Guide Rage- balcons coursives metalliques rapportés | 2013-05

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Le dernier guide « Rage 2012 » porte sur la conception et la mise en œuvre des balcons et coursives métalliques rapportés pour les bâtiments neufs. …

Le dernier guide « Rage 2012 » porte sur la conception et la mise en œuvre des balcons et coursives métalliques rapportés pour les bâtiments neufs.
Avec le développement de l’isolation thermique par l’extérieur dans la construction neuve pour répondre aux exigences de la RT 2012, on voit se développer les balcons métalliques rapportés, désolidarisés de la structure du bâtiment. Leurs fixations ponctuelles sur le bâtiment permettent en effet de réduire les ponts thermiques par rapport aux dalles de béton continues traditionnelles. Facilement ajustables en hauteur, ces structures rapportées permettent également de résoudre les problèmes d’accessibilité aux balcons. Mais leur conception et leur mise en œuvre soulèvent un certain nombre de difficultés, notamment d’ordre structurel, sismique et de sécurité incendie.
Pour aider les professionnels de la construction à concevoir et mettre en œuvre ces ouvrages conformément aux règles et normes en vigueur, un guide vient d’être publié dans le cadre du programme RAGE 2012 : « Balcons et coursives métalliques rapportés – conception et mise en œuvre pour les bâtiments neufs ».

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  • 1. NEuFP R O G R A M M E D ’ A C C O M P A G N E M E NT D E S P R O F E S S I O N N E L Swww.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr«Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012»GuIDEMAI 2013BALCONS ET COURSIVESMÉTALLIQUES RAPPORTÉSCONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE978-2-35443-116-7.indd 1 11/06/2013 15:51:59
  • 2. P R O G R A M M E D ’ A C C O M P A G N E M E N T D E S P R O F E S S I O N N E L Swww.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »Ce programme est une application du Grenelle Environnement. Il vise à revoir l’ensemble des règles de construc-tion, afin de réaliser des économies d’énergie dans le bâtiment et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.L e Grenelle Environnement a fixé pour les bâtiments neufs et existantsdes objectifs ambitieux en matière d’économie et de productiond’énergie. Le secteur du bâtiment est engagé dans une mutation de trèsgrande ampleur qui l’oblige à une qualité de réalisation fondée sur denouvelles règles de construction.Le programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » a pourmission, à la demande des Pouvoirs Publics, d’accompagner les quelque370 000 entreprises et artisans du secteur du bâtiment et lensemble desacteurs de la filière dans la réalisation de ces objectifs.Sous l’impulsion de la CAPEB et de la FFB, de l’AQC, de la COPRECConstruction et du CSTB, les acteurs de la construction se sont rassembléspour définir collectivement ce programme. Financé dans le cadre dudispositif des certificats d’économies d’énergie grâce à des contributionsimportantes d’EDF (15 millions d’euros) et de GDF SuEZ (5 millionsd’euros), ce programme vise, en particulier, à mettre à jour les règles de l’arten vigueur aujourd’hui et à en proposer de nouvelles, notamment pour cequi concerne les travaux de rénovation. Ces nouveaux textes de référencedestinés à alimenter le processus normatif classique seront opérationnelset reconnus par les assureurs dès leur approbation ; ils serviront aussi àl’établissement de manuels de formation.Le succès du programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »repose sur un vaste effort de formation initiale et continue afin de renforcerla compétence des entreprises et artisans sur ces nouvelles techniques et cesnouvelles façons de faire. Dotées des outils nécessaires, les organisationsprofessionnelles auront à cœur d’aider et d’inciter à la formation de tous.Les professionnels ont besoin rapidement de ces outils et « règles du jeu »pour « réussir » le Grenelle Environnement.Alain MAUGARDPrésident du Comité de pilotage du Programme« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »Président de QuALIBATÉDITO978-2-35443-116-7.indd 2 11/06/2013 15:51:59
  • 3. 3PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFAfin de répondre au besoin d’accompagnement des professionnels dubâtimentpouratteindrelesobjectifsambitieuxduGrenelleEnvironnement,le programme « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » a prévud’élaborer les documents suivants :LesRecommandationsProfessionnelles«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement 2012 » sont des documents techniques deréférence, préfigurant un avant-projet NF DTu, sur une solutiontechnique clé améliorant les performances énergétiques desbâtiments. Leur vocation est d’alimenter soit la révision d’un NFDTu aujourd’hui en vigueur, soit la rédaction d’un nouveau NFDTu. Ces nouveaux textes de référence seront reconnus par lesassureurs dès leur approbation.Les Guides « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » sontdes documents techniques sur une solution technique innovanteaméliorant les performances énergétiques des bâtiments. Leurobjectif est de donner aux professionnels de la filière les règlesà suivre pour assurer une bonne conception, ainsi qu’unebonne mise en œuvre et réaliser une maintenance de la solutiontechnique considérée. Ils présentent les conditions techniquesminimales à respecter.LesCalepinsdechantier«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012 » sont des mémentos destinés aux personnels de chantier,qui illustrent les bonnes pratiques d’exécution et les dispositionsessentielles des Recommandations Professionnelles et desGuides « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 ».Les Rapports « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »présentent les résultats soit d’une étude conduite dans le cadredu programme, soit d’essais réalisés pour mener à bien larédaction de Recommandations Professionnelles ou de Guides.Les Recommandations Pédagogiques « Règles de l’Art GrenelleEnvironnement 2012 » sont des documents destinés à alimenterla révision des référentiels de formation continue et initiale. Ellesse basent sur les éléments nouveaux et/ou essentiels contenusdans les Recommandations Professionnelles ou Guides produitspar le programme.L’ensemble des productions du programme d’accompagnement desprofessionnels « Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 » est misgratuitement à disposition des acteurs de la filière sur le site Internet duprogramme : http://www.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.frAVANT-PROPOS978-2-35443-116-7.indd 3 11/06/2013 15:51:59
  • 4. 4PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRESlmmaireConception : LENOX – Illustrations : CTICM – Éditeur : AQC – ISBN : 978-2-35443-116-71 - Introduction............................................................. 52 - Objet du guide......................................................... 62.1. • Contenu du guide......................................................................................................... 62.2. • Domaine dapplication du guide................................................................................ 73 - Terminologie, définitions........................................ 83.1. • Structure porteuse....................................................................................................... 83.2. • Balcons métalliques rapportés................................................................................... 83.3. • Coursives métalliques rapportées............................................................................ 103.4. • Ponts thermiques........................................................................................................113.5. • Rupteurs de ponts thermiques................................................................................. 134 - Conception..............................................................154.1. • Prescriptions générales............................................................................................. 154.2. • Chargement sur les balcons et les coursives.......................................................... 244.3. • Dimensionnement structural.................................................................................... 344.4. • Evaluation et qualification des rupteurs thermiques.............................................. 434.5. • Sécurité incendie....................................................................................................... 494.6. • Etanchéité à leau....................................................................................................... 544.7. • Accessibilité................................................................................................................ 584.8. • Isolation acoustique................................................................................................... 594.9. • Durabilité / Entretien.................................................................................................. 595 - Mise en œuvre........................................................625.1. • Interface entre les intervenants................................................................................. 625.2. • Prescriptions générales – Documentation............................................................... 635.3. • Support et fixation..................................................................................................... 645.4. • Mise en œuvre de lélément rapporté...................................................................... 685.5. • Enveloppe du bâtiment............................................................................................. 715.6. • Caractéristiques et tolérances de louvrage fini...................................................... 726 - Annexes...................................................................736.1. • Annexe A : Documents de références....................................................................... 736.2. • Annexe B : Eléments normatifs pour le dimensionnement structural.................. 776.3. • Annexe C : Valeurs réglementaires pour le calcul des charges sismiques............ 916.4. • Annexe D : Exigences réglementaires en matière de performance au feu........... 946.5. • Annexe E : Méthode des flammes extérieures........................................................ 996.6. • Annexe F : Exemple de calcul thermique............................................................... 1036.7. • Annexe G : Exemple de calcul structural................................................................ 105978-2-35443-116-7.indd 4 11/06/2013 15:51:59
  • 5. 5PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRELe programme « Règles de lArt Grenelle Environnement 2012 » estdestiné à accompagner les professionnels du bâtiment et les aider àatteindre les objectifs fixés dans le Grenelle de lenvironnement aussibien pour les constructions neuves, notamment avec la nouvelleréglementation thermique RT 2012, que pour la rénovation des bâti-ments existants.En plus dexigences de résultats assez ambitieuses, entre autres uneconsommation dénergie maximale de 50 kWhep/(m².an) en moyenne(modulable en fonction de lusage, de la localisation, etc.), la RT 2012 arenforcé les exigences sur les ponts thermiques. Les déperditions parlensemble des ponts thermiques de liaison par m² de  SHONRTnedevraient pas dépasser 0,28 W/(m².K). De plus, le coefficient de trans-mission thermique linéique moyen des liaisons entre les planchersintermédiaires et les murs (y compris les balcons) ne devrait pasexcéder 0,6 W/(ml.K). Ces exigences rendent nécessaire la correctionde lensemble des ponts thermiques de lenveloppe du bâtiment.Les exigences de la réglementation thermique RT 2012 et les règlesdaccessibilité pour les personnes à mobilité réduite devraient forte-ment développer lutilisation de structures métalliques rapportées,notamment les balcons et les coursives.Dans le cas dun bâtiment isolé par lextérieur, ces structures métal-liques rapportées, désolidarisées du bâtiment, permettent de réduireles ponts thermiques par rapport à des constructions traditionnelles.Elles permettent aussi de respecter les exigences de la règlementationaccessibilité pour ce qui concerne laccès aux locaux par les balconset les coursives, grâce à un ajustement en hauteur assez facile.Or, des précautions particulières doivent être prises pour la concep-tion et la mise en œuvre de ce type de structures afin dassurer laconformité aux exigences que ce soit sur le plan thermique ou auregard dautres aspects tels que la stabilité structurale, la sécuritéincendie ou la résistance sismique.1Introduction978-2-35443-116-7.indd 5 11/06/2013 15:52:00
  • 6. 6PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRECe guide a pour but de donner les moyens aux professionnels dubâtiment pour répondre aux enjeux induits par la nouvelle réglemen-tation thermique RT 2012 (et notamment au développement de liso-lation par lextérieur) qui va tendre à généraliser lutilisation de struc-tures métalliques rapportées. Les structures rapportées en façade (ouencore désolidarisées) visées dans ce guide sont les balcons et lescoursives métalliques.La mise en œuvre dun balcon ou dune coursive métallique rappor-tée, dans un bâtiment avec isolation par lextérieur, permet de réduireles ponts thermiques par rapport à un balcon traditionnel (sans rup-teurs thermiques). Lutilisation de rupteurs de ponts thermiques auniveau des fixations peut aussi être envisagée.Les rupteurs thermiques constituent actuellement une solu-tion non traditionnelle, notamment pour le domaine dem-ploi du présent guide. Il convient dapprécier dès la phasede conception leur influence sur la résistance structurale etla mise en œuvre de la liaison entre lélément rapporté etle bâtiment support. Lutilisation de ces rupteurs doit êtrejustifiée par une étude thermique réalisée en amont.2.1. • Contenu du guideAprès une description des conceptions les plus courantes de balconset coursives métalliques rapportés, ce guide donne les prescriptionsminimales nécessaires dans la conception et la mise en œuvre de cesstructures rapportées sur des bâtiments neufs, avec ou sans rupteursthermiques.2Objet du guide!978-2-35443-116-7.indd 6 11/06/2013 15:52:00
  • 7. 7PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE2.2. • Domaine dapplication du guideCe guide traite principalement des aspects thermiques, structuraux,sismiques et de sécurité incendie des conceptions les plus courantesde balcons et coursives métalliques rapportés, destinés à être mis enœuvre sur des bâtiments neufs en France métropolitaine. Les struc-tures visées sont essentiellement en acier, mais lemploi de lalumi-nium est également envisagé.Ces structures sont destinées à être supportées par des planchersbéton ou une charpente métallique. Le guide donne également desrecommandations sur laccessibilité pour les personnes handicapées,lisolation acoustique et létanchéité à leau.Le présent guide sintéresse aux balcons et coursives ouverts surlextérieur. Les espaces fermés sur ossatures rapportées ne sont pasconcernés.978-2-35443-116-7.indd 7 11/06/2013 15:52:00
  • 8. 8PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE3.1. • Structure porteuseDans le présent guide, on distingue deux ensembles déléments réali-sant la structure porteuse du balcon ou de la coursive :• Support ou « bâtiment support » :Il sagit déléments de la structure du bâtiment. On distingue la miseen œuvre sur une structure en béton armé (en général, la fixation estréalisée en nez de dalle pleine) de la mise en œuvre sur charpentemétallique.La liaison entre le support et la structure rapportée est ici nommée« fixation » de manière générique. Elle peut être réalisée par de mul-tiples solutions : platines pré-scellées, rails, ancrages manchonnés,chevilles, rupteurs thermiques,...• Eléments porteurs rapportés :Il sagit des éléments nécessaires à la stabilité du balcon ou de lacoursive et qui sont eux-mêmes rapportés, comme les poteaux ou leshaubans (suspentes).3.2. • Balcons métalliques rapportésUn balcon est une plate-forme en saillie de la façade, limitée vers lex-térieur par un ouvrage vertical formant un garde-corps. Le balcon setrouve en console à partir de la façade. Un balcon est dit rapporté (oudésolidarisé) lorsque son ossature ne forme pas un ensemble mono-lithique en continuité de celle du bâtiment. Les deux ossatures sontjuxtaposées et reliées entre elles par des organes de fixation.3Terminologie, définitions978-2-35443-116-7.indd 8 11/06/2013 15:52:00
  • 9. 9PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRELes conceptions les plus courantes de balcons métalliques rapportéssont :(a) Balcons en porte à faux ;(b) Balcons suspendus ;(c) Balcons en appui ;(d) Balcons autoportants.(a) (d)(c)(b)s Figure 1 – Conceptions courantes de balcons métalliques rapportés3.2.1. • Balcons métalliques en porte à fauxLes balcons en porte à faux sont directement encastrés à la façade.Ce type de structure est composé dun cadre métallique porteur et defixations ponctuelles du cadre par platines métalliques sur le bâtimentsupport.3.2.2. • Balcons métalliques suspendusLes balcons suspendus (ou haubanés) sont liés au bâtiment sup-port par une fixation classique à hauteur de son ossature et par dessuspentes (ou haubans) fixées à un niveau supérieur. Les suspentespeuvent être fixées soit à la façade soit à la partie inférieure du balconde létage supérieur.La mise en œuvre de suspentes métalliques réduit les efforts auxniveaux des fixations du balcon au bâtiment support.3.2.3. • Balcons métalliques en appuiCette conception est caractérisée par la présence de poteaux, au boutde la saillie du balcon. Lintérêt principal est le partage des effortsentre les fixations sur la structure porteuse du bâtiment et les poteaux.978-2-35443-116-7.indd 9 11/06/2013 15:52:01
  • 10. 10PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE3.2.4. • Balcons métalliques autoportantsLes balcons autoportants sont supportés par deux files de poteaux,lune proche de la façade et lautre en bout de saillie. Cette conceptionest caractérisée par des efforts très réduits aux niveaux des fixationsdu balcon au bâtiment support.3.2.5. • Autres conceptions de balconsDautres conceptions peuvent être rencontrées, conséquences dechoix techniques ou architecturaux. On note par exemple la possibi-lité de balcons suspendus dont la suspente supporte également unauvent de couverture (a), des balcons sur béquilles (ou bracons) (b)ou encore des balcons sur cadre encastré à la façade (c).(a) (b) (c)s Figure 2 – Conceptions alternativesBien que non directement décrites dans le présent guide, ces concep-tions alternatives peuvent en suivre les recommandations moyennantdes adaptations mineures.3.3. • Coursives métalliques rapportéesUne coursive est une galerie de circulation extérieure en façade ouintérieure (couloir). Elle dessert plusieurs logements ou locaux. Lescoursives présentent les mêmes caractéristiques que les balcons etpeuvent aussi être rapportées.Les coursives métalliques rapportées présentent ainsi des concep-tions similaires aux balcons, à lexception du cas avec suspentes :• Coursives en porte à faux ;• Coursives en appui ;• Coursives autoportantes.978-2-35443-116-7.indd 10 11/06/2013 15:52:02
  • 11. 11PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure 3 – Coursives en appui sur poteaux3.4. • Ponts thermiquesLes ponts thermiques sont des lieux de fuites de chaleur vers lexté-rieur ce qui dégrade les performances thermiques du bâtiment. Ilsagit dune partie de lenveloppe du bâtiment où la résistance ther-mique, par ailleurs considérée uniforme, est modifiée de façon sen-sible par une absence, une discontinuité ou une dégradation localede lisolation (poutre métallique traversant la façade, attaches métal-liques traversant lisolant, etc.).Il existe deux types de ponts thermiques :• les ponts thermiques linéiques (ψ en W/(m.K)),• les ponts thermiques ponctuels (χ en W/K).En plus de limpact sur les performances thermiques du bâtiment,les ponts thermiques peuvent être source de pathologies diversescomme lapparition de salissures et le développement de moisis-sures. En effet, les surfaces internes se refroidissent à proximité dupont thermique ce qui amplifie le risque de condensation superficielleà cet endroit.Les ponts thermiques doivent être évalués numériquement selon lanorme NF EN ISO 10211. Pour un bâtiment existant, un diagnosticthermographique permet de détecter les ponts thermiques présentsdans lenveloppe et ainsi denvisager des solutions de traitement etles mettre en œuvre à loccasion dune réhabilitation de lenveloppe.978-2-35443-116-7.indd 11 11/06/2013 15:52:02
  • 12. 12PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE(a) Balcon traditionnel sans rupteur thermique (b) Balcon métallique rapporté sans rupteurs thermiques(fixations ponctuelles)s Figure 4 – Simulations numériques des déperditions thermiques au niveau dun balcon (isolationthermique par lextérieur)Le tableau suivant donne des valeurs de pont thermique ponctuelpour des fixations usuelles en acier dun balcon/coursive sur unedalle en béton dun bâtiment isolé par lextérieur. Ces valeurs ne sontvalables que dans le cas où un complément disolation est mis enœuvre tout autour de la structure (et entre les semelles pour les pro-filés ouverts), au prolongement de lisolant de la façade tel que pré-senté en (Figure 5).Type de fixation Dimensions (mm)Epaisseur de lisolationextérieur (mm) ;0.035 ≤ λ ≤ 0.045 W/(m.K)Pont thermiqueχ (W/K)IPE+ Platine daboutIPE120 100 0.19IPE120 140 0.17IPE120 180 0.15IPE160 100 0.27IPE160 140 0.25IPE160 180 0.23IPE200 100 0.34IPE200 140 0.32IPE200 180 0.30HEB+ Platine daboutHEB100 100 0.28HEB100 140 0.26HEB100 180 0.24HEB120 100 0.35HEB120 140 0.33HEB120 180 0.31HEB160 100 0.48HEB160 140 0.46HEB160 180 0.44978-2-35443-116-7.indd 12 11/06/2013 15:52:03
  • 13. 13PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREType de fixation Dimensions (mm)Epaisseur de lisolationextérieur (mm) ;0.035 ≤ λ ≤ 0.045 W/(m.K)Pont thermiqueχ (W/K)Tube+ Platine dabout120x80x5 100 0.31120x80x5 140 0.29120x80x5 180 0.27160x80x6 100 0.39160x80x6 140 0.36160x80x6 180 0.34200x120x6 100 0.52200x120x6 140 0.5200x120x6 180 0.48Cornière(Largeur x épaisseur,en mm)120x5 100 0.10120x5 140 0.095120x5 180 0.09120x10 100 0.13120x10 140 0.125120x10 180 0.12StructureporteuseComplémentdisolations Figure 5 – Mise en œuvre dun complément disolation autour de la structure (et entre les semellespour les profilés ouverts).N o t eUn exemple de calcul des performances thermiques dun bâtiment de logementcollectif est donné dans l[Annexe F].3.5. • Rupteurs de ponts thermiquesLes rupteurs de ponts thermiques (ou plus simplement, rupteursthermiques) sont des éléments particuliers destinés en premier lieuà réduire les fuites de chaleur vers lextérieur, et ainsi améliorer lesperformances thermiques du bâtiment. Il existe un grand nombre detypes de rupteurs thermiques, souvent brevetés, qui se différencientprincipalement en fonction de leur position dans louvrage.Certains types de rupteurs thermiques doivent également permettrela transmission des sollicitations entre les deux éléments quils sépa-rent, et cest notamment le cas pour ceux qui peuvent être mis enœuvre au niveau de la liaison entre un balcon ou une coursive et le978-2-35443-116-7.indd 13 11/06/2013 15:52:03
