ et de la pulsation
{()2.
On recommence l'op ération autant de fois que nécessaire.
4,513
Remarques
Choix de la déformée. En gé néral la converge nce étant rapide, il suffit de rép ét er l'opération une o u de ux fois en partant d'une parabole de la forme
X
~ x ~ (~)
,
. H étant la
cote du point cons idéré et h la hauteur de la co nst ructio n. O n peut ég alem ent partir d'une droite x ". x ~ est m oins rapide.
(~) , mais la convergence
Cho ix de la pulsation. À défaut d'autres indications, on peut partir de
4,52
",0
~ 1 rad/s.
Formules de Rayleigh
Ces formules approc hées par défaut, tien nent éventuellement compte de la rotat ion des fondations. 4,5 21
Y.
Form ule 1
Soit P" P, ... Po les poid s supp osés concentr és au ce ntre de g ravité de chaq ue tronçon (figure A-4-S).
p. Figure A-4-S
C CSlB
Règles NV 65
143
Annexe 4 : Détermination de la période propre T du mode fondamental d'oscillation d 'une constructio n
On imagine la structure retournée de 90° dans le champ de la pe santeu r. Soit y" y, ... y. les fl èches prises par les d iverses masses en supposant que les dé formations restent entièrement élastiq ure" s",. _ La période T est alors donnée pa r : T = 2 rr
L ~ Pl y ~
9 I; P, y, 4,5 22 Formule 2
1.
l,
T p.
r,
Elle est dite de première approximatio n et peut être utilisée lorsq u'une très grande précision n'est pas nécessaire. O n suppose la structure soum ise à l'action d'une force horizontale unité agissant au niveau de la dernière masse (figure A -4-6) ; soit f,. f, .. . f. les flèches prises par les différentes
masses correspo ndan t aux po ids P" P, ... p., so us l'effet de cette force unité. Figure A-4-6
La pé riode T est donnée par : T = 2 n Il y a lieu de remarq uer q ue les flèches f, so nt d ifférentes de s flèches y, de la formule 1 ; on ne pe ut donc les intervertir dans les formules.
4,53
Formules forfaitaires applicables aux bâtiments d'habitation
Ces formules ont été établies pour l'app lication des règ les pa rasismiques . Elles conduise nt, dans la plupa rt des cas, à des valeurs lé gère me nt supérieures aux résultats d'essais.
Elles font interven ir certaines dimensions et le type du contrevente ment.
Dans ces formules: h est la hauteur tota le du bâti ment " est la dimen sion en plan dans la direction co nsidé rée la o u b). N 'étant pas hom o gènes, ces form ules suppos ent que h et e n mètres, T en seco ndes .
4,531
lxso nt exprimées
Contreventement par murs de maçonnerie ou de béton ban ché
h~ .[ï: 21. + h
T = O,06 4,532
-
-
Contreventement par voiles de béton armé
T =O,OS
k ~I. :
h
4,533 Contreventement par ossature de béton armé T=O,09 4,534
~
v l,
Cont reve nt em ent par ossature métallique
T =O ,10
h
r;-
v i.
©CSTB
ANNEXE 5
Exemples de détermination d e s a ctions intérieures un itai res pou r des constructions comportant des pa rois partiellement ouvertes
Règles NV65
146
Anne xe 5 : Exemples d e dét erm ination des actions inté rieures unit aires pour de s construct io ns comportant des paro is pa rtielleme nt ouvertes
Cette annexe est une applicatio n d e la règl e 111-2,144.
5,1
Rema rq ue
Il est précisé qu e pour une d irection de vent donnée, l'ét at int érieur consid éré n'est pas un état réel. p uisq ue les règ les d' inte rpolat ion cond uisent à pr endre pour chaq ue paroi des coeffi cients ne co rrespo nd ant pa s au même ét at int érieur.
5 ,1
Rappel des actions intérieures unitaires à ret enir p our les constructions ne comportant pas de parois essentiellement ouvertes A pplication des règles R-III-2,141 , 2,142 et 2,143
5,21
Constructions fermées
(p erméabilité des paroi s J.l 5 5) (figure A-5-1) B
Sur chacune des paroi s A B, BC, CD et AD, on app liq ue : soit une surpression Ci ~ + 0,6 (1,8 - 1,3 y) soit une dépr ession
Ci ~ -
o
VENT
=:>
0,6 (1,3 Y- 0,8)
C
Y étant égal à 10 , Yh ou Ye suivant q ue la construct ion repos e ou non sur le
so l.
(figu re A-5-1)
5,22 Const ructions ouvertes comportant une pa roi ouverte La p aroi o uve rte a une perméa bilité
~ ~
35, le s autre s p aro is ont des
perméab ilités J.l 5 5. La p aroi op posée à la pa roi d e pe rmé abilité J.l ;, 35 fait obstacle à l'écouleme nt de l'air. Paroi ouvert e (IJ ;, 35 ) au vent (fig ur e A -5 -2)
5,221
Paro is de perméabilité IJ s 5 (paro is BC, CD et A D) Ci =
+ 0,8
VENT
=:>
Paro i de per méab ilité IJ ;, 35 (paro i AB) Ci
5,222
~ - 0,6
(1 ,3 y - 0,8)
Paroi ou verte (IJ ;;, 35) sous le vent, norma le au ve nt (figure A-S·3)
Paro is de pe rméabilité IJ ;; 5 (paro is BC, CD et A D)
c; ~ -
(1 ,3 Y- 0,8)
Paroi de perméab ilité IJ ;, 35 - (paroi AB)
c; ~ + 0,6 (1 ,8 5,223
1,3 y)
D
~C C
B
(fig ure A -5-3)
Paro i ouverte (IJ ;, 35 ) so us le ve nt, pa rall è le au vent (figure A·5-4)
Paroi s de perméabi lité IJ s 5 (parois BC, CD et AD)
c; ~ -
(1,3 Y- 0,8)
Paro i de pe rmé abilité IJ ;, 35 - (pa roi AB) Ci ~
CCSTB
A (fig ure A-5-2)
+ 0,6 (1,8 - 1,3 y)
~ AU D (figure A -5-4)
C
Règles NV6S
147
Annexe 5 : Exemple s de détermination de s acti o ns intérieures unitaires pour des constructions co mpo rtan t des parois partiellement ouvertes
5,23 Const ruct io ns ouvertes comportant deux parois opposées ouvertes Les pa rois ouvertes o nt un e pe rm éabilité ~ ~ 35. Les aut res parois ont des p erméabilit és ~ ~ 5. Les deux p arois ouvertes p erm ettent l'écoulement de l'air. Le seul cas à ret enir pour les inte rpolations est ce lui de s p arois sit uées hors d u courant d 'air.
VENT
B
C
1
1
q
q
(~
;, 35) normales au v e nt (figure A-S-S)
Sur chacune des parois A B, BC, CD et A D, on applique :
1
VENT
5,231 Parois o uv ert es
1
tJ B
A
soit une surpression c. ~+ 0,6 (1,8-1,3y) soit une dé pression <; ~ - 0,6 (1 ,3 y - 0,8).
5,232
Parois ouvert e s ( ~ ;, 35) parallè les au ve nt {figure A-S-61
Sur chacune des pa ro is A B, BC, CD et A D, on app liq ue: soit une surp ressio n
<;
soit une dépression
Ci ~ -
(figure A-S-6)
~+
0,6 (1 ,8 - 1,3 y)
(1 ,3 y - 0,8).
5 ,3
Exemples de déterminations des actions intérieures unitaires pour des constructions comportant une ou plusieurs parois partiellement o uvertes
5,31
Méthode de calcul
Elle est définie pa r le comment aire 111-2,1 44. Parm i les nombreu x exemples q ui peuvent se présent er, il en a été choisi tro is caract érist iques ; les aut res exe mples p euvent se tr ait er e n ap pliquant les mêmes princip es. Da ns les exe mples qui suive nt , le coeff icie nt y est pris éga l à 1 qu ell e que soit la d irectio n du vent, et les perméabilité s des parois partie llement ouvertes sont pr ises éga les à 15 % et 25 %.
5,32 Exemple 1 La p aroi opposée à Ja paroi partiellement ouverte de p erm éab ilit é ~ ~ 15, a une perméabilité ~ ~ 5 et fait obstacle à J'écoulement de l' air. Ce cas étant intermédiaire entre le cas 5.21 et le cas 5.22, o n interpole p our chaque direction du vent entre les actions int érieures de même signe déterminées selon 5.21 et 5.22.
C CSTB
Règles NV 65
148
Annexe 5 : Exemples de détermination des actions intérieures unit aires pou r des co nstructions co mportant des pa rois partiellemen t ouvertes
Direction du vent
Interpolation
Actions int e rie ures cj
B ~C ~
Paro i A B
Y;M
ouve rte au ve nt
A +0 3 0
Paro is BC, CD et A D
~ -M
A: ,< '
= - 0,30
CI
~!"15 1'<' C~ ' B, 1!S5 C
Pa roi pa rtie llemen t
~ + 0,30 + 0,50 15 - 5
C,
>0
=
35 - 5
+ 0,47
>O.
CAS5.221
Figure A-S-7
A
°bB °D~ l M ..:o. '~~A
Paroi AB
>0,
Paroi partiell ement ouverte sous le v ent et
'
~
normale au ve nt
Parois BC, CO et AD
CAS5.21
C
c, ~ - 0,30 - 0,20
'B
~>O3
C
-0.5 B
CAS5.222
~ [-----1/0 03
Paro i partiellem ent o uverte sous le ve nt et
parallèle au v ent
v~
CI
- 0,37
= + 0 ,30
Parois BC, CO et A D
c\ ~-0.5 -0.5 :
c, ~ - 0,30 - 0 ,20
C
.!Q
~
- 0,37
30
Fig ure A-5-9
CAS'.223
5,33 Exemple 2
~
30
Paroi A B -0,3
·0.3 C
°
.!Q
Figure A-S-8
CAS 5,21
D
= + 0,30
Cl
c-o,3 s
La paroi opposée à la pa roi partiellement ouverte de perméabilité a une pe rméabilité ~ ;, 35 et permet l'é coule ment de l'air,
~ ~
15,
Ce cas est intermé diaire e ntre le cas 5.22 et le cas 5.23. On p rocèd e d e la même façon q u'au pa rag raphe 5.32. Direction du vent
Interpolation
Actions intérieures t;
'Br
Paroi s AB , BC et AD
-05+ •
v Bi 1':::;5 le~A Paro i parti ell em ent o uverte au v ent
C> :11..15
"
'
CAS 5.231
Paroi partiell em ent norm ale au ve nt
'
ALJ~~ ,,$5 +0,3
AW
o uve rte sous le ve nt et
c~-O,30- 0,2 0 35 - 15
-e.aD
35 CAS5,222
CI =
Paro is AB . BC et AD
8
CAS 5.231
c. =- + 0,30 + 0.20 20 , 30
Paroi parti e llem e nt ouverte sous le ve nt et parall èle au vent
~
Figure A-S- f 1
~ [ ] /o B
CCSTB
c;=-O.30
c) = - 0,50 Paro i CD
c\ ~~ ~
Ci
5+0•
°CAS5.232
+ 0,63
Paroi AB. BC et A D
+0,
CAS 5,223
°
:=
Pa ro i CO
f"
A
+ 0,30
Fig ure A-S-lO
CAS 5.221
c~~Ii~,UA cf;ô.;;\
- 0,43
Paro i CD
~A D~{' ~ .:7 ~ :
~
35 -5
Figure A-S-12
= + 0,30
Règles NV 65
149
Annexe 5 : Exemples de déte rmination de s actions intérieures unitaires pour des constructions comportant des parois partielleme nt ouvertes
5,34
Exemple 3
La paroi o pp osée à la paroi part iellement ouverte de perméabilité 15, est partie llement ouvert e et a une perméabilité de 25. Ce cas est intermédia ire e ntre les de ux exemples précédents 5,32 et 5,33. Interpolat ion
Direction du vent
Actions inté rieures c;
~~c
:+0.4 ",..15:---0.3
Paroi de perméabilité p e të eu ve nt
~
: 11'"15
:
r,-25CAS 5.32
Paroi CO
\,~ :..... '.o43t +0,
A' - - - p~5
l'
Paroi s BC et AD
)<'*1 5 ; .43 :5. .3
A'-o.43 0 CAS 5.33
:«,,37---;-o., :
-0,39
G~ + 0.30 + 0. 17 35 - 25 : + 0,86 30
c ~ + 047 - 0 90 25 -5 '
,
,
30
~ - 0, 1 3 -+ - 0,30
Par oi AB c.: +030 +033 20 "" + 0,52 ' , '30
D~~~;O.,
V'I C B ~ : 1!""25 : ~15 CAS 5,32
Paroi CD
c:,,----6:'~D~o'631 ,A
CI :
-
0,30 - 0,07
10 30 ~ - 0,82
;.;..,1
.0, ' · .3
:
Parois BC et AD c, - - 0.37 + 1,00
cr:osi\ CAS 5,33
[-;;15] ~
~
A
B;'
\~--B .=5 -0, o
+0 , CAS 5,33
+ 0,30
Paroi AB
20 c. ~ + 0,30 - 0,80 30
~
- 0,23 -+ - 0 ,30
C
OCAS5.32
0;.;.25-
20 30 :
Fig ure A-S- 14
-0.37
Paroi partiellement ouverte parallèles au ve nt
~
Figure A-S-13
o :0:371!'
Paroi de pe rméab ilité ~ : 25 au ve nt
c,--0,30-0,13 25 - 5 35 -5
Paroi AB
B'P~5:~~ " 0
Paroi CD
c
e, = -
20 30
0,37 + 0,67 -
Parois BC, A D
=
+ 0,07
c , ~ -0, 37 -0 , 13
20 30
~
~
+ 0,30
- 0,46
Fig ure A-5- 1S
e CSTB
ANNEXE 6
Exemples de détermination d es actions extérieures, intérieures et résultantes unitaires pour des constructions releva nt de l'article 2 du chapitre III
Règles NY 65
152
Annexe 6 : Exemples de détermi nat ion des actions exté rieures. intérieures et ré sultantes unitaires pour des constructions re levant de
J'article 2 du chapitre III
L: annexe 6 g roupe un ensemble d'exemples de détermination des actions extérieures, intérieures, et résultant es unitaires sur quelques types de constructions. Ces exemples ne tiennent compte que des dimensions relatives de la construction. Les règles, dont l'application a permis la détermination des actions sur chaque paroi et sont indiquées en réfé rence et à la fin de chaque exemple, ont fait ressorti r les actions résultantes unitaires qui, en définitive, sont seules
à retenir pou r le calcul des
parois.
Que lques exemples sont t raités de faço n co mp lète; pour d'autres o n s'est born é à ind ique r les actions inté rieu res, les actions extérieures et les act ions résulta ntes unita ires à rete nir. laissant à l'ingénieur le soin de retrouver les d iverses co mbinaisons qui ont co nd uit à ces valeurs. D ans de nombreux cas, on co nsidère le vent soufflant norm ale ment sur une paroi vertica le, p uis sur l'aut re ; et da ns le cas d e const ructions ayant deux parois opposées o uve rtes, on considè re également le vent soufflant obliquement pa r rap p ort aux pa rois. Le s e xempl es exam inés sont les suivants :
6,1
Constructions fermées
6, 11
Co nst ruct ions rep osant sur le sol
6,111
Construction de rapports de di mensio ns inférieurs à 2,5 ; toiture
6,112
Construction de rappo rts de dimensions supé rieurs à 2,5 ; to iture
6,113
à deu x versants p lans symétr iques à deux versants plans symétriques
Co nstruction dont un des rapports de dimensions est inférieu r
à 0,5
; to iture
à deux versants pla ns symétriques
6,114
Co nstruction de rapports d e dimensio ns inférie urs à 2,5 ; toiture en voûte p arabol iq ue au 1/ 8
6,1 15
Construct ion de rapp orts de d ime nsions inférieurs à 2,5 ; toiture en voûte p lein cintre
6,116
Construction de rappor ts de dimensions infér ieurs à 2,5 ; toiture mult iple à versants plans dissymétriques; faîtages perpendiculaires au grand côté
6,117
Construction de rapports de dimensions infér ieurs à 2,5 ; toiture multiple à versants plans dissymétriques, faîtages parallèles au grand côté
6,118
Co nstructi on de rapports de dimensions infér ieurs à 2,5 ; toiture en sheds paraboliq ues mult ip les
6,119
Co nst ruct io n éloignée
d u sol d e rap ports de d imensions
infér ieu rs à 2,5 ; to iture-te rrasse
6,2
Constru ctions comportant des paro is ouv ert es (rep osant sur le sol et de rapport s de dime nsion s infé rieurs à 2,5)
6,21
Co nstructio n ouverte sur un seul côté
6,22
Co nstructio n ouverte sur d eux côté s opposés; toiture à de ux versants p lans symétriques
6,23
Con struction ouve rte sur troi s côté s ; toiture ve rsants p lans symétriq ues
6,24
Double auvent sur mur con tinu
\C e STB
à deux
Règles NV 6S Annexe 6 ; Exemp les de dét ermination des action s extérieures, intérieures et résultantes unitaires po ur des constructions relevant de l'art icle 2 du chapitre III
6,3
Constructions comportant des parois partiellement o uvertes {reposant sur le sol et de rapports de dimension s inféri eurs à 2,5}
6,31
Construction ayant t ro is parois fe rmées et une p aro i pa rtie llement
ouverte, toiture à de ux ve rsants pla ns symétriq ues 6,32
Co nst ruction ayant deux parois fermées, une pa ro i partiellement o uverte et une pa roi o uverte, t oiture à deux ve rsants p lans symé-
triqu es 6,33
Co nstruct ion ayant deux p arois fermées et deux pa ro is o p po sées p art iell em ent ouvertes, toiture à deux versant s pl ans sym ét riq ues
6,1
Constructi o ns fermé e s
6,1 1 Const ructions re posant sur le sol 6,111
Constru ction fermée re p osant sur le sol de r ap p o r t s de dimensions inférieurs à 2 t5 ; toiture à deux versants pla ns symétriq ues
- Dim ension s
a=2b
À,
h =1 ,5b
a
= 0,75
0.5 <
1<
" b= 1.5
x, < 2,5
"-t. c
2,5
ab -0,5
= 3D'
1 f-b - -
hf ~ 0,19 < 0,5
2,/3
- Coefficient 1, Vent su r S.
Vent sur St>
1,
~
R-III-2.12 - d iagra m m e
1
fi gure R-III· 5
- Actio ns ext érieures - Vent norma l aux parois vert icales :
Parois vert icales : R-III-2,131-1 Toiture : R-III-2,131-2 - di agram me figu re R-III-6 - Actio ns intérieures : R-III-2, 141 Actions résulta ntes unita ires à ret enir pour les calculs:
+ 1,10
Paroi s vertic ales:
pression c
(façades et p ignon s)
succio n c ~ - 0,80
Versants de to iture:
succio n c
=
= -
0,80
D ans le cas de ferm es à tr eilli s la comb inaison
C = - 0,60 sur un versant C = - 0)5 sur l'autr e versant peut êtr e p lus défavorab le.
