Charges permanentes et charges d’exploitation

I- OBJET

Le présent document traite des “charges permanentes et charges d’exploitation » des bâtiments, de leur mode d’évaluation.et des valeurs de ces charges à introduire dans les calculs.

DOMAINE D’APPLICATION

Les valeurs des charges d’exploitation définies ci-après ont le caractère de valeurs nominales. A défaut de texte général, leurs conditions de prise en compte et de pondération, de même que celles des charges permanentes sont données par les règles de calcul en vigueur particulières à chaque matériau structurel.

Le présent document s’applique à tous les calculs des constructions de bâtiment et pourra être utilisé en l’absence d’autres indications données aux documents particuliers du marché (D.P.M.).

• C 1.3 – Carreaux de plâtre
• C 1.4 – Pierre de taille
• C 2 – Enduits
• C 2.1 – Enduit en plâtre
• C 2.2 – Enduit au mortier de liants hydrauliques
• C 3 – Planchers
• C 4 – Revêtements de plancher
• C 5-Toitures

III – CHARGES PERMANENTES

1 – Définition :

La charge permanente comprend non seulement le poids propre des éléments porteurs, mais aussi les poids des éléments incorporés aux élé­ments porteurs tels que : plafond, sol, enduits et revêtements quelconques ainsi que ceux des éléments de la construction soutenus ou supportés par les éléments porteurs tels que : cloisons fixes, conduits de fumée, gaines de ventilation, etc…

La valeur de telles charges se calcule d’après le volume des matériaux et leur densité la plus grande dans les conditions d’emploi.

En vue de faciliter le calcul de ces charges, il a été donné, à titre indicatif, en annexe des valeurs moyennes d’un certain nombre de paramètres (poids volumiques et surfaciques, angle de frottement) qui pourront être utilisées à défaut de mesures plus précises.

2 – Cloisons de distribution :

On entend par cloisons légères de distribution, les cloisons non porteuses de poids inférieur à 2.50KN/m qui subdivisent les locaux et dont il éxiste une densité relativement importante et régulière dans certains types de bâtiments (habitation, bureaux, etc…).

Ces cloisons légères peuvent être prises en compte comme une charge permanente uniformément répartie de 1KN/m2lorsque les planchers sont tels que la répartition correspondante des charges est assurée.

Toutefois, pour les bâtiments d’habitation à refends transversaux porteurs rapprochés (c’est-à-dire ne comportant pratiquement pas de cloisons parallèles aux refends) cette charge est ramenée à 0.50 KN/m2.

Une conception du plancher telle que la répartition des charges des cloisons légères de distribution soit assurée doit être prévue à priori dans l’habitation où ces cloisons peuvent être placées en des positions quelconques.

Pour les cloisons lourdes dans tous les cas et pour les cloisons légères des bâtiments autres que ceux d’habitation, les poids des cloisons et leurs emplacements sont spécifiés par les D.P.M. à moins que ces derniers demandent la répartition pour une valeur de charge au m2qui, résultant d’une étude préalable, peut être différente du 1 KN/m2ci-dessus (1).

Commentaire 1 :

Divers planchers, notamment les planchers en béton couramment utilisés dans l’habitation comme les planchers dalles ou les planchers àentrevous en terre cuite ou en béton, assurent cette répartition.

Il peut cependant être intéressant, dans ce cas, de raidir le plancherau droit des cloisons initiales en vue d’un meilleur comportement decelles-ci.

Il est possible de prévoir le déplacement de cloisons lourdes moyennant une étude appropriée du plancher, et d’ajouter aux charges figurant au tableau la charge uniformément répartie qui y correspond.

Il est prudent que les D.PM. prévoient la répartition des cloisons légè­res dans le cas où un maitre d’ouvrage n’a pas prévu l’intervention d’un service travaux qualifié.

IV – CHARGES D’EXPLOITATION

1 – Généralités :

Les valeurs des charges d’exploitation sont fonction :

• des surfaces auxquelles elles sont appliquées,
• des dégressions horizontales ou verticales retenues liées aux types et caractères des charges en cause,
• de leur mode de prise en compte etc…

Ces différents facteurs d’ailleurs non indépendants, sont traités ci-après avant de donner à l’article 7 les valeurs des charges d’exploitation pour diverses natures de locaux en fonction, s’il y a lieu de ces différents facteurs.

Ces valeurs se réfèrent à un modé normal d’utilisation des locaux (2).

Elles sont utilisées en tenant compte, d’une part, des réductions ou dé­gressions pour grandes surfaces ou pluralité d’étages, d’autre part, des conditions défavorables possibles de leur distribution (existence ou absence totale ou partielle dans les diverses travées) (3)

.Sauf indication contraire, ces charges sont appliquées sur les planchers.

Commentaires :

(2) Ce mode d’utilisation normal des locaux (s’il est quelquefois évident et résulte alors de façon précise de leur destination) par exemple pour une salle de spectacle, n’est pas toujours facile à définir.

Pour l’habitation, certaines pièces peuvent avoir des utilisations variées se rapprochant de celles d’autres locaux, sans que cela devienne systématique dans un même logement. Pour les bureaux la transition vers l’archivage peut quelquefois apparaitre peu sensible.

