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EN 1991 - Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 1-5 : Actions thermiques

EN 1991 - Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 1-5 : Actions thermiques. Section 1 généralités Section 2 classification des actions Section 3 situations de calcul Section 4 représentation des actions Section 5 bâtiments Section 6 ponts Section 7 cheminées et pipelines Annexes.

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EN 1991 - Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 1-5 : Actions thermiques

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Presentation Transcript

  1. EN 1991 - Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 1-5 : Actions thermiques

  2. Section 1 généralités • Section 2 classification des actions • Section 3 situations de calcul • Section 4 représentation des actions • Section 5 bâtiments • Section 6 ponts • Section 7 cheminées et pipelines • Annexes

  3. Changement de la période de retour pour les situations transitoires 50 ans 10 ans

  4. Effets thermiques dans les ponts Température dans les poutres • composante verticale (2 cas : sup > inf et sup < inf) • composante horizontale + ou - 5°C T TN TM TE

  5. TN induit une variation de longueur • dimensionnement des joints de chaussée • dimensionnement des appareils d’appui • efforts hyperstatiques dans certaines structures (portiques hyperstatiques, etc.) • efforts dans les rails continus des ponts ferroviaires

  6. TM induit une rotation dans chaque section • dans une poutre isostatique • courbure mais pas d’effort • dans une poutre hyperstatique • courbure et efforts hyperstatiques • TE induit une distribution auto-équilibrée de contraintes dans la section (contraintes résiduelles)

  7. TYPES DE PONT • 1a caisson • 1b poutre • Type 1 métal • Type 2 mixte caisson ou poutre • Type 3 béton • 3a caisson • 3b poutre • 3c dalle

  8. Détermination des effets thermiques Te.max Te.min Type 1 Type 2 Type 3 PONT BETON Tmax Tmin

  9. CALCUL DU SOUFFLE DES JOINTS Te,min T0 Te,max S S SOUFFLE TOTAL S = 20°C si T0 est inconnue S = 10°C si T0 est connue

  10. Traitement de DTM • DTM + DTE peuvent être traités par une distribution linéaire DTM • DTM + DTE peuvent être traités par une distribution non linéaire

  11. Valeurs caractéristiques des gradients linéaires de température pour différents types de tabliers de ponts (ponts routiers, passerelles et ponts ferroviaires)

  12. Coefficients (multiplicateurs) ksur à prendre en compte pour différentes épaisseurs de revêtement

  13. DTM + DTE traités par une distribution non linéaire • Les tableaux suivants sont valables pour une certaine épaisseur du revêtement: sinon annexe B • la résultante d ’effort normal est négligée

  14. PONTS METALLIQUES

  15. Ponts mixtes

  16. Règles complémentaires Différence de températures entre parois internes et externes dans le cas de grands caissons en béton : valeur recommandée 15°C Simultanéité entre composantes uniforme et gradient de température : Différences de composantes uniformes de température entre éléments structuraux :- 15°C entre éléments structuraux principaux- 10°C et 20°C entre câbles (suspension, haubans) et tablier (ou pylône) selon la couleur, claire ou foncée.

  17. Actions thermiques sur les piles de ponts en béton, pleines ou creuses 5°C 15°C Axe du tablier porté

  18. EN 1991 : Eurocode 1Actions sur les structuresPartie 1-7 : Actions générales – Actions accidentelles

  19. Chocs de véhicules sur les piles de ponts • Chocs de véhicules et chocs divers sur les tabliers de ponts • Chocs de bateaux sur les piles de ponts • Chocs de véhicules sur les dispositifs de retenue (NF EN 1991-2) • Actions dues aux séismes (p.m.)

  20. Avant-propos Section 1 Généralités Section 2 Classification des actions Section 3 Situations de projet 3.1 Généralités 3.2 Situations de projet accidentelles – actions accidentelles identifiées 3.3 Situations de projet accidentelles – Stratégie en cas de défaillance localisée 3.4 Situations de projet accidentelles – Utilisation de classes de conséquences Section 4 Chocs 4.1 Domaine d’application 4.2 Représentation des actions 4.3 Actions accidentelles dues aux véhicules routiers 4.4 Actions accidentelles dues aux chariots élévateurs 4.5 Actions accidentelles dues au déraillement du trafic ferroviaire sous ou au voisinage de structures 4.6 Actions accidentelles dues au trafic de navigation 4.7 Actions accidentelles dues aux hélicoptères