©CSTB
153
154
Règles NV65 Annexe 6 : Exemples de détermination des actions ext érieures. intér ieures et résultantes un itaires pour de s constructions re levant de J'art icle 2 du chapitre III
Vent norm al à Sa
;»
VEN T
"'!<$
ft
~
(±\
~
-a,5O
+0,80
-0,80
-0,50
-0,20
VE~
-0,50
-0,80 Surpression intérieure de + 0,30
Actlons exté rieures et actions intérieures
Dépression Intérleure de -D,3D
Comb ina ison des actions extérieures et des actions intérieures
Fig ur e A-O- 1
Vent no rmal à Sb
-0,
01' "'"",
20
-0,20
J1,VENT
.(1..VENT
..u.
VENT
-0,50 +0,80 +1,10
.(J,50
@ -0,20
-0,50 Actions extérieures et act ions intérieures
-0,20 -0,80 Surpressi on intérieure de + D,3D
Dépression intérieure de -0,30
Combinaison des actions extérieures et des actions inté rieu res
oeSTB
Règles NV 65 Anne xe 6 : Exem ples de déte rminatio n de s actions exté rie ures, intérieures et
155
résultantes unitaires pour des constructions re leva nt de
l'article 2 du chapitre 111
6,112
Constructions f ermées re posant sur le sol d e rap p o rt s de d imensions supé rieurs à 2 ,5 ; to iture à deux versants plans sy m ét riq ues
D imensio ns
a
~
1,2Sb
À.. = 4
1" ~
h=4
5
a~S b
a
~
b
300
•
~ 0, 8
1 -
l ~ b_ 1_
2./3
h
~
0,058 < 0,5
- Coefficient r o Vent sur 5.
ro ~
1,055
R-III-2,12 - d iagramme
S.
ro =
1,105
figure R-III-S
Vent sur
- Actions extérieures - Vent norm al aux parois verticales:
Parois verticales : R-III-2,131-1 Toit ure
: R-III-2,131-2 - d iagr amme figu re R-III-6
- A ctio ns intérieures : R-III-2,141 - A ctions résultantes unitaires à ret eni r p our les calculs:
Façades : Pignons : Versants de toiture :
c ~ - 0,86 c ~ + 1,1 4 c = - 0,86 c ~ + 1,18 c = - 1,23
succion pressio n succion pression succion
D ans le cas de fermes à treillis, la combinaison c = - 0,82 sur un versant c = - 0c80 sur l'aut re ve rsant
peut etre p lus délavo rable.
-0,26
-0.64
-0.64
Actions extérieures et actions intérieures
SurpressionIntérieure de + 0,26
Dépre ssion Inté rieure de -0,34
Combinaison des actions extérieu res et de s actions intérieures
Figure A-6-3 Vent normal à S.
Actions extérieures et actions intérieures
Surpression intérieure de + 0,22
Dépre ssion Intérieure ee- 0 ,38
Combinaison etesactions extérieure s el des actions inléfieu res
Fig ure A-6-4 Vent no rma l à Sb
O CSlB
156
Règles NV 65 A nnexe 6 : Exemples de détermination des act ions exté rie ures. inté rieures et résultantes unitai res pour des con structions re le vant de
l'article 2 du chapitre III
6,113
Con st ructi on fer mée reposa nt sur le so l d on t un des rapports de dimensions est inférie ur à 0, 5 ; toiture à deu x versant s pla ns symét riques
Vent
normal à S.
Vent normal à Sb
- Dimensions :
h
À, ~ 0,4
b - ·0.25 a
1,6 b
~
\,
1,6
- • 0.1Bl < 0,5
f · b --
2../3
- Coefficient 10
~
f
1
~-'"
h
Vent sur S,
10
~
1,00
R-III-2,12 - d iagramme
Vent sur Sb
10
~
0,85
fig ure R-II I-5
- Ac tions ex té rie ures - Vent norm al aux pa rois ver ticales : ~.'"
Parois verticales : R-III-2,131-1 Toiture :
R-II I-2,131-2 - diagramme figure R-III-6 - Actio ns intérieu res : R-III-2,141 Pour le vent normal à la face Sb' la dépressio n de - 0,18 est ramen ée à - 0,20 (R-II I-2,14) - Act ions résu ltan tes unitaires à reteni r po ur les calculs :
Façades : Pignons:
succion pression succion
c = - 0.80
pressio n
c = + 1,00
c~+ 1 . 1 0
c
~
- 0,80
- Versants de toit ure : calcu lés séparément
succio n
c = -0,75
ca lculés ense mb le
succio n
c
~
-0,70
Dans le cas de fermes à treillis. la combinaison c = - 0,75 sur l'autre
c = - 0,60 sur un ve rsant ve rs ant peut être plus défavorable.
6,114 Co nst ruct io n fermée re posant sur le sol de rapports de dimensions inférieurs à 2,5 ; to iture en voûte parabolique au 1/8 - Dimens ions:
a=2b f = 0,125 b
À, =
ab 1
ClCSTS
=
0,5 f
< -
10 a
0.5
~
b
2
f
h =0,125 < "3 1
= 0 125 < -
'
2
à la naissance de la voûte = 260 30'
-e.se
Ac1;~ns
exté rieures et
Actions extérie ures et
actions intérieures
actions intérie ure s
Fig ure A· 6·5
Figure A-6-6
Règles NV 65
157
An nexe 6 : Exempl es de d étermination des act ions ex té rieures, intérieures e t résultan tes unita ire s p o ur d e s const ructions rele vant d e
l'article 2 du chapitre III
Ven t normal
B
- Co effi cient 10 Vent sur S. Vent sur Sb
. ..
~·
VE~
à S.
:
~ 1,00
1 1 0
R-III-2,1 2 - d iagr amm e figure R-III-S
- Actions extér ieures - Vent normal aux paro is vertica les:
~
R-III-2,131-1
Parois verticales:
R-III-2,131-2 - d iagramm e
Toiture :
.
figure R-III-7
Actions exté rieu res
o.
et actions intérieures
.sc
~
Rgure A-6-7
Vent normal à Sb
Act ions intérieures :
- Act io ns résultantes unitaires à ret enir pour les calculs: Parois verticales :
_O·50m_O'50
R-III-2,141
Toitures :
succion
c =- l,10
pression
c
succion
c ~ - 0,80 constant
~
- 0,80
ou variab les avec valeu rs extrê mes (-0,80, - 1,08 et -O,S9)
r!I
ou enco re avec les valeurs moyenn es sur un demi -arc
+[-
0,80 - 1,04 2
-0,50 ~ -c.so
Aerions extérieures
1,06] ~ - 0,99
et sur le deuxième demi-arc
et actions
intérieures
1 -[-1,04 - 2 x 0,76-0,59] ~ -0,79 4
",50
Fig ure A·6-8
Vent normalà 5.
6,115
Construction fermée reposant sur le sol de rapports de dimensions inférieurs à 2.5 ; toiture en voûte plein cintre
- D imensions :
Actions
extérieures et actions intérieures Figure A-6-9
a =2 b
À. =
f
ab = 0,5
~
O,S b
a
=
0,5 1 f 2 < - = 0, 5 < 10 h 3
à la naissance de la voûte
=
90°
Co eff icient 10 ~,"
Ve nt sur
Sa
R-III-2,1 2 - di agr amme
Vent sur
S.
figure R-III-S
Vent no rmal à Sb
- A ctio ns exté rieures - Ve nt norma l aux paro is verticales :
R-III-2,131 -1
Parois vert icales:
-l].VENT
Actions
i!I O"c:J~"
R-III-2,131-2 - d iagramme figure R-III-7 - Action s int érieures : R-III-2,141
Toitures :
- Act ions résultantes unitaires à retenir pour les calculs : Parois vertica les :
exté rie ures et actions int érieu re s Figure
A-6- 1a
-e.ec
Toitur e:
pr ession
c = + 1,10 c = - 0,80
soit succion constante
c
succion
= -
0,80
soit succion et p ression comb inées ©CSTB
Règles NV 65
158
Annexe 6 : Exemples
de déterrrination des actio ns exté rieu res, intérieures et résulta ntes unita ires pou r des co nstructio ns re levant de l'article 2 du chapitre III
6,116
Construction f erm ée reposant sur le sol de rappo rts de d imensions inférieurs à 2,5 ; toiture multiple à ver sants p lans d issymétriques; f aîtag es perpendicu laires au grand côt é
D ime nsions:
a
8
~ - b
1,., =0, 19
3
h ~ 0,5 b
1,.b
b a f
~
0,50
< 1
0375
f~b -'3
=
60°
-
~
Q2=
30°
h
~ 0,29
al
< 0,5
'
12
< 0,5
- Co effic ient v0 Vent sur S,
10 ~ 1,00
R-III-2,12
Vent sur Sb
10 ~ 0,85
d iag ramm e fig ure R-III-5
- Actio ns exté rieures - Vent normal aux pa ro is verticales :
Paro is verticales :
R-III-2,131-1
Toi ture : R-III-2,131-3 - d iagramme figur e R-III-6 - Ac t io ns int érieures : R-III-2,141 Pour le vent norm al à Sb et S'b' la dép ression inté rieure de -0,18 est rame née à - 0,20 (R-III-2,14). - A ct ions ré sultantes unitai res à rete nir pour les calculs :
Façades : Pign ons:
succio n pression succion pre ssion
c~ c~ c~ c~
Vent normal à Sb
- 0,80 + 1,10 - 0,80 + 1,00
Petits ve rsants de toiture:
succio n c ~ - 0,80 p ression c ~ + 0,68 pour le pre mier versant. c ~ + 0,56
VE~
-e.sc
p our le s ve rsants suivants. G rands versa nt s de toiture :
succion pression
Actions extérieures et actions intérieures
Figure A-6- 11
c ~ - 0,80 c ~ + 0,20
Vent norma l à S'b
<.,.
C CS1B
Vent normal à S•
...
<."
-o.ec
-e,ee
@ -e.sc
Actions extérieures et actions Întérieu res
Acti ons extérieures e t actions inté rieures
Figure A-6-12
Fig ure A-6- 13
....
Règles NV 65
159
Annexe 6 : Exemples de détermination des actions extérieures, inté rieures et résult antes unitaires pour des constructions rele vant de l'art icle 2 d u chapitre III
6,117
Vent normal à S.
Construction fermée rep osant sur le sol de rapports de
dimensions infé rieurs à 2,5 ; toiture multiple à ve rsants plans d issymétriques, faîtag es parallèles au grand côté
- Dim ensio ns :
'B _83b h
=0,5 b
a,
=60
0
_0,50
u z :: 30°
À..
=0,19
< 0,5
À. b
=0,50
< 1
-0 375 '
f= b
.
!:
.J3 12
f
< 0,5
h = 0.29
- Co efficie nt Yo
Actions ex té rieures et actions intérieu res Figure A -6- 14
Vent sur Sa
10 ~ 1,00
R-III-2,12 - d iagr amme
Vent sur Sb
10 = 0,85
figure R-III-5
- Actio ns exté rieures - Vent norm al aux pa rois vert icales: Parois vert icales: R-III-2,131-1 Toi ture : R-III-2,131-3 - diag ramme f ig ure R-III-6
Vent normal à 5'.
- Actio ns int éri eures : R-III-2,141 Pour le ven t norm al à Sb' la dé p ressio n intérieure de - 0,18 est ram en ée à - 0,20 (R-III-2,14l. Actions résult antes à ret enir po ur les calculs: Façades : Pign o ns :
succion pression succion pressio n
c ~ - 0,80 c ~ + 1,10 c ~ - 0,80 c ~ + 1,0
Vent normal à Sb
.~
-0.50
.e.se
Actions extérieures et actions inté rieures Fig ure A -6-15
Petits versants d e toiture : succio n c = - 0,80 . 0.30 pour le premie r versant. c - - 0)0 pour les versant s suivants. p ressio n c ~ + 0,65 pou r le premier versant . c = + 0,56 pour les versants suivants.
~
~
' O~
· 0.30
:.0. 30
Grands versants de toiture : succio n c ~ - 0)5 pou r le p remier versant. c = - 0)0 pour les versants suivants. · 0 30
Actions exté rie ures et actions inté rie ures Rg ure A-6·1 6
e csrs
Règ les NV 65
160
Annexe 6 : Exemples de détermination des action s ex té rie ures. intérieures et résultantes unitaires pour des constructions relevant de
l'article 2 du chapitre III
6,'18
Construction fermée re posant sur le so l de rappo rt s de dimensions inférieurs à 2,5 ; toiture en sheds pa raboliques multiples
Vent normal à Sb
. 0 ,31
- Dim en sion s:
a=3 b
a,
à la naissance
a,
~
= 0,4
< 0,5
f
< 2,5
ab
de la voûte = 45"
b
= 0,33
- 0 37
..!. = 0,29 < 0.5 h
angle du ve rsant plan avec l'horizontale
~
68'
-0 ,37
- Coefficient 10
Vent sur S, Vent sur Sb
- 0,37
v'1!!!:>
Actions extérieures et actions
1, ~ 1,00
1, = 0,90
intérieures
R-III-2,12 - d iag ramme
Figure A-6-17
figure R-III-5
- Actions ext érieures - Vent normal aux parois ve rticales :
Parois verticales : R-III-2,131-1 Toiture : R-III-2,13 1-2 et 3 - diagrammes fi gure R-III-6 et R-III-7 - Actions inté rieures : R-III-2,1 41 . Actions résultantes à retenir pour les calculs: Façades :
pression
~ -0,80 c=+ 1,10 c ~ - 0,80 c > + 1,02
Succion Pression
c c
succion pression
Pignons:
succion
Vent normal à 5'b
~NT
c
Versants plans : ~ ~
-0,37 9rDID:jIIIIIIlDIDDIDlIIIrrrlmil - 0,37
- 0,80 + 0,65
Actions extérieures et actions intérieures Figure A-6-18
po ur le pre mie r ve rsant inte rmé d iaire.
c
~
+ 0,80
po ur le dernier versant.
Vent normal à S.
Versants pa rab o liques: succion
c
~
pour la partie haute du premier et du dernier versant (- 0,80 correspondant au point de dépression: -0,42). c
~
" " "
~.,
- 0,80
pour la tota lité d u versant intermédiaire et les p arties basses d u p remie r et du de rnie r versant. c = variant de - 0,80 à - 0,86
pression
="-
-0.37= _ --"'=
variant de +0,38 à 0
,09
-0 .50
.~~
~ ~VENT
_0.5O~_ 0.5(
pou r la pa rtie basse du premier et de + 0,34 à 0 pour la partie basse du ve rsant inter méd iaire et du de rnier versant (la p ression nulle correspond
au point de dépression : - 0,22).
-0.50
Actions extérieures et actions intérie ures Figure A-6- 19
eCSTB
-o,sc
Règles NV 65
161
Annexe 6 : Exemples de déte rmination d es actions exté rieures, intérieures et résult antes unitaires pour des constructio ns relevant de l'article 2 du chap itre III
Vent norma' à S.
.0.:,. ~
- 0,35
6,12 Construction fermée éloi gnée du sol d e ra p po rts de dimensions infé rie urs à 2,5 ; toiture-terrasse - Dimensions ;
0.58
a~ 6b
À. ~ 0.166 < 1
h ~b
Àb ~
~ ~3
b -
e
~
0.5 h
+ 0,&0
-0 ,110
"
-0.59
h'
a
1.0 < 2.5
~O , 1 66
- Coefficien t y. Vent sur
S.
Vent sur Sb
y.
~ 1,07
y.
~
R-III-2,222
O.SS
Acti ons ext érieures - Vent norm al aux p aroi s verticales: -0 .59
R- III-2.23 R-III-2,23 R-III-2,23 - Acti ons int éri eu res : R-III-2,24 Pou r le vent norm al à Sb' la dépressio n int érieure d e - 0,18 est ram ené e à - 0,20 (R-III-2,14), - Act io ns résultantes unit aires à ret en ir p our les calculs :
Parois verticales: Toit ure : Paroi infér ieure :
-0.59
Actions extérieures et actions intérieures
Paroi s vertica les: Façades:
Figure A..f1.-20 Vent normal à SI>
~.
-c.ac lI!i 0'~
Pignon s : Toiture : p lancher infér ieur:
succio n p ression succion p ression succio n succion
c
~
- 0,84
c ~ + l , 15
c
~
c
>
- 0,S4 + 1,00
c= - l ,OS c ~ - 1,22
6,2
Const ructio ns comportant des parois ouve rtes
6,21
Construction reposant sur le sol de rapports de dim ensions compris entre 0,5 et 2,5 ; une d es parois verticales est ouverte ; les aut res parois existantes so nt fermées
- 0,80
~VENT
+0.80
Les trois const ructions considé rées ne diffèren t qu e par la forme de la to iture. Exe mp le 1 : toit ure à un versant plan. Exem p le 2 : toit ure à voût e p arab oliq ue. Exempl e 3 : t oit ure à deux versant s p lan s symétriq ues.
-0 .30
~ ~
Façade
Pignons
Toiture
Exempl e 1
p ression c = + 1.30 succion c = - 1,30
pressi on c = + 1,30 succion c = - 1,30
succion c = - 1,16
Exem ple 2
pression c _ + 1,30 succion c = - 1,30
press io n c _ + 1,30 succio n c = - 1,30
O,~
- 0.30
Actions extérieures et actions intérieures Figure A-6~21
Exem pl e 3
pr ession c = + 1,30 succion c = - 1,30
pression c = + 1,30 succio n c = - 1,30
succion c va riant
de - 1,52 à - 1.08 Paroi AB pressio n c = + 1,10 succio n c = - D,BD Versa nt Be pressio n c = + 0,14 succion c = - 1.32 Versant CD succion c = -1 ,16 ©CSTB
162
Règle. NV 65 Annexe 6 : Exempl es de détermination des actio ns ext érieures. int érieures et résult antes unitaire s pour des constructions re levant de
l'article 2 du chapi tre III
Co efficients 10 ~ 1,00
Action s extérieures - Ve nt normal aux p arois verticales : Paroi s vert icales :
R-III-2, 131-1
Toiture :
R-III-2,131-2 et 3 - d iagrammes fi gure R-III-6 et R-III-7
Ven t so ufflant sur la paroi ouverte Actions extérieures et actions intérieure s Exemple 3
Exempl e 2
Exemple 1
Action s inté rie ures:
.
R-III-2,142
Action s résultantes unitaires à reteni r dans les calculs . '-'0
"'~
~
., "
.e.ee
g
VE
~
,." q VE
-0,50
Vent soufflant sur la paroi opposée il la paroi ouve rte Actions extérieures et action s intérie ures Exemple 1
. 0.50
~ .ase
~
~
,." ~
MO
-0.50
Actions Intérieures
'."
Actions Intérieures
Acti ons intérieures
sur toute s les paro is Cl = + 0,80 sur toules les parois CI
= + 0,80
surie paroi AB CI =·0,30 sur les autres paroi s Cl = + 0,80
Exemple 3
Fig ure A-6-22
E:4--.,"
E:4--
.0.80
~
- 0.50
- 0.50
Vent p arallèle à la paroi ouve rte Actions extérieures et actions intérieures
,-"
ActionsIotérifins sur Ioules les peroll
.,"
Aclions n~
sur toutes les parois Ci = - 0,50
Ci "' - 0,50
Figu re A -6-23
. ,-"
Actions intérielX8S
sur la paroi AB Ci '" + 0,30 sur les autres parois Ci:: - 0,50
-,-.,
Exemp le 3
Eoœmp>. 2
f!]- ~ ~-
~~m
·0.80
$--
.0."