On peut cependant indiquer que bureaux sous-entend une certaine densité de personnes qui y travaillent.

(3) Certaines méthodes de calcul prennent en compte ces conditionsde distribution.. 2 –

Définition :

Les charges d’exploitation sont celles qui résultent de l’usage des locaux par opposition au poids des ouvrages qui constituent ces locaux, ou à celui des équipements fixes. Elles correspondent au mobilier, au matériel, aux matières en dépôt et aux personnes et pour un mode normal d’occupation. En pratique toutefois, certains équipements fixes légers peuvent être inclus dans les valeurs fixées pour les charges d’exploitation (4).

Les charges d’entretien correspondent aux matériels et matériaux qui peuvent être placés sur les ouvrages lors des travaux de réfection et de transformation.

Les valeurs des charges d’exploitation figurant à l’article 7 comprennent également, pour raison de simplification, les équipements légers, tels que : canalisations de distribution des fluides ménagers, appareils sanitaires, radiateurs ou appareils de chauffage individuels.

Pour certains types d’occupation, les cloisons légères dont le déplacement ou l’ajout sont acceptés à priori, sont traitées comme des charges d’exploitation, dans les conditions et limites indiquées à l’article 7.

Les valeurs des charges d’exploitation indiquées au paragraphe 7 tiennent compte des effets dynamiques courants dus au déplacement des personnes et appareils légers, mais elles ne tiennent pas compte des phénomènes d’amplification dynamique, dûs à des causes particulières.

Pour tous appareils spéciaux à prendre en compte séparément, les D.P.M. fixent la valeur des coefficients dynamiques, ou encore fixent les données à prendre en compte pour un calcul dynamique ou une éventuelle vérification à la fatigue (5).

Commentaires :

(4) Le classement entre équipement fixe et appareil faisant partie des charges d’exploitation n’est pas toujours évident. Les D.P.M. doivent donc clairement indiquer ce que comprennent les valeurs des charges d’exploitation spécifiées.(5)

Les phénomènes d’amplification dynamique sont liés à la période propre de vibration des ouvrages dont il convient de se tenir convenablement éloigné lorsqu’une excitation suffisante peut être appliquée. Cette excitation peut être produite, par des appareils spé­ciaux ou par des personnes, par exemple, dans des salles de danse ou de spectacles.

Pour ces salles, le problème se pose essentiellement pour les planchers de grande portée. Pour les autres portées, les limitations usuelles des fléchissements sous charge, permettent géné­ralement de se prémunir contre ce risque.

3 – Charges d’épreuves :

Les D P M. doivent mentionner la valeur des charges d’épreuve auxquelles la construction sera soumise.

Lorsqu’ils ne le prévoient pas, et que des essais sont effectués, les charges d’épreuve ne doivent pas exercer des sollicitations supérieures à celles qui résulteraient de l’application des charges d’exploitation définies par le présent texte, ou par les D.P.M. sauf majorations spécifiques prévues par des règles de calcul particulières (6).

Commentaire 6 :

Les charges appliquées sur une surface limitée de plancher doivent souvent être plus grandes que la charge d’exploitation nominale, afin de reproduire les sollicitations pour lesquelles la construction a été prévue, en raison de l’effet de répartition transversale parle plancher.

4 – Charges concentrées :

Sauf indication contraire donnée à l’article 7 correspondant à des utilisations spécialisées, on considère une charge concentrée sur un appui 0 25 mm représentant le pied d’un meuble ou équipement égale à 2 KN.

Cette charge est utilisée pour les vérifications au poinçonnement ou de flexion locale indépendamment des charges au m2dont le principe est défini à l’article 2. Elle est appliquées au niveau du sol fini, c’est-à-dire qu’il peut être tenu compte des chapes, ravoirages et revêtements de sol dur pour les vérifications au poinçonnement.

En ce qui concerne la fléxion locale, il est loisible de tenir compte des effets de voûte qui éxistent dans beaucoup de planchers usuels (hourdis dont le rapport portée sur hauteur est supérieur à 20 par exemple) (7).

Les valeurs et les surfaces d’application des charges concentrées correspondant à des matériels lourds ou à des engins de manutention résultent des D.P.M.

Commentaire 7 :

Dans le cas des effets de voûte, le plancher doit toutefois conserver un minimum de résistance à la fléxion locale. Ce minimum est défini par les règles de calcul spécifiques des divers matériaux.

5 – Incidence sur la valeur unitaire de la charge d’exploitation de l’étendue de la surface intervenant dans le calcul de l’élément porteur :

Dans les cas définis dans l’article 7, la valeur unitaire de la charge d’exploitation à prendre en compte dans le calcul d’un élément porteur dépend de l’étendue de la surface supportée par cet élément.

La «valeur unitaire de référence» de la charge d’exploitation correspondant à une «surface de référence» So, est définie de telle manière que :

• Pour une surface inférieure à So, une majoration de la charge unitaire doit en principe être appliquée à la valeur de référence.
• Et pour une surface supérieure à So, une réduction de la charge unitaire puisse être envisagée par rapport à la valeur de référence.