  • 14. 14PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREbâtiment. Dans le cadre du présent guide, le rupteur thermique estdonc à la fois un organe de fixation et un élément disolation.PlancherStructuredu balconRupteurPlancher(a) (b)sans rupteur thermique avec rupteur thermiqueStructuredu balcons Figure 6 – Principe du rupteur thermiqueLes rupteurs thermiques peuvent être soit des produits manufacturéset destinés à être incorporés dans un ouvrage soit des solutions dechantier mises au point par les entreprises.Le présent guide utilise exclusivement le terme ‘rupteur thermiqueaussi bien pour les produits manufacturés que pour les solutions dechantier (cf. 4.4).Au moment de la rédaction du présent guide, les rupteursthermiques manufacturés présents sur le marché pour uneapplication aux balcons et coursives métalliques rapportésnont pas encore fait lobjet dune évaluation institution-nelle en France (Avis techniques ou similaires). Il convientde prendre toutes les précautions nécessaires à leur emploi,notamment en situation sismique.!978-2-35443-116-7.indd 14 11/06/2013 15:52:04
  • 15. 15PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRECette partie donne les clefs nécessaires à la conception dun balconou dune coursive rapporté sur un bâtiment neuf. Après quelquesprescriptions dordre général, les différents chargements appliquéssur les éléments rapportés sont décrits ainsi que le dimensionnementstructural de ces derniers. Un paragraphe spécifique est égalementconsacré à lévaluation et à la qualification des rupteurs thermiques.Ensuite, plusieurs problématiques généralement liées aux réglemen-tations en vigueur, à savoir la sécurité incendie, létanchéité à leau,laccessibilité et lisolation acoustique sont détaillées. En clôturede cette partie, la question de la durabilité de lélément rapporté estabordée.4.1. • Prescriptions générales4.1.1. • Documents du marchéIl convient avant toute chose de rappeler la responsabilité du maîtredouvrage dans le bon déroulement de tout projet, en cela il luiincombe en effet la définition précise de ses objectifs et lassurancede leur faisabilité.Les objectifs du maître douvrage sont traduits en exigences par lemaître dœuvre dans les pièces du marché. Celles-ci décrivent en par-ticulier les relations entre les différents lots, notamment le niveau et lanature des informations à transmettre entre les lots, et les tolérancesà respecter. Ces renseignements permettent de préciser toutes leshypothèses nécessaires à la conception. Ainsi, de façon à éviter touteambiguïté, le marché doit en particulier préciser :• la définition des actions fondamentales de base, en particuliercelle des charges exceptionnelles éventuelles ;4Conception978-2-35443-116-7.indd 15 11/06/2013 15:52:04
  • 16. 16PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE• la définition des actions accidentelles éventuelles ;• sil y a lieu, le gradient thermique à prendre en compte ;• lensemble des données nécessaires pour lapplication desnormes et textes réglementaires (thermique, feu, séisme, neigeet vent, ...) ;• les cas éventuels dinterdépendance de charges ;• la présence de charges dynamiques et la valeur du coefficientdynamique correspondant ;• les prescriptions particulières compte tenu du type de construc-tion et des conditions dexploitation ou dagressivité du milieuambiant (conditions marines, salinité, exposition aux intempé-ries, à la pollution, aux températures basses, enrobages accrus,revêtement protecteur, ...) ;• le cas échéant, les états limites de déformation à respecter et lesexigences particulières en matière de flèches absolues ;• les prescriptions particulières en matière de confort qui peuventavoir une influence sur la conception, notamment les exigencesen matière dacoustique ou de vibrations.N o t eLa liste précédente nest pas exhaustive. Ces renseignements ne sont pas spéci-fiques au présent document ; elles sont également nécessaires à lapplication desEurocodes.4.1.2. • Conception générale de lélémentmétallique rapportéLes éléments composant la structure métallique rapportée sont dif-férents selon la conception retenue (en porte-à-faux, suspendue, enappui ou autoportante), les souhaits des maîtres douvrage et maîtresdœuvre ainsi que les habitudes des concepteurs et de lentrepreneur.Des tendances générales peuvent cependant être dégagées, en parti-culier pour lossature.La structure rapportée est généralement construite autour de poutresmaîtresses en saillie de la façade. Elles sont aussi appelées poutresconsoles lorsque la structure rapportée est en porte à faux. Cespoutres reprennent la charge sur le balcon pour la transmettre aubâtiment support et/ou aux éventuels éléments porteurs rapportés(poteaux, haubans).978-2-35443-116-7.indd 16 11/06/2013 15:52:04
  • 17. 17PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREContreventementPlatelageLongeroncourantPoutremaîtresseGarde-corpsLongeronde riveCaillebotiss Figure 7 – Perspective partielle dun balcon métallique (exemple de conception)Parallèlement à la façade, entre les poutres maîtresses, peuvent êtredisposés des longerons. Généralement, au moins un longeron de riveest présent, notamment pour fermer le cadre de lossature (éventuel-lement caché par un élément de finition). Les longerons courants sontajoutés suivant la capacité portante du platelage quils supportent.Longerons et poutres maîtresses peuvent être liés par un contre-ventement horizontal. Léquipement du balcon ou de la coursive estensuite constitué du platelage (dalle béton, bois, caillebotis, …), desgarde-corps et éventuellement dun caillebotis au-dessus du seuil. Lesgarde-corps doivent être conçus de manière à répondre aux spécifi-cations dimensionnelles de sécurité présentes dans la norme NF P01-012. Pour les platelages bois, le NF DTU 51.4 rassemble les règlesgénérales de conception et de mise en œuvre selon les différentssupports.Dans le cas dune isolation thermique par lextérieur (ITE), ilfaut éviter de fixer le garde-corps sur la façade pour ne pasdégrader les performances thermiques du bâtiment.Les différentes conceptions détaillées au paragraphe [3.2] peuventse distinguer, outre les aspects esthétiques ou dencombrement(poteaux), par les efforts appliqués par la structure rapportée sur lebâtiment support. De fait, le choix du type de structure rapportéeconditionne la conception du bâtiment, du moins sur le plan local,ainsi que la fixation liant les deux. La suite donne des critères de choixpermettant de se positionner sur telle ou telle conception, à destina-tion du concepteur en phase projet.!978-2-35443-116-7.indd 17 11/06/2013 15:52:05
  • 18. 18PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.1.2.1. • Structures en porte à fauxCette conception induit des efforts importants sur le bâtiment support,qui doit reprendre la totalité des charges sur le balcon par le biais dunencastrement. Les principaux efforts à reprendre sont ici un momentde flexion et un effort tranchant dans le plan vertical. Les autres efforts(normaux et transversaux) sont moins intenses.Ce genre de conception est limité à des structures de faibles por-tées, pour conserver des poutres de dimensions modérées. La fixa-tion directe sur le bâtiment support requiert de la structure à la foisrésistance et rigidité (plancher béton ou charpente métallique dont lesbarres présentent des dimensions nettement plus importantes quecelles composant la structure rapportée).s Figure 8 – Exemple dun encastrement dune structure en porte à faux avec interposition dun rupteurLes efforts importants à reprendre contraignent le choixdes organes de fixation mais aussi la conception locale dusupport (ferraillage de la dalle, raidissage de la charpente).Lattention du concepteur est également attirée sur la nécessité déva-luer la rigidité de lassemblage entre la structure rapportée et le bâti-ment support (cf. 4.3.4) pour une détermination correcte de la flèche.4.1.2.2. • Structures suspenduesDe même que pour la conception en porte à faux, la totalité descharges sur la structure rapportée doit être reprise par le bâtimentsupport. Le moment de flexion du porte-à-faux est décomposé en uneffort de compression dans la poutre maîtresse et un effort de tractiondans le câble (tirant). Au niveau de la fixation de la poutre maîtresse,le moment de flexion devient secondaire voire nul.Cette conception permet des portées un peu plus importantes quepour la conception en porte à faux. Les conséquences sur le bâti-ment support sont moindres. Le point dancrage du tirant (platine,!978-2-35443-116-7.indd 18 11/06/2013 15:52:06
  • 19. 19PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREscellement, armatures de répartition, etc.) doit cependant faire lobjetdune étude spécifique et dune réalisation soignée.Il est possible de coupler les fixations dune poutre avec le câble pourle balcon inférieur par le biais dune oreille soudée ou boulonnée.Dans ce cas, la sommation des efforts tranchants verticaux dans unseul point dattache implique un renforcement du système de fixationet de la conception locale du support. Dans lanalyse des balcons, ilconvient de considérer la charge dexploitation présente et absente enalternance selon les étages pour obtenir les enveloppes defforts dansles fixations.(a) Efforts principaux sur les fixations (b) Oreille de liaison tirant-poutre maitresses Figure 9 – Exemples de fixation dun élément suspendu avec rupteur thermiqueLa suspension globale des éléments rapportés par hauba-nage nest pas recommandée car elle implique des diffi-cultés supplémentaires dans le réglage des câbles (asser-vissement des étages entre eux) ainsi quune charge plusimportante dans les haubans et leurs fixations. Lutilisationde profilés métalliques en traction et dun système dereprise (éventuellement par câbles) est une solution plusfacilement réalisable.!978-2-35443-116-7.indd 19 11/06/2013 15:52:07
  • 20. 20PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE(a) Suspension globale parhaubans (non recommandé)(b) Suspension globale par profilsen traction et système de reprise(c) Suspension à chaque étages Figure 10 – Schémas de suspensionLassemblage de la poutre sur le bâtiment support peut être de typearticulé, mais seulement sil est démontré que les charges perma-nentes compensent, avec une marge de sécurité, leffet de soulève-ment du vent (afin déviter que le balcon ne soit soulevé puis retombeselon la force du vent, avec le risque dendommager les fixations etles câbles).Lorsque lassemblage est de type encastré, il est nécessaire déva-luer sa rigidité effective (cf. 4.3.4) pour pouvoir calculer correcte-ment la répartition des sollicitations (système hyperstatique) et lesdéformations.4.1.2.3. • Structures en appuiDans une conception en appui, les charges sur le balcon sont répar-ties, généralement à parts égales (en fonction de la géométrie), entreles poteaux et le bâtiment support.Cette conception permet des portées importantes, pour des consé-quences sur le bâtiment support relativement limitées. Seul lefforttranchant vertical reste significatif, et ce type de réaction dans le plande la façade ne pose généralement pas de difficulté à être repris parune structure de bâtiment.s Figure 11 – Exemple de fixation dun élément en appui avec rupteur thermique978-2-35443-116-7.indd 20 11/06/2013 15:52:08
  • 21. 21PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRELutilisation dorganes de fixation articulés (rupteur thermique ouautre) est également plus aisée (le système structural est moins com-plexe) et souvent plus économique. Les efforts horizontaux peuventêtre réduits en présence dun contreventement vertical (cf. 4.1.4).4.1.2.4. • Structures autoportantesCette conception implique des efforts minimaux sur la structure dubâtiment support. Elle permet donc une mise en place aisée sur tousles supports, par le biais de fixations très limitées en nombre commeen dimensions.Les fixations au bâtiment reprennent seulement des efforts axiaux ettransversaux, ces derniers pouvant être réduits par des contrevente-ments verticaux dans le plan des poteaux extérieurs. Ces fixations etcontreventements éventuels évitent ainsi le basculement de la struc-ture rapportée et servent de maintien pour les poteaux vis-à-vis duflambement.s Figure 12 – Exemple de fixation dun élément autoportant sans rupteur thermiqueCette conception peut convenir pour toute structure de bâtiment sup-port ; la fixation étant située en vis-à-vis dun plancher ce qui lui per-met dassurer en général une rigidité satisfaisante.4.1.3. • Système dajustement de lélémentrapporté sur le supportLinterface entre matériaux relevant de tolérances larges et dautresrelevant de tolérances serrées, comme les assemblages béton/acier,doit permettre les ajustements nécessaires. Ces ajustements peuventêtre réalisés par des systèmes de trous oblongs, de glissières ouautres mécanismes. Lattention est cependant attirée sur le fait quedes systèmes et mécanismes de grandes amplitudes peuvent générerdes excentricités importantes concernant les transferts de charges ausein des assemblages.Ces ajustements doivent tenir compte des tolérances du support,fixées par les règles de lart ou les documents du marché (en réfé-rence au paragraphe 5.3.3).978-2-35443-116-7.indd 21 11/06/2013 15:52:09
  • 22. 22PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.1.4. • ContreventementLa structure métallique rapportée doit présenter une rigidité satis-faisante vis-à-vis des efforts appliqués dans la direction horizon-tale, parallèle à la façade. Ce comportement peut être obtenu par uncontreventement horizontal, généralement situé sous le platelage.Cette conception permet également dannuler le moment de flexionautour de laxe vertical dans les poutres et dans les assemblages.Si le cadre du balcon nest ni rigide ni contreventé, ce dernier peut sedéformer et des efforts de traction/compression (NTet Nc), de cisail-lement (T) et des moments de flexion autour de laxe vertical appa-raissent dans les assemblages.(a) (b)s Figure 13 – Comportement transversal : (a) sans contreventement (b) avec contreventementLe platelage lui-même peut raidir lélément rapporté sil présente uneraideur et une résistance suffisantes vis-à-vis du cisaillement dansson plan (fonctionnement en diaphragme) et sil est correctement fixéà lossature de lélément rapporté.Lorsque le platelage est une dalle béton dau moins 7 cm dépaisseur(au-dessus des ondes, le cas échant) et armée dans les deux direc-tions, celui-ci peut être considéré comme suffisamment rigide. Ilconvient de vérifier que la liaison de la dalle à lossature métalliqueest suffisamment résistante (voir pour cela la norme NF EN 1994-1-1)et ne permet pas de déformations différentielles significatives.Il est également possible de concevoir un cadre rigide, les barres dos-sature étant encastrées entre elles. Cette conception présente cepen-dant quelques inconvénients qui limitent son utilisation aux ouvragesrapportés de dimensions modestes : efforts importants dans lesassemblages et sensibilité à la rigidité en flexion hors plan des barresdossature et des assemblages (dont la rigidité doit être calculée).Une dernière alternative est envisageable pour les structures enappui ou autoportantes : un contreventement vertical dans le plan despoteaux extérieurs. Celui-ci peut être constitué de câbles pour limiterlincidence visuelle, et doit être fixé au niveau de la liaison entre lepoteau et un longeron, et non sur la main courante du garde-corps.Cette conception présente également lintérêt de diminuer lefforttranchant horizontal dans les fixations au bâtiment support.978-2-35443-116-7.indd 22 11/06/2013 15:52:09
  • 23. 23PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure 14 – Contreventement vertical dune coursive métallique4.1.5. • DilatationLe balcon ou la coursive est exposé à lenvironnement extérieur etdonc aux variations de la température ambiante. On considère quele balcon ou la coursive est à température extérieure (il ny a aucuneinertie thermique de la structure rapportée) alors que le bâtiment est àtempérature intérieure contrôlée.Les variations de température induisent des variations dimension-nelles (dilatation ou contraction) de la structure rapportée par rapportau bâtiment. Le problème peut être abordé de deux manières impli-quant deux conceptions dattaches et dappuis :(a) Un système totalement bridé, avec des assemblages fixes, sanspossibilité de dilatation du balcon/de la coursive au niveau desattaches. Dans ce cas, des efforts sont induits sur les assemblages ;leur valeur dépend des sections et matériaux utilisés pour réaliser lebalcon ou la coursive.(b) Un système librement dilatable, avec des attaches fixes et dautrescoulissantes, permettant un glissement du balcon le long de la façade.Dans ce cas il ny a pas defforts induits, mais des déformations quidoivent être estimées. Pour des raisons technologiques, on préfèrerépartir ces déformations par lutilisation de joints de dilatation.978-2-35443-116-7.indd 23 11/06/2013 15:52:10
  • 24. 24PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREBloqué englissementLibre englissementLibre englissementBloqué englissementBloqué englissementBloqué englissement(a) système bridé (b) système librement dilatables Figure 15 – Conceptions vis-à-vis de la dilatationDans le cas dun système bridé, il faut considérer la résistance encisaillement horizontal de lorgane de liaison à la façade, ainsi quelinteraction de cet effet avec les autres efforts concomitants. Cetterésistance peut être très limitée pour certains systèmes (notammentles rupteurs thermiques) conduisant donc à rejeter cette conception.Il est en général préférable de sorienter vers une conception per-mettant la dilatation, ce qui peut être réalisé par lutilisation de trousoblongs. Il convient de vérifier que la dimension du trou est compa-tible avec lallongement et le raccourcissement prévu pour la struc-ture rapportée. On prévoit généralement une variation dimension-nelle de lordre de ±1 mm par mètre pour laluminium et de ±0,5 mmpar mètre pour lacier.Lattention est attirée sur le fait que laluminium possèdeun coefficient de dilatation thermique de 23  ·  106m/m.Ksoit sensiblement plus important que ceux de lacier et dubéton (12 · 106et 10 · 106m/m.K respectivement).Pour les structures rapportées de grandes dimensions, les déforma-tions thermiques doivent être réparties par la mise en œuvre de jointsde dilatation. Sauf justifications particulières, une distance de 6,0 mentre joints de dilatation est recommandée. Il convient par ailleurs depositionner un joint sur lélément rapporté au droit dun joint de dila-tation ou de rupture du bâtiment support.4.2. • Chargement sur les balconset les coursivesCette partie présente les charges à considérer pour le dimensionne-ment dun balcon ou dune coursive, suivant le référentiel Eurocodesen vigueur. Le cahier des charges peut spécifier des valeurs plussévères que celles présentées par la suite.!978-2-35443-116-7.indd 24 11/06/2013 15:52:11
  • 25. 25PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.2.1. • Charges permanentes (G)Les charges permanentes sont à prendre en compte suivant lesdimensions nominales des éléments utilisés et leurs masses volu-miques nominales. Pour les balcons et les coursives, ces charges sontessentiellement apportées par les éléments suivants :• Lossature métallique porteuse (poutres consoles, traverses,longerons, …) ;• Le platelage ;• Le garde-corps ;• Eventuellement, un complexe détanchéité et/ou des réseaux.OssaturemétalliqueEtanchéité, ...PlatelageGarde-corpss Figure 16 – Composants dun balcon métallique4.2.2. • Charges dexploitation (Q)Suivant la norme NF EN 1991-1-1 et son annexe nationale (NF P 06-111-2), les charges dexploitation à prendre en compte sur les balcons etcoursives dépendent de la destination de louvrage, classée sous dif-férentes catégories dusages (Tableau 6.1 de la NF EN 1991-1-1).Pour les usages habituels, les charges dexploitation à considérer surles balcons et les coursives désolidarisés ont les valeurs suivantes(Tableau 6.2 (NF) de la NF P 06-111-2) :• Balcons ou coursives dhabitation, ou accolés à des chambresdhôtels ou dhôpitaux (catégorie A) : 3,5 kN/m² ;• Balcons ou coursives accolés à un espace tertiaire, par exemple,des bureaux (catégorie B) : 2,5 kN/m² ;• Balcons ou coursives recevant des tables, par exemple restau-ration (catégorie C1) : 2,5 kN/m² ;• Coursives daccès des bâtiments publics et administratifs,hôtels, hôpitaux, gares (catégorie C3) : 4,0 kN/m² ;• Coursives desservant des lieux susceptibles daccueillir unefoule importante, comme des salles de concert (C5) ou des com-merces (D1 ou D2) : 5,0 kN/m².978-2-35443-116-7.indd 25 11/06/2013 15:52:13
  • 26. 26PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREPour les catégories A, B, C3, D1 et F, les charges dexploitation surles balcons ou coursives dune surface A de plus de 15 m² peuventêtre multipliées par le coefficient réducteur αAsuivant (NF P 06-111-2,§6.3.1.2(10)) :αAA= + ≤0 773 51 0,,,Par convention, on prévoit une charge horizontale valant 10% de lacharge verticale. Cette charge est supposée pouvoir agir dans toutesles directions et nest pas cumulée avec les autres actions variables.4.2.3. • Neige (S)Les effets de la neige sur les constructions sont définies dans lanorme NF EN 1991-1-3 et son annexe nationale. Pour les balcons etles coursives, la neige peut devenir prépondérante par rapport à lacharge dexploitation pour les zones les plus défavorables (D et E ;voir [Annexe B]) et pour les altitudes élevées.Leffet de la neige peut être négligé lorsque les deux inégalités sui-vantes sont satisfaites :Q sQ skAd2 81 9,,où Q représente la charge dexploitation (en kN/m²), skla charge deneige caractéristique au sol qui doit être corrigée en fonction de lalti-tude, et sAdla charge de neige accidentelle au sol (en kN/m²).Pour les balcons ou les coursives non protégés par un auvent ou unautre balcon / une autre coursive à létage au-dessus et si la pentedu versant de la toiture est supérieure ou égale à 15° (27%), la règleprécédente nest plus applicable car la neige peut tomber depuis latoiture supérieure.Pour ce dernier cas ou lorsque les inégalités ne sont pas respectées,il convient de déterminer précisément la charge de neige. En premierlieu, la charge de neige de référence sur le sol est obtenue à partirde la carte de lannexe nationale à la NF EN 1991-1-3 (reportée en[Annexe B] du présent document).La charge caractéristique de neige skdoit être corrigée pour tenircompte de laltitude au-delà de 200 m au-dessus du niveau de la mer(voir le tableau en [Annexe B]).La charge de neige sur le balcon ou la coursive se calcule ensuite parlintermédiaire de coefficients daccumulation pouvant être détermi-nés au regard de la procédure de l[Annexe B] ( 2µ et µ2gc), basée surles paragraphes 5.3.6 et 6.2 de la NF EN 1991-1-4.978-2-35443-116-7.indd 26 11/06/2013 15:52:19