'.M
_\1.&0
AcUons Intérieures sur toutes les parois CI"- 0,50
$--
C -0-"0
,-"
'E:4--
.'-"
r .0.110
'"
_0.50
Actions Intérieures sur toute s les paro is Cl = - 0,50
Figure A -6-24
c eSTB
.,,,,
$--
,."
· 0 .&0
AcUooa Intéri aures sur la paroi AB Cl "" "1-D,3D sur las autres paro is Ci:: • 0,50
Règles NV 65
163
Annexe 6 : Exemples de détermination des actions extérieures, intér ieures et résultantes unitaires pour des cons tructions relevant de l'article 2 du chapit re III
Vent normal à Sa
-
6,22 Con struction reposant sur le sol de rapports de dimen sions vérifiant les inégalités suivantes: 0,5 ~ 'A, ~ 2,5; 1 ~ 'A b s 2,5 ; les deux pignons sont co mp lè t e me nt ouverts; les façades et les versants de toiture sont fer més ; toiture à deux versa nts plans symétriques 7 Dimensions : a = - b 3 Coefficie nt Yo
0.80
-O.SO
~ ~
Vent sur S,
1, = 1,00
R-III-2, 12 - diagramme
Vent sur Sb
1, = 0,95
f igure R-III-5
Différentes d irectio ns de vent envisagé es :
1. Le vent est normal aux façades latérales (f ig ure A-6-25) Le co urant d 'ai r ne t raverse pas la const ruct ion. Actions extérieures et actions inté rieures Figure A-6-2 5
Vent normal à Sb
Q .(].VENT
Ac t ions exté rieures :
Parois verticales : R-III-2,131-1 Toit ure : R-III-2,131-2 - diagramme figure R-III-6 - Actio ns intérieure s: R-III-2,143 2. Le ven t est parallèle aux fa çades lat é rales (figure A-6 -26) Le courant d 'air t raverse la const ructio n et ne produit aucune acti o n sur le s pa rois vertica les ex istan tes; par contre il a un effet d 'entraînement sur la t oitu re alo rs assim ilée à une to it ure isolée (annexe 7).
3. Le vent est oblique par rapport aux parois de la co n st ructio n (figure A-6-27) Son action, pour des inclinaisons variant d e 0° à 90°, est ret enu e lorsq u'ell e est supérieu re à celle d 'un vent pe rpe nd iculaire (§1),
Vent ob liqu e
lorsque le vent es t parallèle au faîtage et aux parois ve rticales, il ne produ it a ucune action sur les parois verticales, et uniquement une force d'entraînement sur la toiture. Figure A-6-26
c<+1,10
cvarlable
,-------,-= =
-1,30
O,5d
O,5d
L_---'_>=~ -1 , 30
Actions max imales pour un vent oblique sur la toiture et sur la face sous /e vent
Enveloppe des actions maximales, toit ures et face sous le vent
Figure A-6-27 ©CSTB
164
Règles NV 65 Annexe 6 : Exemples de détermination des actions extérieures, intérieures et résult ant es unitaires pour des constructions relevant de
l'article 2 du chap itre III
- Façad e au ve nt ; l'act io n exercée par un ve nt d'inclinaison variable rest e
Vent frappant la face intérieure de la paroi exista nte
inférieure o u ég ale à celle d'un vent pe rpendiculaire; elle n'est pas p rise en considération. - Façad e sous le vent : le vent peut attaquer la face intérieure sous un angle variable produisant ainsi une surpression intérieure variant de + 0,80 à 0 pour un angle d'attaque variant de 65° à 25° (R-III-2,143), la succion
VE,!!L,.
extérieure resta nt éga le à -D,50. La succion ré sultan te
......"
à ret enir pour les façades vertica les est donc (comme indiqué par la figure A-6-27) l'envelop pe des efforts max imaux pour d es ven ts inclinés de faço n symétriq ue
A
C
9-
-0.50
a)
b)
par rap port aux axe s d e la co nstruction. - Versants de t oiture: l'action du vent pe ut s'assimiler à l'acti o n d 'u n vent ob lique sur une toit ure isol ée (R -III-4,233-2) soit c. ~ + 0,50 sur toute la surface de la .
a
- 0.50
'
to iture (h > - )
- Actions résuftant e s unitaires à ret en ir pou r le s ca lculs : Paroi s verticales : pr ession c ~ + 1,30 succio n c variab le de - 1,30 à 0,99
7 (cette d ernière valeur d écoulan t du fait qu e a - - b )
a) Action sur la construction considéré e comme ouverte b) Act ions sur la constru ction considérée comme iso lée .lorsque le vent est ob lique, on tient com pte d 'un e surpres sion inté rie ure de + D,50 Rgure A~6·28
3
Versants de to it ure: pression c = + 0,30 succion c = - ',00
6,23
Construction re posant sur le sol de rapports de dimensions vérifiant les inégalités sui vantes: 0,5 ::; À.a ::; 2,5 ; 1 ::; À.b ::; 2,5 ; b/a ~ 0,5 ; trois parois verticales sont ouvertes en totalité; une paroi verticale est fe rmée; toiture à deux versants plan s symétriques
- Coefficient 1° ~ 1,00 - Actions extérieures - Vent normal aux parois verticales : Parois verticales : R-III-2,131-1 Toit ure: R-III-2,13 1-2 - diagramme figu re R-III-6
Vent frappant la face extérieure de la paro i existante
- Actions rés ultantes unitaires à rete nir d ans les calculs : Paroi verticale: pression c = + 1,30 succ io n c~-l,30
To it ure : ce sont les pl us défavor abl es soit des act io ns résultantes unit aires d éterminées à l'aide des actions ext éri eures et int érieures défi -
nies ci-dessus, so it d es act ions relative s aux t o itures iso lées (annexe 7 et R-III-4,233-1 et 2). Versant AB:
pr ession c ~ + 0,97
+O.80 ~
succion c ~ - 0,88 Versant BC:
p ressio n c
~
+ 0,42
succio n c = - 1,29 Fig ure A-6-29
ceSTB
Règles NV 65
Annexe 6 : Exemples d e déterminat ion des actions extérieures , intérieures et résultantes unitaire s pour des co nst ruct ions relevant de l'article 2 du chap itre III
Vent normal à la p aroi ve rticale
6,24
Double auvent sur mur continu
- Coeff icient Yo ~ 1,00 - Les act io ns résult ant es unit aires à retenir d écoul ent de l'ap pl icat io n des
règ les suivantes : Actions du vent
Vent normal à la paroi verticale (fi gure A-6-30 )
:
Paroi vert icale: R-III-2,131-1
c = ± 1,30 Toiture considérée comme appartenant à une const ruction ouverte : R-III-2, 131-2 - diagramme figu re R-III-6 Combinaison des actions du vent
~ 1 1
Le versant de ga uc he est sous le vent et le versant de droite est calcu lé com me s'il éta it au vent , sans la rédu ction de 25 % dont il est parlé en R-III-2, 131-31, car il ne s'agit p as là d 'une toit ure mu lt ip le. Toiture co nsidérée co mme une toiture isol ée : R-III-4,233-1 p ressio n c = + 0,50
D'où :
1
Toiture considérée comme isolée
succio n c
~
- 1,25
Vent parallèle à la p aroi vert icale : Force d'entraînement (R-III-4,02) sur les deu x faces de la toiture.
6,3
Constructions comportant d es p arois partiellement ouverte s re p o sant sur le sol
6,31
Construction reposant sur le sol de rapports de dimensions inférieurs à 2,5 ; ayant trois parois fermées et une paroi partiellement ouverte (perméabilité Il = 25) ; toiture à deux versants p lans symétriques
- Dim ension s :
=0,75
a= 2b
Â..
cr = 30'
f= b - ' -
H
~
2-/3
a
= 1,5 b
=0,5
- Coefficient Yo
Vent sur S. Vent sur Sb
x, = 1,00
R-III-2,12 - diag ramme figure R-III-5
- Actio ns extérie ures - Vent norm al aux paro is vertica les: Paroi s ve rtica les : R-III-2,131 -1 Toi t ure :
R-III-2,131-2 - d iag ramme figure R-III-6
- Actions int érie ures: R-III-2,144 @ CSTB
165
166
Règle. NV 65 A nnexe 6 : Exemples de d étermination de s act ions extérieu res, intér ieures et résult antes unit aires pour des co nstruct io ns releva nt de l'art icle 2 d u chapit re III
Paroi partiellement ouverte AB
Direction du vent Paroi parti ellement ouverte AB au vent
t; = - 0.30
Paroi partiellement ou verte AB sous le ve nt et norma le au vent
Cl =
Paroi partielle men t ouverte AB sous le ve nt et par allèle au v ent
Paroi fermée CO
c,'" + 0,30 + 0,50 25 -5 35 - 5
+ D,3D
Ci = +
C, • -
0,30 - 0.20 20 30
0,30
~
=
Parois fermees AD et BC - (pig n on s)
toiture EF et FG
Co = + 0.63
<; = + 0.63
= - 0,43
cj = - 0,43
+ 0,63
-0.43
Ci
Versants de
C, = - 0,43
c, = - 0.43
CI =
- 0,43
Il e st bon de se re porte r à l'annexe 5 qui est une application de la règ le 111-2.144. avant d' aborder le calcul suivant. - Actions résultantes unitai res à rete nir d ans les ca lculs: Les act io ns résult ant es unit aires sont donn ées pour chaq ue d irect ion de
ve nt norma le aux parois pa r les figures A-6-31, 32 et 33. Les act ion s à reteni r sont les suivante s : Versants de toitu re
Paroi pa rt iellement
Parois fer mées AB,
ouverte AB
BC et CD
EF
Pressio n
c = +1 ,10
c=+ 1,23
c=+ O,13
Succio n
C
= - 0,80
c= -1 ,13
c = - 1,08
' 8
Vent normal à S~
'0.~
.tJ·
,80
G
~NT
-0, 50
n
o
' ~ :~ 5'llo
pas de p ressi on c = - 0 ,93
.n. ".
Vent normal à
•
F
E
-e.sc
G
VE~
...........""s 5%
25%
-o.so A
25%
°ü -o~:
A -0 ,"
VE~ c
-1,13
•
•0,50
S~
0 ,00
-1,13
PEJWÈA8ll.1'ŒS 5'llo 25'llo
FG
0
D o'o
~ Il -0"
B
C
. O.07
B
Actions extérieureset actions intérieures : Actions extérieures et actions intérieures : sur la paroi AB Cl= - 0.30 sur la paroi AB Ci = 0,30 Combinaison des actions sur les autres parois et les versants sur les autres parois et les versants Combinaison des actions de toiture Cj =+ 0.63. ecténeuree et des actions intérieures extérieures el des actions int érieure de toiture Cl = - 0.43.
Figure A-6-31
©CSTB
Figure A- 6·32
Règ le. NV 6S
167
Ann exe 6 : Exempl es de déterm ination d es actions exté rieu res, intérieu res et résultantes unitaires pou r d es co nst ructi ons relevant de
J'article 2 du chapitre 111
Vent normal à
~
Cl [j
.~'
-0.50
[] ~VENT
~.•.ec
.•.sc
··"U
-0.50
C
...
-0 .01
.~~'
0
,
- 0,80
-0 .50
8
- 0,01
.0,50
Combinaison des adlons
Actions extérieures et actions intérieures: $Ur la paroi ABCI. 0,30 sur les aulres parOiSet les versants de toiture ct : . 0,43.
extérieures el des actions intérieures
6,32 Construction reposant sur le sol de rapports de d imensions inférieu res à 2,5 ; ayant d eux parois fe rmées, une paroi partiellement ouverte (perméabilité 1.1 = 20) et une paroi ouverte, toiture à deux versants plans symétriques - Dim ension s :
a =2b
À..
= 0,75
À. b
b
f = _b_
a
di
= 1,5
h = 1,5 b
= 0,5
0,-__-,,'
,, ,, ,, ,, ,,
,,,
Figure A-6- 34
- Co effi cient 10
Vent sur S. Vent sur Sb
R-III-2,12 10 = l ,DO
diagramm e figu re R-III-5
On étudie successivement l'action d'un vent no rmal aux parois vert icales puis d' un vent ob liq ue.
1) Vent no rmal aux paro is - Actio ns extérieures:
Parois verticales: R-III-2,131 -1 Toit ure:
R-III-2,131-2 - d iag ramme fig ure R-III-6 © CSTB
168
Règles NV 65 Annex e 6 : Exemples de dé t ermination des actions extérieu res, intérieures et résult antes un itaires pour des co nstructions relevant de l' art icle 2 du chapitre III
Direction du vent
Pa roi partiellement
Paroi ouverte
auverteAB
CO
c,,= + O,BO
c,= -O,5D
c. = - 0,50
Co = - 0,30
c. = - 0,45
Paroi part ielleme nt ouve rte AB sous le vent et norma le au ve nt
ce = -D,SD
C, = + 0,80
c. = - D,50
ca = - 0,45
c" = - 0,30
Paro i partie llem ent ouv erte A B so us le vent et parall èl e au ve nt
c. = - 0,50
c, = -
c. = - 0.50
c. = - 0.50
Paro i partie llem ent ou verte AB au ve nt
Versants de toiture EF et FG
Paro is fe rmées BC et AD
paroi au ve nt c, = + 0,80 pa roi so us le ve nt c, = - 0,50
D,50
- Actio ns inté rieures , R-III-2,144 (voir annexe 5) Direction du vent
Paro i partiellement ouverte AB
Pa ro i partiell ement o uve rte A B au vent
C, ~ -
Pa ro i partiell em ent o uverte AB
sous le v ent et norm ale au v ent
Ci =
35 -20 0,30 - 0,20 - -35 -5
35 -20 + D,3D + 0,50 35 - 5
Pa roi partie llement o uve rte AB
Paroi ouverte
Pa rois fe rmée s
CO
BCetAD
~
- 0,40
CI = +
=
+ 0,55
Cl =
c,=- 0,50
sous le v ent et para ll èle au vent
D,3D
- 0,30
CI = +
0,30
- Actions résult antes unitaires à retenir dans les calculs : Les act ions résult antes unitaires sont donn ées pour chaq ue directio n de vent normale aux parois pa r les f igures A-6-35, 36 et 37.
' tl v
E
. 0,80
..0 ,
.,
Vent normal à S,
··Os
Q~ -0,80
G VENT
Ç5
,
Dg,
,, ,~.oo
,G
1
".
- 0.80
".00
,
,, ,,:0.00 ,
,,
- 0,80
'=;!' -.......--'. ,-' 05
Paroi partiellement ouverte au vent Fig ure A-6-35
ceSTB
Paroi partiellement ouverte sous le vent et norma le au vent
Paroi partiellement ouverte sous le vent et parallèle au vent
Figure A -6-3 7
Cl
= - 0 ,40
Versan t s d e t oiture EF et FG Ci =
- DAO
CI =
+ 0 ,55
CI = +
CI =
- 0 ,50
Ci =
D,55
- 0,50
Règles NV 6S Annexe 6 : Exemp les d e déterminati on de s actions extérieu res, int érieures et résult ant es unit aires pour des constructions relevant de l'arti cle 2 d u chapitre III
Les actio ns à ret enir sont les suivantes : Paroi partie llement ouve rte AB
Paro i o uverte CD
Paroi s fer mées BC elAD
c= + 1,20
c = +1,10
c=+l,30
c= + O,l O
c=- 1,05
c=- 1,00 c = - 0,85
Pression
c= - l, 05
Succion
c= - 0,80
Versants de to it ure EF FG
2. Vent obliq ue aux p aroi s Lorsqu'i l existe une paroi o uverte, il f aut examiner l' action d'un vent obl iq ue (R-III-2,143-2) sur la face intérieure des parois fe rmées; cette actio n se traduit par des surpressio ns Ci = 0,02 a - 0,5 q ui sont supérie ures à la surp ression dét erminée sel o n R-III-2,l44 q ui, dans le cas pa rt iculier envisagé, a pour valeur S ~ + 0,55. La répartit ion des surp ressions ainsi produites dépend essenti ellem ent d e l'emp lacement et des di mension s de l'ouvert ure. Dans le cas d e figure, elle varie de + 0,80 à + 0,63. Figure A-6-38
6,33 Construction reposant sur le sol d e rapports d e dimensions infé rie urs à 2,5 ayant deux parois fermées et deux parois opposées partiellement ouvertes (perméabilité ~ = 15 et ~ ' = 25) ; toiture à deux ve rsa nts plans symétriques - Dim ension s :
F
1...
E~G 1
1
1 1
i•
1 1
!
,
1 Il''' 15
1 •
1 Il''''25
di
- Co efficie nt 10 Vent sur S, Vent sur Sb
e
h = 1,5 b
f ~ b _l_
•
1
= 0,75
R-III-2.12 - diagramme
10 = l,DO
figure R-III-5
c
1
On étud ie successivement l'acti on d'un vent no rma l aux p arois verti cales pu is d' un vent oblique,
1 1 1 1
1 1 1 1
1. Vent normal aux paroi s - Actions ext érieures :
1
1 1 1
Paroi s vert icales : R-III-2,131 -1
, A
Toit ure : R-III-2,131-2 - diagramme fig ure R-III-6
D
Directi on du ve nt
Paro i AB de permè eb illté ~ = 15
Paro i CO de per méabilité ~. = 25
Paro i AB ( ~= 15) au ve nt
c" = + 0.80
Cg= - 0,50
Pa roi CO (~ . = 25) au ve nt
c. = - 0.50
Pa rois partiellem ent ouve rtes pa rallèles a u ve nt
Cg = - D,5 0
Parois fermées BCet AD
Versa nts de toiture EF et fG
c.= -O,50
c. = - 0.30
c..= - 0,45
c. = - 0,80
c,,=-O,50
c. = -0,45
c.= - O,30
c,,= - O.50
paroi a u ve nt c. = + 0.80 pa roi so us le ve nt c. = - 0,50
c,,= - 0,50
c g = -O,50
OCSTB
169
170
Règ les NV 65 Annexe 6 : Exemples de détermination des actions exté rieures, intérieures et résult antes unitaires pour des co nstructions relevant de l'article 2 du chapitre III
- Actio ns intérieures : R-III-2,144 (voir annexe 5) Paroi AB de pe rméabilit é ~ = 15
Paroi CO de permèebll lté p' = 25
Paro i A B (I-I = 15) au ve nt
CI = - 0.30 - 0.20 35 - 15 25 - 5 ~ _ 0,39 35 - 5 35- 5
15- 5 35-25 ~ + 0 36 35- 5 35 - 5 '
Paroi CO (1-1' = 25) a u ve nt
35 - 15 25 - 5 - - - - -35 - 5 35-5
Direction du
vent
Ci - + 0.30 + 0,50 ~
+ 0,52
Ci =
Versants de
Parois ferm ees A D et Be
to itu re EF et FG
+ 0,30 + 0,50 CI
= - 0.30
Ci
= - 0,30
Ci
= + 0,30
Ci
= + 0,30
Ci = - 0.30 - 0,20 15-5 35 - 25 - - - - - - ~ - 0,32 35 -5 35 -5
Paroi s pa rtie llement
= - 0,30 - 0,20 15 - 5 - 0 20
c; ~ - 0,30
o u ve rtes
35 - 5
C; = + 0,30
'
35 - 15 25- 5 _ - 0,46 35 - 5 35- 5
parallèles au v e nt
Ci =
- 0.46
- Actio ns ré sultantes unitaire s à rete nir dans les ca lculs : Les act ions résult antes unitaires sont d on nées pour chaqu e d irectio n de vent norm ale aux parois pa r les fig ures A-6-40, 41 et 42. Combinaison des actions extérieures et des actions intérieures
0" "''''
0 E
-0,80
~;lO
-e.ec
. 1,00
A -0,04
-c.ee Paroi de perméabilité u e ts eu veot Fig ure A-640
Parois partiellement ouvertes parallèles au vent
Paroi de perméabilité ~ ' = 25 au vent Figu re A-6-4 1
Figu re A-6-42
Les action s à rete nir sont les suivantes : Paroi AB de perméabilité p = 15
Paroi CD de perméabilité
Parois fermées BC etAD
Versants de toiture EF
Pression
c = + l,19
c = + l , l2
c =+ l,26
pa s de pr ession
Succio n
c =- l ,02
c ~ - O ,86
c ~-O,80
c = 0,75 c =- O.60
~'
= 25
2, Vent oblique aux par oi s Il peut êt re nécessaire d' exam iner l'act ion d'u n vent obliqu e ; ceci dépend uniq uement de la répart it ion des o uvert ures et de leurs dimensions. On procêd e alors comme ind iq ué à l'annexe 6,22. e CSlB
ANNEXE 7 Actions résultantes unitaires sur les parois de constructions ouvertes traversées par le vent
Règles NV 65
172
Annexe 7 : Actions résultantesunitaires sur les paroisde constructions ouvertes traversées par le vent
L: annexe 7 a pour but d e faciliter l' applicatio n de la règ le 111-2,152.