Une valeur relative à une surface inférieure à 1 m2n’est pas à prendre en considération à condition de définir une charge concentrée pour les vérifications de poinçonnement et de fléxion locale.

Les valeurs relatives à de faibles surfaces peuvent être négligées lorsque les planchers assurent une répartition importante des charges entre éléments porteurs (8).

Divers planchers courants, planchers dalles, planchers à entrevous en béton ou en terre cuite notamment, assurent cette répartition.

Même lorsque de tels planchers sont utilisés, il peut éxister de petites surfaces isolées ou en porte à faux qui doivent être spécialement considé­rées.

5.1 – Cas des locaux susceptibles d’une réduction pour grandessurfaces (R.H.) ou d’une majoration éventuelle pour faibles surfaces (M.H.).

Le diagramme suivant donne le coefficient à appliquer à la valeur de réfé­rence, correspondant à 15 m2, donnée à l’article 7.

Pour les balcons, la majoration éventuelle est incorporée dans la charge définie au § 7.2.

Par simplification, il est permis de prendre pour des surfaces inférieures à 15 m2là charge de référence majorée forfaitairement de 30 °/q de même qu’il est permis d’utiliser entre 15 et 50 m2la charge de référence elle-même

Commentaire 8 :

La définition de la surface à prendre en compte ne soulève pas de difficulté d’application pour les poteaux et pour les poutres principales.Elles pourrait en soulever dans le cas des planchers assurant la répartition transversale des charges. Mais, d’une part, l’on ne tient alors pas compte des valeurs correspondant à de faibles surfaces, d’autre part, pour le calcul des planchers courants portant dans un seul sens, il ne s’avère généralement pas judicieux de rechercher l’utilisation d’une réduction pour grandes surfaces.

6 – Dégression des charges d’exploitation en fonction du nombre d’étages :

6.1 – Elle s’applique aux bâtiments à grand nombre de niveaux où les occupations des divers niveaux peuvent être considérées comme indépendantes. C’est le cas des bâtiments à usage d’habitation ou d’hébergement pour lesquels la loi de dégression dite également de base donnée ci-après est applicable (9).

Commentaire 9 :

Cette loi n’est pas applicable lorsque les charges d’exploitation sont prises en compte pour leur partie de longue durée dans une combinaison fondamentale, c’est-à-dire lorsque les valeurs définies ci-après sont affectées de coefficients de pondération tenant compte d’une probabilité de simultanéité avec une autre action considérée pour sa valeur caractéristique principale. Par contre, elle reste utilisable pour les combinaisons supplémentaires.

Au sommaire

1 – Definition
2 – Cloisons de distribution

IV – CHARGES D’EXPLOITATION

111 – Généralités
112 – Définition
Charges d’épreuves
34 – Charges concentrées
X 35 – Incidence sur la valeur unitaire de la charge d’exploitation de l’étendue de la surface intervenant dans le calcul de l’élément porteur
145.1 – Cas des locaux susceptibles d’une réduction pour grandes surfaces (R.H) ou d’une majoration éventuelle pour faibles surfaces (M.H)
1.4- Degression des charges d’exploitation en fonction du nombre d’étages
157 – Valeurs des charges d’exploitation fixées de façon générale
177.1 – Liste en fonction de la nature des locaux
177.2 – Liste par type d’utilisation
207.2.1 – Bâtiments à ü^age d’habitation
207^.2 – Bâtiments de bureaux
217.2.3 – Bâtiments scolaires et universitaires
227.2.4 – Bâtiments hospitaliers et dispensaires
237.2.5 – Bâtiments à Usage sportif et d’éducation physique

7.3 – Toitures
7.3.1 – Couvertures sur charpente
7.3.2 – Charges sur les .couvertures en éléments auto-portants
7.3.3 – Terrasses et toitures recevant une étanchéité, non accessibles aux usagers de l’immeuble
7.4 – “Toitures – terrasses » techniques
7.5 – Terrasses accessibles aux usagers
7.6 – Dalles – jardins privatifs
7.7 – Efforts horizontaux sur les gardes-corps pour paliers, escaliers et balcons
7.8 – Escaliers et passerelles dans les locaux industriels

V – LOCAUX OU LA VALEUR D’UTILISATION DES CHARGES D’EXPLOITATION NE PEUT ETRE DEFINIE DE FAÇON GENERALE

• 1 – Evaluation des charges d’exploitation
• 2 – Planchers des locaux d’archives, des dépôts ou réserves de bibliothèques, des entrepôts de marchandises et magasins de stockage
• 13 – Planchers d4s grandes surfaces de vente
• 4 – Charges sur les planchers d’ateliers et d’usines
• 5 – Garages et parcs de stationnement autres que des véhicules légers
• 6 – Charges autres que celles supportées par les planchers

VI – ANNEXES A – Poids volumiques et angles du talus naturel pour divers corps en vrac

• B-Poids volumiques de quelques matériaux de construction
• C-Poids approximatifs ♦des éléments constitutifs d’une construction
• Cl- Maçonnerie
• C 1.1 – Terre cuite
• C 1.2 – Blocs en béton