  • 27. 27PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.2.4. • Vent (W)Le vent provoque un effort de soulèvement sur les balcons et les cour-sives. Ce fonctionnement antagoniste aux charges gravitaires est par-ticulièrement important à considérer pour des balcons ou coursivesen porte à faux et lorsque les organes de fixations utilisés noffrentpas la même résistance en flexion dans les deux sens. Lorsque leffetdu vent compense les charges permanentes, les balcons suspendus secomportent en soulèvement comme des balcons encastrés, les câblesne pouvant pas résister en compression (doù la nécessité de mettreen œuvre une liaison au bâtiment support capable de reprendre unmoment de flexion).La détermination des actions du vent est réalisée suivant la NF EN1991-1-4 et son annexe nationale. En alternative aux formulations dela norme, il est possible dutiliser la procédure simplifiée décrite en[Annexe B] du présent guide pour déterminer la pression dynamiquede pointe qp(z).En labsence de règles spécifiques dans la NF EN 1991-1-4, il est pos-sible de déterminer les coefficients de pression à laide des recom-mandations de la CECM 1. Leffet du vent sur un balcon peut donc êtrepris comme suit :s Figure 17 – Pression de vent sur les balcons – Vent de faceLe coefficient de pression cppeut être pris égal à 2,0 dans tous les cas.En cas de garde-corps ajouré, la surface à considérer dans le calculest uniquement laire « solide ».N o t eLeffet du vent sur les garde-corps nest généralement pas pris en compte dans lecalcul de ces derniers. Ceux-ci sont déjà dimensionnés pour une charge dexploi-tation minimale en tête de 0,60 kN/m. Il convient en revanche de le considérerpour lanalyse globale de lélément rapporté et de ses fixations.■ 1 Recommendation for Calculating the Effect of Wind on Construction – Second Edition – Rapport n°52 –CECM – 1987 (voir la traduction dans la revue Construction Métallique, N° 1 – 1989).978-2-35443-116-7.indd 27 11/06/2013 15:52:19
  • 28. 28PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure 18 – Pression de vent sur les balcons – Vent de côtéLattention du concepteur est attirée sur le cas de bâtiments dhabi-tation collectifs où des balcons linéaires desservent plusieurs loge-ments. Dans ce cas, des panneaux pleins dune hauteur proche decelle dun étage marquent généralement la séparation entre les diffé-rents logements. Si le projet nen prévoit pas, de tels panneaux sontsouvent mis en place par les occupants eux-mêmes de telle sorte quilest vivement recommandé den tenir compte de façon forfaitaire pourla vérification de lélément rapporté et de ses attaches.Panneauséparateurs Figure 19 – Mise en place de panneaux pleins de séparationLeffet du vent sur déventuels brise-soleil (généralement des pan-neaux ajourés et coulissants, fixés en nez de saillie) peut être pris encompte avec un coefficient de pression égal à 2,0. Les documents dumarché doivent en fixer la géométrie (surface, taux de remplissage).4.2.5. • Actions thermiques (T)Les actions thermiques ont un effet différent selon la conception dubalcon ou de la coursive, soit en provoquant des déformations sup-plémentaires, soit en engendrant des efforts lorsque ces déformationssont empêchées (cest notamment le cas des conceptions hypersta-tiques ; sans joint de dilatation).978-2-35443-116-7.indd 28 11/06/2013 15:52:20
  • 29. 29PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRESelon la norme NF EN 1991-1-5, on distingue la variation uniforme detempérature et leffet des gradients thermiques.Pour la variation uniforme de température, il sagit de déterminer ladifférence de température envisageable entre le bâtiment (chauffé etisolé par lextérieur) et le balcon / la coursive (en moyenne). Selonlannexe nationale à la norme NF EN 1991-1-5, on a :• température intérieure en été (T1) et en hiver (T2) : T1= T2=+18°C ;• variation extrême de la température extérieure Tmax+ T5= +50°C/Tmin= –30°C (des valeurs plus favorables de Tminet Tmaxpeuventêtre obtenues selon le département, il est recommandé deprendreT5= +10°C dans tous les cas).Ce qui donne une différence de température maximale (enveloppe)entre la structure rapportée et le bâtiment support de +32° / –48°.Pour les effets du gradient thermique, il convient de considérersuccessivement :• une différence de température de +29° / –18° entre les fibressupérieures et inférieures de lossature horizontale ;• une différence de +/-15° entre les poteaux ou les câbles et lereste du balcon / de la coursive.Leffet de ces écarts de température dépend des choix construc-tifs effectués et de la position des joints de dilatation. Il est souventpréférable de relâcher certains bridages, par des trous oblongs parexemple, plutôt que de devoir assurer la reprise des efforts ther-miques. Le concepteur est invité à consulter la partie 4.1.5 du présentguide sur la conception vis-à-vis de la dilatation.4.2.6. • Effet du séisme (E)La résistance des balcons et coursives aux effets du séisme doit êtredémontrée pour tous les bâtiments concernés par la réglementationparasismique (cf. Arrêté du 22 octobre 2010), à savoir :• les bâtiments de catégorie dimportance III et IV situés en zonede sismicité 2 ;• les bâtiments de catégorie dimportance II, III et IV situés enzones de sismicité 3, 4 et 5.Les définitions des catégories dimportance et des zones de sismicitésont données dans l[Annexe C] du présent guide. Pour tous les bâti-ments non mentionnés dans la liste précédente, aucune vérificationaux effets du séisme nest exigible.Le présent chapitre traite des vérifications à effectuer pour démontrerla résistance parasismique des balcons et des coursives. La norme deconstruction parasismique imposée par la réglementation est alorslEurocode 8 (NF EN 1998-1).978-2-35443-116-7.indd 29 11/06/2013 15:52:20
  • 30. 30PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREZones de sismicitéCatégories dimportanceI II III IV12 * *3 * * *4 * * *5 * * *(*) : pour toutes les cellules en jaune, la vérification aux effets du séisme doit être effectuéeLe comportement sismique des balcons et coursives rapportés peutêtre étudié à laide de la méthode simplifiée présentée ci-aprèslorsquils présentent une masse négligeable par rapport à celle dubâtiment support et quils ninfluent pas sur le comportement globalde ce dernier sous action sismique. On peut considérer que cest lecas lorsque les conditions suivantes sont respectées :• Balcon ou coursive fixée au droit dun plancher du bâtiment ;• Aire du balcon ou de la coursive nexcédant pas 10% de celle duplancher associé ;• Balcon ou coursive ne disposant pas de système de contreven-tement vertical.N o t ePour les coursives rapportées, la condition sur la surface (10% de la surface duplancher), peut être remplacée par une condition sur la masse de la coursive.Celle-ci ne doit pas excéder 5% de la masse du plancher.Ainsi, les balcons de la (Figure 1) et de la (Figure 2) peuvent être traités avecla méthode simplifiée proposée dans le présent document.Inversement, lorsque lélément rapporté modifie de manière notablele comportement sismique global du bâtiment, une étude plus pous-sée doit être envisagée pour définir les actions sismiques. Le concep-teur doit alors envisager de procéder à une analyse intégrant lesbalcons ou coursives dans la modélisation globale du bâtiment, et entenant compte de la rigidité effective des assemblages. On doit consi-dérer que cest le cas lorsque les balcons ou les coursives disposentdun système de contreventement vertical, tel que lexemple de la(Figure 14).Dans cette optique, la structure rapportée doit uniquement conduireles charges sismiques qui lui sont appliquées et non reprendre cellesappliquées au bâtiment. Lanalyse pourra prendre en compte le com-portement dissipatif du bâtiment support, mais lélément rapporté necomportera aucune zone dissipative.Une telle analyse peut devenir pertinente pour des structures rappor-tées de dimensions significatives et supportées par un bâtiment plu-tôt souple (généralement en charpente métallique). Cette approche978-2-35443-116-7.indd 30 11/06/2013 15:52:20
  • 31. 31PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREdevient également obligatoire lorsquil est nécessaire de considérer lacomposante verticale de séisme (cf. paragraphe suivant).4.2.6.1. • Directions du séismeLes deux directions horizontales du séisme sont toujours à prendreen compte. Elles ne devraient généralement pas conduire à des situa-tions dimensionnantes.En France métropolitaine, la direction verticale nest normalement pasà considérer daprès les critères définis par la clause 4.3.3.5.2 (1) dela NF EN 1998-1 (avg≤ 2,5 m/s²; avgest laccélération sismique dans ladirection verticale).4.2.6.2. • Masses à prendre en comptePour le calcul des actions sismiques agissant sur le balcon/coursive,les masses suivantes doivent être prises en compte :• masses permanentes mG(cf. 4.2.1)• masses mQassociées aux charges dexploitation pondérées parle coefficient ψEdéfini en 4.2.4 (2)P de la NF EN 1998-1. En consi-dérant par défaut des étages à occupation corrélée (φ = 0,8), letableau suivant indique les valeurs de coefficient ψEà utiliser,ainsi que la masse associée. Il est permis de pondérer cettemasse par le coefficient αa(cf. 4.2.2).Balcons/coursives pour : ψ2ψEmQ(kg/m2)Bâtiments dhabitation, chambres dhôtels oudhôpitaux (catégorie A)0,3 0,24 84Espace tertiaire, bureaux (catégorie B) 0,3 0,24 60Balcons recevant des tables (restaurants …)(catégorie C1)0,6 0,48 120Bâtiments publics et administratifs, hôtels, hôpitaux,gares (catégorie C3)0,6 0,48 192Balcons susceptibles daccueillir une foulenombreuse (catégorie C5) ou des commerces(catégorie D1)0,6 0,48 240Note : ψ2selon lannexe nationale française à la NF EN 1990 (Tableau A1.1)4.2.6.3. • Actions sismiques horizontalesCe paragraphe propose une méthode simplifiée pour le calcul desactions sismiques agissant sur un balcon ou une coursive rapportérespectant les conditions énoncées en 4.2.6.La force sismique agissant dans une direction horizontale peut êtreestimée par la relation suivante :F maqh Ea Ea=γ978-2-35443-116-7.indd 31 11/06/2013 15:52:21
  • 32. 32PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREOù : mEest la masse de lélément rapporté à prendre en compte :mE= mG+ mgaγ est le coefficient dimportance, pris ici égal à 1qaest le coefficient de comportement. Il peut être pris égal à 2 quandla redondance du système permet une redistibution des efforts aprèslatteinte dune première plastification et doit être pris égal à 1 dans lecas contraire. Suivant ce principe, la valeur de qaà considérer pour lesbalcons et coursives rapportés se détermine de la manière suivante :• Dans la direction verticale, qa= 1 pour les systèmes rapportésen console et qa= 2 pour les systèmes doublement supportés ;• Dans les directions horizontales, on peut prendre qa= 2 si uncadre formant un contreventement horizontal (par effet portiqueou par triangulation) relie deux à deux les éléments en consoleet on doit prendre qa= 1 dans le cas contraire (par exemple, unbalcon constitué par deux poutres en console non contreven-tées horizontalement et supportant simplement des élémentspréfabriqués formant le plancher, doit être calculé avec qa= 1).aEest laccélération maximale de calcul subie par le balcon. Demanière générale, cette valeur peut être déterminée lors de lanalysesismique du bâtiment.Lorsque le calcul de lélément rapporté est mené indépendamment ducalcul du bâtiment (voir ci avant), cette accélération aEpeut se calculersimplement par lexpression suivante :a a SzHTTE I gra=++ −−γ3 11 10 512,γI, agret S sont respectivement le coefficient dimportance du bâti-ment, laccélération sismique au niveau dun sol rocheux et le coeffi-cient de sol ; leurs valeurs sont indiquées dans larrêté du 22 octobre2010 [Annexe C]Taest la période fondamentale de vibration du balconT1est la période fondamentale de vibration du bâtiment dans la direc-tion appropriéeH est la hauteur totale du bâtiment et z la hauteur du balcon au-des-sus des fondations.Dans cette relation, il est conservatif de considérerTTa11= etzH=1, cequi permet alors de considérer la formule simplifiée suivante :a a SE gr= 5 5 1, γ978-2-35443-116-7.indd 32 11/06/2013 15:52:26
  • 33. 33PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREQuand la valeur de qa= 2 est justifiée, la force sismique agissant dansune direction horizontale sécrit alors :Fh= 2,75.mE.γI.agr.SQuand la valeur qa= 1 doit être considérée, cette même expressiondevient :Fh= 5,5.mE.γI.agr.SLa force Fhdoit être appliquée au centre de gravité du balcon, dans lesdeux directions horizontales successivement.4.2.6.4. • Cumul des directions horizontalesDans le cas où seules les directions horizontales sont à prendre encompte, les effets de laction sismique sobtiennent de la manièresuivante :E = EFhx+ 0,30 EFhyE = 0,30 EFhx+ EFhyoù EFhxet EFhyreprésentent les effets respectifs de la force Fhappliquéedans la direction x et dans la direction y.4.2.6.5. • AssemblagesLe séisme provoque dans les organes de fixation des efforts de trac-tion / compression, et des efforts tranchants horizontaux. Pour la véri-fication des assemblages, les actions sismiques doivent être majoréespar 1,2xqa.Les éléments de fixation doivent être compatibles avec la naturecyclique des actions sismiques.4.2.7. • Combinaisons dactionsLes différentes actions sont à combiner suivant les principes dela NF EN 1990. Il est admis, comme pour les bâtiments en général,de considérer au plus deux charges variables (une principale et unedaccompagnement).Les combinaisons ELU (état limite ultime) et ACC (accidentelles) per-mettent de vérifier la résistance de la structure. Les combinaisons ELS(état limite de service) permettent de vérifier laptitude de la structureà sa destination (essentiellement le respect des déformations limites).Les combinaisons génériques sont reportées en [Annexe B].978-2-35443-116-7.indd 33 11/06/2013 15:52:26
  • 34. 34PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.3. • Dimensionnement structuralLe dimensionnement structural (à froid) dun balcon ou dune cour-sive en acier est régi par le corpus Eurocode 3, et en particulier lesnormes suivantes :NF EN 1993-1-1 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier –Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtimentsNF EN 1993-1-8 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier –Partie 1-8 : Calcul des assemblagesLes parties suivantes peuvent également savérer nécessaires selonles cas :NF EN 1993-1-3 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier –Partie 1-3 : Règles supplémentaires pour les profilés et plaques formésà froidNF EN 1993-1-5 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier –Partie 1-5 : Plaques planesNF EN 1993-1-11 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier –Partie 1-11 : Calcul des structures à câbles ou éléments tendusDans le cas des structures de balcon / coursive en aluminium, ilconvient dappliquer lEurocode 9, dont les fondements (et bien sou-vent les vérifications) sont identiques à lEurocode 3.NF EN 1999-1-1 Eurocode 9 : Calcul des structures en aluminium –Partie 1-1 : règles générales4.3.1. • Ossature de la structure métalliquerapportée4.3.1.1. • AnalyseLes structures métalliques rapportées peuvent en règle générale êtreanalysées de manière séparée du bâtiment. Cela revient à admettreque le bâtiment est rigide devant lélément rapporté, mais ne dis-pense en aucune façon de tenir compte de la rigidité effective de las-semblage si celui-ci doit transmettre un moment de flexion (cf. 4.3.4).978-2-35443-116-7.indd 34 11/06/2013 15:52:26
  • 35. 35PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE(a) Balcon en porte à faux (b) Balcon autoportant(c) Balcon en appui (d) Balcon suspendus Figure 20 – Exemple de schémas statiques pour des cas courantsLe concepteur de lélément métallique devra fournir une descentede charge au bureau détude gros œuvre, pour prise en compte danssa propre analyse. En amont, il conviendra de définir les conditionsde liaison en bonne entente entre les responsables des lots « grosœuvre » et « élément rapporté ».Le calcul des sollicitations dans les balcons ou les coursives est effec-tué par les méthodes usuelles de la résistance des matériaux. Il estadmis deffectuer une analyse élastique pour la distribution des sol-licitations internes, et dutiliser dans la même démarche une vérifica-tion en résistance, soit élastique dans tous les cas, soit plastique sila classe de la section le permet. Lutilisation dune démarche dana-lyse globale plastique nest pas recommandée pour les structuresrapportées.Dans le cas des balcons ou coursives en appui ou autoportants, ilconviendra évidement de tenir compte du report des charges dunétage à lautre. De même, lanalyse devra être réalisée avec attentionpour les balcons suspendus dont les haubans utilisent la même fixa-tion que le balcon supérieur.Si la structure rapportée a une portée importante, les profils qui lacomposent peuvent présenter une rigidité relativement comparableà celle des éléments du bâtiment support sur lequel elle est fixée978-2-35443-116-7.indd 35 11/06/2013 15:52:28
  • 36. 36PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE(dautant plus lorsque le bâtiment support est à ossature métallique).Une analyse complète intégrant lélément rapporté et la structure dubâtiment support peut alors être envisagée par les concepteurs.Il est également nécessaire de réaliser une analyse complète dans lecas où des éléments rapportés en appui ou autoportants sont fixéssur un bâtiment support sensible aux effets du second ordre (voirci-après).4.3.1.2. • Second ordre et imperfectionsDans la pratique courante, lanalyse des structures est effectuée « aupremier ordre », cest-à-dire que lon suppose que les déformationsde la structure restent « infiniment » petites. Il sagit dune hypothèsepermettant généralement une bonne estimation de létat final sous lechargement appliqué.Lapproche dite « analyse au second ordre », plus précise mais aussiplus complexe à mettre en œuvre, consiste à prendre en compte lin-fluence du changement de géométrie de la structure consécutif à sadéformation. Certaines structures sont plus sensibles que dautresaux effets du second ordre et aux imperfections globales initiales(faux aplomb).LEurocode impose la prise en compte de ces effets lorsquilsdeviennent significatifs, ce qui constitue un changement dans la pra-tique courante et peut concerner les balcons et coursives en appui ouautoportants sur des poteaux. Cependant, lensemble des dispositionssuivantes permet de sassurer que ces effets peuvent être négligés etquune analyse au premier ordre sans imperfection est suffisante :• le bâtiment support peut être considéré comme rigide comparéà lélément rapporté ;• lélément rapporté possède un contreventement vertical, ou uncontreventement horizontal sous le platelage, ou ce dernier per-met un effet diaphragme suffisant (cf. 4.1.4) ;• le calcul est mené en prenant en compte une charge horizontaleforfaitaire valant 10% de la charge verticale dexploitation (cf.4.2.2).A défaut, les critères de la norme NF EN 1993-1-1 sappliquent pourjuger de la nécessité de prendre en compte ou non les effets dusecond ordre et/ou les imperfections globales sur lélément rapporté.Une analyse intégrant lélément rapporté et le bâtiment supportest nécessaire lorsque ce dernier est lui-même sensible aux effetsdu second ordre (cette sensibilité étant déterminée en intégrant lescharges gravitaires venant de lélément rapporté). Lanalyse devratenir compte des règles données dans les Eurocodes concernant laprise en compte des imperfections globales et du second ordre.Pour les éléments suspendus, le contreventement horizontal sousle platelage, ou la vérification de leffet diaphragme de ce dernier978-2-35443-116-7.indd 36 11/06/2013 15:52:28
  • 37. 37PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE(cf. 4.1.4), permet de se prémunir, sans autre vérification nécessaire,dun phénomène dinstabilité globale (en parallélogramme).4.3.1.3. • Résistance des élémentsLa vérification de la résistance des différents éléments doit être baséesur les règles données dans la NF EN 1993-1-1. Pour la vérificationdes poteaux vis-à-vis de linstabilité, la longueur de flambement, et/ou de déversement à considérer est la longueur dépure, soit la hau-teur entre étages. Cette règle est valable lorsque les effets du secondordre et des imperfections globales sont négligeables ou, à défaut,lorsquils sont pris en compte dans lanalyse pour la déterminationdes sollicitations.4.3.1.4. • Déformation des élémentsLannexe nationale à la NF EN 1993-1-1 donne les valeurs maximalesrecommandées pour les flèches suivantes, applicables au domaine duprésent document :Critère mesuré LimitesFlèche verticale du plancher et de son ossature (poutres maitresses, longerons, …)sous combinaison ELSL / 200Flèche verticale du plancher et de son ossature (poutres maitresses, longerons, …)sous cas de charge variable élémentaireL / 300Déplacement en tête de poteaux (structures en appuis ou autoportantes), mesuré surla hauteur Hientre étagesHi/ 200Déplacement en tête de poteaux (structures en appuis ou autoportantes) sur lahauteur H totale des poteaux :H ≤ 30 m H / 200H ≥ 30 m H / 300Note : L représente la portée de lélément rapporté, ou le double si celui-ci est en porte à fauxLattention du concepteur est également attirée sur la problématiquede la vibration des coursives sous leffet de la marche des usagers.Des vibrations peuvent devenir incommodantes pour les usagers dela coursive et dégrader les organes de fixation, généralement prévuspour des chargements quasi statiques.Les vibrations dune coursive rapportée peuvent également poser desproblèmes dinconfort acoustique pour les occupants du bâtimentsupport (en fonction de la conception de la coursive, du bâtiment sup-port et de lassemblage entre les deux).Pour lheure, ce sujet ne fait lobjet daucune norme ou règlementapplicable, ni de recherches particulières. Dans lattente, il est recom-mandé que la fréquence propre verticale ne soit pas inférieure à 2,6 Hz(ou une limite plus sévère à fixer par les documents du marché) pourdes coursives constituant laccès unique ou principal à un local, enconsidérant la totalité des charges permanentes et 20% de la chargedexploitation.978-2-35443-116-7.indd 37 11/06/2013 15:52:28