7,1
Tableau
Le tableau ci-ap rès défin it pour qu atre cas p artic uliers les d irecti on s du vent pour lesqu elles l'ut ilisat eur est amené à app liq uer les règ les relatives aux to it ures isolées et précise pour chaque cas les règles à ap pliquer.
De ux fa çade s op po sées so nt
ouvertes
Caractéristiqu es de la construction
Directions du ve nt
Règles relatives aux toitures iso lées
Faîtage de la toitu re parallèle aux façade s non ou vert es.
Ve nt parallèle au faitage
Force d'ent raîn ement : R·1I1-4,02
Vent o blique (pou r chaq ue ext rém ité )
Surpression su r les faces int ér ieur es:
Vent nor mal au faîtage
R·III-4,233· '
Vent pa rallè le au faîta ge
Force d'entra îne m ent : R· III-4 ,02
Vent oblique (po u r cha que ext rémité)
Surpre ssion su r les faces int éri eures:
Vent normal au faîtage
R-III-4,233-'
Vent parallèle au faît ag e nor mal à la face intérieu re du pig no n
Force d 'entraînement : R~ III-4,02
~
R·III-4 ,233-2
Figure A-7- 1
Faîtage de la toitu re perp en diculai re aux façades no n ou verte s.
~ Figur e A-7-2
Faîtage pa rallèle à la fa çade ferm ée.
Trois façades sont ou vertes
~ Faîtag e pe rpe ndiculaire fe rm ée .
à la façade
~ Figu re A ·7·4
e CSTB
R-III-4.233-2
Figure A·7-3
Vent obliqu e (pour l'extrém ité oppos ée au pigno n)
Surpression sur les faces int éri eures :
R-III-4,233-2
ANNEXE 8 Actions dynamiques exercées par le vent
Règles NV 65
174
Annexe B : Action s dynamiques exercées pa r le vent
Confo rméme nt aux règl es 11I-1,5, les actio ns dynamiq ues exe rcé es pa r le vent co m porte nt: a. d es actio ns p arallèl es à la d irect io n du ve nt ; b . des actions pe rpe nd ic ulaires à la d irect io n d u ve nt.
8,1
Prise en com pte d e s a ct ion s dyna miques
Pour les const ructions pris mat iq ues à b ase q uad rangu laire (R-III-2,16) et pour les co nstruct io ns ajo urées et les construct ions en trei llis (R-III-5,02), les actions d 'ensembl e d étermi nées pour une pression norm ale et pour une p ression extrême sont susceptibles d e l'applicatio n de la règ le 111-1,51
relative aux actions pa rallèles à la direction du ve nt. Pour les constructions pr ismati ques à base polygonale réguliè re ou circulaire (R-III-3,7), les actio ns d 'ensemble sont suscept ib les de l'applicatio n de la règ le 111-1,5 qui comporte : a. la p rise en compt e des actions dynamiq ues pa rallè les à la d irection d u vent pour d es p ressio ns ég ales aux p ressio ns normale et ext rême; b . la combinaiso n des act io ns dyna mi q ues p arallèles à la di rect io n du vent et des act io ns pe rp endi cu laires à la d irection du vent pou r une p ression éga le à la p ressio n critiq ue
de ré sonance corre sp o nd ant à la vitesse critique du ve nt pour laq uelle la const ruct io n est en résonance .
8, 2
Actions parallèles à la direction du vent
La p rise en compte d es actions dyn amiques dans le sens du vent se fait pa r la multiplication d es actions statiques du vent senvant au calcul de la stab ilité : pa r un coe ff icient de majoration Il défini en R-III-1,511 pour les surcharges no rm ales ; pa r une expression fo nction d e surchar ge s extrêmes.
8,3
Il et
de
a définie en R-III-1,512 pour les
Actio ns perpen d iculaire s à la dire ct ion d u vent
Po ur la pr ise en compte de l'act ion des t ourbi llons de Bénard Karrnan'", on admet que la const ruct io n est soumise à une for ce de d érive p ériod ique perp end icul aire à la direction d u vent et de répartit ion tr iangu laire, et dont l'actio n est assim ilée à celle d'une force stat ique . Sa v aleur maximale est donnée à chaq ue niveau par une exp ressio n de la forme :
1.
'"
U n paramètre d e rë cooeeeot d 'l.Il flti de autour d 'l"Il cylindre est le rom oœ de Reynol d s de ce cy lind re R• • -;(v étant la viscos ité du fluid e) e t pa r ccosëœem la vitesse V Ou fluide . En régime lamina se p our des nomb res cie Reynolds très petits. il y a par la' le symétrie entre ramee et l'av ant du c ytindre. lorsque le nombre de Reynolds augmenle, la couche limi te arriè re s'ë ceesü. et si le nombr e de Reynold s augmente encore, un déCOllement se forme et coooe naissa nce Il deux tourb lllOl'lssymé triques stet cooares dont le volu me augmente quand Re augmente . Si de nouveau Je nombre de Reynolds creu ëu-delà d'un e ce rtaine valeu r, les tou rbillons se dét ache nt a ltern ativement et périodiquement. Ils sort emp orté s par le courant et il se larme alors deux nes de tourb illons alternés d it s d e Bererc-xa rrnen •. D'après les i reo-es les p lus cou ramment admises , il y a résonance lorsque la période des tou rbillons de g énard-Karmen ccocroe evec la pério de propre du cy lindre. Ce dernier OSCille alols pe rpend iculairement il la direction du vent. Un moyen d 'éviter la resooan ce est d 'éviter la formation des tourb illon s de Bènard-Kerman en augmentant la rugosité du c ylindre. Pwr une rugOSité su ffisamment grande, les tourbillon s se tormere e nt p our une vi te sse Qui en Pfatiq ue n'est jama is aueese
cœneucoe
K
e CSTB
ereccceeeot
Règles NV 65
175
Annexe B : Actionsdynamiques
où
1) est
un coeff icie nt de s dimensions
CI
de réd uct io n t enan t co mpte de l'effet
un coefficient de dé rive
Wun
coe ff icient d e majoratio n dynamique te nant compte de l'amort issement
q" la pression dynami q ue critique correspo nda nt à la vitesse de résonance
d la largeur du maitr e-coupl e h la hauteur de la construction H la cote du niveau considé ré comptée à partir du sol.
8,31
Détermination de la vitesse critique
La théorie de Karman montre que la période des tourb illon s est donnée par : d 1 ~•
SV
V
ét ant la vitesse du fluide
d
la largeur du maitr e-couple
S
un nom b re dit nombre de Stro uhal, fonc t io n de la rugosité des surfaces, de la fo rme de la co nstruction et d e la visco sit é du fluide
T
éta nt la pér iode de vib rat io n p rop re de la co nst ruction , il y a résonance lorsque T = T k! et par suite
v; = ~ ST
L'augmentation de la vitesse du vent diminue la possibilité de mise en résonance . O n a donc admis arbitrairement qu 'à partir de la vit esse de 25 mIs, il était inutile de faire un calcul à la résonance.
8,3 11
Valeu r du nombre d e St rou hal
Le nom b re de Strouhal varie p ou r les cylindres ent re 0,18 et 0,27 [la valeur S = 0,20 est conseillée pour les cylindres rugueux (catégori e Vl ] et pour les pri smes à base carrée ent re 0,25 et 0,30. 8, 312
Cas d 'u ne const ruction t roncon ique
Dans le cas des cheminées, d n'est en général pas constant.
Suivant la précision recherch ée dans les calculs, on p eut : - soit prendre une valeur moyenne de d et déterminer ainsi une vite sse crit iq ue V" pour t out le cylindre; - soit procéder par tronçons et pour chaque tronçon déterminer une vitesse critique Vet
8,32 Valeur à adopter pour li Pour simplifier les calculs, il est adm is de te nir comp te d e l'effet des d imensions en prenant pour 0 la valeur moyenne 0,8.
Règles NV 65
176
Annexe 8 : Actions dynamiq ues exercées pa r le vent
8,33 Valeur à adopter pour
Cl
La valeur la plus communément admise pour
Ci. est 0,2.
Les diffé rents auteurs n'adoptent pas toujou rs une vale ur aussi faible mais les recherches récentes tenden t à prouver que <;. est infé rie ur à 0,2.
8,34 Valeur à adopter pour Ir 1t La théorie co nduit à W~ -
6 6 ét ant le décrément logarith mique d 'amortissement que l'on peut pre nd re éga l à :
0,10 pour les ouv rages en acie r; 0,20 p our les ouvrages en bét on précont raint ; 0,30 pour les ouv rages en béto n armé ; et
8,4
OAO pour les o uvrag es en m aço nner ie.
Calcul à la ré sona nce
8,41 Act io ns perpendiculaires à la direction du ve nt A chaq ue niveau la fo rce de déri ve est do nnée par : . d H L ~ D c"P q,
h"
0,5
~qu
d H
h
8,42 Actions parall è les à la direction du ve nt La force d e tra înée uniform ément rép arti e due à l'action du vent de vit esse
Ver a pour valeur à chaque niveau: T ~ D c. P qa d
c,
éta nt le coefficient gl ob al d e t raînée
P
étant le coefficient de majoration d ynamique
6 (1 + i;tl
(R-III-1,511)
D, q"
et d ayant les valeurs précédemment d éfini es en A-8,3.
8,4 3 Actions résultantes La force à prendre en compte à chaque niveau est la somme géométrique de la fo rce de dé rive et de la t raînée dues à la vit esse crit ique :
F~ ~L' + T'
8,5
Exemples de prise en compte des actions dyn amiques
8,51
Tour carrée
8,511 Don né e s et calculs préli minaires Le bâtiment à den sité normale de parois e st supposé en zone 2, site relative me nt exp osé avec un coefficient de site es timé à 1,17.
a
~
b
~
St ructure en b éton armé
e CSTB
17 m
Règles NV 6S
177
Annexe 8 : Actions dynamiques
Toiture-te rrasse
(R-III-2,12)
1 = 1,01
Ac t io ns p ara llèl es à la d irection du vent
8,512
La p ériode de vibration est éga le à : 0,09 ~ ~
e (1
J-;;
+ é,t) où é,
~
1,05 5 (annexe 4 - fo rm ules fo rfaita ires)
~
0,65
e = 0,88 (R-III-1,511)
Les valeurs r sont celles lues sur l'échelle figu re R-UIA en fo nct ion du niveau H. Les valeurs de 0 sont celles d ét erm inées d ans l'annexe 3 (A -3,222) figure 1-3-7. 8,512-1
Cas des surcharg es normales (R-II/-l ,511)
Effort de renversement sur la face considé rée à chaque niveau
H
Act io n st at iq ue au niveau H :
T~ ~
Action dynamique au niveau H :
Td n = P Tsn
Action s statiquesT~n
1,310 a qH'o ~ 22,3 OH'
Actions dynami quesTun
lm )
( d aN/m~l
q"
6
48
106,9
0,88
2 100
0,3033
1,053
2211
45
105,0
0,86
2016
0,3075
1,056
2 129
40
101,5
0,82
1858
0,3150
1,06 0
1 969
35
97,6
0,78
1 699
0,3225
1,064
1808
30
93 ,3
0,74
1 541
0,3300
1,069
1 647
25
88 ,5
0,74
1462
0,3375
1,073
1569
20
83,1
0,74
1373
0,3450
1,077
1 479
15
77,0
0,74
1272
0,3525
1,082
1376
10
70,0
0,74
1 156
0,360 0
1,086
1 255
5
61,9
0,74
1 022
0,360 0
1,086
1 11O
°
52,5
0,74
867
0,3600
1,086
942
(daN/m l
r
~
= 0,88 Il + 0,65,1
IdaN/m)
e csra
Règles NV 65
178
Annexe 8 : Actions dynamiques exercées par le ve nt
8,5 12-2
Cas de s surcharges extrêmes (R-III- 1,5 12)
Actio n sta t iq ue au niveau H : Tse
=
1,75 Tsn
Actio n d ynamiqu e au niveau H : T" • [0,5 + avec 0,94
%)P T.. ~ 0,94 PT..
p ;, 1 Action s dynamiques
H lm)
Actions statiques TM (daN/mI
r. = 0,88 (1 + 0,65 , )
O,94 P
48
3675
1,053
1,000
3675
45
3528
1,056
1,000
3528
40
3252
1,060
1,000
3252
35
2973
1,064
1,000
2 973
30
2697
1,069
1,005
2 709
T" (daN/ ml
25
2 559
1,073
1,00 9
2581
20
2 403
1,077
1,012
2433
15
2226
1,082
1,017
2264
10
2 023
1,086
1,021
2064
5
1789
1,086
1,02 1
1 826
0
1 517
1,086
1,021
1550
8,513
Actio ns perpe nd iculaires il la direction du ve nt
Détermination de la vitesse critique
a
Va = ST
où a ~ 17 m 5 = 0,25 T ~ l ,OS s V" = 64,8 mis Cette vitesse étant supérieure il 25 mis, il est inutile de faire un calcul il la réso nance .
8,52
Chemi née en béton armé
8,521
Do nnées et calc uls préliminaires
La cheminée est supposée en zone 2, site relativement exposé avec un coefficie nt d e site es timé il 1,17.
h = 110 m d à la ba se
~
16,70 m
d au niveau 20 m = 6,80 m (constan t jusqu 'au so mmet) 110'
l. •
~ 14 ,30
(R-III-3,03)
16,7 +6,8 x20 + 6,8 x 90 2 r~1,215
c, ~ 0,55 x 1,215 = 0,67
(R-III-3,2)
8,52 2 Act ions p arallèles à la d ire cti on du ve nt La période de vib ration est égale il 2,5 s (A-4,412-3)
P = 8 (1
+
S't)
S ~ 1,8 8 ~ 1
(R-III-1,51)
Les vale urs d e r so nt ce lles lues sur l'éche lle , figure R-III-4 e n fo nct ion d u nivea u H.
Les vale urs d e li so nt ce lles déte rminé es da ns l'annexe 3 (A-3,232) figure C CSTB
Règles NV 65
179
Annexe 8 : Actions dynamiques
A-3-8. 8,522-1
Cas des surcharg es normales (R-III- l ,511)
Actio n stat iq ue au niveau H : T," = 0,67 d li qH" Act ion dynamique au niveau H : T do = q~
PTso Act ions statiques Ton
A ct ions dynamiquesT...
(daN/mi
(daN/mi
540
766
1,432
528
756
1,450
515
747
501
735
<
t
Il
0.90
0.233
1,4 19
6.80
129.1
0.90
0,240
6,80
126,0
0.90
0,250
80
6.80
122,5
0,90
0.260
1,468
H(ml
d(m)
110
6,80
131,8
100 90
IdaN/m 2 )
70
6,80
11 8.5
0.90
0,272
1,490
485
723
60
6.80
113,7
0,90
0,285
1,5 13
465
704
50
6,80
108,2
0,90
0,300
1,540
442
68 1
40
6,80
101,5
0.80
0,315
1,567
369
578
30
6,80
93.3
0,70
0,330
1,594
297
47 3
20
6,80
83, 1
0,70
0.345
1,621
264
42 8
10
11,75
70,0
0,70
0,360
1,648
385
634
0
16,70
52,5
0,70
0,360
1,648
410
676
8,522-2
Cas des surcharge s extrêmes (R-III-1,512)
a éta nt égal à 1 (R-II I- 1,511)les actio ns sta tiques et dynamiques ext rêmes se déd uisent des actions statiq ues et dynamiqu es norma les e n le s multip liant pa r 1,75. Act ion statique au niveau H :
Tre
~
1,75 T~
Actio n dynamique au niveau H :
T"" = 1,75 Td " H(ml
Actions statiques T. u {daN/ml
Actions dvnamlques Tj, {daN/m l
110
945
1 341
100
924
1 323
90
901
1307
80
877
1286
70
849
1 265
60
8 14
1232
50
774
1 192
40
646
1 012
30
518
828
20
462
749
10
674
1 110
0
718
1 183
eCSTB
Règles NV65
180
Annexe 8 : Act io ns dynamiques exercée s p ar le ve nt
8,523 Act ions perpendiculaires à la d ire ct io n du ve nt
8,523-1 Il
Déterm ination de la vitesse critiq ue
d
d
où
~-
ST
cr
5
~
~
6,BO m
0,20
T = 2,5 s Va ~ 13,6 mIs
8,523-2 Force de dérive L = O,5n d ~
où
/;
q "
13 6 ' - '16 ,3
=
h
~
6.
et
h
8,523-3
0,30
~
~
~
11 4 d aNml' '
110 m
H lm)
d Im]
l. lda N/m)
110
6,8
129
100
6,8
118
90
6,8
106
80
6,8
94
70
6,8
82
60
6,8
70
50
6,8
59
40
6,8
47
30
6,8
35
20
6,8
24
10
11,75
24
0
16,70
0
Force de traînée
Ta ~ Ô C, p d qa o ù Ô, c" p et d ont les valeurs définies en A-B,521 et A-B, 522 et q a ~ 11,4 daN/ m' Hlm)
~
~
d Iml
T. (daN/ml
110
0,9
1,419
6,8
66
100
0,9
1,432
6,8
67
68
90
0,9
1,450
6,8
80
0,9
1,468
6,8
68
70
0,9
1,490
6,8
69
60
0,9
1,513
6,8
71
50
0,9
1,540
6,8
72
40
0,8
1,567
6,8
73
30
0,7
1,594
6,8
66
20
0,7
1,621
6,8
59
10
0,7
1,648
11,75
103
0
0,7
1,648
16,70
147
CCSTB
Règles NV 65
181
Annexe 8 : Actionsdynamiques
Les efforts du vent, force de dérive et traînée, sous la pression critiqu e (A-8,s22) ét ant nettement inférieurs aux effo rts du vent sous la pr ession normale, il est inut ile de poursuivre le pr ésent calcul.