  21. Section 5 Explosions internes Annexe A Robustesse des bâtiments – dimensionnement tenant compte des conséquences d’une défaillance localisée due à une cause non spécifiée (I) Annexe B Eléments pour une analyse de risque (I) Annexe C Méthodes avancées de dimensionnnement vis-à-vis des chocs (I) C.1 Généralités C.2 Dynamique des chocs C.3 Chocs dus à des véhicules routiers incontrôlés C.4 Chocs dus aux bateaux Annexe D Explosions internes (I)

  22. 0,5 m (voitures)0,50 à 1,50 m (camions) 0,25 m (voitures)0,50 m (camions) Chocs de véhicules routiers sur piles de ponts EN 1991-2 & EN 1991-1-7 Tableau 4.1 : Valeurs indicatives des forces de calcul statiques équivalentes dues à des impacts de véhicules sur des éléments porteurs de structures ou en bordure de routes Largeur de l’aire d’impact : largeur de l’obstacle limitée à 1,50 m

  23. EN 1991-1-7 - Actions accidentelles Chocs de véhicules routiers sur les tabliers de ponts Tableau 4.2 : Valeurs indicatives des forces de calcul statiques équivalentes dues à des impacts de véhicules sur des éléments structuraux horizontaux au dessus des routes Ces valeurs sont applicables pour h  h0 (h0 donné par Annexe Nationale – Valeur recommandée 5 m)

  24. Chocs de véhicules routiers sur les tabliers de ponts Possibilité de réduction des valeurs de F pourh0≤ h ≤ (h0 + b) rF : coefficient de réductionb : valeur recommandée 1,0 m

  25. LES CHOCS DE BATEAUX SUR LES PILES DE PONTS

  26. CHOCS DE BATEAUX - EN 1991-1-7Valeurs indicative des effort statiques équivalents Annexe C Voies navigables et caractéristiques des bateaux Seine CEMT : Conférence Européenne des Ministres des Transports (19/06/92), approuvée par le Conseil de l’UE le 29/10/93

  27. b 1,0 m ou b R=0,4Fdy 0,50 m Fdy Fdx (P.H.E.N.) 1,50 m Dans les ports, les précédentes valeurs sont divisées par 2.Si analyse dynamique non prévue, coefficients d’amplification dynamique recommandés (voir Annexe Nationale) :- 1,3 selon Fdx- 1,7 selon Fdy

  28. CHOCS DE BATEAUX (site maritime) - EN 1991- 1-7 La force d’impact est appliquée entre - 0,05L et + 0,05L par rapport aux niveaux d’eau spécifiés. La surface d’impact est haute de 0,05L et large de 0,1L si cette dimension est inférieure à celle de l’élément.Elle est multipliée par 1,3 selon x et 1,7 selon y en l’absence d’analyse dynamique (voir Annexe Nationale). Des indications sont données pour d’autres conditions d’impact.

  29. ACTIONS DES VEHICULES SUR LE PONT • Véhicules sur les trottoirs et pistes cyclables • Forces d'impact sur les bordures de trottoirs • Forces d'impact sur les barrières ou glissières

  30. EN 1991 - Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 2 : Charges sur les ponts, dues au trafic EN disponible: sept. 2003 NF EN 1991-2 : mars 2004Annexe Nationale en cours de rédaction

  31. EN 1991-2 - TABLE DES MATIERES Préface Chapitre 1 Généralités Chapitre 2 Classement des actions Chapitre 3 Situations de projet Chapitre 4 Actions dues au trafic routier et autres actions spécifiques aux ponts-routes Chapitre 5 Actions sur les trottoirs, les pistes cyclables et les passerelles Chapitre 6 Actions dues au trafic ferroviaire et autres actions spécifiques aux ponts-rails

  32. EN 1991-2 - TABLE DES MATIERES (Suite) Annexe A (I) Modèles de véhicules spéciaux pour les ponts routiers Annexe B (I) Calcul de la durée de vie en fatigue des ponts routiers - méthode basée sur les trafics enregistrés Annexe C (N) Coefficients dynamiques 1+ pour trains réels Annexe D (N) Bases du calcul en fatigue des structures ferroviaires Annexe E (I) Limites de validité du modèles HSLM et choix du train critique universel dérivé de HSLM-A Annexe F (I) Critères à vérifier si une analyse dynamique n’est pas exigée Annexe G (I) Méthode de détermination de la réponse combinée d’une structure et de la voie aux actions variables Annexe H (I) Charges sur les ponts-rails en situation transitoire

  33. EN 1991-2 - Section 4 4.1 Domaine d'application 4.2 Représentation des actions 4.3 Charges verticales - Valeurs caractéristiques 4.4 Forces horizontales - Valeurs caractéristiques 4.5 Groupes de charges de trafic sur les ponts-routes 4.6 Modèles de charges de fatigue 4.7 Actions pour les situations de projet accidentelles 4.8 Actions sur les garde-corps 4.9 Modèles de charges pour les culées et les murs adjacents aux ponts Actions dues au trafic routier et autres actionsspécifiques aux ponts-routes