  • 38. 38PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRELa fréquence propre f peut être estimée à partir de la flèche δ(sous le cas de charges décrit) par des formules de la littérature, parexemple :f Hzmm[ ]=[ ]15 8,δ4.3.2. • Support et fixationLa vérification du support sous les sollicitations transmises par lebalcon / la coursive rapporté(e) est de la responsabilité du bureaudétude gros œuvre. Les vérifications du support sentendent sur leplan global (prise en compte de leffet de lélément rapporté sur lessollicitations dans lossature du bâtiment) et sur le plan local (diffu-sion des efforts ponctuels).4.3.2.1. • Support bétonPour la fixation dans le nez dune dalle béton, il convient de respecterle dimensionnement du fabricant de lorgane de fixation ou du rup-teur thermique et les règles de la NF EN 1992-1. Les règles particu-lières du ferraillage minimal sont applicables.Sous leffet dune compression, lépaisseur de la platine dextrémité,le cas échéant, conditionne la contrainte appliquée au béton. Les véri-fications sont semblables à celles concernant les pieds de poteaux[Annexe B].Lorsque les organes de fixation ou les rupteurs thermiques com-portent des armatures en attente destinées à sancrer dans une dallebéton, il convient de sassurer de la capacité de la dalle à recevoir cetancrage. Elle doit présenter une épaisseur et un ferraillage suffisant(voir la documentation de lorgane de fixation), celui-ci devant recou-vrir les armatures en attente de la fixation. En particulier, cela peutrendre certains systèmes de plancher inaptes à recevoir une liaisondéléments rapportés (poutrelle – entrevous, dalles alvéolées, plan-cher sur bac collaborant).Espace à déterminerpar le bureau détudegros oeuvrePrédalleLit darmaturesen conflits Figure 21 – Réservation autour des armatures en attente978-2-35443-116-7.indd 38 11/06/2013 15:52:30
  • 39. 39PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREDans certains cas, il est envisageable de créer une réservation autourdes armatures en attente de lorgane de fixation, et de combler cetteréservation avec du béton structurel permettant ainsi un transfert adé-quat des efforts de liaison dans la dalle de béton. Cette adaptation doitimpérativement faire lobjet dune vérification spécifique de la part dubureau détude gros œuvre.Cette disposition doit également être adoptée pour les dalles réaliséessur prédalles lorsquil y a conflit entre cette dernière et le lit inférieurdes armatures en attente de la fixation. Il sagit généralement du casoù une inversion de moment de flexion est envisagée dans lorganede fixation.Les fixations utilisées pour un support béton peuvent être pré-scellées(mises en place dans le coffrage avant coulage du béton) ou post-scel-lées (mises en œuvre dans un béton durci). Parmi les systèmes pré-scellés utilisés couramment, on peut distinguer les platines, les railset les ancrages manchonnés. Les rupteurs thermiques sont égalementdes fixations pré-scellées dans le béton.s Figure 22 – Platine, rails et ancrages manchonnésLes fixations post-scellées sont de plusieurs types comme les che-villes à expansion, les chevilles à verrouillage de forme, les chevillesà scellement, les vis à béton, etc. Les chevilles nécessitent un perçagepréalable du béton.s Figure 23 – Chevilles à expansion, à verrouillage de forme, à scellement978-2-35443-116-7.indd 39 11/06/2013 15:52:31
  • 40. 40PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREPour la conception de chaque type de fixation, il convient de se repor-ter à la documentation du fabricant, aux documents dévaluation/certification (Avis Techniques, Agréments techniques Européens,Appréciations Techniques dExpérimentation, …) ou aux normes,lorsquelles existent.Au moment de la rédaction du présent guide, les chevillessous ATE ne sont pas qualifiées en situation sismique. Ilconvient de se reporter aux documents dévaluation des dif-férents systèmes de fixation pour en apprécier le domainedemploi.4.3.2.2. • Support métalliqueLes vérifications à mener sur le support métallique doivent respecterles recommandations du fabricant de lorgane de fixation (ou du rup-teur thermique) et les règles de la NF EN 1993-1-8. Lorsque le supportest composé dune platine, la vérification est identique, pour le moinsdans ces principes, à celle présentée dans l[Annexe B].Pour un assemblage sur une semelle de poteau, la vérification estsimilaire (voir la NF EN 1993-1-8). Dans le cas dun assemblage encas-tré, il est recommandé de mettre en place des raidisseurs transver-saux en vis-à-vis des semelles des poutres consoles du balcon.Raidisseurss Figure 24 – RaidisseursSur support métallique, la fixation de la structure rapportée est réali-sée par boulons à serrage contrôlé (HR, HV), boulons ordinaires (SB)ou par interposition dun rupteur thermique de type acier – acier.4.3.3. • Résistance de lassemblagesur le supportLe balcon ou la coursive est généralement fixé(e) à la structure dubâtiment par lintermédiaire dune platine dabout. Dautres modes defixation peuvent être envisagés (exemple : par cornières), notammentdans le cas de balcon ou coursive autoportant sur quatre poteaux où!978-2-35443-116-7.indd 40 11/06/2013 15:52:32
  • 41. 41PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREles efforts sont réduits. Ces cas ne sont pas traités ici, mais ne posentpas de difficultés majeures.s Figure 25 – Efforts envisageables sur une platine daboutOn suppose que le moment MzEdest nul, la conception du balcon doitdonc satisfaire les règles données en [Annexe B]. On ne considère pasnon plus le cas, à éviter, où la platine doit transmettre un momentde torsion. La vérification de la platine doit satisfaire aux règles don-nées dans la norme NF EN 1993-1-8, les principales étant reportées en[Annexe B].La géométrie de la platine doit respecter les valeurs suivantes, dans lecas de trous ronds normaux :Distance Minimum MaximumPince longitudinale e11,2 d04 t +40 mmPince transversale e21,2 d04 t +40 mmEntraxe longitudinale p12,2 d014 t < 200 mmEntraxe transversale p22,4 d014 t < 200 mmd0 : diamètre de perçaget : épaisseur de la platine ou de la semelle du poteaus Figure 26 – Dimensions de référence dune platineEn présence de trous oblongs, les pinces (longitudinales commetransversales) doivent respecter un minimum de 1,5xd0selon lanorme NF EN 1993-1-8.Dans le cas de linterposition dun rupteur thermique, il convientdanalyser le fonctionnement du système mécanique de lorganede liaison pour vérifier la platine. Il sagit notamment danalyser letransfert des efforts de compression (par les tiges dancrage, par un978-2-35443-116-7.indd 41 11/06/2013 15:52:33
  • 42. 42PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREélément spécifique, …) afin dévaluer leffet dun éventuel décalageentre le centre de gravité de la poutre et le centre de compression durupteur.4.3.4. • Rigidité de lassemblage sur le supportDans le cas où lassemblage du balcon/de la coursive sur lossatureporteuse du bâtiment est prévu pour transmettre un moment deflexion (il est généralement dit « encastré »), il convient de détermi-ner la rigidité effective de lassemblage complet, notée Sj. Dans le casdun balcon/dune coursive en porte à faux, les efforts ne dépendentpas de la rigidité, mais la flèche peut être nettement majorée en casde rigidité relativement faible.Cette rigidité effective de lassemblage ne concerne que lanalyselocale. Du point de vue de lanalyse globale, le concepteur du bâti-ment support (bureau détude gros œuvre) doit prendre toutes les dis-positions destinées à assurer une résistance et une rigidité adéquateslorsque la reprise dun moment dans la fixation est prévue.Au sens de la NF EN 1993-1-8, les assemblages transmettant unmoment sont de deux types :• rigide : un encastrement parfait est alors satisfaisant pourdécrire son comportement ;• semi-rigide : la rigidité réelle est à prendre en compte danslanalyse. Celle-ci permet de calculer les sollicitations (pour unsystème hyperstatique) ainsi que la flèche.Lassemblage dun élément rapporté sur un bâtiment support estconsidéré rigide lorsque sa rigidité initiale Sj.inirespecte la conditionsuivante :SEILj iniy. ≥ 30où Iyreprésente linertie de flexion de la poutre maîtresse du balconou de la coursive et L sa portée (et E le module dYoung).La rigidité de lassemblage est influencée par le support (rigiditélocale), lorgane de fixation et la platine de fixation. Suivant la concep-tion locale, la rigidité de lassemblage Sj.iniest entièrement déterminéeanalytiquement ou par sommation de termes venant de la documen-tation fournisseur (organe de fixation) et du calcul (platine) :1 1j ini composantS S.= ∑Les rupteurs thermiques constituent un type dorgane de fixation avecune rigidité relativement faible, en général. Les fabricants fournissentdes valeurs de rigidités tenant compte, en principe, du rupteur seul.978-2-35443-116-7.indd 42 11/06/2013 15:52:38
  • 43. 43PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.4. • Evaluation et qualificationdes rupteurs thermiquesLes éléments constituant le rupteur thermique sont des composantsspécifiques en matériaux isolants, propres à chaque fabricant, quiassociés à un système mécanique de liaison structurale, permettentde fixer lélément rapporté extérieur à lossature du bâtiment tout enréduisant le pont thermique au niveau de cette fixation.Les rupteurs thermiques nétant pas, à lheure actuelle, des élé-ments relevant de la traditionnalité en construction, leur utilisationrelève normalement des procédures de type Avis Techniques (AT),Agréments Techniques Européens (ATE) ou Appréciations Techniquesdexpérimentation (ATEx). En labsence dune telle évaluation, un avisde chantier est nécessaire.Les auteurs rappellent quau moment de la rédaction duprésent guide, aucun rupteur thermique correspondantau domaine dapplication évoqué ne bénéficie dun AT oudun ATE. Pour les rupteurs sur support béton, le concep-teur pourra trouver certaines informations dans les AvisTechniques concernant les rupteurs béton / béton et dansle guide « Rupteurs thermiques sous Avis Techniques » dela même collection. Pour les rupteurs sur support acier,aucune évaluation nest disponible actuellement.Les solutions de chantier relèvent davis de chantier, étant proposéesau cas par cas. De même que pour le produit manufacturé, les solu-tions de chantier doivent être évaluées par le concepteur en termes deperformances, notamment thermique et mécanique.StructuremétalliqueStructuredu balconRupteurPlancherStructuredu balconRupteurLiaison acier/acierLiaison béton/aciers Figure 27 – Positionnement du rupteur – Schéma de principe!978-2-35443-116-7.indd 43 11/06/2013 15:52:38
  • 44. 44PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.4.1. • Caractéristiques thermiquesDun point de vue thermique, un rupteur peut être caractérisé parsa conductivité thermique équivalente (λeq). Celle-ci correspond à laconductivité thermique moyenne du système rupteur tenant comptede lensemble de ses composants (isolant, boulons de fixation, etc.).La résistance thermique équivalente du rupteur (Req) est parfois utili-sée à la place de la conductivité. Elle correspond au rapport de lépais-seur du rupteur thermique (d) à la conductivité thermique équivalente(λeq).eqeqRd=λPlus la Reqest élevée, moins les déperditions thermiques sontimportantes.4.4.2. • Caractéristiques mécaniques(structurales)Les caractéristiques structurales requises pour le rupteur thermiquedépendent de la conception de la structure métallique rapportée(balcon ou coursive) et de la nature de la liaison :• Liaison acier/béton ;• Liaison acier/acier.4.4.2.1. • PerformancesLes performances structurales minimales devant être définies par lefabricant sont les suivantes :• Résistance VzRdà un effort tranchant vertical, éventuellement dif-férenciée suivant le signe de leffort (Vz+Rdet Vz-Rd) ;• Résistance VyRdà un effort tranchant horizontal ;• Résistance NtRdà un effort de traction ;• Résistance NcRdà un effort de compression ;• Résistance MyRdà un moment de flexion autour de y-y, éventuel-lement différenciée suivant le signe du moment (My+Rdet My-Rd) ;• Rigidité Srupteuren flexion autour de y-y, éventuellement différen-ciée suivant le signe du moment (S+rupteuret S-rupteur).La rigidité des rupteurs « acier – acier » peut être déterminée pour lerupteur uniquement, les termes de platine et de support variant duneconception à lautre. Pour les rupteurs « béton – acier », la rigiditélocale du support béton doit être incluse.Certaines performances peuvent être nulles, cest notamment lecas de MyRdet Srupteurpour un rupteur de type « articulé » (balcon surappuis ou autoportant).978-2-35443-116-7.indd 44 11/06/2013 15:52:39
  • 45. 45PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure 28 – Conventions daxes pour le dimensionnement structuralLa détermination des performances structurales du rupteur ther-mique est de la responsabilité du fabricant. Les éléments de preuvesconcernant ces performances nont pas nécessairement à être renduspublics par le fabricant, mais ils sont inclus dans le dossier techniquepour toute évaluation (AT, ATE, ATEx, …).Les performances structurales peuvent être déterminées par calculanalytique, en référence aux normes Eurocodes, lorsque la techno-logie mécanique du rupteur est cohérente avec le domaine demploide ces textes. Il est également possible de réaliser des simulationsnumériques (éléments finis), en cohérence avec les principes de cesnormes.Des essais peuvent être exigés par lorganisme effectuant lévalua-tion du système. Ils savèrent généralement nécessaires, en particu-lier pour valider les résistances au cisaillement. Les résultats de cesderniers sont comparés aux performances déterminées par le calcul(analytique ou numérique), de manière à démontrer la bonne corréla-tion entre théorie et expérimentation.En alternative, il est possible de déterminer la totalité des perfor-mances par des essais, ceux-ci devant être menés dans le respect desprincipes de la norme NF EN 1990 (en particulier son annexe D).4.4.2.2. • Structure rapportée en porte à fauxLe rupteur thermique doit pouvoir assurer la reprise de lensembledes charges appliquées au balcon, ainsi que le poids du balcon lui-même. Il est sollicité à la fois en flexion et cisaillement vertical dansson fonctionnement normal ; auquel on ajoute des efforts de traction,compression ou effort tranchant horizontal (composante horizontalede la charge dexploitation, action thermique ou séisme).La résistance vis-à-vis du moment de flexion est généralement lepoint déterminant dans ce cas. Il convient également de déterminer larigidité de lassemblage en tenant compte de la présence du rupteurpour vérifier le critère de flèche. La hauteur (ou lécartement vertical978-2-35443-116-7.indd 45 11/06/2013 15:52:40
  • 46. 46PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREentre les tiges) de ce type de rupteur influence directement sa résis-tance et sa rigidité en flexion.Il convient de prêter attention au sens de pose ; ces rupteurs compor-tant généralement les éléments destinés à reprendre la compressionuniquement en partie inférieure et ceux destinés à reprendre la trac-tion uniquement en partie supérieure.Fixation dans une dalle bétonLes rupteurs thermiques utilisés dans cette configuration comportentun côté « béton » avec des armatures en attente destinées à être incor-porées dans la dalle et un côté « acier » avec au moins quatre tige file-tées permettant la pose de lélément rapporté.Structuredu balconArmaturesde la dalleSystème dancrageSystème vis écrouArmaturesdu rupteurs Figure 29 – Rupteur thermique béton/acier en porte à faux [4]Fixation sur une charpente métalliqueLes rupteurs comportent au moins quatre tiges filetées traversantes(en général) de part et dautre.Système vis écrouStructuredu balconStructuremétalliques Figure 30 – Rupteur thermique acier/acier en porte à faux978-2-35443-116-7.indd 46 11/06/2013 15:52:40
  • 47. 47PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.4.2.3. • Structure rapportée sur appuiLe rupteur thermique doit pouvoir assurer la reprise des efforts ver-ticaux appliqués sur le balcon, généralement à part égale avec lepoteau. Il est donc sollicité essentiellement en effort tranchant verti-cal. Ce type de rupteur est dit « articulé ».Fixation dans une dalle bétonLe côté « béton » des rupteurs thermiques utilisés dans cette confi-guration comporte généralement un ferraillage moindre que pourles éléments en porte à faux. Le côté « acier » dispose lui dau moinsdeux tiges filetées.Système dancrageSystème vis écrouStructuredu balconArmaturesde la dalleArmaturesdu rupteurs Figure 31 – Rupteur thermique béton/acier en appuis [4]Fixation sur une charpente métalliqueLes rupteurs comportent au moins deux tiges filetées traversantes (engénéral) de part et dautre.Système vis écrouStructuremétalliqueStructuredu balcons Figure 32 – Rupteur thermique acier/acier en appuis [4]978-2-35443-116-7.indd 47 11/06/2013 15:52:41
  • 48. 48PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.4.2.4. • Structure rapportée suspendueDans le cas dune structure métallique suspendue avec des sus-pentes fixées à la façade, les efforts dans le rupteur thermique sontconsidérablement réduits par rapport à une structure en porte à faux.Lutilisation dun rupteur « articulé » est plus simple et généralementplus économique, mais elle est seulement possible sil est démontréquil ny a pas de risque de soulèvement par le vent.4.4.2.5. • Structure rapportée autoportanteDans ce cas, le rupteur de type « articulé » reprend uniquement desefforts de traction, compression et éventuellement un effort tranchanthorizontal.4.4.3. • Sollicitations sismiquesComme précisé au paragraphe [4.2.6.5], les éléments de fixationsdoivent être compatibles avec la nature cyclique des sollicitationssismiques. Il revient donc au concepteur/fournisseur du rupteurthermique de démontrer cette compatibilité, en recourant soit à descalculs analytiques lorsque la conception sy prête, soit à des simu-lations numériques (éléments finis) ou à des essais adéquats. Le caséchéant, le mode dancrage dans le béton doit également être justifiéde ce point de vue.4.4.4. • Sécurité incendiePour les rupteurs thermiques, la satisfaction des exigences réglemen-taires en matière de résistance au feu, notamment le critère diso-lation thermique, peut conduire à la mise en œuvre de dispositionsconstructives particulières, tel que lajout de plaques isolantes.La justification de la performance au feu dun rupteur thermique doitêtre apportée par le fabricant. Le cas échéant, elle doit indiquer :• Le classement en réaction au feu du rupteur ;• Le classement en résistance au feu, R, RE ou REI, selon le cas,du (des) système(s) constructif(s) incluant le rupteur et sonenvironnement.Cette justification peut prendre la forme dun Avis technique et/oudune appréciation délivrée par un laboratoire agréé par le Ministèrede lIntérieur en résistance au feu ou en réaction au feu.4.4.5. • AcoustiqueLes rupteurs thermiques sont des éléments singuliers structurelsdune ossature de bâtiment. Pour les balcons, et plus particulièrementpour les coursives, leur mise en œuvre ne doit pas altérer lisolationacoustique du bâtiment, notamment vis-à-vis des bruits dimpact.978-2-35443-116-7.indd 48 11/06/2013 15:52:42
  • 49. 49PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREDes essais réalisés sur les planchers équipés des rupteurs peuventdémontrer que ces derniers permettent de répondre (éventuellement,avec des traitements complémentaires) aux exigences de la régle-mentation acoustique dans le domaine considéré. Les performancesacoustiques relatives aux bruits dimpact font lobjet dune informa-tion dans la fiche produit du rupteur thermique.En principe, les rupteurs thermiques positionnés à lextérieur dubâtiment ont une influence négligeable sur lisolation vis-à-vis desbruits extérieurs, et nont aucune influence sur la propagation entrelogements.4.5. • Sécurité incendie4.5.1. • Stabilité au feu de la structureporteuseLa stabilité au feu dune structure métallique rapportée en façade debâtiment (balcons, coursives, escaliers extérieurs etc.) est générale-ment soumise aux mêmes exigences règlementaires que le reste dubâtiment. Ainsi, la stabilité au feu à respecter, qui est définie par rap-port à laction thermique prédéterminée de lincendie conventionnel(feu ISO), peut varier entre ½ heure (R30) et 2 heures (R120) suivantles conditions dexploitation du bâtiment (voir [Annexe D]).Toutefois, compte tenu de la localisation extérieure (sans effet deconfinement) et labsence de potentiel calorifique au voisinage directdes éléments, la justification des niveaux de performance demandéspour les structures rapportées en façade de bâtiment par lapprochebasée sur lincendie conventionnel savère irréaliste et donc inadap-tée. Lutilisation de cette approche aboutit habituellement à un surdi-mensionnement de la structure et/ou à la mise en œuvre dune pro-tection contre lincendie, qui ne savère pas nécessaire et qui est trèscoûteuse.En alternative à cette approche qui nest pas réaliste pour les élémentsextérieurs, la vérification au feu des éléments métalliques rapportésen façade des bâtiments peut se faire en appliquant la méthode nor-mative dite « des flammes extérieures », relative au calcul de léchauf-fement des structures extérieures quel que soit le degré de stabilité aufeu requis. Cette méthode normative, dont lapplication a été rendueofficielle par larrêté du 22 mars 2004, modifiée par larrêté du 14 mars2011 est détaillée dans lAnnexe B de lEurocode 1 partie 1.2 et lAn-nexe B de lEurocode 3 partie 1.2. Elle permet destimer la températuremaximale pouvant être atteinte par les éléments de structure en aciersitués à lextérieur dun bâtiment et faisant face à une ouverture parlaquelle les flammes pourraient séchapper et pourraient donc géné-rer des sollicitations thermiques sur les éléments, lors du développe-ment dun incendie à lintérieur du bâtiment. Léchauffement des élé-ments extérieurs dépend principalement des dimensions des locaux,978-2-35443-116-7.indd 49 11/06/2013 15:52:42