Ce sont les action s p arallèles à la direct io n d u vent (A-8,s21) qui sont à ret enir.
8,53
Cheminée en acier
8,53 1
Données et calculs préliminaires
La chemi née est supposée en zone 1, site normal.
h
~
68,30 m
d à la ba se ~ 5,70 m d au niveau 26,80 m ~ 3,45 m (con st ant jusq u' au sommet) 68,3 2
y = 1,237
Action s parallèles à la d irection du vent
8, 532
La pér io de de vib rat ion est égale à 0,9 s (A-4,412-3) (R-III-1,s1) Les valeu rs de r sont celles lues sur l'é chelle, figure R-IIIA en fonction d u nivea u H.
li est détermin é en fonction de la d imension 68,3 m et d es cotes 68,3 m et
o m (R-III-1,244-2).
8,532- 1 Cas des surcharges norma les (R-II/-l ,511) A ctio n statiq ue au niveau H :
T,o ~ 0,68 d li qHo
'r
11 =1+ 1,25,
0,90
Actions statiques T.o (daN/ m) 178
0,274
1,342
239
80,S
0,90
170
0,288
1,360
23 1
3,45
76.4
0,88
158
0,303
1,379
218
3,45
71.4
0,79
132
0,318
1,398
185
26,8
3,45
64,5
0,72
109
0,335
1.419
155
17
4,27
56,8
0,72
1' 9
0,350
1.437
171
10
4,86
50,0
0,72
119
0,360
1,450
173
0
5,70
37,5
0,72
105
0,360
1.450
152
H (m )
d (m )
qH" ( d a N / m ~ )
ô
68,3
3,4 5
84,1
58
3,45
48 38
Act io n dynamique au niveau H : Tdn
8,532-2
=
Actions dynam iques T,o (daN/m)
Il TSfl
Cas des surcharges extrêmes (R-III-l ,512)
8 éta nt éga l à 1 (R-III-1,s11)les actio ns statiq ues et dynamiq ues extrêm es se d édui sent des act ions statiq ues et dyn amiqu es normales en le s mu ltip lia nt
e csrs
Règles NV 65
182
Annexe 8 : Actio ns dynamiques exercées pa r le ve nt
par 1,75. Tse = 1,75 Tsn
Actio n statiq ue au niveau H :
Act ion dyna miq ue au niveau H : T de = 1,75 T d n Actions statiques T s e
H [rn]
Actions dynamiques T tle
(daN/m)
(daN/m )
68,3
312
418
58,0
298
404
48,0
277
382
38,0
231
324
26,8
191
271
17,0
208
299
10,0
208
303
0
184
266
8,533
Actions perpendiculai res il la directio n d u ve nt
8,533-1 Détermination de la vitesse critique V" ~
d
ST
d
où
~
3,45 m
~
0,10
5 ~ 0,20 T
~
0,9 s
V" ~ 19,2 mis
8,533-2 Force de dérive L
cr
~~ 1:1
q
cr
d ~h
où
l'l q
cr
~
192' -'16 ,3
~
22 6 claNml' '
L" ~ 1,654 dH
H
©CSTB
(m)
cl (m)
l" (da N/ ml
68,3
3,45
390
58
3,45
331
48
3,45
274
38
3,45
217
26,8
3,45
153
17
4,27
120
10
4,86
80
0
5,7
0
Règles NV 65
183
Ann exe 8 : Action s dynamiques
Force de traînée
8,533-3
Tcr = 5 ct l3 d qcr
où 8, c., B e t d o nt les valeu rs défi nies en A-8,521 et A-8,522 q" ~ 22,6 daN/m'
et
H (m)
8
T~ (daN/m)
0,90
"
d Iml
68,3
1,342
3,45
64
58,0
0,90
1,360
3,45
65
48,0
0,88
1,379
3,45
64
38,0
0,79
1,398
3,45
59
26,8
0,72
1,419
3,45
54
"
17,0
0,72
1,437
4,27
68
10,0
0,72
1,450
4,86
78
0
0,7 2
1,450
5,70
92
8,533 -4
Composition de la force de dérive et de la traînée d ues à la pression critique
O n compose à chaq ue niveau la force de dérive et la traînée:
H lm)
Ler {d a N/ m l
T" (daN/mi
Fer (da N/ m )
68,3
390
64
395
58,0
33 1
65
337
48,0
274
54
28 1
38,0
217
59
225
25,8
153
54
162
17,0
120
68
138
10,0
80
78
112
0
92
92
0
On retie nt dans chaque calcul la plus défavorab le des actions Fcr ou Td o (actions dynamiques norma les parallèles à la di rectio n du vent A-8,532-1) mais on ne les combine pas.
© CSTB
ANNEXE 9 Détermination des actions du vent sur les éléments plans des constructions en treillis
Règles NV 65
1 86
Annexe 9 : Det erminat ion d es actions du vent sur les él éments p lans des constructions en treillis
En dehors de la méthode g lobale d éfinie p ar la règ le 111-5,122, l' act io n du vent ag issant pe rpendiculairement au pl an moyen d 'u ne poutre en tr eilli s peut s'obteni r (C-III-S,12) en faisant la somme des efforts appliqués à to utes les ba rres (profi lés ou t ubes) co nst itutives du tre illis. L'annexe 9 perme t la détermination de ces efforts et éga lement la déterm ination de l'acti on d u
vent sur un é lément n'appa rte nan t pas à un ensemble.
9, 1
Caractéristiques d'une barre
Une barre est caract érisée p ar une de ses dimensions e et sa longueur ,.
9.2
Définition du rapport de dimensions "d'une barre constitutive
Il est égal au rap p ort de la lo ngueur 1à la largeur e" du maître-couple p our la direction du vent co nsidérée : À -
-
1
e,
D ans le cas de barres co nst it uant un tre illis, la longueur 1est pour chaque
pièce la distance de centre à ce ntre de ses nœud s. Cas part iculie r d'un treillis (Figure A -9- 1)
Lon gueurs à co nsidé rer p ar conve ntio n'!' : tr eillis du prem ie r ordre
AC, CH, HJ
membrures
AH, CJ , HO
t reill is du deuxième ord re
CE, JL
tre illis du troi sièm e ord re
BD, BE, EG, GF
A
O
E
FHK
LU
Figure A-9-1
Le rappo rt de dimen sio ns d' une b arre comprise entre deux pa rois ou entr e le sol et une par oi a une valeur infinie. C'est le cas d'un p oteau compris entre deux pl anchers ou ent re le sol et un p lanche r.
9.3
Détermination des actions du vent sur une barre
l. effort résult ant F est la somme de de ux efforts di rigé s suivant deux d irect io ns norm ales ent re elles: - soi t F• di rigé suivant la d irect ion du vent et Fy no rma l à cette direction; - soit FN et Fr p arallèles aux directions pr incipales de la b arre. Ce s efforts ont p our expression F = cq el où c prend les valeurs c.... cy' c N et Cr d on nées p ar le tab leau ci-après {touj ours appl icables au m aître-coup le et quelle qu e soit l'ori entation d u vent'" pour différentes valeurs de a (angle de la d irecti on d u vent avec la direction de l' élément défin ie da ns les t ableau x) et pour À. ,; 5 (barre éloi gnée du sal a u d'une p aroi) ou p our À. ,; 2,5 (élément abouti ssant au sal au à une paroi).
Nota : Pour tous les profilés à "exception de la cornière à ailes égales, pou r = O. la direction N est confondue avec la direction du vent x.
a. 1.
D'après M. v ancepeee. ta subdivision des membrures inférieures ou supérieu res en ucoçcos allant de nœud a nœud du treillis principal est basee sur le fait que les pièces qui aboutissent a ces endroits (montant ou diagCf1alesj ont en général des dimensiCf1s assez import antes, et que dès lors la veine fluide frappant les membrures s'y trouve réellement coupée et perturbee. oerr euerades fuites latérales. Si las barres qui viennent se raccord er a la membru re sont de dimension plus faible, allas n'ont pas le même eûet de coupure de la veine fluide, c' est pourquoi il n'est pas tenu c ompte, dan s la subdivision des mem brures, des nœuds appartenant à un treill is da deuxième ou iroisëme ordre
2,
Pour une direction déterm inée du vent il est donc employé deux rren res-coo pies suivant qu'il s'agit de dé terminer le rapport de dImensiOns i. ou les forces F,
ClCSlB
Fig ure A-9- 2
O
RèglesNV65
'1 8 7
Annexe 9 : Déterm ination des actio ns du ve nt sur les éléments plans des co nstruct io ns en tre illis
Coefficients aé rodyna miques de profil és droit s de long ueur limitée Les coefficients lus sur les tab leaux sont applicables au maître-couple e l, que lle que soit la d irection d u vent : - pour les profilés élo ig nés du sa lau d'un e paroi lorsqu e Xs 5 (A-9-3) ; - pou r les profilé s about issant au sa lau à une paroi lorsqu e ).. s 2,5 (A-9-3),
L: action d u vent est donnée pa r : F ~ c q e 1. En ce qui concerne les plats et les carrés, les valeurs données dans les tableaux s'appliquent uniqueme nt aux profilés et ne pe uvent en aucun cas être ét endues à des constructions présentant la mê me fo rme .
/ c,
~v~~" Figure A-9-3
t C,
;.y1}c.
CI.
C,
C,
CT
CN
0"
+ 1,49
0
+ 1,05
+ 1,05
45"
+ 1,08
- 1,29
+ 1,08
+ 1,29
90"
+ 1,02
+ 0.42
+ 0,42
- 1,02
135D
+ 1,14
- 0,12
+ 0,12
- 1,14
180 0
+ 1,11
0
- 0,78
- 0,78
~y=-R-c"
tto.S 8
Figure A-9 -9
.~ mc. bdJ:e
Figure A·9· 11
-àY':lYf-C. ~e Fig ure A-9-4
CI.
C,
C,
CT
C"
0"
+ 1,20
+0,60
+ 0.60
+ 1,20
C.
C,
CT
eN
+ 1,20
0
0
+ 1,20
45"
+ 1,02
- D,51
+ 0,36
+ 1,08
90"
+ 0,36
0
+ 0,36
0
1350
+ 0,85
+0,51
+ 0,24
- 0,86
1800
+ 1,08
0
0
- 1,08
C,
CT
C,
CI.
45"
+ 1,10
+ 0,42
+0,48
90"
+0.48
- 1,20
+ 0,48
+ 1,20
1350
+ l ,DO
+ 0,32
+0,48
-0,93
180 0
+ 1,20
- 0,06
+ 0,06
- 1,20
,
f'
le,
CI.
0"
+ 1.08
tC,
~yr-8f.f0,45 e
Fig ure A-9-6
CN
O'
+ 0,90
0
0
+ 0,90
45"
+ 0,68
- 0,55
+ 0,09
+0,87
90"
+ 0,55
+ 0,43
+ 0.55
- 0,43
1350
+ 0,55
- 0.34
+0,63
- 0,15
1BO°
+ 0,87
0
0
- 0,87
.
a.
c.
C,
CT
C,
a
c
C,
CT
CN
0"
+0,96
0
0
+ 0,96
0"
+ 1.0B
0
0
+ l,Da
45"
+ 1,42
+ 0,49
+ 1.35
+0.66
45"
+0,76
0
+ D,54
+0,54
90'
+ 1.29
- 0,81
+ 1,29
+ 0,81
90"
+ l,OB
0
+ l ,OB
0
1350
+ 0,8 1
+ 0,21
+0,42
- 0,72
1350
+ D,55
0
+ 0,39
- 0,39
1800
+ 1,20
0
0
- 1,20
1800
+ l ,OB
0
0
- 1,08
CT
CN
CI.
C,
C,
CT
C1';
~~-_C. Figure A-9-8
.
a
C
C,
0"
+ 1,20
0
0
+ 1.20
0"
+0,93
0
0
+0,93
45"
+ 1,02
- 0,51
+0,36
+ 1,08
45"
+ 1,31
- 0,13
+O ,B4
+ 1,02
90"
+ 0,51
0
+ 0.51
0
90"
+ 1,14
0
+ 1,14
0
a
C.
C,
CT
eN
a
C
0"
+ 1.26
0
0
+ 1,26
0"
+0,75
45"
+ O,B9
- 0,30
+0,42
+0,84
45"
+ 1.23
90"
+ 0,45
0
+0,45
0
90"
+ 0,78
0
Figure A-9-10
Figure A-9- 12
.
C,
CT
CN
0
0
+ 0,75
- 0,13
+0.7B
+ 0,96
+ 0,78
0
o eSTB
Règles NV 65
188
Annexe 9 : Détermination de s actions du vent sur les éléme nts p lans de s constructions e n treillis
te,
c.
CT
CT
CN
a
c.
C,
CT
C"
0°
+ 1.20
0
0
+ 1,20
0°
+ 1,14
0
0
+ 1,14
45 °
+ 0,81
-0,72
+0,06
+ 1,08
45°
+ 1.27
0
+ 0,90
+0,90
0
+ 1,06
0
90 °
+ 1,14
0
+ 1,14
0
a
-tl-co
90°
+ 0,06
Figure A- 9-14
Figure A- 9· 13
d "IQ s 0,5
c, = 0,75
TUBES
0,5 -c d"IQ< 1,5
C, = 0,85 - 0,2 d..JQ
oi-
d .JQ ~ 1 ,5
Ct =
0,55
Figure A-9· 1S
Coefficie nts aérodynamiques de profilés d roits de long ueur quelconque Po ur À > 5 (p rofilés éloignés du sol ou d 'une par o i) ou à 2,5 {profilés aboutissant au sol ou à une paroi}, les coefficients lus sur le tabl eau (pages 88 et 89) sont mu lti pliés par le co effi cient y détermin é sur l'échelle fo nct io nnelle (Figure A-9-16) en fonction 1
d u rapport y ~ e,
9,4
Détermination de l'action du vent sur un é lément plan
PROFILÉS ET ruBES ABOUTISSANT À UN SO L OU À UNE
ÉLOIGNÉS DU
SOlOU D'UNE
PAROI
PAROI
y À. cc
PROFILÉS
TUBES
1,665
1,33
O n fait , pour to utes les b arres, la so mme des p roj ecti on s de s effo rts dans chaq ue di rect ion . 1 60
À. eo
1,32
~
1,31
200 150
1 30
100 0 0 50
2 20
l!- f---"""--I--- l ,25 ---;,~
40
1,40
16
,.
30
13 12 11
25 130
10
ts
9
1,15
20
18 17
16
8
,.
120 110
15
13 12 11
110
10
106 9
8 7
100
100
Figu re A -9- 16 C esTS
6
;;
ANNEXE 10 Influence du rapport de dimensions À des éléments plans uniques ajourés ou en treillis sur le coefficient global de traînée Ct
190
Règle. NV 65 Annexe 10: Influence du rapport de dimensions À des élémentsplans uniques ajourés ou en treillis sur le coefficient global de traînée c,
L'annexe l a permet d e tenir co mpt e, quel que soit
aé= " .oÔ. en contact av~c un p an
tltMENTS PLANS UNIQUESDES CONSTRUCTIONS AJOURtE S ET EN TREIlLIS
C, 2,0
\.
'",
1,9
1,8
t?>'
À.=~
8 2,0
11
t::::='S 88 ~~881200
= 50
1 ,;:;
1..=-/;> 1 œ
1,9 -
1,8
en
q
-
40
-
,n
~ 25
~
~
~ ~
~ ~
;=: = /4,IV/- 1,7 F--ü ~
1,7
"\~I
1,6
1\\
't>. 1,6 ,~~
\VI
f-.-
1,5
/
/
~
~".
1,4
rn
P
=---..2. 1,4
~".
' \ 13 -
1,3
o
0,1
0.2
0.3
0,4
0,5
0,6
0,7
Figure A-l 0- 1
©CSTB
0,8
0.9
1,0
5
-~ 4 -
~
-
1,5 1-
- '<"s
r- cz'
E
,
:!>2,5
on 18
~
~
PJL
~
~
f--- :!>5
ANNEXE 11 Exemples de détermination des actions d'ensemble pour les constructions relevant de l'article 2 du chapitre III
Règl•• NV 65
192
Annexe 11 : Exemples de détermination des actions d 'e nsembl e pour les const ructions relevant de l'art icle 2 du chapitre II I
L'ann e xe 11 est une ap plicat ion de la règl e 111-2,16 à d es cas p ratiques . Elle g ro upe des exe mp les de d étermination d es action s d'ense mb le sur quelques types d e co nst ructions, et d ans chac un d'eux définit pour chaq ue directio n d u ve nt l'action de re nverse me nt para llèle à la d irection du vent et l'act io n de so ulèveme nt di rigée suivant la vert icale ascendante. Les exemples donn és ne t iennent co mpte que des dimension s relatives de la con struction . Certai ns sont repri s de l' annexe 6 et pour ceux-ci les para-
gra phes co rrespo nda nts de l'anne xe 6 son t rappelés. Les rè gle s do nt l'a pplication perme t la déterminat ion de l'action d' en semble sont ind iqu ées en référe nce.
La prise e n compte des actions dynamiques R-III-1 ,5 n'est envisagée po ur au cun d es exemples traités. O n d ésign e par q~ la p ressio n moyenne éq uivalente entre le niveau 1 et 2
Iq, d , le niveau 2, c'est à dire
1
;
H2
-
c'est ainsi q ue la pression moyenn e éq ui-
Hl
valente entre le niveau du sol et le sommet de la toit ure est d ésign ée par q ~ . La p ression dyn amique au niveau H est d ésignée pa r
q H.
La po sit ion de force de soulèveme nt d ép e nd de la forme de la couverture : elle est dé te rminé e d ans d e nombreux exemp les. Par co ntre, la position
de la force de renverse me nt dépe nd ant à la fois de la co nstructio n e t de la répartition des p ressions dynamiques entre le niveau du sol et le so mmet d e la toit ure, n'est pas détermin ée .
11,1 Construction fermée à toiture -terrasse et à base rectangulai re Ce tte construction est d u type b lo c unique à toiture unique (R-III-2,161). Les act ion s int érieures s'annulent sur les parois vert icales et ne sont à ret enir que sur la to iture pour la déterminati o n d es actio ns de soulèveme nt .
U
11,11 Caractérlstlques a
~
2b
À, ~
0,75
Àb ~
-0,50
1,5
h = 1,5 b
11,12 Vent sur la face S, Coefficie nt 10
~
b a
+080 ~O,5
v~h
4
(figu," A- 1 t -t)
-0,50
1
- Actions intérieures:
b Ci =
± 0,30
- Actio n de renversement : T
=
Fig ure A- ll ·l
1,3 a h q ~ u
- Action de soulèvement: U ~ - 0,8 a b qh (cette force est ce ntrée) .
11,13 Vent sur la face Coefficient 10
~
-o.
