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Contenu

1 Introduction
2 Charges permanentes (DL)
3 Charges dynamiques (LL)
4 Charges environnementales
- 4.1 Charge de vent (WL)
- 4.2 Charge de neige (SL)
- 4.3 Charge sismique
- 4.4 Charges thermiques
- 4.5 Charges de tassement
5 Électricité
6 Articles connexes sur Designing Buildings Wiki
7 Références externes

Introduction

L’analyse structurelle est une partie très importante d’une conception de bâtiments et d’autres biens construits tels que les ponts et les tunnels, car les charges structurelles peuvent causer des contraintes, des déformations et des déplacements qui peuvent entraîner des problèmes structurels ou même une défaillance.

Les règlements de construction exigent que les structures soient conçues et construites pour pouvoir résister à tous les types de charge auxquels elles sont susceptibles d’être confrontées au cours de leur cycle de vie.

Il existe un certain nombre de types de charge qui peuvent agir sur une structure, dont la nature varie en fonction de la conception, de l’utilisation, de l’emplacement et des matériaux utilisés. Les exigences de conception sont généralement spécifiées en termes de charges maximales qu’une structure doit pouvoir supporter.

Les charges sont généralement classées comme charges mortes (DL) ou charges vives (LL) :

Les charges mortes font référence au poids propre de la structure et restent généralement constantes pendant la durée de vie de la structure.
Les charges vives, telles que les charges de trafic, peuvent varier.

Les charges peuvent également être catégorisées comme :

Charges concentrées (ou charges ponctuelles) : Charges uniques qui agissent sur une surface relativement petite, comme les charges de colonne.
Charges linéaires : Les charges exercent une charge le long d’une ligne, comme le poids d’une cloison sur le sol.
Charges réparties (ou de surface) : Celles-ci exercent une charge sur une surface, comme le poids des planchers et des matériaux de couverture.

Charges mortes (DL)

Les charges mortes, également appelées charges permanentes ou statiques, sont celles qui sont principalement associées au poids de la structure elle-même, et en tant que telles restent stationnaires et relativement constantes dans le temps. Les charges mortes peuvent inclure le poids de tout élément structurel, des cloisons permanentes non structurelles, des accessoires fixes tels que les plaques de plâtre, les armoires encastrées, et ainsi de suite.

Les charges mortes peuvent être calculées en évaluant les poids des matériaux spécifiés et leur volume tel qu’indiqué sur les dessins. Cela signifie qu’en théorie, il devrait être possible de calculer les charges mortes avec un bon degré de précision. Cependant, les ingénieurs en structure sont parfois conservateurs dans leurs estimations, en minimisant les déflexions potentielles, en prévoyant une marge d’erreur et en tenant compte des modifications au fil du temps, et donc les charges mortes de conception dépassent souvent de loin celles que l’on rencontre dans la pratique.

Pour plus d’informations, voir : Charges mortes.

Charges vives (LL)

Les charges vives, également appelées charges imposées, sont généralement temporaires, changeantes et dynamiques. Elles comprennent des charges telles que la circulation des véhicules, les occupants, les meubles et autres équipements. L’intensité de ces charges peut varier selon le moment de la journée, par exemple un immeuble de bureaux peut subir des charges vives accrues pendant les heures de travail en semaine, mais des charges beaucoup plus faibles pendant la nuit ou le week-end.

Les charges vives peuvent être concentrées ou distribuées et peuvent impliquer un impact, des vibrations ou une accélération.

Pour plus d’informations, voir : Charge vive

Charges environnementales

Les charges environnementales peuvent agir sur une structure en raison des conditions topographiques et météorologiques.

Charge de vent (WL)

Les charges de vent peuvent être appliquées par le mouvement de l’air par rapport à une structure, et l’analyse fait appel à une compréhension de la météorologie et de l’aérodynamique ainsi que des structures. La charge du vent peut ne pas être une préoccupation importante pour les petits bâtiments massifs et de faible hauteur, mais elle gagne en importance avec la hauteur, l’utilisation de matériaux plus légers et l’utilisation de formes qui mon affecter le flux d’air, typiquement les formes de toit. Lorsque le poids propre d’une structure est insuffisant pour résister aux charges de vent, une structure et des fixations supplémentaires peuvent être nécessaires.

La vitesse de vent de conception d’un bâtiment est généralement déterminée à partir d’enregistrements historiques en utilisant la théorie des valeurs extrêmes pour prédire les vitesses de vent inhabituelles qui peuvent se produire dans le futur.

Les effets particuliers qui doivent être pris en compte pourraient inclure :

Les courants ou jets d’angle qui se produisent autour des coins des bâtiments.
Le délestage tourbillonnaire qui se produit dans le sillage d’un bâtiment.
L’écoulement traversant, ou jets de passage, qui se produit dans un passage à travers un bâtiment ou un petit espace entre deux bâtiments.

Dans des situations complexes, il peut être nécessaire d’entreprendre des essais en soufflerie des formes de bâtiments pour évaluer le changement des flux d’air causé par la présence d’une structure. De plus en plus, l’analyse est également possible à l’aide de logiciels de dynamique des fluides computationnelle.

Charge de neige (SL)

C’est la charge qui peut être imposée par l’accumulation de neige et qui est plus préoccupante dans les régions géographiques où les chutes de neige peuvent être importantes et fréquentes. Des quantités importantes de neige peuvent s’accumuler, ajoutant une charge non négligeable à une structure. La forme d’un toit est un facteur particulièrement important pour l’ampleur de la charge de neige. La neige tombant sur un toit plat est susceptible de s’accumuler, tandis que la neige est plus susceptible de tomber d’une pente de toit plus raide

Ces problèmes peuvent être similaires dans les zones de fortes pluies où des mares peuvent se produire.

Charge sismique

Des charges horizontales importantes peuvent être imposées à une structure pendant un tremblement de terre. Les bâtiments dans les zones d’activité sismique doivent être soigneusement analysés et conçus pour s’assurer qu’ils ne cèdent pas si un tremblement de terre devait se produire.

Charges thermiques

Tous les matériaux se dilatent ou se contractent avec le changement de température et cela peut exercer des charges importantes sur une structure. Des joints de dilatation peuvent être prévus en certains points de longues sections de structures telles que les murs et les planchers afin que les éléments de la structure soient physiquement séparés et puissent se dilater sans causer de dommages structurels.

Charges de tassement

Des tensions peuvent se produire dans les bâtiments si une partie se tasse plus qu’une autre. Une structure flexible sera capable de supporter les petites contraintes, alors qu’une structure rigide devra être conçue avec soin pour atténuer les contraintes plus sévères qui peuvent être exercées.

Électricité

NB : ‘Charge’ est aussi un terme général pour tout ce qui consomme de l’électricité.