  • 50. 50PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREdes pouvoirs calorifiques présents dans ces locaux, de la nature desparois, des ouvertures, des dimensions et emplacements de ces élé-ments par rapport à la façade.La vérification de la stabilité au feu des éléments extérieurs consisteensuite à sassurer simplement que léchauffement maximal dechaque élément étudié est inférieur à la température critique de lélé-ment (définie comme la température au-delà de laquelle lélément destructure ne peut plus être stable). La température critique dun élé-ment métallique dépend de nombreux paramètres tels que le niveaude chargement de lélément (rapport entre la charge appliquée ensituation dincendie et la capacité portante mécanique à températurenormale), le système constructif (poutre, poteau, système hypersta-tique, …), lélément utilisé (forme de la section) et la réduction de larésistance de lacier aux températures élevées. Cette température cri-tique varie généralement entre 500 et 900 °C. Elle peut être obtenuepar le calcul à partir des formules simplifiées données dans lEuro-code 3 Partie 1.2. Il est également possible de se référer aux valeursforfaitaires de lannexe nationale de la NF EN 1993-1-2 (qui savèrenthabituellement très sécuritaires pour les éléments extérieurs), quisont :• Poutres hyperstatiques : 570°C ;• Poutres isostatiques et éléments tendus : 540°C ;• Eléments comprimés : 500°C ;• Eléments soumis à la flexion et à la compression axiale : 500°C.Lapplication de la méthode normative « des flammes extérieures »aux structures rapportées en façade de bâtiment permet, dans la plu-part des cas, lutilisation déléments porteurs métalliques sans quilny ait ait aucune protection rapportée sur ces éléments. Cest le casnotamment lorsque les conditions suivantes sont respectées :• Le niveau de chargement en situation dincendie des élémentsporteurs est relativement faible. En conséquence, lemploi deplatelages légers est à privilégier ;• Les éléments de structure sont hors des flammes. Le fait quunélément se trouve hors des flammes conduit le plus souvent àune température inférieure à 500°C et donc à la vérification dela stabilité au feu de lélément. En conséquence, il est préférablede placer les poteaux dans une zone protégée, par exemple,entre deux fenêtres consécutives. Si un poteau est situé devantune ouverture, il doit être suffisamment éloigné de cette ouver-ture, environ 2,5 m, pour éviter une augmentation trop impor-tante de son échauffement ;• Lemploi du bois est limité afin déviter la présence de produitscombustibles au voisinage des éléments porteurs de la struc-ture rapportée.Dans le cas où la stabilité au feu nest toutefois pas satisfaite selonla méthode des « flammes extérieures », lélément étudié doit être978-2-35443-116-7.indd 50 11/06/2013 15:52:42
  • 51. 51PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREprotégé. Pour les protections rapportées, il est obligatoire dutiliserdes produits ou systèmes dont les performances ont été évaluéesdans les conditions de lincendie conventionnel et qui possèdentun procès-verbal de caractérisation dun laboratoire agréé par leMinistère de lIntérieur.Lépaisseur de protection à appliquer à lélément est alors obtenue àpartir des abaques donnés dans le procès-verbal qualifiant le maté-riau de protection choisi. Elle est déterminée en fonction du facteurde massiveté de lélément, de sa température critique et de la duréede stabilité au feu requis pour lélément en appliquant la démarchesuivante :• Choisir labaque se rapportant au temps de stabilité au feudésiré, tel que lexemple présenté en (Figure 34).• Rechercher le facteur de massiveté du profilé utilisé en fonc-tion du type de profilé, de la présence ou non de gros œuvressusceptibles docculter, pendant toute la durée de lincendie, letransfert thermique vers une partie du profilé (par exemple unedalle en béton reposant sur la semelle supérieure dune poutre),du type de protection (selon le contour ou en caisson). Desexemples de facteurs de massiveté sont donnés dans la (Figure 33).P : périmètre ; As : aire du profiléAm/V = P/As Am/V = 2(2+b)/As Am/V = (P-b)/As Am/V = (2h+b)/Ass Figure 33 – Définition du facteur de massiveté pour différentes sections protégées• Déterminer lépaisseur de protection à partir de la températurecritique et du facteur de massiveté. Entre deux courbes sur lesabaques, lépaisseur à appliquer peut être déterminée par inter-polation linéaire.978-2-35443-116-7.indd 51 11/06/2013 15:52:42
  • 52. 52PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure 34 – Exemple dabaque de produit de protectionLorsque la structure rapportée doit satisfaire aux exigences de stabi-lité au feu, lemploi de laluminium doit être écarté dans la mesure oùses propriétés de résistance diminuent de manière significative sousleffet dune augmentation de température.4.5.2. • Résistance à la propagation verticaledu feu par les façadesAfin de limiter le risque de propagation du feu, des exigences entermes de résistance à la propagation du feu sont habituellementimposées aux façades de bâtiments comportant des ouvertures (baiesvitrées..), et par conséquent aux éléments rapportés sur ces façades.Ainsi, en plus des exigences de réaction au feu habituellement deman-dées pour les composants et équipements constituant les façades,selon la destination de louvrage, des dispositions spécifiques rela-tives à la règle dite du « C+D », doivent être mises en œuvre.C = C1 + max(C2 ;C3) est la dis-tance verticale entre le haut etle bas de baies consécutives oude lobstacle à la propagation delincendie (dalle de balcon parexemple)D est la distance horizontale (m)entre le plan extérieur et le nuextérieur de la façade à laplombdes baies superposées y com-pris les saillies si elles formentun obstacle résistant au feu (Ddevant être supérieur à 0,15 m).s Figure 35 – Définition des distances C et D pourla règle du « C+D »La règle du « C+D » impose une valeur minimale de la distance entredeux baies superposées (distance notée C) éventuellement complétéeC2DC3C1HCompartimentIntérieurExtérieur978-2-35443-116-7.indd 52 11/06/2013 15:52:43
  • 53. 53PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREpar une saillie du plancher (distance notée D), telle que définie surla (Figure 35), afin de créer un obstacle au passage du feu dun étage àlautre du bâtiment. La valeur minimale de la somme des distances Cet D est fixée en fonction du type de bâtiment et de la masse combus-tible mobilisable des matériaux utilisés en façade [Annexe D].Lorsque la règle du « C+D » doit être appliquée, il convient donc desassurer de la conformité de la structure rapportée en façade de bâti-ment avec la performance au feu de lécran formant le « C + D » :• Des dispositions constructives doivent être mises en œuvrepour les structures rapportées équipées de rupteurs thermiquesafin de garantir létanchéité de lécran formant le « C » ;• Par ailleurs, lorsque les structures rapportées participent au« D », des dispositions constructives doivent également êtremises en œuvre afin dassurer létanchéité aux flammes et gazchauds à la jonction entre les planchers de la structure rappor-tée et les façades. Sont susceptibles de participer à lindice D,les éléments pare-flammes de degré 1 h ou E 60 (RE 60 si por-teur). Pour les bâtiments dans lesquels le degré de résistanceau feu exigé est inférieur à 1 h, il convient de retenir la mêmeexigence pour les éléments en avancée (plancher de la structurerapportée). Les tôles dacier de faibles épaisseurs peuvent per-mettre de répondre à cette exigence.Les systèmes de liaisons et dassemblages déléments rapportés, sontgénéralement positionnés au niveau des têtes de plancher, dans unezone de séparation entre locaux superposés ou contigus. Dans cesconditions, et également pour tout autre positionnement séparatif,les éléments de liaison ne doivent pas favoriser la propagation du feuentre locaux séparés. La fonction coupe-feu doit être assurée entrelocaux séparés contigus, soit par la constitution même des matériauxutilisés, soit par des protections rapportées réalisant ces exigences.Toute liaison de façades de type « sec », cest-à-dire non obturée parune liaison bétonnée continue, doit être obturée près du parementintérieur par une garniture incombustible, sans lacune et efficacementréalisée. Cette barrière nest pas considérée efficace pour la perméabi-lité à leau et à lair.978-2-35443-116-7.indd 53 11/06/2013 15:52:43
  • 54. 54PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREElémentpare-flammess Figure 36 – Pare-flammes entre structure rapportée et façadeLinstruction Technique IT 249  définit un certain nombre de règlesconstructives, notamment au niveau des jonctions entre planchers etfaçades ou des emplacements des baies, ou encore des dimensionsminimales de saillies en fonction de la masse combustible des maté-riaux de façade. Pour rappel, lIT 249 peut sappliquer aux familles debâtiments suivants :• Etablissements recevant du public (dernier niveau supérieur à8m, locaux réservés au sommeil au-dessous du premier étage) ;• Immeubles de grande Hauteur ;• Bâtiments dhabitation (3eet 4efamille).Il est à noter que la performance au feu dune solution différente decelles proposées par lIT 249 devra être justifiée. Selon les cas, cettejustification pourra prendre la forme dun rapport dessai de résis-tance au feu, dun davis de chantier délivré par un laboratoire agréépar le Ministère de lIntérieur ou dun avis favorable délivré par leCECMI.4.6. • Etanchéité à leau4.6.1. • Mécanismes de pénétration de leaude pluie et protectionsLes eaux de pluies ruissellent le long de la façade et saccumulent aunu arrière de lélément rapporté. Généralement, cette eau est évacuéepar des exutoires et descentes deau situés à ce niveau le long de lafaçade.La fixation de la structure rapportée sur le support, éventuellementvia un rupteur thermique, est située en dessous du niveau dévacua-tion deau. Elle correspond à une discontinuité dans la compositionde la façade, et offre donc des plans de liaison propices à linfiltrationdeau dans la façade.978-2-35443-116-7.indd 54 11/06/2013 15:52:44
  • 55. 55PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREToutes les possibilités dintrusion deau doivent être colmatées soitpar un film étanche situé en face extérieure du nu de fixation de façade(pare pluie), incluant une protection de lassemblage (et du rupteuréventuel), soit par des éléments étanches inclus dans la conceptionmême de cet assemblage. Cette conception doit être validée et lesspécifications de mise en œuvre doivent être indiquées dans la fichedescriptive de lorgane de liaison.Le calfeutrement à laide de mousses expansives nest pas une solu-tion adéquate à cette situation pour cause de vieillissement prématuréet de sensibilité aux agressions climatiques. Le dispositif détanchéitépeut être composé dun mastic élastomère de première catégorie(Classe 25 E).Il est signalé, quune malfaçon constructive à ce niveaupeut induire des désordres graves de fonctionnement de laliaison. En plus des phénomènes de corrosion résultant dela présence deau, la liaison peut être soumise à des cyclesde gel/dégel mettant en cause le principe même de résis-tance de lappareil de liaisonEtanchéitéà leauRupteurStructureporteuseEtanchéitéà leauStructureporteuseAvec rupteur Sans rupteurs Figure 37 – Disposition détanchéité aux niveaux des fixations4.6.2. • Garde à leauConformément au NF DTU 36.5, et sauf dispositions particulièrespermettant déviter larrivée de leau de pluie directement ou indirec-tement en sous-face sur la pièce dappui de la baie vitrée (caniveaurecouvert dun caillebotis, etc.), le gros œuvre est dimensionné detelle manière que la partie inférieure du seuil des portes-fenêtres setrouve à 5 cm au moins au-dessus du niveau de la dalle extérieure(hauteur de larête supérieure du seuil mesurée en intégrant lespentes supérieures à 10%). Lorsque les seuils doivent répondre à unbesoin daccessibilité aux personnes handicapées, ces seuils doiventrespecter les hauteurs maximales des ressauts imposées par la règle-mentation en vigueur (cf. 4.7).!978-2-35443-116-7.indd 55 11/06/2013 15:52:44
  • 56. 56PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE> 5cmCaillebotis< 2cm(accessibilité)< 2cm(accessibilité)> 5cm> 10%s Figure 38 – Disposition des seuils des portes et portes-fenêtresLes structures métalliques rapportées permettent la mise en œuvrefacile de chéneaux recouverts de caillebotis (cf. 4.6.3) évitant larrivéede leau en sous-face sur la pièce dappui, et facilitant ainsi le respectdes exigences de la réglementation daccessibilité (cf. 4.7). La concep-tion des appuis de baie doit être conforme au NF DTU 20.1.4.6.3. • Evacuation des eaux de pluiesLa pente du balcon ou de la coursive peut être dirigée vers lintérieurou vers lextérieur ; elle doit-être dau moins 2% afin déviter les sta-gnations deau.ChéneauCaillebotiss Figure 39 – Balcon désolidarisé avec pente vers lintérieurLorsque la pente est dirigée vers lintérieur, les eaux pluviales doiventêtre récupérées dans un chéneau recouvert de caillebotis. Un jointdétanchéité est à prévoir entre la dalle du balcon et le chéneau ainsiquentre le chéneau et la façade.978-2-35443-116-7.indd 56 11/06/2013 15:52:45
  • 57. 57PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREChéneauBavettede rejet deauCaillebotisStructureporteusePlancherdu balconPlanchers Figure 40 – Exemple de solution de mise en œuvre détanchéité avec pente vers lintérieurLorsque la pente est dirigée vers lextérieur, il doit y avoir une conti-nuité détanchéité à leau entre la façade et le balcon pour que leseaux pluviales puissent sécouler vers lextérieur. un joint détan-chéité entre le balcon et la façade doit être prévu. Le chéneau doitdonc se trouver sur la partie extérieure, au bord du balcon. Il peut êtreremplacé par de simples gargouilles. Ce type de configuration néces-site un système de drainage des eaux pluviales interne au plancher dubalcon.GargouilleCaillebotisJointdétanchéités Figure 41 – Balcon désolidarisé avec pente vers lextérieur978-2-35443-116-7.indd 57 11/06/2013 15:52:46
  • 58. 58PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRERupteurBavettede rejet deauGargouillePlancherPlancherdu balconStructureporteuseCaillebotiss Figure 42 – Exemple de solution de mise en œuvre détanchéité avec pente vers lextérieurLes balcons avec un platelage béton coulé sur site en utilisant lossa-ture métallique comme coffrage doivent faire lobjet dun traitementparticulier visant à éviter les infiltrations deau dans les intersticesentre les deux matériaux. Ce traitement peut consister en la posedune bavette métallique au-dessus de linterstice et la mise en œuvredune couche détanchéité globale (cette dernière devant être suffi-samment souple pour absorber les mouvements différentiels des dif-férents matériaux).4.7. • AccessibilitéLorsque les seuils de portes ou de portes-fenêtres ne sont pasde plain-pied, ils deviennent souvent un obstacle pour les utilisa-teurs de fauteuil roulant. Larrêté du 1eraoût 2006 et la circulaire du30  novembre 2007  stipulent que pour tout balcon/coursive situé audroit du niveau accessible du logement et de plus de 0,6 m de profon-deur, doit comporter un accès supérieur ou égal à 0,8 m de passageavec un ressaut inférieur ou égal à 2 cm depuis lextérieur.Côté intérieur, les arrêtés nimposent pas de limitation de ressaut.Toutefois, il est préférable que le sommet des rails de la porte-fenêtresoit presque au même nu (inférieur ou égal à 2 cm) que le revêtementintérieur (parquet, sol souple, moquette, carrelage, etc.).Les balcons et les coursives désolidarisés présentent lavantage dêtreajustables en hauteur. Il nest donc pas nécessaire de prévoir desdalles sur plots pour respecter les exigences de larrêté. un caillebotisest souvent nécessaire afin dajuster le ressaut, celui-ci peut avoir unepente pour rejoindre le platelage du balcon.Les exigences des arrêtés sappliquent uniquement pour des bâti-ments neufs dhabitation collectifs ou individuels. Pour les autrestypes de bâtiments, la réglementation est muette.978-2-35443-116-7.indd 58 11/06/2013 15:52:47
  • 59. 59PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRECaillebotis< 2cms Figure 43 – Accessibilité aux personnes handicapées – ressaut maximal de 2 cm côté extérieur4.8. • Isolation acoustiqueLes principaux textes réglementaires régissant le confort acoustiquedans les bâtiments sont les suivants :• Arrêté du 30 mai 1996 relatif aux modalités de classement desinfrastructures de transports terrestres et à lisolement acous-tique des bâtiments dhabitation dans les secteurs affectés parle bruit (modifié par larrêté du 17 avril 2009) ;• Arrêté du 30  juin 1999  relatif aux caractéristiques acoustiquesdes bâtiments dhabitation ;• Arrêtés (3 différents) du 25 avril 2003 relatifs à la limitation dubruit dans les établissements denseignement, dans les établis-sements de santé, dans les hôtels.• Décret n° 2011-604 du 30 mai 2011 relatif à lattestation de priseen compte de la règlementation acoustique à établir à lachè-vement des travaux de bâtiments dhabitation neufs (versionconsolidée au 2 novembre 2012).La présence de balcons et coursives rapportés a généralement uneinfluence négligeable, devant celle des ouvertures, sur la transmis-sion des bruits aériens venant de lespace extérieur.Concernant la transmission des bruits de choc (dimpact) sur les cour-sives desservant plusieurs locaux privatifs, le niveau de pression pon-déré du bruit de choc standardisé est évalué suivant les normes NFEN ISO 717-2 (protection contre le bruit de choc) et NF EN ISO 140-7(mesure in situ de la transmission des bruits de choc par les plan-chers). Lessai consiste en lutilisation dune machine à choc standard,posée au sol dun local démission (ici, sur le platelage de la coursive)et la mesure du niveau sonore obtenu dans un local de réception. Leniveau ainsi obtenu ne doit pas dépasser :978-2-35443-116-7.indd 59 11/06/2013 15:52:47
  • 60. 60PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREDestination dulocalLocal récepteur LimiteLogement Pièces principales (pièces destinées au séjour ou ausommeil, locaux à usage professionnel compris dansle logement)58 dBAutres Pas dexigenceEtablissementdenseignementLocal denseignement, dactivités pratiques,administration, bibliothèque, CDI, atelier peubruyant ;Salle de musique, de réunions, de restauration,des professeurs, dexercice, de repos ou sallepolyvalente ;Local médical, infirmerie.60 dBAutres (circulations, salle de sports, atelier bruyant,…).Pas dexigenceEtablissement desantéTous locaux, sauf liste ci– dessous. 60 dBCirculation, local technique, cuisine, sanitaire,buanderiePas dexigenceHôtel Chambre 60 dBAutres Pas dexigenceUne tolérance de 3 dB est acceptée au niveau des mesures pour jugerde la conformité du bâtiment aux exigences de la réglementation.La transmission des bruits dimpact est fortement influencée par lerevêtement de sol du local démission. Il convient donc dêtre parti-culièrement attentif dans le choix du platelage de la coursive. Il fautnotamment préférer des revêtements de sol reconnus pour leurs per-formances datténuation des bruits dimpact ou à défaut des sous-couches acoustiques minces type synthétiques ou des chapes flot-tantes par exemple.De plus, il faut noter que les bruits dimpact se transmettent dautantmieux que les fixations entre lélément rapporté et le bâtiment sup-port sont nombreuses. Les conceptions en appuis ou autoportantessont donc à privilégier pour répondre au mieux à lexigence de confortacoustique.PlatelageSous-coucherésiliente minceStructureporteuses Figure 44 – Sous-couche acoustique mince pour lisolation phonique aux bruits dimpact978-2-35443-116-7.indd 60 11/06/2013 15:52:48
  • 61. 61PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE4.9. • Durabilité / EntretienLa pérennité de lélément rapporté doit être assurée par sa bonneconception. Pour les éléments métalliques visés par ce guide, celaconsiste essentiellement à prévenir lapparition de corrosion.Cet objectif peut être atteint par lutilisation de matériaux spécifiquesdont la résistance à la corrosion est supérieure à celle de lacier aucarbone standard (acier inoxydable, acier autopatinable, aluminium,…) ou par la protection des éléments (peinture, galvanisation, …).Lutilisation de matériaux résistant à la corrosion est généralementdictée par un choix esthétique ou architectural, avant même celui dela pérennité de louvrage. Le concepteur devra se reporter à la normeNF EN 1993-1-4 pour lacier inoxydable et à la NF EN 1999-1-1 pourlaluminium (lacier autopatinable suivant la NF EN 10025-5 est cou-vert par la NF EN 1993-1-1). En cas dutilisation de métaux différents, ilconvient déviter tout risque de corrosion galvanique (« effet de pile »)par linterposition déléments isolants (électriquement).En cas dutilisation dacier au carbone pour les éléments rapportés(donc extérieurs), ceux-ci doivent être protégés. Les protections lesplus courantes sont la peinture et la galvanisation. Dans les deux cas,les subjectiles métalliques doivent être préparés suivant les prescrip-tions du chapitre 10 de la NF EN 1090-2 (voir également les prescrip-tions de l[Annexe F] du même document).La performance dune protection par peinture résulte dun choix depréparation de surface des métaux à protéger, du mode dapplicationretenu et du système de peinture appliqué. Elle dépend des exigencesdemandées en durée de protection et de lagressivité du milieuambiant. Le concepteur pourra se référer à la norme NF EN ISO 12944(en particulier à ses parties 2, 4 et 5). En principe, on ne considère pasla protection apportée par une peinture intumescente.La galvanisation présente lintérêt dêtre plus durable quune protec-tion par peinture, qui doit être entretenue de façon plus régulière. Leconcepteur pourra se référer à la norme NF EN ISO 14713.Il peut arriver, suivant les conditions dun marché, de réaliser les deuxméthodes de protection pour une charpente. La peinture recouvre lagalvanisation afin daugmenter la durée de vie de la protection contrela corrosion. Il sagit là dun système de protection duplex, avec unecomplémentarité entre la peinture et la couche de zinc.Les zones constituant des pièges pour les poussières, leau ou lesagents agressifs sont celles qui présentent le plus fort risque de déve-loppement de la corrosion. La conception de lélément rapporté doitdonc éviter les détails susceptibles de créer des rétentions deau et dedépôts, surtout au niveau de la liaison avec le bâtiment support.Enfin, lentretien courant ne doit pas être contredit par une mauvaiseconception de lélément rapporté. Il convient à ce titre déviter leszones « salissantes » (chéneau, …) peu accessibles.978-2-35443-116-7.indd 61 11/06/2013 15:52:48