Sb (flqure A·t 1.2)
1
- A ctio ns intérieu res :
T
VENT
Ci =
± 0,30
- Action d e renverseme nt : T
=
C;>h
-<>.50
4
1,3 a h q ~
- Action d e sou lèvem ent : U ~ - 0,8 a b qh (cette force est ce ntrée ). Pour chacu ne des deux directions il n'y a pas de force d'entraînement à env isager. ClCSTB
Figure A-l1·2
RèglesNV 65
193
Annexe 11 : Exem pl es de déterminatio n des actio ns d' ensemb le pou r les const ructions relevant de l'arti cle 2 d u chapitre III
11,2 Construction ferm ée à base rectangulaire toiture à versants plans - faîtag e parallèle au grand côt é Cette co nst ruct io n est d u typ e b loc unique à t oiture uniq ue (R-III-2,161). Les act io ns intérieures ne sont à ret enir q ue sur la toiture p our la d ét ermination des action s de so ulèvement .
11,21 Caractéristiques À., ~
a= 5b
1." ~
0,2
1
h =b
b a
11,22 Ve nt sur la face S.
(figure A-tt -3)
~ 0,2
Le vent est norm al aux g énératrices de la t oiture . u 0,472
~
h
+0,80
Fig ure A-11-3
Coefficient
r
0
~ 1
- Act ions intérieures :
c; =
± D,3D
- Action de renversement :
T
T, T2
~
T, (sur la face vert icale) + T, (sur la t oit ure) ~
1,3 a (h -f)
q ~- ' ~
:=
(0,45 - 0,30) tg 30 0
:=
0,043 a b q ~ - r
a:
0,923 a
b q ~-'
q ~ -I
- Action de soulèvement :
U ~ - (0,7 5 + 0,60)
"2b .a q: _,
~
-0,675 a b q:-I
Cette force n'est pas cen t rée et elle est app liquée à la di st anc e : b 0,75 x 0,60 + 0,25 x 0,75 ~ OA72 b de la face sous le vent. 0,60 + 0,75
@CSTB
Règles NV 65
194
Annexe 11 : Exemp les de dét erm ination d es act ions d'ensemble pour les constructions relevant de l' art icle 2 d u chapitre III
11,23 Vent sur la face Sb (figure A-11-4) Le vent est pa rallèle aux génératrices de la toiture . Coefficient Yo = 0,85
- Actions intérieures : cj
=
+ 0,42
s= - 0,20 - Actio n de renve rseme nt : T ~ T, (sur les p ig nons) + T, (force d 'entraînement sur la toit ure) T, ~ 1,1 Sb
q:
Figu re A-1 1-4
Sb ~ surface du p ig non
b T, = 0,01 (a - 4 h) - - q, (toit ure à surface p lane) = 0,01 15 b' q happ licos a
cab le au nive au h _
- Ac t io n de
i
soulève~ent :
Elle est centré e et a p our valeur : U ~ - 0,70 a b q ; -f
11 r3 Co nstructio n à base re ct a ng ulaire dont un e face est entièrement o uve rte - toiture à versants plans - faît a g e parallèle au grand côté Cette co nst ruct io n est du ty pe bl oc unique à toiture uniqu e (R-III· 2,16 1).
Les act io ns int érieures ne sont à ret enir q ue pour la détermi nation des actions de renversem ent et des acti o ns de soulèvement (voir annexe 6,2 1).
11,31 Caractéristiques ~
a = 3 b
A.
h = 1,5 b
cr ~ 30
Ab ~ 1,5
0,5
b
0
-;
~
f
0,33
~
0,29 b
Trois d irec t io ns d e vent sont à envisager: D,484b
11,32 Vent sur la surface ouverte
'U"
(figu," A -11-S)
,,'?Il
Coefficient 10 ~ 1 - Actio ns intérieu res : <;
=
+ 0,80
q
- Action de renversement : T ~ T , (sur la face verticale) + T, (sur la toiture)
T,
= 1,3
a (h - f)
q~- f ~
1,573 a b
T, = 0,043 a b q L f
q~ "
(Co m me en A-11.22 )
- Action de so ulèveme nt : U ~ - (1,25 + 1,10)
© CS1 B
%.a q: .f ~ - 1,175 ab q : . f
1& f
\»"
91
b
T, h
c=
-0,50
1
Fig ure A·l 1-S
Règles NV 65
195
Annexe 11 : Exemples de détermination des actions d 'ensemble pour les constructions relevant de l'article 2 du chap itre III
Cette force est app liquée à 0,484 b d e la face so us le ve nt (face fe rmée) .
O.350b
11,33 Ve nt sur la face fermée - Action s intérieure s :
(figure A·11·6)
0,50
Ci = -
- Acti on de renversement : +0,80
Figu re A- 11-6
~
T
T,
T, + T, ~ 1 ,573abq ~ - f
T, ~ 0,043 a b q ~ -f - Acti on de soulèvement :
i
l~ Figure A-l 1·7
La force U est dirigée ve rs le bas : b U = (0,20 + 0,05) - a q h = + 0,125 a b qhh 2 ~ ~ Cette force est ap p liquée à 0,35 b de la face fermée.
11,34 Vent parallèle à la face ouverte
(figure A-11-7)
Coefficient Y, ~ 1 La seule force à retenir est une fo rce de renversement sur le pignon: T ~
1,3Sb q;
11 ,4 Co nst ructio n fermée à base re ct a ng ulai re et à toiture multiple - faîtages perpendiculaires au grand côté On reprend l'exemple traité en A-6,116. Les actions intérieures sont à p rendre en compte sur la toiture .
Celte construction est d u type bloc unique à toiture multiple (R-II-2,162).
11,41 Caractéristiques 8 a- - b b 3
o., = 60 0
Â.~ 0, 1 9
Âb ~
0,50
h
a, = 30'
-
b a
0,375
f = 0,145b
~
~
0,5 b
11,42 Vent sur la face Sb - Ve nt normal aux faîtage s Coefficient Y, ~ 0,85 - Actions inté rieures ; S
=
+ 0,42
c; = -
0,20
11,421 Action de re nve rse ment
(f igure A·11-8)
T = T, (sur les faces verticales)
ClCS TB
RèglesNV6S
196
Annexe 11 : Exemples de dé te rminatio n des actions d'ense mble pou r les constructions relevant de l'article 2 d u chap itre III
+ T2 (sur le p remier et le dernier ve rsant)
+ T, (force d' entraîne me nt) T, = 1,1 (h -f)
q ~- f ~ O ,390b'q ~ - f
Pour le calcul de T 2 les actions intérieures sur le prem ier et sur le dernier ve rsant s'annulent:
T,
= (0,48+0,28) fbq: _f ~O,110b'q :_ f
7
T, = [0,0010 , + O,02J - ab qh ~ 0,187 b' qh 8 D'où : T ~ 0,390 b' q~-' + 0,110 b' q~ -f + 0,187 b' q h 11,422 Action de soulèvement Elle est la somme de la composante V, des actions exteneures sur le prem ier et le dernier versant et de la composa nte U2 des actions inté rieures (surp ression ou dé pression) et peut prendre de ux valeurs : ,,;.'ôr:::t
L1!:.'
Q2 ·30~
~
v~
U' ~ U, + U', provoq uant un sou lèvement (fi gur e A-11-8 a)
tr
~ T3
_,
"'q
h
~
~A
~
a
+0 ,80
-D,3D
1
1
Fig ure A- 11-8 ~
U"
a
U, + U", s'a jou ta nt au poids mort (figu re A-11-8 b)
a - 0,28 cos, 30· -a ) b q h
U,
= (0,48 sin' 30· -
8
h_.
8
Fig ure A -11-8 b
b' q : -f a - 0,42 (sin' 30· + cos'30·) x 8 b q : -f 8 - 1,12 b' q : _f
= - 0,03
U,
= =
U,
= + 0 20
.
~ 3
x 8 b qh ~ 0 533 b' q hh_f h_f'
D'o ù : U' = - 1,150 b' q : -f et
U" = + 0,503 b' q:-f
11,43 Vent sur la face S'b
-
Vent normal aux faîtages
Le c alcul est le même qu e pr éc édemment. 11,431 Action de renversem ent (figure A-11-9)
T2~\? T
1
-0,3
~
+04
.
+0,80
T2.... ~
~
T,
~
u-
~ : S'~ 'iENT
~ 1
a
1
Figure A-11-9 a
CO CSTB
f
Figure A-11-9 b
+~ .BO
Règle. NV 65
197
Annexe 11 : Exem ples de dé te rmination des actions d'ensemble pour les co nstructio ns relevant de l'article 2 du chap itre III
T
~
T, (s ur les faces vertica les)
+ T, (sur le premier et le dern ier versa nt) + T, (force d'entraînement) Seules T, et T, sont différentes : T, = + 0,30 f b q: _. = 0,043 b' q~ _.
I:
T, = 0,05
8
b' qh= 0,117 b' q,
D'où: T = 0,390 b'q~' + 0,043 b' q: .+ 0,11 7 b' qh 11,432 Acti o n de soulèvem ent De même que p récédemment :
U
-
1
a 30 sin' 30' ~ 3 '
qh
h- f
= - 0,025 b' q : _.
u,
= - 0,120 b' q: _. (figure A-11 -9 a)
U"
~ + 0,508 b' q: _.
(figure A-11-9 b)
U, ~+O, 533b'q: _ f
11,44 Vent sur la face Sa - Vent parallèle aux faît ages (figure A-l1-10)
Coefficient 1, = 1 11,441 Acti o n de re nve rsement FigureA-l1 -10
T (sur les pignons) ~ 1,3 S. q: 11,442 Acti on d e soulèveme nt - Actions intérieures: D'où
U~
c; =
±
0,30
-0,80 a b q: _. ~ -2,13 b' q:_.
11,5 Construction ferm é e à base rectan gul aire formée de quatre blocs égaux - Toiture à versants plans - Faîtage parallèle au gra nd côté Cette construction est du type b locs accolés à toitu re uniq ue (R-II I-2,163). Les actions intérieures ne son t à retenir sur la toiture que pou r la déte rm inati o n des actions de soulèvement .
11,51 Caractéristiques La co nstruct io n est constituée de qu atre blocs ident iques à celui co nsidéré
da ns l'exemple A-6,111. Pour l'en semble des qu atre blocs: À. =
0,9
b - = 0,125 a
© CSTB
Règles NV65
198
Annexe 11 : Exemplesde détermination des actionsd'ensemble pour les constructions relevant de l'article 2 du chapitre III
Pour chaque bloc co nsidéré sépa ré me nt:
~
- 2b 4 La détermination des actions d u vent co mporte deu x parties : a' -
- la constructio n considérée dans son en semble, ,472
- chaq ue b loc considé ré séparéme nt.
"'1 s
11,52 Construction considérée dans son ensemble 11,521 Ve nt sur la face S. - Vent normal au faîtage (figure A -11-11) Le ve nt est parallèle au p lan des joints.
4 b
Ci
= ± 0,30 Figure A- l 1-11
11,521-1 Action de renverseme nt T = Tf (sur les faces ve rticales) + T, (sur la toiture) so it sur chaq ue bloc : Tf = 1,3 a' (h- f) q ;" =3,146b'q;-'
T, = 0,043 a' b q; .• (A-11,22) = 0,086 b' q;_. 11,521-2
Action de soulèvement
Sur chaque bloc: U
= - 0,675 a' b q; ..
(A-11,22) = -1 ,35 b' q ; _f
Cette force n'est pas centrée ; elle est appliqué e à 0,472 b de la face so us le ve nt. 11,522
Vent sur la fa ce Sb - Vent parallèle au faîtage (figu re A·l 1·12)
Le vent est norma l au plan des joints.
«J."
Coefficient 10 = 0,85 - A ction s inté rieu res:
S = + 0,42
c.
= -
0,20 FigureA-11- 12
11,522-1
Action de renversement
T = Tf (sur le pignon au ve nt)
+ T, (sur le pignon sous le vent) + T3 (fo rce d' entraînement sur la toitu re) Soit : sur le bloc extrême au vent :
s.
© CSTS
T -0.50
Coefficient 10 = 1 - Act ions int érie ures :
~
~
surface du pign on
h
Règles NV 65
199
Annexe 11 : Exemples de d èter-nination des act ions d' ensemble po ur les construct io ns relevant de l'a rticle 2 du chapi t re 111
- sur le b loc extrê me so us le ve nt :
T, + T, où T,
~
~
0,30 Sb q:
T, = 0,01 (a - 4 hl _ _b _ qh (toiture à surface plane) cos a f 0,023 b' app licab le au niveau h - 2
11,522-2
Action de soulèvement
Elle est centrée et a pour vale ur sur chaque b loc : U ~ - 0,70 a bq : _f
~
- 1,40 b' q: -f
11,53 Blocs considéré s isolé me nt Le ve nt es t supposé souffler normalem en t au plan des jo ints, e t p arallè leme nt aux générat rices.
Les acti on s à p rend re e n compte su r chacu n des b locs so nt éga les à ce lles d ét erm inées e n 11,522 sur le b loc extrêm e au vent, so it: - act ion de renversement
T = 0,80 Sb q ~
- act ion d e soulève me nt
U ~ - t ,40 b' q: _,
actio ns intérieures
Cl =
± D,3D
Les blocs int ermédiaires sont vérifiés séparément pour les actio ns suivantes:
11,531 Action de re nversement 6 T = + 1,3 Sb qh x - = 0,78 Sbq h 10
o
0
Il n'y a pa s de force d'e ntraîne me nt à co nsidé rer. 11,532 Action de soulèvement Elle est cent rée et a pour valeur:
U ~ - 0,80" b
q~ -f X 1~ ~
- 0,96 b'
q~-f
11,54 Actions à rete nir sur chacun des blocs Ven t pa rallèle au plan des joints Renver s em entT
± [3,t46 b'
q:-'
+ 0,086 b' b''t_,1
Soulèvement non centré U
Vent normal au plan des joints Renversement T
- 1,35 b2 q ~ _1
± O,80
à OA72b de la face sous le vent
s, q:
Soulèvement U - 1,40 b2
q:_1
11,6 Const ruction fermée à base rectangulaire fo rmé e de trois blocs égaux - Toiture multiple à versants plans - Faîtages perpendiculaires au grand côté - Joints entre blocs parallèles aux faîtages Cette co nstructio n est du type blo cs acco lés à toitu re uniq ue (R- III-2,164). Les acti on s intérieures sont à ret en ir sur la t oiture pour la dét erm inatio n des act ion s d e soulèvement et de renversement .
©leSTE
Règles NV 6S
200
Annexe 11 : Exemp les de détermination des actions d'ensemb le pou r les constructions relevant de l'article 2 du chapitre III
11,61 Caractéristiques à celui considéré
La const ruction est constituée de trois blocs identiques
dans l'exemple A-ll,4. Pour l'ensemble des trois blocs :
a
~
Bb
\. ~ D,50
À. = 0,06
b "'0.125 a t = t:lJ0 -; a 2 -- 300 Pou r chaque bloc cons idéré sép aré ment :
f =O ,145 b
a 3 La déterminatio n des actions du ve nt compo rte deu x parties : a
.
h = 0,5 b
= -
- la construction considé rée dans son ense mble, - chaque b loc considé ré séparéme nt.
Les b locs sont d é signés par les lett res A. B e t C, le bloc A éta nt le b lo c au ve nt lorsq ue le vent frappe le ve rsant incliné de 60°.
11,62 Construction considérée dans son ensemble
V~l'T'
-'4 tU ,
~
~~h
.,
.~
"
C
FigureA-11- 14a
~~~ +0.80
.0,30
1
13 a
@
C
1
Figure A-1 1-14 b
11,621 Vent s u r la face Sb - Ve nt normal aux faîtag es
Le ve nt est no rmal au plan des joints . Le bloc au ve nt est le b loc A. Coefficient r o = 0,85 - Actions intérieure s:
Ci =
+ 0,42
c; ~ -
0,20
Action de ren versement
11,62 1-1
- Bloc A
T ~ T, (sur le p ig no n au ve nt) + T3 (sur le premier versant) + Ts (fo rce d 'ent raînement sur le s toiture s du prem ier bloc)
T,
= O , 2 a4 b' q~-f
(A- 11,42)
T, = 0,069 b' q : -f Ts ~
o.os x ~ 12
b' qh~ 0,207 b' q,
- Bloc B T = T,
~ 0,08 x c eSTB
(force d 'entraînem e nt su r le s toi tu res d u de uxième b loc)
!
3
b' q ,
~ 0,213 b' qh
Règles NV 65
201
Annexe 11 : Exemp les de détermination des actions d 'ensemble pour les co nstructions relevant de l'article 2 du chapitre III
- Blo c C ~
T
T, (su r le pignon so us le ve nt)
+ T, (sur le derni er versant)
+ T, (force d'ent raînement sur les toit ures d u d ernier bloc) ~ 0, 1 06 b' q:-f
T,
T, ~ 0,041 b' q: -f ~
T7
°08 x -29
b' q h ~
12
'
a 193 b' q '
h
11,621-2
Action de so ulève m ent
11,621 -2 1 - BlocA
Pro voquant un
soulève ment
(figure A-ll · 14 a)
U'I = U, (sur le premi er versant)
+ U' (surpr ession intérieure) ~ + 0,04 b' q ~ -f -1,12 b' q ~ -f ~ -1 ,08 b' q : -f
- Bloc B U', ~ U' (actions intérieures) = -1,12 b' q~ - f
- Bloc C ~
U',
U, (sur le premier versant) + U'
=-0,07b'q~ - f - 11 2 b' qh ~ - 1 ' 19b' qhh -f , h _f
11,621-22 - Blo c A U', ~
S'ajoutant au poids mort (fig ure 11-14b)
U, + U' (dép ress ion intérieure)
=
+ 0,0 4 b'
q~ -f
- Bloc B ~ + 0,53 b'
U,
+ 0,53 b'
q~ _,
= + 0,57 b'
q~ _,
q ~- f
- Bloc C U, ~ - 0,07 b' q~ -f + 0,53 b' q ~-f ~ + 0,46 b' q: _, 11,622 Vent sur la face 5', - Ve nt no rmal aux faîtages Comme en A - 11,621, le vent est nor ma l au pla n des jo ints . Le bloc au ve nt est le bloc C. 11,622-1
Action de renversem ent
- BlocC T
~
T, (sur le p ignon au vent)
+ T 2 (sur le pre mier versant)
+
T,
T
s ~
(fo rce d' entraînement sur les toit ures d u premier blo c) (figure A-1 1-9)
0,28 4 b' T3 ~
T,
q~ -f
°
~ 0,05 x ~ 12
b'
qh ~ 0,121 b' qh ©CSTB
Règles NV65
202
Annexe 11 : Exemplesde détermination des actionsd'ensemble pour lesconstructions relevant de l'article 2 du chapitre III
- Blo c B T ~ T, (fo rce d 'e ntraîne ment sur les toitures du d e uxiè me b loc) -O,OSx ! 3
b'q, ~0, '33b' q"
- Bloc A T
~
+
T, (sur le d e rnie r ve rsant)
T, (sur le pign on so us le vent)
+ T, (force d'e nt raîne me nt sur les toitures du d e rnier b loc)
T
106b'q h. ,
~ O
"
0
T, = 0,043 b' ; ., T, = 0,05 x
11,622-2 11,622·21 - Bl , oc C U,
~
~
b' qh~ 0,129 b' qh 12 Action de sou lèveme nt Provoquant un soulèvement
- 1,12 b' q ; . •
- Bloc B U, = -1 ,12b' q: . • - Bloc A , U, = - 0,025 b' q; . , - 1,12 b' q: .• ~- 1 , 145 11,6 22-22 - Bloc C
b'q ; . •
S'ajo uta nt au poids mort
U, = + D,53 b' q:.f - Bloc B U, = + D,53 b' q:., - Bloc A U, = - 0,025 b' q ; . , + 0,53 b' q: . f = + D,50S b' q ~ . f 11,6 23 Vent sur la face S, - Vent parallèle aux faîtages - Coefficient r 0 = 1 - Acti ons inté rieures : C, =
±
0,30
Pour chacun d es b locs A, B, C : - Action de renversem ent :
T (sur les p igno ns) = 1,3 S',
q:
S', = surface d es pign ons de chacun des b locs - A ction d e soulèvement
U = - 0,80 a' b q:.f ~ - 2,13 b' q: . ,
11,63 Blocs considérés isolément Le vent est supposé souffler perpendicu lairem ent au plan des joints et aux
g énératrices.