  34. ORGANISATION GENERALE POUR LES PONTS ROUTIERS • Modèles de charges de trafic • Forces verticales : LM1, LM2, LM3, LM4- Forces horizontales : freinage et accélération, centrifuges, transversales • Groupes de charges de trafic • gr1a, gr1b, gr2, gr3, gr4, gr5- valeurs caractéristiques, fréquentes, quasi-permanentes Combinaisons avec les actions autres que celles dues au trafic

  35. MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS ROUTIERS • MODELES DE CHARGES POUR ETATS-LIMITES AUTRES QUE CEUX DE FATIGUE • Domaine d’application : longueurs chargées inférieures à 200 m (longueur maximale prise en compte lors de la « calibration » - Pour les très grandes longueurs, voir Annexe Nationale) • LE MODELE N° 1Charges concentrées et réparties (modèle principal) • LE MODELE N° 2Essieu unique (complément au modèle n° 1) • LE MODELE N° 3Ensemble de véhicules spéciaux • LE MODELE N° 4Chargement par une foule : 5 kN/m2

  36. MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS ROUTIERS MODELES DE CHARGES POUR ETATS-LIMITES AUTRES QUE CEUX DE FATIGUE

  37. Largeur de la chaussée Largeur de chaussée w : largeur mesurée entre bordures de hauteur supérieure à 100 mm ou entre limites intérieures des dispositifs de retenue

  38. Découpage de la chaussée en voies 1 – Voie n° 1 (3m) 2 – Voie n° 2 (3m) 3 – Voie n° 3 (3m) 4 – Aire résiduelle

  39. Modèles de charges pour les ponts routiers Le modèle de charges principal (LM1) qrk = 2,5 kN/m2 q1k = 9 kN/m2 q2k = 2,5 kN/m2 q2k = 2,5 kN/m2

  40. Le modèle de charges principal pour les ponts routiers (LM1) : représentation schématique Pour l'évaluation des effets généraux, il convient de supposer que chaque tandem circule dans l'axe des voies conventionnelles Lorsque deux tandems sont pris en compte sur deux voies conventionnelles adjacentes, ils peuvent être rapprochés, la distance entre essieux ne devant cependant pas être inférieure à 0,50 m Pour les vérifications locales, il convient d'appliquer un tandem à l'emplacement le plus défavorable.

  41. Modèles de charges pour les ponts routiers Le modèle de charges principal (LM1) Valeurs des coefficients  (selon ENV 1991-3/DAN) 1e classe : trafic international lourd 2e classe : trafic lourd « normal » 3e classe : trafic lourd « faible » et/ou occasionnel

  42. Modèles de charges pour les ponts routiers Le modèle de charges n°2 (LM2) En l’absence d’indications précises : (0,9 pour la 2e classe)

  43. Modèles de charges pour les ponts routiers Diffusion des charges concentrées 1 – Pression de contact de la roue2 – Revêtement3 – Dalle en béton4 – Fibre moyenne de la dalle

  44. Modèles de charges pour les ponts routiers FORCES HORIZONTALES : Freinage et accélération (voie n°1 ) Pour Q1 = q1 = 1 Qlk = 180 + 2,7L Pour 0  L  1,2 m Qlk = 360 + 2,7L Pour L > 1,2 m

  45. Modèles de charges pour les ponts routiers FORCES HORIZONTALES : Forces centrifuges r : rayon de courbure en plan de l'axe de la chaussée [m] Qv : poids total maximal des charges concentrées verticales des tandems du modèle de chargement principal, c'est-à-dire

  46. EN 1991-2 – Définition des groupes de charges Groupe de charges gr1a : LM1 + valeur « réduite » (ou de « combinaison ») des charges de piétons ou de cyclistes Groupe de charges gr1b : LM2 (essieu unique) Groupe de charges gr2 : valeurs caractéristiques des forces horizontales, valeurs fréquentes de LM1

  47. Groupe de charges gr3 : charges sur les trottoirs et les pistes cyclables Groupe de charges gr4 : charge de foule Groupe de charges gr5 : véhicules spéciaux (+ conditions spéciales pour le trafic normal

  48. Tableau 4.4a – Détermination des groupes de charges de trafic (valeurs caractéristiques de l’action à composantes multiples)

  49. Tableau 4.4b – Détermination des groupes de charges de trafic (valeurs fréquentes de l’action à composantes multiples)

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