  • 62. 62PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE5.1. • Interface entre les intervenantsLa réalisation des balcons et des coursives est composée de plusieursopérations distinctes, chacune pouvant être menée par un intervenantdifférent. Les responsabilités de chacun doivent être définies contrac-tuellement en amont de la réalisation.Le partage est notamment fonction du champ de compétence desintervenants, par exemple :- Responsabilités de la maîtrise dœuvre :- définition des hypothèses de conception et en particulier descharges à reprendre dans lélément porteur, ou conceptionde louvrage en fonction de la mission contractée,• Responsabilités du contrôle technique (et de la maîtrisedœuvre) :- contrôle et validation de la conception ;- contrôle et validation de lexécution de lélément rapporté etde son assemblage avec le bâtiment support.• Responsabilité du titulaire du gros œuvre :- conception et construction de lélément porteur, considérantleffet de lélément rapporté ;- implantation et réalisation des appuis, dans le respect destolérances prévues par les normes sappliquant au support,sauf indications différentes dans les documents du marchédécrits en 4.1 ;- installation des systèmes de fixation (platines dancrage,tiges pré-scellées, chevilles post-scellées, rupteurs ther-miques, …) dans lélément porteur.5Mise en œuvre978-2-35443-116-7.indd 62 11/06/2013 15:52:48
  • 63. 63PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE• Responsabilités du titulaire de lélément rapporté :- communication des éléments de conception au concepteurdu gros œuvre dans des délais fixés par la maîtrise dœuvre,- fourniture du système dimplantation et de fixation à incor-porer dans le support, pour les systèmes le nécessitant,- réception, vérification du respect des tolérances du supportet ajustement in-situ des platines et appuis (pour les sys-tèmes le permettant) ;- conception, fabrication et montage de lélément rapporté ;- fixation temporaire entre lélément rapporté et son supportavant toute fixation définitive ;- fixation définitive, serrage et protection de lassemblage vis-à-vis du milieu extérieur.• Responsabilité du titulaire de la façade :- réception du support ;- réalisation du complexe de façade (ITE, étanchéité, bardage/enduit, …).Une bonne coordination entre le titulaire de la façade etcelui de lélément rapporté est indispensable. En effet, lenombre et les positions des fixations de lélément rapportédoivent être prises en considération pour linstallation ducomplexe de façade (découpes)Un tel découpage peut découler dun marché en lots séparés (la limitede chaque prestation et la gestion des interfaces est alors décrite dansle CCTP du marché), ou de lintervention de plusieurs sous-traitants.5.2. • Prescriptions générales –DocumentationLinstallation et lexécution font lobjet de plans et documents suffi-sants pour définir entièrement les dispositions constructives à réali-ser. Le cas échéant, ces plans portent la marque commerciale du pro-cédé de fixation (ou rupteur thermique) avec la ou les références auxAvisTechniques et aux Certificats de qualification.Pour ce qui est lié à la conception et à la réalisation, doiventapparaître :• les données figurant dans les DPM (Documents Particuliers duMarché) ;• la définition des éléments (poteaux, poutres, pannes, têtes deplanchers etc.) avec leur repérage ainsi que leur implantationdans la structure ;!978-2-35443-116-7.indd 63 11/06/2013 15:52:48
  • 64. 64PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE• les conditions délingage et le levage des éléments ;• les conditions de stockage ;• les conditions de mise en œuvre des éléments, utilisation degabarits, repérages, etc.• les conditions à respecter pour les appuis, ancrages, liaisonset continuités, notamment en ce qui concerne les armatures,quelles sortent en attente des éléments ou quelles soient à pla-cer en œuvre ;• les tolérances dexécution, en conformité avec les pièces dumarché ;• et, dune façon générale, toutes les indications que le présentdocument ou les AvisTechniques font obligation de faire figurersur les documents dinstallation et dexécution.Ces indications figurent sur le « plan dinstallation ». Celui-ci est établisoit par un bureau détudes, soit par le fabricant. Dans ce dernier cas,il sagit dun plan de préconisation de linstallation qui doit être validéet complété par le bureau détudes chargé de létude générale dexé-cution du bâtiment.Lattention du responsable de la construction (entreprise générale,maître dœuvre, ... selon les cas) est attirée sur la nécessité de fairevérifier, au niveau des études, la compatibilité de la mise en œuvredes divers éléments et de faire assurer la coordination dans les cas oùla construction est composée déléments préfabriqués provenant defournisseurs différents.Dans tous les cas, et pour tous les matériaux, il conviendra de menertoutes les vérifications nécessaires afin de confirmer que les hypo-thèses faites au niveau du calcul sont bien respectées sur le chantier.Ces vérifications devront être justifiées par les documents qualité dis-ponibles sur le chantier : bordereau de livraison du béton, bordereaude livraison des aciers de construction, des aciers darmature, etc.5.3. • Support et fixationLa mise en œuvre du support doit être conforme aux normes et règle-ments en vigueur le décrivant, notamment en ce qui concerne :• La prévention des accidents ;• Les matériaux utilisés ;• Les tolérances ;• Linstallation des éléments de liaison ;• La réalisation des liaisons ;• La réalisation des joints et leur étanchéité à leau et à lair.Les opérations de fabrication de la structure support doivent inclureles spécifications de tolérances pour linstallation des éléments de978-2-35443-116-7.indd 64 11/06/2013 15:52:48
  • 65. 65PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREliaisons (rupteur thermiques, rails, etc.). Ces spécifications doiventêtre tirées des AT ou ATE correspondants, ou communiquées auconcepteur par le fabricant de lélément de liaison.Les tolérances de pose peuvent être reportées sur les plans de réalisa-tion et plans de détails aux niveaux des liaisons. Le cas échéant, il doitêtre rappelé sur les guides dutilisation et les plans dinstallation quilest interdit de marcher sur les rupteurs thermiques.5.3.1. • Support bétonLe bâtiment support en béton est tenu de respecter le NF DTU 21 et lanorme NF EN 13670.Les ancrages des organes de liaison doivent permettre la transmis-sion des efforts au béton armé support, dans le respect des règles defonctionnement et de calcul de celui-ci. Lancrage dans le béton parlintermédiaire darmatures, tirants, broches, pattes, rails, chevilles,etc., doit seffectuer dans une zone de béton armé apte à résister auxefforts transmis par lappareil de liaison. Enfin, il est rappelé quen casde percements après coulage, le forage nécessaire au positionnementdes chevilles mécaniques ou chimiques, doit éviter à tout prix de cou-per des armatures actives pour la diffusion des efforts dans les dallesbéton.Les fixations pré-scellées doivent être positionnées et bloquées dansle coffrage, avant coulage. Quant aux fixations post-scellées, dessoins particuliers doivent être pris pour sassurer que les opérationsde positionnement des chevilles soient menées de façon précise, sui-vant un programme de mise en place défini à lavance, identifiantles réservations et accepté par les intervenants concernés. Ce pro-gramme tient compte de la position des armatures, afin de mettre enplace correctement les éléments de liaison, et également afin déviterde détruire ces armatures lors du perçage.5.3.2. • Support acierLossature support métallique, comme celle du balcon / de la cour-sive, est tenue de respecter le NF DTU 32, qui fait référence à la normeNF EN 1090. Le fournisseur de lorgane de fixation peut compléter cestextes par ces propres dispositions non contradictoires.La livraison des poutrelles est systématiquement accompagnée dunplan de préconisation de mise en œuvre qui fournit les informationsnécessaires à la mise en place des organes de fixation (y compris lesrupteurs thermiques). Ces plans indiqueront systématiquement lestolérances de pose de ces organes.978-2-35443-116-7.indd 65 11/06/2013 15:52:48
  • 66. 66PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE5.3.3. • Tolérances admissibles du support5.3.3.1. • Tolérances générales pour support bétonLes tolérances générales à respecter pour la structure du bâtimentsupport sont données dans les normes afférentes au(x) technique(s)de construction utilisée(s), ainsi que dans les documents auxquels cesnormes font elles-mêmes référence.Pour les constructions en béton, on se reportera au NF DTU 21 et à lanorme NF EN 13670.Les tolérances acceptables peuvent dépendre des types douvrages.Il est donc important que laccord sur les tolérances soit réalisé enamont de la réalisation sur chantier, cest à dire dès la consultationdes entreprises de gros œuvre.Pour information, ci-dessous un extrait du NF DTU 21 et de la NF EN13670 rappelant certaines tolérances applicables au support béton. Ilconvient de se référer aux textes entiers pour disposer de lintégralitédes tolérances.Exemples de tolérances générales pour les bâtiments supports en béton de la NF EN13670Description LimitesPlanéité des surfaces coffrées (planéité mesurée à la règle de2,0 m)± 9 mmAlignement en hauteur des poutresL = distance entre deux poutres adjacentes± (L/500 + 10 mm)Variation de niveau sur un plancher (hors fondations)L = distance entre deux bords dun plancher± (L/500 + 10 mm)Déviation verticale entre étagesH = hauteur entre deux étages consécutifs (H ≤ 10 m)max {H/400 ; 15 mm}Cumul des déviations entre étageshi∑ = Somme des hauteurs des n étages en dessus du niveauconsidérémin { h ni / /200 1 2( )∑  ;50 mm }Distance entre deux niveaux consécutifs ± 20 mmPosition en plan du massif de fondation ± 25 mm5.3.3.2. • Tolérances générales pour supportmétalliqueLes constructions métalliques doivent respecter le NF DTU 32.1(acier), et les normes NF EN 1090-2 (acier) et NF EN 1090-3 (alumi-nium). Certaines tolérances données dans ces normes sont rappeléesau paragraphe 5.6.La concordance entre les normes du support et de lélément rapportéfacilite la gestion des interfaces entre les intervenants.978-2-35443-116-7.indd 66 11/06/2013 15:52:50
  • 67. 67PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE5.3.3.3. • Rupteurs thermiques pré-scellésdans une dalle bétonLe rupteur thermique doit être mis en œuvre en prolongement delisolant de la façade.PlancherIsolantRupteurs Figure 45 – Positionnement du rupteur thermiqueLes possibilités de réglages des ouvrages rapportés sur les rupteursétant généralement moins grandes quavec des platines simples, ilfaut mettre en œuvre les rupteurs par groupe, entre joints de dilata-tion des ouvrages rapportés (un groupe est constitué de 2 rupteursminimum) avec laide dun gabarit de pose fourni par le titulaire dulot balcons métalliques. Le tableau ci-après donne des valeurs de tolé-rances sur la précision du gabarit de pose fourni par le fournisseurdu rupteur thermique, qui dispose en atelier des moyens matérielspermettant datteindre une grande précision, qui doivent être reprisesdans le CCTP pour pouvoir sappliquer.Précision du gabarit DescriptionEcartautoriséDistance entre deux rupteursthermiques successifs (sanspossibilité de cumul) :Δ4= ±max{e/200 ;5 mm}Décalage vertical entre deuxrupteurs thermiques successifs(sans possibilité de cumul) :Δ5= ± 5 mmVrillage du rupteur, mesurépar le défaut dhorizontalité(resp. verticalité) entre deux tigesdevant être dans le même planhorizontal (resp. vertical) :Δ6= ± 2 mm978-2-35443-116-7.indd 67 11/06/2013 15:52:51
  • 68. 68PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREPrécision du gabarit DescriptionEcartautoriséDéfaut dhorizontalité des tiges : 1 mm pour20 mm delongueur detigeDéfaut dorthogonalité des tiges parrapport au plan du nu du mur :1 mm pour20 mm delongueur detigeLe tableau ci-après donne des tolérances dimplantation du gabaritadaptées à ce cas, qui doivent être reprises dans le CCTP pour pou-voir sappliquer.Critère dimplantation du gabarit DescriptionEcartautoriséImplantation transversale dungroupe de rupteurs (i.e. supportantle même balcon ou entre joints dedilatation dune même coursive) parrapport à un axe de référence :Δ1= ± 15 mmPosition verticale dun groupe derupteurs par rapport au niveau deréférence de létage1.Δ2= ± 10 mmPosition en profondeur du rupteurpar rapport au plan du nu du mur :Δp= ± 10 mm1lattention du concepteur est attirée sur le fait que les prescriptions concernant laccessibilitéimposent des cotes maximales finies. Une bonne coordination entre les intervenants est doncnécessaire afin dadapter les possibilités de réglage du système.5.4. • Mise en œuvre de lélément rapporté5.4.1. • Prescriptions générales pour lossatureLes balcons et coursives en acier doivent respecter le NF DTU 32.1, etdonc la norme NF EN 1090-2 à laquelle il fait référence. Les élémentsen aluminium sont tenus de respecter la norme NF EN 1090-3.Les éléments rapportés sont en principe réalisés suivant les dispo-sitions de la classe dexécution EXC2. Exceptionnellement, les DPMpeuvent exiger une classe plus sévère, mais ce cas devrait être limitéaux coursives constituant laccès principal à un lieu destiné à recevoir978-2-35443-116-7.indd 68 11/06/2013 15:52:52
  • 69. 69PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREune foule importante (salle de concert par exemple). Certaines pres-criptions de la norme sont alors plus sévères.La norme NF EN 1090-2 prévoit la constitution par le constructeur dun« dossier qualité » comprenant les points suivants :• lorganigramme et le personnel dencadrement responsable dechaque aspect de lexécution ;• les procédures, méthodes et instructions de travail devant êtreappliquées ;• un plan de contrôle spécifique à louvrage ;• une procédure de traitement des changements et modifications ;• une procédure de traitement des non-conformités, demandesde dérogation et litiges concernant la qualité ;• tous les points darrêt spécifiés ou exigences concernant lescontrôles ou essais par tierce personne, et toutes les exigencesdaccès correspondantes.La norme exige également la constitution par le constructeur dundossier dexécution qui correspond aux documents demandés parle CCTP (NF DTU 32.1). Même en labsence de demande spécifiquedans le CCTP, le constructeur qui agit en tant que bureau détudes,en interne ou via une sous-traitance, doit fournir les plans et notes decalculs relatifs au projet.En principe, les produits utilisés doivent être couvers par des normesou des certifications. Dans le cas contraire, les propriétés attenduesdoivent être spécifiées. Tous doivent faire lobjet dune documenta-tion de contrôle détaillée dans la norme (attestation de conformité à lacommande, relevé de contrôle ou certificat de réception).Les balcons et les coursives doivent faire lobjet dune protectioncontre la corrosion. Cette protection peut être faite par le choix dumatériau (aluminium, aciers inoxydables, aciers autopatinables) oupar lapplication dun revêtement (peinture, galvanisation). Il convientdéviter les contacts entre matériaux métalliques différents, de natureà générer une corrosion galvanique (« effet de pile »). Le cas échéant,les DPM doivent spécifier la durée de vie attendue pour le revêtementet la catégorie de corrosivité (environnement), ou en alternative, ledegré de préparation des subjectiles.5.4.2. • Conditions de chantierEn préalable à toute intervention sur site, il convient de sassurer quece dernier est conforme aux exigences techniques en matière de sécu-rité, et de tenir compte notamment des éléments suivants :• Accès au chantier et circulations à lintérieur de celui-ci• Etat du sol, en particulier en rapport avec lutilisation dengin delevage• Présence de réseaux, de câbles, ou dautres obstacles978-2-35443-116-7.indd 69 11/06/2013 15:52:52
  • 70. 70PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE• Limitations des éléments pouvant être livrés sur chantier (poidset dimensions)• Conditions particulières ou restrictions sur site ou dans les envi-rons (nuisances sonores, conditions climatiques, structuresadjacentes affectant les travaux…)Lors dune intervention sur un chantier comportant dautres interve-nants, il convient de prendre toutes les dispositions nécessaires pourpouvoir utiliser convenablement les services du chantier (eau, éner-gie, espace de stockage adéquat, levage…).5.4.3. • Tolérances de fabricationLouvrage rapporté doit respecter les tolérances de la norme NF EN1090-2. Les principales tolérances de fabrication applicables à lossa-ture des balcons et coursives sont reportées ci-dessous.Sauf spécification contraire dans les documents du marché, la classe1 peut être retenue pour les tolérances fonctionnelles.Tolérances de fabrication pour les éléments rapportésDescription Classe 1 Classe 2Longueur des composants (poutres, poteaux).1L = longueur du composant en mm± (L / 5 000 + 2) ± (L / 10 000 + 2)Ecart de rectitude des composants.L = longueur du composant en mmmin { L / 750 ;5 mm }min { L / 750 ;2 mm }Equerrage des extrémités des composants 1D = hauteur du composant en mm± D / 100 ± D / 300Position des trous de fixations ou des groupes de trous. ± 2 mm ± 1 mm1 Ces valeurs ne tiennent pas compte dune transmission des efforts par contact direct5.4.4. • Mise en œuvre sur support en bétonLes tolérances relatives au béton sont dun ordre de grandeur plusimportant que celles relatives à la charpente métallique de lélémentrapporté, typiquement du cm pour le béton et du mm pour le métal.Les plans et dispositions de mise en place des assemblages doiventtenir compte de ces considérations, en particulier sur les ajustementset tolérances relatives aux assemblages.Le serrage des boulons, indispensable lorsque la fixité des liaisons estrequise, ne doit être effectué quaprès interposition de calles rigidesdépaisseur convenable, entre les pièces à assembler, autour et auvoisinage des boulons. Ce serrage ne doit être effectué que lorsquele béton a atteint une résistance suffisante pour la reprise des chargespermanentes, de chantier et les opérations de serrage. Les opérationsde serrage sont conduites après 28 jours de durcissement du béton,ou sur justifications particulières entre 7 et 28 jours.978-2-35443-116-7.indd 70 11/06/2013 15:52:52
  • 71. 71PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE5.4.5. • Mise en œuvre sur support en acierLa protection contre la corrosion des pièces en acier doit être réta-blie partout où elle a pu être détruite lors des opérations de mise enœuvre.5.4.6. • Assistance technique du fournisseurdu rupteurLe fournisseur du rupteur de thermique (le cas échéant) doit fournirtoutes les informations nécessaires à la conception, au stockage et àla mise en œuvre de son produit.La qualification des rupteurs est décrite dans la partie 4.4 du présentguide.5.5. • Enveloppe du bâtiment5.5.1. • Etanchéité à leauPar conception, lattache de lélément rapporté sur le bâtiment sup-port doit traverser le système détanchéité à leau de la façade (pare-pluie, bardage, enduit, ...). Il convient déviter toutes infiltrations deauau sein du complexe denveloppe de la façade, de façon à assurerune bonne durabilité aux matériaux. Ceci implique un traitement soi-gné de cette zone dattache par le responsable de la réalisation delétanchéité.Selon le moyen détanchéité à leau utilisé, la reconstitution de cettebarrière peut être réalisée par lutilisation de mastic ou de jointélastomère.La conception même de lélément rapporté peut être étudiée danslobjectif de faciliter la continuité de létanchéité à leau (utilisation detube au lieu de profils ouverts, …).5.5.2. • Etanchéité à lair (calfeutrement)Pour réduire les déperditions thermiques aux niveaux des fixations dubalcon ou de la coursive, il est recommandé de mettre en œuvre uncomplément disolation tout autour des poutres (et entre les semellespour les profilés ouverts), au prolongement de lisolant de la façade.Dans le cas de la mise en œuvre de rupteurs thermiques, le bon fonc-tionnement de ces derniers requiert une bonne étanchéité à lair. Unbon calfeutrement entre lisolant de la façade et les rupteurs est doncnécessaire.978-2-35443-116-7.indd 71 11/06/2013 15:52:52
  • 72. 72PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREPlancherIsolantRupteurCalfeutrement Infiltrations dairComplémentdisolations Figure 46 – Etanchéité à lair et complément disolation5.6. • Caractéristiques et tolérancesde louvrage finiLouvrage rapporté doit respecter les tolérances de la norme NF EN1090-2. Les principales tolérances de montage applicables à lossaturedes balcons et coursives sont reportées ci-dessous.Sauf spécification contraire dans les documents du marché, la classe1  peut être retenue pour les tolérances fonctionnelles. La géomé-trie des éléments rapportés (faibles entre-axes) peut amener leconstructeur à utiliser la classe 2 pour des questions de montage etdassemblage.Tolérances de montage pour les éléments rapportésDescription Classe 1 Classe 2Positionnement en élévation de poutres adjacentes ± 10 mm ± 5 mmPositionnement en plan de poutres adjacentes ± 10 mm ± 5 mmDifférence de niveau entre les extrémités de chaquepoutre.L = portée en mmmin { L / 500 ;10 mm }min { L / 1000 ;5 mm }Positionnement en plan des poteaux ± 10 mm ± 7 mmInclinaison dun poteau, mesuré entre étages h / 500 h / 1000Louvrage rapporté doit au minimum avoir des caractéristiques struc-turales permettant de résister aux charges réglementaires (cf. 4) et/ouaux charges prévues dans les DPM. Cette performance est en géné-rale atteinte par un dimensionnement et une fabrication adéquats.Il est cependant nécessaire de rappeler quun balcon ou une coursivenest pas destiné à servir de surface de stockage, notamment en coursde chantier, sauf lorsque ce cas est dûment pris en compte au stadede la conception. Sauf spécification contraire du bureau détude, ilest donc interdit dy entreposer des matériaux lourds. Les palettesde manutention courante sont prévues pour transporter jusquà 1,5tonne de matériaux, sur environ 1 m², ce qui dépasse largement lescharges réglementaires.978-2-35443-116-7.indd 72 11/06/2013 15:52:53
  • 73. 73PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.1. • Annexe A : Documents de références6.1.1. • Références normatives des règlesde calculsPour les références non datées, la dernière édition du document deréférence sapplique (y compris les amendements éventuels). Lesréférences « Eurocode » doivent être accompagnées de leur annexenationale française respective.■■ NF EN ISO 10211, Ponts thermiques dans les bâtiments – Flux ther-miques et températures superficielles – Calculs détaillés.■■ NF EN 1991-1-1, Eurocode 1 – Actions sur les structures – Partie 1-1 :actions générales – Poids volumiques, poids propres, charges dex-ploitation des bâtiments. (et son annexe nationale NF P 06-111-2)■■ NF EN 1991-1-3, Eurocode 1 – Actions sur les structures – Partie 1-3 :actions générales – charges de neige.■■ NF EN 1991-1-4, Eurocode 1 – Actions sur les structures – Partie 1-4 :actions générales – actions du vent.■■ NF EN 1991-1-5, Eurocode 1 : actions sur les structures – Partie 1-5 :actions générales – Actions thermiques.■■ NF EN  1992-1-1, Eurocode 2 – Calcul des  structures en  béton –Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments.■■ NF EN  1993-1-1, Eurocode 3 – Calcul des  structures en  acier –Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments.6Annexes978-2-35443-116-7.indd 73 11/06/2013 15:52:53