Les act ions à prendre en compte sur chacun d es b locs sont égales à ce lles d éterminées sur le b loc extrême au vent e n 11,621 et 11 ,622, soit: ceSTB
RèglesNV 65
203
Anne xe 11 : Exemp les de déte rminat ion des actions d 'ensemble pour les con structions rel evant de l' article 2 du chapitre III
• pour le ve nt fra pp ant le s ve rsa nts incliné s à 60 0 - act io n d e re nve rsem e nt T = 0,284 b' q; -f+ 0,069 b' q; -f + 0,20 7 b' qh - action de soulèvement U' = -1 ,08 b' q ;-f U"
=
+ 0 ,57 b 2 q~_ 1
• pour le vent frap p ant les ve rsa nts inclinés à 30 0 - action de ren versement
T = 0.284 b' q;-f + 0,121 b' q, - action de so ulèvement U'
U"
= =
- 1,12 b' q; -f
+ 0,53 b' q; -f
11,64 Actions à retenir sur chaque bloc Po ur cha q ue d irection de ve nt, o n retie nt les actions les p lus défavorab les d ont le s valeu rs re lat ive s dépend e nt pa rfois de la valeur des dimensions de la co nstr uction. Le tab leau ci-desso us résu me le s rés ultats établis dans le s parag raphes précédents . Vent normal au plan des joints Bloc A au ve nt
Bloc C a u ve nt
T = 0,284 b 2 q ~ - f
+ 0 ,06 9 b 2 q~ -f Chacun des blocs
+ 0,207 b2 qh U' = -1 ,08 b2 q~ _ 1 2 U" = + 0, 57 b q ~ -f
T = 0,284 b' q : -r +O,121b2 q h 2 U' = -1 ,12 b q~-f U" = + 0,53 b2 q ~ _ 1
Vent parallèle au plan d es joint s Chac u n des blocs
T = + 1' 3 S'• qh0
U = -2, 13 b 2 q~ -f
11,7 Construction fe rmé e à base re ctangulaire formée de trois blo cs égaux - Toiture multiple à versants plans - Faîtages p arallèles a u grand côté - J oints entre blocs p erpen diculai res aux faîtages Cette co nst ruct ion est co nst ituée des mêmes b locs q ue la construc tio n trait ée da ns l'e xem ple A-l 1,6, mais le s b locs sont acco lés par leur g ra nde face et no n p ar leur petite face . Ce t exemple relève de la rè gle R-III-2 ,164.
11,71 Caractéristiques La co nstruct ion e st co nst ituée d e trois blocs identiqu es à ce lui cons idé ré dan s l'exempl e A-11,4. a ~
8
- b = 1,125 b
9 0 a l = 60
f
=
0,054 b
©CSTB
Règles NV 65
204
Annexe 11 : Exemples de détermination des actions d 'ensemble pour les constructions re levant de l'article 2 du chap itre III
Pour l'e nse mble des trois blocs À. =
0,17
b ~ O, 89 a
\, = 0, 19
-
Po ur chaq ue b loc co nsidéré séparém ent b' À , = 0,19 \" = 0,50 - ~ 0,37 •
a'
Pou r l'e nse mb le des tro is blocs, la grande face est la face para llèle aux faîtages, et pou r cha q ue b loc pris séparément la gra nde face est la fac e perpen d icu laire aux faîtages. La dét erminat io n d es actions du vent comporte deux parties: - la construction co nsidérée dans son ensemble ; - chaq ue b loc co nsidé ré séparémen t.
11,72 Construction considérée dans son ensemble 11,721 Vent sur la face S. - Vent normal aux fa îtages Le ve nt es t pa ra llè le au p lan de s joints (figu re A-l1 -B) Coefficie nt Y, = 0,B5 - Actions intéri eu res :
Ci =
+ 0,42
Ci ~ -
0,20
Po ur chac un d e s b locs :
11,721-1
Action de re nve rsemen t
T ~ T, (sur les fac es verticales) + T, (sur le pre mier et le dernier ve rsa nt) + T, (fo rce d 'entraînement) f ~ 0 1 50 ~ bqhof ~0 056b'q h - ' Tl =' 11 {h_f)qh0 ' 3 0 • 0
T,
~ 0,76 sin 3D'
T,
~ 0,08 ~
cos 3D' ;
b ;
~ 0,026 b' q,
q,
D'o ù : T ~ 0,056 b'
~ q: _,~ D,OlS b' q : _,
q~o'
+ 0,015 b' q; _, + 0,026 b' q h
Action d e soulèvem ent
11,721 -2
U' = U, + U' 2 provoqu ant un soulève ment (figure A -1 1-8 a)
U" = U, + U", s' ajo uta nt au poids mort Ifigu," A·Il ·a bl U, - (0,48
,
510 2
= - 0,09 x
U,,
. U,
~
b
30"- 0,28 co ss 30°)"8
~
b'
q~
-1= -
- 0,42 x -3 b' q h = 0,158 b' 8 -f
U' = - 0, 162 b' q; _f U" = + 0,071 b' q; -f
c e STB
b q ~ -f
0,004 b' q~_,
= + 0,075 b' q; -f
D'où :
8"3
q ~- f
Règles NV 6 5
205
Annexe 11 : Exemples de détermination des actions d 'ensembl e po ur les constructions relevant de l'article 2 du chapitre III
11,722 Vent sur la face S'b - Ve nt no rmal a ux faîtages Le vent est pa rallèle au p lan des joints. Pour chac un des blocs: Action de re nve rse me nt
11,722-1
q:-'
T,
=
T,
~ 0,30 sin 30·
T,
~ O,05!... ~
0,056 b'
8
3
cos 30·
~ ~ q~ -f~ 0,006 b' q~ -f
3 8 b qh ~ 0,016 b' qh
D'où : T = 0,056 b' q : -' + 0,006 b' q; -f+ 0,0 16 b' q,
11,722-2
Action de so ulèvement
U" ~ - 0,30 cos' 60·
î %q~ -f ~
U,
~
- 0,158 b' q ; -f
U,
~
+ 0,075
- 0,004 b'
q ~_,
b'q; .,
D' où :
U' = - 0,162 b'
q~ - f
U" = + 0,071 b'
q~ _,
11,723 Vent sur la face Sb - Vent parallèle aux faît ages Le vent est no rmal au plan des joints (fig ure A-l l -l5).
FigureA-1 1-15
Coefficient
r. ~ 0,85
- Actio ns intérieures ;
Ci =
+ 0,42
c, ~ - 0,20 Les blo cs sont numérotés d ans le sens d u vent .
11,723-1 Action de renversement - Pre mie r bloc T = T, (sur le pignon)
~
0,80
S. q:
- Deu xième bloc T ~O
- Troisième b loc
T
~
T, (sur le pigno n) + T, (force d' entraîneme nt sur la toiture)
~
0,30 S. q : + 0,0051 b' qh
11,723-2 Action de so ulè veme nt Sur chac un d es blocs: U ~ - (0,28 + 0,42) b q~ _, ~ - 0,263 b' q~ _,
î
O CSlB
Règle s NV 65
206
Annexe 11 : Exemples de détermination des actions d 'en semble pour les constr uct ions rele vant d e l'article 2 d u chap it re III
11,73 Blocs considérés isolément Les actions à p rendre en compte sur chacu n des b locs so nt égales à ce lles déterminées e n 11,723 sur le bloc au ve nt, soit : - action de renversement : T = 0,80 Sb q~ - action de soulèvement : U ~ - 0,263 b' q ~ _,
11,74 Actions à retenir sur chaque bloc Pour chaque direction de vent, on retient les actio ns les p lus d éfavorab les, do nt les valeurs relatives dépe nde nt parfois d e la vale ur des dime nsions de la construction .
Le tablea u ci-dessous résume les résultats étab lis d a ns les paragraphes précédents. Vent norm al au plan des joints Signe + dans le sens du vent Chacun des blo cs
T = D,BD
\ q:
U = -0,263 b' q: _f
Vent parallèle eu plan d es joints
Versant
= 60 0 au vent
a l
Versa nt 0. 2 = 30° sous le
ve nt
T = 0,056 b'
T = 0 ,05 6 b 2 q: -I
Chacun des blocs
q: ~
+ 0,015 b2 q~ -f
+ 0,006 b2 q ~ _ 1
+ 0,026 b 2 q ~
+ 0,0 16 b2 c,
U' = -0,162 b2 q ~ _ 1
U" = + 0,071 b' q~ -f
11,8 Construction fermée à base rectangulaire formée de cinq file s a ccolées de quatre blocs accolés - Toiture-terrasse Chacun des vingt blocs présente les mêmes caractéristiques que ce lui tra ité en A-l1,1 .
11,81 Caractéristiques (figure A-11-16) +
A
B
C
D
E
b'=bl4
F
G
H
1
J
b'
K
L
M
N
0
b'
P
a
R
s
T
b'
a'
a'
a'
a'
b
a Fig ureA- l '- 16
a h
~ =
2,5 b 3
~
10 b '
8 b = 0,375 b
e CSTB
b = 4 b' Ab
=
b a
-
~
0,4
0,375 A, = 0,1 5
Règle. NV 65
2 07
Annexe 11 : Exemples de déterminati on de s actions d'en semb le po ur les co nstructio ns rele vant de l'article 2 du chap itre 111
Chaque bloc pris isolément a pou r caractéristiques:
a' = 2b' b'
-
1..',=0,75
1..'b = 1,5
h =1,5b'
-0,5
a' La déterm ination des actio ns du vent comporte deu x parties:
- la construction considérée dans son ensemble;
- chaque b loc considéré séparément. Les références des b locs sont portées sur la figure A-11-16.
11.82 Construction considérée dans son ensemble u
11,821 Ve nt sur la fa ce S, (/igure A-1 1-17) Coefficie nt rD= 0,925 h
-
Actions intérie ures:
----'=i:==:t=::::f== Figu re A-11- 17
11,821 -1
Ci
=+
C;
~
0,36
- 0,24
Act io n de renversement
T ~ T, (sur le s face s ve rtica les) Soit : - sur le s b locs a u vent (A, B, C, D, E ou P, 0 , R, S, T ~ 0,8 a' h
q:
=
2,4 b"
q:
n
- sur les b locs inte rmédiaires (F. G, H, l, J, K, L, M, N, 0) T~O
- sur les b locs sou s le ve nt (P, 0, R, S, T ou A. B, C, D, E) T ~ 0,4 a' h
q:
11,821-2
Action de sou/évement
~
1,2 b'
q:
Sur chaque bloc : U ~ - (0,35 + 0,36) a' b ' q ,
~
- 1,42 b' q o
11.822 Vent s ur la face Sb (figu,"
A-11-18)
u,
Fig ure A-11-18 Coeff icient rD~ 0,85 - Actions inté rieures : C,
C;
11,822-1
=
+ 0,42
~
- 0,20
Act ion de renversement
T = T, (sur le s face s ve rticale s) + T, (force d 'e ntraînem e nt sur la to it ure).
© CSTB
Règles NV 65
208
Annexe 11 : Exemplesde détermination des actions d'ensemble pour lesconstructions relevant de l'article 2 du chapitre III
La force T, s'exerce sur la long ue ur a - 4 h
=
4 b'
=
2 a' donc sur les deux
dernière s rangées.
Soit : - sur les blocs au vent (A, F, K, P ou E, J, 0 , Tl T ~ 0, 8b ' h q :
- su r les blocs inte rméd iaires (B, G, L, Q et C, H, M, R o u D, l, N, S et C, H, M, R) T ~ O
- sur la de rnière rangée de blocs intermédiaires (D, l, N, S ou B, G, L, Q) T = 0,01 a' b' q, = 0,02 b' q, - sur les blocs sous le vent (E, J, 0 , T ou A, F, K, Pl T ~ 0,3 b' h q: + 0,01 .' b'
= 0,45 b'2 q ~ 11,822-2
q,
+ 0,02 b'2 q h
Action de soulévement
Sur chaq ue bloc : U ~ - (0,28 + 0,42) a' b' q,
~
- 1,40 b" q,
Les actio ns à prendre e n compte sur chacun des blocs sont éga les à celles
déte rminées en 11,821 et 11 ,822 sur les blocs au ve nt.
11,83 Blocs considérés isolément 11,831 Vent sur la grande face de chaque bloc - Action de renversement: T = 2,4 b'2 q ~
- Action de soulèvement : U ~ - 1,42 b? '\, 11,832 Vent su r la petite face de chaq ue bloc - Actio n de renversement : T
=
- Action de soulèveme nt : U =
1,20 b? q ~ -
1,40 b' q,
11,84 Actions à ret enir sur chaque bloc Les actions de renversement sont affectées d 'un sig ne suivant les conven-
t ions ind iq uées fi gure A-ll -lb. Action
Vent sur la grande face des
blocs
Ve nt su r la pet ite face de s blocs
Ren versement
T = + 2,4 b'2 q ~
T = + 1,2 b'2 q ~
So ulèvement
U= - 1,42b'2q "
U = - 1,40 b"q"
C CSTB
ANNEXE 12 Exemples de détermination des actions unitaires sur des toitures isolées à un ou plusieurs versants
Règles NV 65
210
Anne xe 12 : Exemples de détermi nat io n des actions unitaires sur des to itures iso lées à un ou p lusieu rs versants
L'annexe 12 gro upe, pour des toitures à un o u de ux versa nts, des exemples de déterminatio n des actions résult ant es unita ires, des actio ns unita ires
sur c hac une des faces et éventue llement de la fo rce horizo ntale d'entraîne ment. En aucun cas elle ne vise à la déte rm ination des actions de sou lèvement et de re nve rse me nt sur le s supports de ces to itures. Les exemples t raités ne t iennent compte que des d ime nsions rel ati ves des
toi tures considé rées. Successiveme nt sont exami nés les exemp les suivants: - un e t oi ture-t err asse ;
une série de toitures à un versant de rapport de d imensions supérieur
ou éga l à 5; deux to it ures à un versant de rapport de dimensions inférie ur à 5 ; une série d e t oitures à deux versants d e rapport de d imensions sup érie ur
ou égal à 0,20 ; deux toitures à deux ve rsants d e rap p o rt de dimensions inférieur à 0,20 ; une toiture en voûte de rapport de di mensio ns supérie ur à 0,20 ; une to it ure m ultiple à versants symétriques .
12,1 To iture -t e rrass e 12,11 Caractéristiques La toiture se pr ésente sous la form e d 'un rectang le de lo ng ueur a et de
largeur b avec a
~
2 b.
La d istance au so l e st éga le à e
~
1,5 b
70 .0.70 Fig ure A-12- 1
Elle vérifie la relation e ;, 0,75 ha pou r un ven t no rmal au petit côt é
0,75 ha ~ 0,75 b
pour un vent norma l au g rand côté
0,75 ha ~ 1,5 b
12,1 2 Actions ré sult a nt e s unitaires
(R-III-4,223)
-o.
v~
v~
Le rapport de dimensions À est sans influence su r la valeur des acti ons résul t ant es unit aires.
12 ,121 Ve nt normal a u petit côté
c
~ ±
(Flq ur e A-12-1)
0,7 au bord d'attaque et 0 au bord de fuite
12,122 Vent normal a u grand côté (Figure C ~
b
A-12-2)
± 0,7 au bo rd d'attaque et 0 au bord de fuite .
1 2,13 Fo rce ho rizo ntale d 'ent raînement
Figure A-1 2-2 (R-III-4,02)
12 ,131 Cas d 'une t oiture dont la face inférieure et la face supérie ure sont planes
----..O,0 1Cl/m~
----..O,01qfm 2
v~
a et b étant exprimés en mèt res pour un vent no rma l au petit côté o u au
g ran d côté: F
~
Figure A-12- 3
0,01 x 2 a b q
~
0,02 a b q (Figure A-12-3) -+002qlm'
12 ,132 Cas d'une toit ure dont la face inférieure est p lane et dont la fa ce supérieure comporte des ond es p a rallè les au p etit côté
12. 132- 1
.
~
Vent norm al a u p etit (Figure A -12-4 a)
F = (0,01 + 0,02) a b q
© CSTB
-+O,01qlm'
~
0,04 a b q
Figure A-12-4
-+OO lq1m' O,01q1m'
Règl es NV 65
211
An nexe 12 : Exemp les de dét ermination des actions unita ires sur d es toit ures isolées à un ou plusieu rs versants
12,132-2
Vent normal au grand c ô té
(Figure A- 12-4 bi
F = 0,01 X 2 a b q = 0,02 a b q
12,2 Série d e toitures à un versa nt de ra p po rt de dimensio ns supérieur o u é ga l à 5 La distance au sol e est supposée vérifier les conditions de la règle R-III-4,21 . Le coeffic ie nt y est ég al à 1. Les vale urs de c sont celles lues sur le diagra mme R-III-14 sans co rrect io n.
12,21 Vent normal aux bords horizontaux Le t abl eau fig ure A-12-S (ci-desso us) donne en fon ct ion de l'ang le : les actions résu lta ntes unitaires; - les actio ns unitair es sur chaq ue face, p our un ve nt sou ffla nt sur la f ace supérieure, p uis sur la f ace infér ieure. Direction du vent ------..
c
Il= 10 '
,..
Direction du vent '3 0
o\",\ ,05~
20'
+,\ ,'!J~ ..o~
+1.0s~-0'8~
'..o,B5
20'
~ ,.
35'
40'
45'
"....
"
t
50 '
,,'
e:
«»: ..
".. .
qp
"
~');
~
v.
'-~~I'' +1.30
40 '
,
fJ~
) ,050 -o.ac
Vent sur face supérieure
45'
SO'
50'
,,'
.. ,
a
'(~
'-q.. ·80
'00 • V
".
~~
" '?
~~
" 35'
~~
"~ 6'0
'8'~
30'
~.~
~,,:
.,.~~ SO'
"
,"ç§)
"....
25'
~~,. 30'
0
!lJJJJJJ:rn "'"0' 40'~8' 0
'(S1lllzzzzm
Sl~f:J
,,;..f:J
+0,20
30 "7.
....
25'
,20
të -
+0,/1,0'0
~
+0.00
Il= 10'
....o2()~
15'
-Q,80~ 0 A B
A
+O, 80~
+O,BO~'3 ..o,BO~
'0e,;
~a,
" 0 .<., '~ ~~'~ '0e,;
'0
'''il
'0
."~S ~~S "
"0
~"O
'0
,.~ 'b~
1'1>
I~:o
+1.30
".80
Vent sur face inférieure
A ct ion s résult ant es 1A ct io ns unitaires unitaires sur chaque fac e
Acti o ns résult ant es 1 A ct io ns unit aires unita ir es sur chaqu e face
Figu re A -12-5 (p artie 1)
Fig ure A -12-5 (partie 2) ©CSTB
Règles NV 65
212
Anne xe 12 : Exemp les de déterminatio n de s actio ns unit aires sur des t oi tures isolées à un o u p lusieurs versants
12,22 Vent parallèle aux bords horizontaux La force hori zonta le d'entraînement est déterminée comme ind iqu é en
A-12,13.
12,3 Toiture s à un ve rsa nt d e rapport de dimen sions inférieur à 5 12,3 1 Toiture carrée 12,311 Caract é rist iq ue s h ~1 ° 12,312 Dét ermination d e y (R-III -4,223) Pour À = 1 Y ~ 1,35 Cl - 25
Cl
=
30° e d oit être > 0,75
d 'où
1
À ~
1.
Actions résultantes unitaires
Actions unitaires sur chaque face
12 ,3 14 Vent parallèle au x bord s ho rizonta ux La f or ce horizontale d'e nt raînement est dét ermin ée comme indiqué en
A.-12,13 ; elle est indé pendante d u coefficient y.
Actions résuftantes
unitaires
12,32 Toiture dont la longueur est de vingt fois la dimension selon la ligne de plus grande pente
Actions unitaires
sur chaque face
Figure A-12 -6
12,321 Car act érist iques Cl ~
20°
h.
~
a 1~ 20 a d'où
À =
0,05.
Y est lu directement sur l'échelle fonctionnelle: y = 1,21
12,322 Vent normal aux bo rds horizontaux
(R·III.4,223)
La figure A-12-7 do nne : - les actions résult antes unitaires:
en A en B
c = 1,3 x 1,21 ~ 1,573
c
=
0,4 x 1,21 ~ 0,484
- les act io ns unitaires sur chaq ue face po ur un vent soufflant sur la face supé rieure. puis sur la face inféri eure.
12,323 Ve nt parallè le aux bords horizo ntaux La force horizontale d'entraînem ent est déterminée co mme indiqué en
A-1 2,13.
© CSTB
Figure A- 12· 7
Règles NV6S
213
A nnexe 12 : Exemp les de déterminat ion d es act ions unit aires sur des toitures iso lées à un ou plusieurs versants
12,4 Série d e toitu re s à deux versants d e rapport de dimensi ons su p é rieur o u égal à 0,20
12,41 Caractérist iques Sé rie de toitu res dont la concavité est to urnée ou non vers le sol. L: angl e a varie de 0 à 60°. Le rapport À (R-III-4,232) est d on né par : h x = --!!. (1 + cos 2a) pour 0 ,; a s 45° 1 À=
h ----!!.
p ou r a > 45°.
1
O n sup pose D'o ù
ho ~ a 1 ~ 5 a.
À~
0,20 (1 + co s 20)
À ~
0,20
po ur 0 s a ,; 45°
p our a > 45°
est toujou rs ~ 0,20 et pa r suit e y ~ 1. Les valeurs de c sont celles lues sur le diagr amme R-III-15.
12,42 Ve nt normal au bo rd horizontal (R-III-4,233 -1) La figu re A-12-8 do nne :
les action s ré su lta ntes unit aires, les actio ns unit aires sur chaqu e face, po ur une to it ure ayant la concavité tournée vers le bas, p uis pour une
toiture ayant la concavité tournée ve rs le haut. Direction du vent
+OW 4 50 15
(l
: 10-
A
Il B
C
Direction du vent
"''''0 A~C .35
~ .c~ ,175
0
,.. eo-
~
o ~
~"
. ~
~
•
c:
""
l:I
.<>
~
•
60 '
« =10·
:-0.50
..0
ZO'
~
0
0
ac-
sc-
.0,50
~.~y,o
~
~ ""
~::-
'",
'Irrmrr .....uR +{),7ô+ô.ifo.15
50'
~
50'
~
.'1_",
Toitures à conca vité vers /13 heut Action s unitaires Ac tions résult antes unitaires sur chequ e face
.'/>
~
-0.70 f1IIIJrrr,-{l.35
C
ADüfuiiiiii:50 "' 35
0
+0.4(1
~%J
~
~ .., '" . ~ "0
.
pt?
'?'B
-
qcr,
9?
Toitures il conca vité vers la bas Ac tions unitaire s Actions résultan tes unitaires sur cheque face
Figure A - 12-B © e STS
Règl es NV 65
214
Anne xe 12 : Exe mples de dét ermination de s act ions unit aires sur des toitu res isolées à un ou p lusieurs versa nts
12,43 Vent oblique au bord horizontal
-0,65
(R-III-4,233-2)
On applique sur la face intérieure du dièdre une surpression avec c = + 0,5 à chaque extré mité sur une longue ur éga le à a
(1=10'
- 1 00
+o~ 0
--o}5~ -1.00
+0 ,20
-0,6 5
(Figu re A-12-9 et A-1 2-10).
-0.11<5
20'
~oo
..0,'2.'"
.o,~ "o,Q?s 00
-,.
JJ,'O'2.0
30'
40'
oA," ~
~
Figure A- 12-9 SO'
12,44 Vent parallèle au bord horizontal La force horizontale d'en traîneme nt est déte rminée comme
indiqué en A-12,13.
~ ."
60'
12,5 Toit ures à deux versants de rapp o rt de dimensions inférieur à 0,20
.. ~
n
u ' 6'"
~
t:;>'?
~
Actions résultantes unitaires
Actions résultantes unitaires Figure A-12-10
12,51 Caractéristiques u~30°
h
o
~ a
1 ~ 15 a
Les de ux toitu res considé rées o nt les mêmes caractéristiq ues, ma is l'une a sa conc avité to urnée vers le bas et l'autr e vers le haut .
12,52 Détermination du coefficient y Valeur de Â. (R-III-4,232) ha 1 3 Il ~ (1 +c o s 2 a )~ - x 1 15 2
~0 ,10
y ~ 1,08
D'où
12,53 Vent normal au bord horizontal (R·III·4,233·' )
La figur e A-12-11 donne pour le s deux toitures :
Actions résultantes unitaires
- le s actio ns résultantes unitaires
de A e n B de B e n C
c c
~ ~
+ 0,8 x 1,08 - 0,5 x 1,OS
~ ~
+ 0,865 - 0,54
- les actio ns unitaires sur chaque face . Actions unitairessur chaque face
12,54 Vent oblique au bord horizontal
(R· II1·4,233·2)
Figure A-12-11
On app liq ue sur la face inté rieure d u d ièd re une surpressio n avec c = + O,S à
cha que extrémité sur une longu eur é ga le à a (Figure A-12-12 et A-12-13).
FigureA-12- 12 ©CSTB
~~ ~ 3~ ,.... ,
Fig ureA~12-13
Règles NV6S
215
Annexe 12: Exemples de dé termination des actions unitaires sur de s toitures iso lée s à un o u plusie urs versants
12,55 Vent parallèle au bord horizontal La force horizontale d'entraînement est déterminée comme indiqué en A-12,13.
12,6 Toitu re en voûte fX1 =
•
12,61 Caractéristiques a =1S-
Voûte circulaire dont l'angle à la naissance a pour valeur 30° .
Soit :
a: la corde de l'a rc (Fig ure A- 12-14)
R : le rayon d u cercle de secti on dro ite: R = a 1= 4 a f ~ a (1 - cos 30°) ~ 0,133 a
do nc ,',f
1 < _
a
4
La vo ûte est remp lacée (R-III-4,23) p ar les d eux versants p lans form és p ar les demi-cordes: l'ang le
12,62 Rapport de dimensions À ho (1 + cos 20 1
~ ~
) ~
(R·III·4,232)
J3)
0,518 a x 1 + 4a
2
~
0,242 > 0,20
12,63 Vent normal au bo rd horizontal
(R· III·4,2 33-1)
La fi gure A-12-15 don ne : - les actions résultantes unitaires ; - les actions unitaires sur chaque face . ~
VEN T
+0,46 -0 24
g ~ "'SO +(),n~~ - B - - ~
Figure A-12-15a
~ " ,50
B -0,
C
A:.o· 52
Rg ureA-12-15 b
12,64 Vent oblique au bord horizontal
(R-III-4,2 33-2)
On applique sur la face intérieure du dièdre une surpression avec c ~ + 0,5 à chaq ue extrémité sur une lo ng ueu r égale à 0,5 18 a (Fig ure A- 12-16 et A- 12- 17).
-o~1 .00 +02~ , A -; ·0,04 -- C Figure A- 12-1 6
Figure A-12 - 17
12,65 Vent parallèle au bord horizontal La force horizontale d'entraînement est déterminée comme indiqué en A- 12,13. ©CS lB
Règles NV 65
216
Annexe 12 : Exemples d e déterm ination des act ions unit aires sur des to itu res isolées à un o u plu sieurs versants
12,7 Toiture multiple à vers ants symétriq ue s 12,71 Caractéristiques Pour chaq ue toiture
h
a ~ 20°
"
~a
1~ 30 a
Nombre de t oit ures: cinq.
12,7 2 Rapport de dimensions de chaque toiture 5h
~ = __ 0 (1
1
1 + cos 40") ~ - x 1,766 ~ 0,295 > 0,20 6
12,73 Vent norma l au bord ho rizontal
(R-III-4,2 41)
La figure A- 12-18 donne : - les acti ons résultantes unitaires ; - les actions unit aires sur chaq ue face .
POTEAUX
RES
PREMlËRE TOffiJRE
DERN1ËRE TOffiJRE
Actions résultantes unitaires
~
~
~17~
~,13~
..0.'2.&
..o::lIS
Premiè re et dernière toit ures
0
Toitures intermédiaires
Actions unitaire s su r chaque face
FigureA-f2-fB
12,74 Vent oblique au bord horizontal
(R-III-4,2 41)
O n app lique sur la face int érieur e des versants une surp ressio n avec c ~ + 0,5 à chaque ext rémité sur une longueur égale à a (Fig ure A-12-19 et A-12-20).
Fig ure A- 12- 19 -0, 74
-0,8<5
..,.
~.oo
Prem ière et dernière toitu res
87 " nll11rrtrr/!;, 5
.....~ Toitur es Intermédiaires
Figure A- 12-20
12,75 Vent parallèle au bord horizontal La force horizontal e d'ent raîneme nt est déterm inée comme indi qu é en
A-12,13. OCSTB
Principales notations employées dans les Règles NV 65
Règ le. NV 6S
218
Principales notations employées dans les Règles NV 65
A
A lt it ude du lie u au-dessus du niveau de la mer.
Ne ige PoO
charg e verticale norma le
P'n/)
ext rême
p" oO
accide nte lle
} po ur A de 0 à 200 m
P.
charge ve rticale normale
P'.
extrê me
}
pour A de 200 à 2 000 m
Vent - Règles à base re ctan-
a
plus g rande di mension horizontale d 'une construction gu laire .
b
plus pe t ite dimension horizontale d'une construction à base rectang ulaire.
c
co efficient de pression élém enta ire (ponctuel ou moyen), fon ction des di spositions de la const ruction.
ce cj
coefficie nt re latif aux actions extérieures. coefficient relatif aux actions intérieures.
.
ç=ç
c,
-c.,
coefficient global de traînée (d ans la d irecti on du vent). coefficient global de traînée (pour une valeur particulière de ),.). co efficient de portance (ou de soulèvement).
c,
coeff icient relatif
à la face
« au vent » d' une paroi.
c,
coefficie nt relatif
à la face
« sous le ve nt » d 'une paroi.
d
d iam ètr e d'un cylindre, d'un câb le, d'une sphère, de la b ase d 'un e calo tte sp hériq ue.
e
distance verticale (ou élo ig nem ent) du sol à la part ie b asse d'une co nstruction.
haute ur (ou flèche) d'une to itu re. haute ur d 'une construction (to itu re comp rise). d imension transversale d'un ve rsant de toitu re suivant la lig ne d e
pl us g rand e pen te . dimension longitudinale d 'un ouvrage , d'une toiture, d'un panneau. c q.
p
action é lémentaire unitaire p
p,
action résultant e unitaire p,
q
p ression dynamique éléme nta ire q
=
=
(c, - c) qr.
16,3 vale ur m oyenne de la pression dynamiq ue.
pres sion dynamique
'\i - 2,5 -
.
à une haut eur éga le à 10 mè tres.
p ression dynamique au niveau H : H + 18 q" H +60
ceSTB
= ~ daN/m'
Règles NV 65
219
Principales notations employées dans les Règles NV 65
• ~.
H
hauteur au-d essus d u sol (q uelle q ue soit l' alt it ud e A du lieu au-de ssus du niveau d e la mer).
Hb H,
niveau de la base d 'une const ructio n H b niveau du somm et
P
actio n résultante totale sur une paroi P
5
surface (ou aire) totale d'une p aro i (vides évent uels obturés).
S.
surface de la façade d' une const ruction (plus gra nde longueur).
S.
surface de la façade d'une construction (plus petite lo ngueur).
Sp
surface des parties pleines (supposées réguliè reme nt rép art ies) d'u ne construction ajourée ou en treillis.
S,
surface du maitre-co uple d 'un o uvrage .
V
vitesse du vent e n rn/ s.
u
ang le (en degrés) d 'inclinaison d 'u ne paroi ou de la t angent e à cett e p aroi avec la direction horizont ale du vent.
p
coefficient de majoration dynam iqu e.
y
coeff icient de correct io n fonction de l'élancement ou de l'al lo ngement d'une construction.
Yo
valeur de y pour e ~ O.
Y.
e < h.
Yh
e ;'
= e. d'une construction H s = e + =
h.
p, x S.
h.
B
coefficient de réduction des pressions dynamiques pour les grandes surfaces.
E
coe ff icient global d 'acti on dynamique (dépend ant du type de construction).
À
rapport de d imen sio ns
À,
rappo rt -; .
À.
rapport
~
coe fficient de perméabi lité
h
d'
h'
d'
l'
s;- ou s;- .
h
h
b'
Somme des aires de s couvert ures d 'une paroi aire tota le S de la paro i (vide obt urés)
~
coefficient d e réponse d'une construction.
p
masse volumique de l'ai r (1,225 kg /m ' , en mo yenne).
r
coefficie nt de pulsation.
s. S
avec :
S. ~ Surface des pa rt ies p leinesd' un éléments p lan (pa nneaux ajourés, poutres en treillis)
et X
5 ~ Surface t ota le (vides ob tu rés)
coeff icient de majo ratio n (po ur incid ence suivant la d iag o nale des to urs et py lônes à t reillis).
e eSTE
Règles NV 65
220
Principales notations employées dans tes Règles NV 65
Vent - Annexes g
accélératio n de la pesanteur.
co efficient d e dérive (tourb illo ns d e Bénard-Karman). coeffi cie nt d e traînée d'un profilé d ans la d irect ion du vent .
<
coeffici ent d e dé rive d'un profi lé (dans un e d irecti on normale à celle du ve nt) .
eNet Cr
coefficients correspondant aux co mposan tes des efforts dus au
vent suivant les de ux di rect ions des faces principales d' un p rofilé
Cx' + Cy'
~
CN ,
-
Cp.
d
larg e ur du maître-couple d'une construction.
ea
largeur du maître-couple d'une barre constitutive d'un élément de constructi on
à treillis.
p
pente d'un terrain.
qh
pre ssio n dynamique moyenne éq uivale nte entre 0 et H.
q~r
pre ssio n dy namique critique de réson ance .
R.
no mbre de Reynolds.
S
nombre de St rouhal.
T
période prop re de vibration d'une constructio n (mode fond ament al).
T,
période des tou rb illo ns de Bénard -Karman.
VCt
vite sse critique du vent correspond ant à la vite sse du vent d ét ermi-
nant la for mati on de tourbill ons de Bénard-Karman.
j3'
coefficient de majorati on dynamiqu e (tenant compte de l'amo rt issement).
v
coe fficient de viscosité cinématiq ue d' un fluide.
/>
d écrément logarit hmique.
c eSTB
Règles NV 65 Rè g les défi nissant les effets de la ne ige et du vent sur les constructions et annexes Les Règl es NV 65 ont pour ob je ctif de fixer les valeurs d es charges clim atiqu es (neige et vent) et d e do nne r
le s méthodes d'éva luation d es effo rts co rrespond ants sur l'e nse mb le d 'une cons truction ou sur ses différe ntes parties. Côté neige , les modifications de 2008 introd uise nt da ns les NV 65 la cartographie d es cha rges d e neig e sur le so l en France adoptée dans l'Anne xe nationale de l'Eurocode 1 - Partie 1-3 (no rme NF EN 1991-1-3/ NA). La p récédente carte repo sait sur une analyse statis tiq ue des épaisseurs maximales annuelles de neige au sol, trad uites en charg es en prenan t une masse volumiq ue de la ne ige ég ale à 150 kg 1m 3, sur la péri ode 1945-1992. La nou velle carte « ne ige » s'appuie sur une étude européenne réalisée dan s le cad re de la préparation des Eurocodes et achevée en juin 1999. Cette étude e uropée nne présente un doubl e avantage : les données mé téoro logiques recueillies dan s le s statio ns étrangères proches d u te rritoire nat ional pe rmettent de compléter la ba se de données M ét éo-Fra nce . L'apport de cette étude est plus se nsible d ans les régions alpines et jurassiennes ainsi que dans le Nord-est de la France ; e lle harmonise les choix aux frontières des pays e uropéens. Conce rnant les actions d u ve nt, l'Annexe natio nale NF EN 1991-1-4 / NA de l'Euro code (mars 2008) inclut u ne nouvelle cartog rap hie et le s valeurs de base associées d e la vitesse de référence , fo ndées sur une no uve lle étude statistiqu e des do nnées mét éoro log iqu e s. En effet, l'analyse préalable d e la qu alité d e ces données a co nduit notam me nt à éca rter les mesures obtenues avec l'ancien ané momètre. Afin d 'éviter les inconvén ients q ui pourraient naître de la co existe nce d e deux cartes d iffé rentes, dan s la période trans itoire avant le retrait définitif des règ les NV 65 actue lles, il a été néces saire d e mo difier la carte int rod uite par le mod ificatif n° 2 de d écembre 1999 et d e publier une nouvelle carte des vents (modificatif n" 4 d'octobre 2008). 1\ est à noter que , si la cartographie proprement dite introduite pa r le modificatif n° 4 repre nd stricteme nt ce lle de l'Eurocode, les valeurs de la p ression d ynamique de base « normale » et « extrême » sont issues sa ns changement d es p récédentes versio ns des Règ les NV65 ; elles n'o nt donc pas de signification stat istique , co mme dans l'Eurocod e.
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