  • 74. 74PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE■■ NF EN  1993-1-3, Eurocode 3 – Calcul des  structures en  acier –Partie 1-3 : règles générales – Règles supplémentaires pour les pro-filés et plaques formés à froid.■■ NF EN  1993-1-5, Eurocode 3 – Calcul des  structures en  acier –Partie 1-5 : plaques planes.■■ NF EN  1993-1-8, Eurocode 3 – Calcul des  structures en  acier –Partie 1-8 : calcul des assemblages. NF NF EN 1993-1-11, Eurocode3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-11 : calcul des structuresà câbles ou éléments tendus.■■ EN 1998-1, Eurocode 8 – Calcul des  structures pour  leur  résis-tance aux séismes – Partie 1 : règles générales, actions sismiqueset règles pour les bâtiments.■■ NF EN 1999-1-1, Eurocode 9 – Calcul des structures en aluminium –Partie 1-1 : règles générales.■■ NF EN  ISO 717-2, Acoustique – Évaluation de  lisolement acous-tique des  immeubles et  des  éléments de  construction – Partie  2 :protection contre le bruit de choc.■■ NF EN ISO 140-7, Acoustique – Mesurage de lisolation acoustiquedes immeubles et des éléments de construction – Partie 7 : mesu-rage in situ de la transmission des bruits de choc par les planchers.■■ NF P 01-012, Dimensions des garde-corps – Règles de sécurité rela-tives aux dimensions des garde-corps et rampes descalier6.1.2. • Références normatives des règlesdexécutionPour les références non datées, la dernière édition du document deréférence sapplique (y compris les amendements éventuels).■■ NF DTU 20.1, Travaux de  bâtiment – Ouvrages en  maçonneriede petits éléments – Parois et murs – Partie 1-1 : cahier des clausestechniques types – Partie 1-2 : critères généraux de choix des maté-riaux – Partie 2 : cahier des clauses administratives spéciales types –Partie 3: guide pour le choix des types de murs de façades en fonc-tion du site – Partie 4 : règles de calcul et dispositions constructivesminimales■■ NF DTU 36.5, Travaux de bâtiment – Mise en œuvre des fenêtreset  portes extérieures – Partie  1-1 : cahier des  clauses techniquestypes – Partie  1-2 : critères généraux de  choix des  matériaux(CGCM) – Partie  2 : cahier des  clauses administratives spécialestypes – Partie 3 : mémento de choix en fonction de lexposition■■ NF DTU 32.1, Travaux de bâtiment – Charpente en acier – Partie 1 :cahier des  clauses techniques types (CCT) – Partie  2 : cahier978-2-35443-116-7.indd 74 11/06/2013 15:52:53
  • 75. 75PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREdes clauses administratives spéciales types (CCS) – Référence com-merciale du NF DTU 32.1 doctobre 2009.■■ NF DTU 21,Travaux de bâtiment – Exécution des ouvrages en béton– Cahier des clauses techniques.■■ NF DTU 51.4,Travaux de bâtiment, Platelages extérieurs en bois.■■ NF EN  1990, Eurocodes structuraux – Bases de  calcul des  struc-tures. (et son annexe nationale NF P 06-100-2)■■ NF EN 1090-2, Exécution des structures en acier et des structuresen aluminium – Partie 2 : exigences techniques pour les structuresen acier. (et son complément national NF P 22-101-2/CN)■■ NF EN 1090-3, Exécution des structures en acier et des structuresen  aluminium – Partie  3 : exigences techniques pour  lexécutiondes structures en aluminium.6.1.3. • Textes réglementairesLes textes ci-dessous sont ceux en vigueur au moment de la rédactiondu présent guide. Ils sont par nature évolutifs, et il convient évidementde se reporter aux textes en vigueur pour chaque projet individuel.■■ Arrêté du  26  octobre 2010  relatif aux  caractéristiques thermiqueset aux exigences de performance énergétique des bâtiments nou-veaux et des parties nouvelles de bâtiments■■ Décret n° 2010-1269 du 26 octobre 2010 relatif aux caractéristiquesthermiques et à la performance énergétique des constructions■■ Décret n°2010-1254 du  22  octobre 2010  relatif à  la  préventiondu risque sismique■■ Décret n°2010-1255 du  22  octobre 2010  portant délimitationdes zones de sismicité du territoire français■■ Arrêté du  22  octobre 2010  relatif à  la  classification et  aux  règlesde  construction parasismique applicables aux  bâtimentsde la classe dite « à risque normal ».■■ Arrêté du 22 mars 2004 relatif à la résistance au feu des produits,éléments de construction et douvrages.■■ Arrêté du 30 novembre 2007 modifiant larrêté du 1eraoût 2006 fixantles  dispositions prises pour  lapplication des  articles  R.  111-19à  R.  111-19-3 et  R.  111-19-6 du  code de  la  construction et  de  lha-bitation relatives à  laccessibilité aux  personnes handicapéesdes établissements recevant du public et des installations ouvertesau public lors de leur construction ou de leur création.■■ Arrêté du  1eraoût 2006  modifié par  larrêté du  30  novembre2007  fixant les  dispositions prises pour  lapplicationdes  articles  R.  111-18 à  R.  111-18-7 du  code de  la  construction978-2-35443-116-7.indd 75 11/06/2013 15:52:53
  • 76. 76PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREet  de  lhabitation relatives à  laccessibilité aux  personnes handi-capées des bâtiments dhabitation collectifs et des maisons indivi-duelles lors de leur construction.■■ Arrêté du  30  mai 1996  relatif aux  modalités de  classementdes infrastructures de transports terrestres et à lisolement acous-tique des  bâtiments dhabitation dans  les  secteurs affectéspar le bruit.■■ Arrêté du  30  juin 1999  relatif aux  caractéristiques acoustiquesdes bâtiments dhabitation.■■ Arrêté du 25 avril 2003 relatif à la limitation du bruit dans les éta-blissements de santé.■■ Décret n° 2011-604 du  30  mai 2011  relatif à  lattestation de  priseen  compte de  la  règlementation acoustique à  établir à  lachève-ment des travaux de bâtiments dhabitation neufs (version consoli-dée au 2 novembre 2012).■■ Arrêté modifié du 25 juin 1980 relatif aux règles de sécurité contreles risques dincendie et de panique dans les ERP (Articles C012, CO13 et CO 14).■■ Arrêté du 31 janvier 1986, modifié par les arrêtés du 18 août 1986et du 19 décembre 1988.■■ Arrêté modifié du  18  octobre 1977, relatif aux  règles de  sécuritécontre les risques dincendie et de panique dans les ERP.■■ Arrêté du  5  août 1992  modifié « Prévention des  incendieset du désenfumage de certains lieux de travail ».6.1.4. • Autres ouvrages■■ Structures métalliques - Ouvrages simples - Guide technique et de calculdéléments structurels en acier, CTICM/CAPEB/ConstruirAcier, 2013■■ RT 2000 Bâtiments en construction métallique : Guide de bonnespratiques, CTICM/FFB, 2006■■ Réglementation thermique des bâtiments neufs (RT 2005) : Guideconstruction métallique, CTICM/FFB, 2008■■ Carnets de  détails pour  laccessibilité des  balcons, des  loggiaset des terrasses dans les constructions neuves, CSTB, 2010978-2-35443-116-7.indd 76 11/06/2013 15:52:53
  • 77. 77PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.2. • Annexe B : Eléments normatifspour le dimensionnement structural6.2.1. • Charges de neige au solCarte de la charge caractéristique de neige sur le sol à 200 m daltitude :Régions A1 A2 B1 B2 C1 C2 D EValeur caractéristique (sk) de lacharge de la neige sur le sol à unealtitude inférieure à 200 m0,45 0,45 0,55 0,55 0,65 0,65 1,90 1,40Valeur de calcul (sAd) de lacharge exceptionnelle de neigesur le sol- 1,00 1,00 1,35 - 1,35 1,80 -Loi de variation de la chargecaractéristique pour une altitudesupérieure à 200 mΔS1 ΔS2s Figure B.1 – Carte de la charge caractéristique de neige (charges en kN/m²)978-2-35443-116-7.indd 77 11/06/2013 15:52:54
  • 78. 78PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREAltitude A ΔS1ΔS2de 200 à 500m A/1000 – 0,20 1,5 A/1000 – 0,30de 500 à 1000m 1,5 A/1000 – 0,45 3,5 A/1000 – 1,30de 1000 à 2000m 3,5 A/1000 – 2,45 7 A/1000 – 4,80s Loi de variation (ΔS) en fonction de laltitude du site de construction (au-delà de 200 m)6.2.2. • Règles daccumulation applicablesaux structures rapportées sur un bâtimentsimples Figure B.2 – Dimensions nécessaires pour le calculLe coefficient µ2daccumulation coté mur est défini par la somme dedeux termes, lun tenant compte de la neige amenée par le vent etlautre de la neige pouvant tomber depuis la toiture supérieure (seule-ment pour un balcon non protégé).µ µ µw s2 = +Le coefficient de forme dû au vent wµ est défini par :µb bhhswk=+min ; ; ,1 2222 8 et µw ≥ 0 8,Le coefficient de forme dû à la chute depuis la toiture supérieure µsestnul dans le cas dun versant de pente inférieur à 15° (27%), sinon onprend :µ µblss= − ⋅ ( ) ⋅0 8 0 5211, ,αAvec µ1(α) à prendre dans le tableau 5.2 de la NF EN 1991-1-3 (repro-duit ci-dessous) en fonction de langle du versant supérieur etl m h ms = ≤ ≤5 2 15 .978-2-35443-116-7.indd 78 11/06/2013 15:52:58
  • 79. 79PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREα (angle du versant) 0° ≤ α ≤ 30 ° 30° ≤ α ≤ 60 ° α ≥ 60 °μ10,8 0,80 (60 – α) / 30 0,0Le coefficient µgc2 du coté du garde-corps est fonction du coefficient2µ calculé précédemment :µ µ µblgcs2 2 220 8= − −( ),Avec un garde-corps plein ou quasi-plein, on doit vérifier queµhsgcgck221 6≥min ; , . Dans tous les cas, on limite µgc2 0 8≥ , .6.2.3. • Pression dynamique de pointe du ventsur le balcon ou la coursiveLa pression dynamique de référencebq est donnée par :q vb b=122ρ978-2-35443-116-7.indd 79 11/06/2013 15:53:03
  • 80. 80PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure B.3 – Carte pour la vitesse de référence du vent [NF EN 1991-1-4/NA]Les effets du vent étant différents suivant la présence ou non dobs-tacles environnant la construction, il sagit ensuite de déterminer larugosité du site.Rugosité Description0 Mer ou zone côtière exposée aux vents de mer ; lacs et plans deau parcourus par levent sur une distance dau moins 5 kmII Rase campagne, avec ou non quelques obstacles isolés (arbres, bâtiments, etc.)séparés les uns des autres de plus de 40 fois leur hauteurIIIa Campagne avec des haies ; vignobles ; bocage ; habitat disperséIIIb Zones urbanisées ou industrielles ; bocage dense ; vergersIV Zones urbaines dont au moins 15 % de la surface sont recouverts de bâtiments dontla hauteur moyenne est supérieure à 15 m ; forêtsLe coefficient dexposition ce(z) est fonction de la hauteur z du balconconsidéré et de la rugosité. La relation est donnée par la figure ci-des-sous ou le tableau page suivante.978-2-35443-116-7.indd 80 11/06/2013 15:53:04
  • 81. 81PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure B.4 – Coefficient dexpositionCette valeur est valable lorsque le bâtiment est construit sur un siterelativement plat, ce qui se traduit par un coefficient dorographieC0(z) ≈ 1. Si le site de construction est en hauteur par rapport au ter-rain environnant, il convient dévaluer C0(z) par lune des procéduresdécrites dans lannexe nationale à lEN 1991-1-4 et de multiplier lavaleur de Ce(z) obtenue précédemment par C0(z)².La pression dynamique de pointe qp(z) se détermine ensuite commesuit :q z c z qp e b( ) = ( )978-2-35443-116-7.indd 81 11/06/2013 15:53:05
  • 82. 82PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREce(z)Rugosité0 II IIIa IIIb IVHauteur zen m1 1.70 1.42 1.41 1.35 1.292 2.04 1.42 1.41 1.35 1.293 2.24 1.63 1.41 1.35 1.294 2.39 1.80 1.41 1.35 1.295 2.51 1.92 1.41 1.35 1.296 2.61 2.03 1.52 1.35 1.297 2.70 2.12 1.61 1.35 1.298 2.77 2.21 1.69 1.35 1.299 2.84 2.28 1.77 1.35 1.2910 2.90 2.35 1.84 1.41 1.2911 2.96 2.41 1.90 1.47 1.2912 3.01 2.46 1.95 1.53 1.2913 3.06 2.51 2.01 1.58 1.2914 3.10 2.56 2.06 1.63 1.2915 3.14 2.61 2.10 1.67 1.2916 3.18 2.65 2.15 1.71 1.3317 3.22 2.69 2.19 1.75 1.3718 3.25 2.73 2.23 1.79 1.4119 3.29 2.77 2.26 1.83 1.4420 3.32 2.80 2.30 1.87 1.4821 3.35 2.84 2.33 1.90 1.5122 3.38 2.87 2.37 1.93 1.5423 3.40 2.90 2.40 1.96 1.5724 3.43 2.93 2.43 1.99 1.6025 3.46 2.96 2.46 2.02 1.63978-2-35443-116-7.indd 82 11/06/2013 15:53:05
  • 83. 83PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREce(z)Rugosité0 II IIIa IIIb IVHauteur zen m26 3.48 2.98 2.49 2.05 1.6527 3.50 3.01 2.52 2.08 1.6828 3.53 3.04 2.54 2.10 1.7029 3.55 3.06 2.57 2.13 1.7330 3.57 3.09 2.59 2.15 1.7531 3.59 3.11 2.62 2.18 1.7732 3.61 3.13 2.64 2.20 1.8033 3.63 3.15 2.66 2.22 1.8234 3.65 3.18 2.69 2.25 1.8435 3.67 3.20 2.71 2.27 1.8636 3.69 3.22 2.73 2.29 1.8837 3.71 3.24 2.75 2.31 1.9038 3.72 3.26 2.77 2.33 1.9239 3.74 3.28 2.79 2.35 1.9440 3.76 3.29 2.81 2.37 1.9641 3.77 3.31 2.83 2.39 1.9842 3.79 3.33 2.85 2.40 1.9943 3.80 3.35 2.86 2.42 2.0144 3.82 3.36 2.88 2.44 2.0345 3.83 3.38 2.90 2.46 2.0546 3.85 3.40 2.92 2.47 2.0647 3.86 3.41 2.93 2.49 2.0848 3.88 3.43 2.95 2.51 2.0949 3.89 3.44 2.96 2.52 2.1150 3.90 3.46 2.98 2.54 2.126.2.4. • Combinaisons dactions et coefficientsdaccompagnementEtats limites de service (ELS)Combinaison Actions permanentes Actions variablesdaccompagnementDéfavorable Favorables Dominante AutresCaractéristique 1,0 Gkj,sup1,0 Gkj,inf1,0 Qk,1ψ0,i Qk,iEtats limites ultimes (ELU)Situation deprojets durableset transitoiresActions permanentes Action variabledominanteActions variablesdaccompagnementDéfavorable Favorables Principale Autres(Eq.6.10) 1,35 Gkj,sup1,00 Gkj,inf1,50 Qk,1(ou 0 sifavorable)Sans objet 1,50 ψ0,i Qk,i(ou 0 sifavorable)978-2-35443-116-7.indd 83 11/06/2013 15:53:06
  • 84. 84PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRESituations accidentelles (ACC)Situation deprojetsActions permanentes ActionaccidentelledominanteActions variablesdaccompagnementDéfavorable Favorables Principale AutresAccidentelle(Eq.6.11a/b)1,0 Gkj,sup1,0 Gkj,inf1,0 AdSans objet ψ2,i Qk,iCoefficients daccompagnementAction ψ0ψ1ψ2Charges dexploitation des bâtiments :Catégorie A : habitation 0,7 0,5 0,3Catégorie B : bureaux 0,7 0,5 0,3Catégorie C : lieux de réunion 0,7 0,7 0,6Catégorie D : commerces 0,7 0,7 0,6Effet de la température 0,6 0,2 0,0Charges dues à la neige sur les bâtiments :Altitude < 1000 m 0,5 0,2 0,0Altitude > 1000 m 0,7 0,5 0,2Charges dues au vent sur les bâtiments : 0,6 0,2 0,06.2.5. • Vérifications dune platine dextrémité6.2.5.1. • Béton comprimé par lassemblageLa surface de béton comprimée ACà prendre en compte est obte-nue par projection de lâme et des semelles dune longueur donnéeci-dessous :cffyjd Motp=3 γfyLimite délasticité de la platinetpEpaisseur de la platineγMoCoefficient partiel valant 1,0.(a) compression seule (b) moment de flexion seuls Figure B.5 –Tronçon enTé comprimé978-2-35443-116-7.indd 84 11/06/2013 15:53:07
  • 85. 85PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRECette zone est limitée le cas échéant par les dimensions de la platine.La résistance à lécrasement du béton peut ici être prise égale à larésistance de calcul en compression du béton :ff fjd bf jckCckC= ≈α βγ γfckRésistance caractéristique du béton à la compressionγCCoefficient partiel valant 1,5.La résistance du béton comprimé est donnée par F A fc Rd C jd, = ,à comparer à la valeur de leffort normal dans la section ou dans lasemelle, selon le cas.6.2.5.2. • Pression diamétrale dans les trousde boulonsLa résistance en pression diamétrale dans les trous de boulons de laplatine soppose à lovalisation des trous et à la déchirure en bordurede platine vis-à-vis des efforts tranchants VyEdet VzEd.s Figure B.6 – Dimensions de référence pour le calculPour chaque trou, cette résistance vaut :Fk f d tb Rdb uM. = 12αγavec, pour prendre en compte la proximité du bord de la platine et/oudun autre trou de boulon, les deux coefficients suivants :kedpd120202 8 1 7 1 4 1 7 2 5= − −min , , ; , , ; ,αbubuedpdff= −mi ; ; ; ,n140 01 23 31 0Les différentes notations sont décrites ci-après.fuRésistance ultime à la traction pour lacier de la platinefubRésistance ultime à la traction du boulond Diamètre du boulont Epaisseur de la platineγM2Coefficient partiel valant 1,25.978-2-35443-116-7.indd 85 11/06/2013 15:53:11
  • 86. 86PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRECette résistance doit être comparée à Vz,Ed/ nb(respectivement Vy,Ed/nb) où nbreprésente le nombre de boulons qui transmettent le cisaille-ment Vz,Ed(respectivement Vy,Ed).Suivant la documentation du fabricant de lorgane de liaison, il estpossible que certains boulons ne soient pas destinés à la transmissionde leffort tranchant. Cest par exemple le cas de certains rupteursthermiques composés dun module de compression/cisaillement etdun module de traction.Linteraction suivante est à vérifier pour les efforts tranchants verti-caux et horizontaux concomitants :VnFVnFy Edbb y Rdz Edbb z Rd,, ,,, ,,+≤2 21 006.2.5.3. • Tronçon en Té tendus – Assemblagestendus/fléchisLa résistance des différents tronçons en té tendus est déterminantepour la résistance en traction de la platine et pour la résistance enflexion (seuls les tronçons proches de la semelle tendue sont alorsconcernés).s Figure B.7 – Exemple de déformation de la platine sous un effort de tractionLes vérifications ci-dessous sont tirées de lEN 1993-1-8, avec quelquesremarques concernant lapplication en présence dun rupteur ther-mique (cas non envisagé par la norme).978-2-35443-116-7.indd 86 11/06/2013 15:53:12
  • 87. 87PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure B.8 – Dimensions de référencePour les cas courants avec deux boulons sur le débord de platine et/ouquatre boulons entre les semelles, six longueurs efficaces différentescorrespondant à trois « tronçons » distincts doivent être déterminées :• Rangée de 2 boulons sur le débord de la platinel m m w m e leff x x x eff, ,min ; ; ;1 22 2= + +{ }π π πlm e e m eb w m eeffx x x xp x x, min, ; , ;, ; , ,24 1 25 2 0 6250 5 0 5 2 0 625=+ + ++ +La géométrie des platines dextrémité implique généralementl l beff eff p,1 ,2 0,5= = .• Rangée de 2 boulons sous la semellel m leff eff, ,min ;1 22= { }πl m eeff , ,2 4 1 25= +• Groupe de 4 boulons entre les deux semelles, ce dernier cas estuniquement considéré en traction simplel m p leff eff, ,min ;1 22 2= +{ }πl m e peff , ,2 4 1 25= + +Pour chacun de ces tronçons, les moments résistants suivants sontcalculés :Ml t fpl Rdeff f yM, ,,11204=γMl t fpl Rdeff f yM, ,,22204=γOn doit déterminer sil se produit un effet de levier ou non danslassemblage :978-2-35443-116-7.indd 87 11/06/2013 15:53:19
  • 88. 88PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE• pour un assemblage acier – acier boulonné, on peut toujoursconsidérer quil se produit un effet de levier ;• pour un assemblage avec interposition dun rupteur de pontthermique (quel que soit le support), la rigidité en compressionde lisolant est a priori sensiblement plus faible que lacier de laplatine, et aucun effet de levier ne peut se développer ;• pour un assemblage acier – béton par tige filetée scellée, ondoit faire la vérification suivante en considérant que la longueurLbvaut la somme de la demi-hauteur de lécrou, de lépaisseurde rondelle, de lépaisseur de platine et de la longueur de scel-lement limitée au maximum à 8 Ф ;L Lm A nl tb bs beff f≤ =*,,8 8 212AsSection de la tigenbNombre de tiges concernées par le calcul (2 ou 4)La résistance en traction de la platine est déterminée comme suit :Effet de levier Pas deffet de levierFMmT Rdpl Rd, ,, ,114= FMmT Rdpl Rd, ,, ,1 212− =FM n Fm nT Rdpl Rd t Rd, ,, , ,222=++∑F FT Rd t Rd, , ,3 = ∑Avec n e m= { }min ; ,1 25Note : Pour la rangée extérieure, on remplace m par mxet e par ex.Leffort Ft Rd,∑ correspond à la somme des résistances en tractiondes boulons ou des tiges concernés par le calcul (2 ou 4 selon les cas).En présence de rupteur, FT Rd, ,3 est inclus dans la résistance de cedernier.On retient pour chaque tronçon la valeur FT Rd, minimale commerésistance en traction.Pour la vérification vis-à-vis de leffort normal de traction, il convientde sommer ces résultats pour tous les tronçons. On retiendra la résis-tance minimale entre le cas « groupe de boulons entre les semelles »et la somme des résistances des boulons sous la semelle.En flexion, seuls les boulons en débord au-dessus de la semelle ten-due (noté rangée 1) et les boulons juste en dessous de cette semelle(noté rangée 2) sont à considérer. On vérifie que la semelle compri-mée nest pas limitative pour la résistance de lassemblage :978-2-35443-116-7.indd 88 11/06/2013 15:53:25
  • 89. 89PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREFMh tc f b Rdc Rdf, ,,=−Si F F FT Rd T Rd c f b Rd, , , , , ,1 2+ ≤M F h F hj Rd T Rd T Rd, , , , ,= +1 1 2 2Si F F FT Rd T Rd c f b Rd, , , , , ,1 2+ ≥M F h F F hj Rd T Rd c f b Rd T Rd, , , , , , ,= + −( )1 1 1 2La cote hiest mesurée depuis le centre de compression de lassem-blage, a priori la mi– épaisseur de la semelle comprimée.Lattention du concepteur est attirée sur la présence éventuelle dunrupteur thermique, le centre de compression de ce dernier (et qui doitêtre retenu comme centre de compression de lassemblage complet)nétant pas nécessairement à mi épaisseur de la semelle.6.2.5.4. • Soudures poutre – platineLeffort résistant dun cordon de soudure dangle est le produit de salongueur L , de sa gorge a et de la contrainte limite fv,wd :F La fw Rd vw d, ,=La contrainte limite est calculée comme suit :ffvwduw M=3 2β γOù fureprésente la résistance ultime à la traction du métal assembléle plus faible etWβ le coefficient de corrélation :Nuance βwS235 0,80S275 0,85S355 0,90S420 et S460 1,006.2.5.5. • Rigidité flexionnelle de lassemblageLa rigidité flexionnelle initiale de lassemblage est évaluée par lex-pression suivante :SE zkj inii, =∑21Où z désigne le bras de levier de lassemblage (distance entre lecentre de compression et la rangée de boulons la plus éloignée). Les978-2-35443-116-7.indd 89 11/06/2013 15:53:32
  • 90. 90PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREcoefficients ik à prendre en compte sont donnés dans les tableauxsuivants.La rigidité flexionnelle Sjà utiliser dans le calcul est calculée commesuit :Si M MEd j Rd≤23,  :S Sj j ini= ,Si M MEd j Rd>23,  :SSMMjj iniEdj Rd=,,,1 5ΨOn prend Ψ  =  2,7, sauf si le fabricant du rupteur thermique (le caséchéant) donne une valeur différente.• Support bétonEffet de levier Pas deffet de levierInterposition dunrupteur thermiquek13E AEc c1 275,(considéré dans larigidité du rupteur)cA est laire de compression calculée suivant 6.2.5.1 (cas en flexion).k150 85 33, ,l tmeff p p 0 425 33, ,l tmeff p peffl est la longueur efficace minimale pour la rangée extrême dans la platine, tpest lépaisseur de la platine et m est la distance donnée dans la (Figure B.8).k16 1 6, ALsb2 0, ALsb(considéré dans larigidité du rupteur)Asest la section résistante de la tige et Lbsa longueur soumis à lallongement(8 Φ + épaisseur de la platine et de la rondelle + ½ épaisseur décrou)• Support acierAssemblage acier – acierclassiqueInterposition dun rupteurthermiquek1 0 38, AzvcAvcest laire de cisaillement du poteau supportk2∞ si un raidisseur est placé en vis-à-vis du centre de compression, sinon :voir EN 1993-1-8978-2-35443-116-7.indd 90 11/06/2013 15:53:41
  • 91. 91PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREAssemblage acier – acierclassiqueInterposition dun rupteurthermiquek3 0 7, ,l tdeff c wcwcleff,cest la longueur efficace minimale pour la rangée extrême dans lâmedu poteau, twcest lépaisseur de lâme du poteau et dwcest la hauteurdroite de lâme.k40 9 33, ,l tmeff c fc 0 45 33, ,l tmeff c fcleff,cest la longueur efficace minimale pour la rangée extrême dans lâmedu poteau, tfcest lépaisseur de la semelle du poteau et m est la distancedonnée dans la (Figure B.8), mais coté poteau.k50 9 33, ,l tmeff p p 0 45 33, ,l tmeff p pleff,pest la longueur efficace minimale pour la rangée extrême dans laplatine, tpest lépaisseur de la platine et m est la distance donnée dans la(Figure B.8).k10 1 6, ALsb(considéré dans la rigidité durupteur)Asest la section résistante du boulon et Lbsa longueur soumis àlallongement (longueur serrée + ½ épaisseur de tête + ½ épaisseurdécrou)6.3. • Annexe C : Valeurs réglementairespour le calcul des charges sismiquesLarrêté du 22 octobre 2010, relatif à la classification et aux règles deconstruction parasismique applicables aux bâtiments de la classe diteà risque normal, définit les valeurs des paramètres nécessaires à ladétermination des actions sismiques.6.3.1. • Catégorie et coefficient dimportanceLe niveau de protection parasismique prévu par la réglementation estadapté à chaque bâtiment en fonction du risque associé. A cet effet,une classification en catégorie dimportance est effectuée, en fonctionde plusieurs paramètres définis dans le Tableau suivant, comme parexemple le nombre de personnes pouvant être accueillies, la hauteurdu bâtiment ou sa destination.A chaque catégorie dimportance est associée une valeur du coeffi-cient dimportance γI.978-2-35443-116-7.indd 91 11/06/2013 15:53:45
  • 92. 92PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRECatégoriedimportanceCoefficientdimportance γIBâtimentsI 0,8 Bâtiments dont est exclue toute activité humaine nécessitantun séjour de longue durée et non visés par les autrescatégoriesII 1,0 Maisons individuelles ;Bâtiments dhabitation collective, de bureaux et de commercenon visés par la catégorie III ;Bâtiments industriels non visés par la catégorie III ;Parcs de stationnement ouverts au public ;ERP des 4èmeet 5èmecatégories.III 1,2 Bâtiments dhabitation collective ou de bureaux dont la hauteurdépasse 28 m ;ERP des 1ère, 2èmeet 3èmecatégories ;Bâtiments pouvant accueillir simultanément plus de300 personnes (notamment commerces, bureaux, bâtimentsindustriels) ;Etablissements scolaires ;Bâtiments des centres de production collective de lénergie.IV 1,4 Bâtiments abritant les moyens opérationnels de secours ou dela défense (homme ou matériel) ;Bâtiments assurant le maintien des communications(tours hertziennes, centres vitaux des réseaux detélécommunication…) ;Bâtiments assurant le contrôle de la circulation aérienne ;Etablissements de santé (en particulier les hôpitaux) ;Bâtiments de distribution ou de stockage de leau potable ;Bâtiments des centres de distribution publique de lénergie ;Bâtiments des centres météorologiques.sTableau C.1  : Définition des catégories dimportance6.3.2. • Zonage sismique et accélérationmaximale du solLe territoire français est découpé en zones sismiques, définies par ledécret n°2010-1255 pour chaque commune française, et représentéespar un indice compris entre 1 et 5, fonction de laléa sismique :Zone de sismicité Aléa1 Très faible2 Faible3 Modéré4 Moyen5 FortsTableau C.2  : Définition des zones de sismicitéEn France, la zone de sismicité 5 (aléa fort) ne concerne que lesAntilles (Martinique et Guadeloupe), tandis que les communes demétropole sont réparties entre les zones 1 à 4.978-2-35443-116-7.indd 92 11/06/2013 15:53:45
  • 93. 93PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure C.1 : Zonage sismique du territoire français (métropole) daprès le décret 2010-1255N o t eLe site internet www.prim.net, du Ministère chargé de la prévention des risquesnaturels, permet de déterminer aisément la zone sismique dune commune, ainsique lexistence éventuelle dun Plan de Prévention des Risques Sismiques pourle lieu dimplantation du bâtimentEn fonction de la zone de sismicité ainsi définie, laccélération maxi-male de référence au niveau dun sol rocheux, notée agr, est établie,daprès la correspondance donnée par leTableau suivant.Zone de sismicité Accélération maximale de référence agr(m/s2)1 0,42 0,73 1,14 1,65 3,0sTableau C.3  : Accélération maximale de référence978-2-35443-116-7.indd 93 11/06/2013 15:53:45
  • 94. 94PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.3.3. • Coefficient de solLa nature des couches de sol situées en surface influence fortement leniveau des sollicitations subies par les bâtiments pendant un tremble-ment de terre. En particulier, il est maintenant bien établi que les solsmeubles, de type alluvionnaires, engendrent localement une augmen-tation importante de laction sismique. Lincidence du sol est priseen compte dans la réglementation par le biais dun classement, avecprincipalement cinq classes, allant de la classe A pour le sol rocheux àla classe E pour le sol mou.La classe de sol est normalement établie par un bureau détudes spé-cialisé, en fonction des critères indiqués en 3.1.2 de lEN 1998-1.A chaque classe de sol est associée une valeur du coefficient de solS, daprès la correspondance indiquée dans leTableau C.4, qui traduitlamplification des actions sismiques provoquée par le sol local.Classes de solCoefficient de sol SZones de sismicité 1 à 4 Zone de sismicité 5A 1 1B 1,35 1,2C 1,5 1,15D 1,6 1,35E 1,8 1,4sTableau C.4  : Coefficient de sol S6.4. • Annexe D : Exigences réglementairesen matière de performance au feuEn matière de résistance au feu, les exigences réglementaires impo-sées aux bâtiments sont définies selon leurs destinations. Elles sontformulées dans différents textes réglementaires, à savoir :• Etablissements Recevant du Public (ERP)- Arrêté modifié du 25 juin 1980 relatif aux règles de sécuritécontre les risques dincendie et de panique dans les ERP(Articles C012, CO 13 et CO 14) ;- Arrêtés spécifiques aux différents types, ex : Parcde Stationnement : Arrêté du 9 mai 2006 ;• Habitations- Arrêté du 31 janvier 1986, modifié par les arrêtés du 18 août1986 et du 19 décembre 1988 ;• Immeubles de Grande Hauteur (IGH)- Arrêté modifié du 18 octobre 1977, relatif aux règles de sécu-rité contre les risques dincendie et de panique dans les ERP ;978-2-35443-116-7.indd 94 11/06/2013 15:53:46
  • 95. 95PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE• Tertiaire (bureaux…) ;- Arrêté du 5 août 1992 modifié « Prévention des incendies etdu désenfumage de certains lieux de travail » ;- Code du travail (articles R. 235-4) ;Dans la présente annexe, les principales exigences imposées aux bâti-ments en matière de stabilité au feu et de résistance à la propagationverticale du feu par les façades sont présentées.6.4.1. • Etablissements Recevant du Public(ERP)6.4.1.1. • Stabilité au feu de la structure porteuseLes ERP sont classés en fonction du nombre doccupants potentiels,de leur activité et de la hauteur du plancher du dernier niveau.Les degrés de résistance au feu sont définis dans les articles CO11 à CO 15  de larrêté du 25  juin 1980 ; ils varient entre ½ heure et1  heure ½ en fonction de la catégorie du bâtiment (cf. Tableau). Ilsne concernent que les éléments de structure principaux, cest-à-direceux dont la ruine a une incidence sur la stabilité globale de la struc-ture porteuse. Des exigences de résistance au feu de 2 h à 3 h (R120à R180) peuvent être requises pour les locaux présentant des risquesparticuliers dincendie. En revanche, aucune exigence de stabilité aufeu nest imposée aux structures des bâtiments à simple rez-de-chaus-sée (article CO 14) et aux derniers étages des immeubles (article CO13) lorsque certaines conditions spécifiques sont remplies, telles quelutilisation de structures en acier ou mixtes visibles du plancher et neprésentant pas de risque deffondrement en chaîne.Les établissements recevant du public sont classés en cinq catégoriesselon leur effectif potentiel (arrêtés du 22 juin 1990 et du 12 juin 1995).• 1ère catégorie : au-dessus de 1500 personnes ;• 2èmecatégorie : de 701 à 1500 personnes ;• 3èmecatégorie : de 301 à 700 personnes ;• 4èmecatégorie : 300 personnes et moins ;• 5èmecatégorie : en dessous du seuil défini par typedexploitation ;978-2-35443-116-7.indd 95 11/06/2013 15:53:46
  • 96. 96PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREEtablissementoccupantentièrement lebâtimentEtablissementoccupantpartiellement lebâtimentCatégorie delétablissementRésistance au feuRègle du« C+D »Simple rez-de-chausséeRez-de-chaussée à unseul niveauToutescatégoriesStructures SF ½ h (R30)Plancher CF ½ h (REI 30)NonPlancher basdu niveau leplus haut situéà moins de 8mdu solDifférence dehauteur entre lesniveaux extrêmesde létablissementinférieur ou égal à 8 m2e catégorie3e catégorie4e catégorieStructures SF ½ h (R30)Plancher CF ½ h (REI 30)Non1ère catégorie Structures SF 1h (R60)Plancher CF 1h (R60)ouiPlancher basdu niveau leplus haut situéà plus de 8mdu solDifférence dehauteur entre lesniveaux extrêmesde létablissementsupérieur ou égal à8 m2e catégorie3e catégorie4e catégorieStructures SF 1h (R60)Plancher CF 1h (REI60)oui1ère catégorie Structures SF 1h½ (R90)Plancher CF 1h½ (REI90)ouisTableau D. 1  : Exigences de résistance au feu applicables aux ERP6.4.1.2. • Résistance à la propagation verticale du feupar les façadesLarticle CO 21 de larrêté du 25 juin 1980 définit les conditions dappli-cation de la règle du « C+D » exigée pour éviter la propagation verti-cale du feu dun niveau à un autre dun bâtiment par les ouvertures defaçade. Pour les ERP, la règle du « C+D » sapplique :• Aux ouvrages comportant des locaux à sommeil au-dessus duR+1 ;• Aux bâtiments sectorisés ou compartimentés, dont le plancherbas du dernier niveau est situé à plus de 8m du sol ;• Aux parties des façades situées au droit des planchers haut deslocaux à risques importants ;• Aux parties des façades situées au droit des planchers disole-ment avec un tiers ;En revanche, la règle du « C+D  nest pas exigée si létablissementrecevant du public occupe la totalité du bâtiment et sil est entière-ment équipé dun système dextinction automatique du type sprin-kleur ou dun système de sécurité incendie de catégorie A.Lorsquelle sapplique, il convient de sassurer que la somme mini-male des distances « C » et « D » vérifie les conditions suivantes :• C +D ≥ 1 m, si la masse combustible M est inférieure à 130 MJ/m² ;• C + D ≥ 1,30 m, si la masse combustible M est supérieure à 130MJ/m² ;Où M est la masse combustible de la façade.978-2-35443-116-7.indd 96 11/06/2013 15:53:46
  • 97. 97PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.4.2. • Habitations6.4.2.1. • Stabilité au feu de la structure porteuseLes bâtiments dhabitation sont classés par famille selon leur carac-tère individuel ou collectif prenant en compte lindépendance destructures contiguës, le nombre de niveaux, la hauteur du plancherbas du logement le plus haut et laccessibilité du bâtiment aux enginsdes services de secours. Ils sont répartis en quatre familles :• 1èreFamille : habitations individuelles isolées ou jumelées à unétage sur rez-de-chaussée, au plus, habitations individuelles àrez-de-chaussée groupées en bande, habitations individuellesà un étage sur rez-de-chaussée, groupées en bande avecstructures porteuses indépendantes de celles des habitationscontiguës;• 2eFamille : habitations individuelles isolées ou jumelées deplus dun étage sur rez-de-chaussée; habitations individuellesà un étage sur rez-de-chaussée seulement, groupées en bandeavec structures porteuse non indépendante, habitations indi-viduelles de plus dun étage sur rez-de-chaussée groupées enbande; habitations collectives comportant au plus trois étagessur rez-de-chaussée.• 3eFamille :Habitations dont le plancher bas du logement le plushaut est situé à vingt-huit mètres au plus au-dessus du sol utile-ment accessible aux engins des services de secours et de luttecontre lincendie.• 4eFamille : Habitations dont le plancher bas du logement leplus haut est situé à plus de vingt-huit mètres et à cinquantemètres au plus au-dessus du niveau du sol utilement accessibleaux engins des services publics de secours et de lutte contrelincendie;Les bâtiments dhabitation doivent satisfaire aux exigences spécifiéesdans larrêté du 31 janvier 1986 relatif à la protection contre lincendiedes bâtiments dhabitation et modifié par les arrêtés du 18 août 1986et du 19 décembre 1988. Ces exigences varient entre ¼ h et 1h ½ (R15à R90) comme indiquées dans leTableau D. 2.6.4.2.2. • Résistance à la propagation verticale du feupar les façadesPour les logements, la règle du « C+D »ne sapplique quà partir de latroisième famille. La somme minimale des distances « C » et « D » estfixée en fonction de la masse combustible mobilisable des matériauxutilisés en façades :• Pour la 3e famille – A :- si M ≤ 25 MJ/m² C+D ≥ 0,6m978-2-35443-116-7.indd 97 11/06/2013 15:53:46
  • 98. 98PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE- Si 25 < M ≤ 80 MJ/m² C+D ≥ 0,8m- Si M > 80 MJ/m² C+D ≥ 1,1m• Pour la 3e famille B et la 4e famille :- si M ≤ 25 MJ/m², C+D ≥ 0,8m- Si 25 < M ≤ 80 MJ/m², C+D ≥ 1m- Si M > 80 MJ/m², C+D ≥ 1,3mOù M est la masse combustible de la façade à lexclusion des menui-series, fermetures et garde-corps.Exigence structureRègle du« C+D »Exigence séparatif logement1ère famille(individuel oujumelé)SF ¼ h (R15) Non CF ¼ h (REI15)1ère famille enbandeSF ¼ h (R15) Non CF ¼ h (REI15)Recoupement CF ½ h tous les 45m2e famille(individuel oujumelé)SF ½ h (R30)Plancher CF ½ h (REI30)Non CF ¼ h (REI15)2e famille enbandeSF ½ h (R30)Plancher CF ½ h (REI30)Non CF ¼ h (REI15)Recoupement CF ½ h tous les 45m2e famille(collectif)SF ½ h (R30)Plancher CF ½ h (REI30)Non CF ½ h (REI30)3e famille (h<28m) SF 1h (R30)Plancher CF 1h (REI30)Oui CF ½ h (REI30)Recoupement CF 1h½ tous les 45m4e famille(28≤h≤50m)SF 1h ½ (R30)Plancher CF 1h½ (REI30)Oui CF ½ h (REI30) Recoupement CF 1h½tous les 45msTableau D. 2  : Exigences de résistance au feu applicables aux immeubles dhabitation6.4.3. • Immeubles de Grande Hauteur – IGH6.4.3.1. • Stabilité au feu de la structure porteuseLes bâtiments dont le plancher bas du dernier niveau, par rapportau niveau du sol le plus haut utilisable par les engins de secourset de lutte contre lincendie, est situé à plus de 50  mètres pour lesimmeubles à usage dhabitation ou à plus de 28 mètres pour tous lesautres immeubles sont considérés comme des immeubles de grandehauteur. Ils doivent satisfaire aux exigences de larrêté du 18 octobre1977 portant sur le règlement de sécurité pour la construction des IGHet leur protection contre les risques dincendie et de panique, modifiépar larrêté du 22 octobre 1982.Les exigences imposées en matière de résistance au feu sont, princi-palement, un degré de résistance de 2 h et, dautre part, une limita-tion de la charge combustible à 680 MJ par mètre carré de surface deplancher.978-2-35443-116-7.indd 98 11/06/2013 15:53:46
  • 99. 99PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.4.3.2. • Résistance à la propagation verticale du feupar les façadesLa règle du « C+D » est exigée pour les façades vitrées des immeublesde Grande Hauteur, en respectant les conditions suivantes :• La masse combustible mobilisable (M) de la façade est infé-rieure ou égale à 130 MJ/m2, lensemble des matériaux entrantdans sa constitution étant à prendre en compte ;• C + D ≥ 1,20 m si M ≤ 80 MJ/m2 ;• C + D ≥ 1,50 m si M ≤ 130 MJ/m2 ;6.4.4. • Bâtiments de bureaux et assimilés,régis par le code du travail6.4.4.1. • Stabilité au feu de la structure porteuseLes exigences en matière de stabilité au feu de la structure pourles immeubles de bureaux sont définies par le Code du travail(articles R. 235-4) et larrêté du 5 août 1992 (cf.Tableau)hauteur Stabilité au feu< 8m aucune> 8m Structure SF 1 h (R60)Plancher CF 1 h (REI 60)sTableau D. 3  : Exigences de résistance au feu applicables aux bâtiments de bureauxUne résistance au feu de 1 heure (pour la structure et le plancher) estdemandée pour les bâtiments ayant un plancher situé à plus de 8 mdu niveau du sol.6.4.4.2. • Résistance à la propagation verticale du feupar les façadesAucune exigence en matière de « C+D » pour les façades vitrées desimmeubles de bureaux régis par le code du travail.6.5. • Annexe E : Méthode des flammesextérieuresEn alternative à lapproche basée sur lincendie conventionnel pourles milieux confinés, lutilisation de la méthode normative « desflammes extérieures » peut être utilisée pour justifier la stabilité au feudes structures métalliques rapportées en façade de bâtiment (balcons,coursives…).Le principe de la méthode et son domaine dapplication sont briè-vement résumés dans la présente annexe. Des informations plus978-2-35443-116-7.indd 99 11/06/2013 15:53:46
  • 100. 100PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREdétaillées sur la méthode sont données dans lAnnexe C de lEuro-code 1 partie 1.2 et lAnnexe B de lEurocode 3 partie 1.2.6.5.1. • Domaine dapplicationLa méthode « des flammes extérieures » permet de déterminer latempérature maximale atteinte par un élément de structure extérieur.Elle est basée sur un bilan thermique stationnaire (hypothèse sécu-ritaire qui conduit à une valeur majorante de la température), ce quiréduit son domaine dapplication à des éléments de structure ayantune forte conductivité thermique, tels que les éléments métalliques,et non protégés. Par ailleurs la méthode étant basée sur lhypothèsedun incendie généralisé dans un des locaux du bâtiment, lapplica-tion de la méthode est limitée à des compartiments dont les dimen-sions ne dépassent pas 70 m de longueur, 18 m de largeur et 5 m dehauteur.6.5.2. • Principe de la méthodeLa méthode « des flammes extérieures » consiste à évaluer la pos-sibilité de sorties de flammes lors du développement dun incendieà lintérieur dun bâtiment, de déterminer le champ de températureà lextérieur de ce bâtiment (distribution des températures dans lesflammes) et dévaluer la température maximale atteinte par les élé-ments extérieurs. Léchauffement maximal obtenu pour chaque élé-ment de structure est ensuite comparé à la température critique delélément (définie comme la température au-delà de laquelle lélémentde structure ne peut plus être stable) afin de vérifier sa stabilité au feu.Pour évaluer léchauffement des éléments de structure extérieurs, laméthode prend en compte :• Les dimensions du compartiment (longueur, largeur, hauteur) ;• La position et les dimensions de toutes les ouvertures enfaçades : portes, fenêtres... Les ouvertures en façade sont défi-nies comme lensemble des éléments de façades ne présentantpas une performance au feu (degré coupe-feu ou pare-flamme)supérieure ou égale à la résistance au feu requise pour lélé-ment structurel (présence dun « C+D » ou exigence sur les élé-ments de façades) ;• La possibilité dapport dair provenant dune source autre queles ouvertures de type portes et fenêtres ;• Les caractéristiques des éléments de structure extérieurs étu-diées : dimensions, position et léloignement par rapport à lafaçade ;• la présence de déflecteur ou balcon et décrans thermiques pou-vant protéger une ou plusieurs faces dun élément de structureextérieur ;978-2-35443-116-7.indd 100 11/06/2013 15:53:47
  • 101. 101PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE• Le potentiel calorifique présent dans les locaux (fonction de lanature des locaux : bureaux, bibliothèque, etc.). Le tableau sui-vant donne les valeurs forfaitaires de la charge incendie en fonc-tion de lactivité du bâtiment données dans lAnnexe Nationalede lEurocode 1 partie 1.2 .Type doccupation Charge incendie (MJ/m²)Logement 930Hôpital 630Chambre dhôtel 460Bureau 740Bibliothèque – Archives de bureau 2300Salle de réunion / conférence 410Salle décole 530Centre Commercial 840sTableau E.1  : Valeurs caractéristiques de charges incendieLes flammes sortant par les ouvertures sont caractérisées par leurforme (le plus souvent trapézoïdales) et leurs dimensions. Différentesconditions de ventilation peuvent être prises en compte sur le déve-loppement du feu :• La situation de ventilation naturelle (situation la plus rencon-trée) correspondant au cas de compartiment nayant pas dou-vertures sur lextérieur sur deux faces opposées.• La situation de ventilation forcée correspondant au cas de com-partiment dont deux faces opposées ont des ouvertures pos-sibles sur lextérieur.La figure suivante montre la forme des flammes dans les situationsde ventilation naturelle ou de ventilation forcée et leur configurationpar rapport à un poteau situé dans les flammes.(a) condition de ventilation naturelle (b) condition de ventilation "forcée"s Figure E.1 : Forme de flammes extérieures en fonction des conditions de ventilationDans le cas dune ventilation naturelle, la forme des flammes utiliséedans la méthode prend en compte la présence de vent parallèle à la978-2-35443-116-7.indd 101 11/06/2013 15:53:47
  • 102. 102PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREfaçade susceptible de dévier les flammes. Trois configurations diffé-rentes (cf. fig. E.2) sont alors étudiées :• flamme non déviée (sortie perpendiculaire à la façade) ;• flamme déviée de +45° par rapport au plan de la façade ;• flamme déviée de –45° par rapport au plan de la façade ;Ensuite, seule la température maximale déduite des trois configura-tions exposées ci-dessus est retenue et utilisée pour vérifier la stabi-lité au feu de lélément de structure étudié.VentFlammes FlammesOuvertures Ouvertures135°45°45°s Figure E.2 : Effet dun vent latéralTrois types déléments de structure peuvent être étudiés :• poteaux ;• poutres parallèles à la façade ;• poutres perpendiculaires à la façade ;La température dun élément extérieur est déterminée à partir de saposition par rapport aux flammes. Lélément peut se trouver dans lesflammes en tout ou partie ou bien hors des flammes. Lorsque lélé-ment de structure est hors des flammes, sa température décroit trèsrapidement avec son éloignement de la flamme. Le fait que lélémentse trouve hors des flammes conduit souvent à une température infé-rieure à 500°C et donc à la vérification de sa stabilité au feu. Une pré-vérification de la stabilité au feu de lélément peut donc se limiter àune considération simplement géométrique en positionnant lélémentde structure hors de la flamme représentée par une forme géomé-trique simple.A titre dexemple, le Tableau donne la demi-largeur minimale A duntrumeau, qui doit nécessairement être supérieure à la largeur dupoteau, en fonction de la hauteur des fenêtres avoisinantes et de lalargeur du compartiment, pour permettre un faible échauffement dupoteau (cest à dire inférieure à la température critique forfaitaire).978-2-35443-116-7.indd 102 11/06/2013 15:53:47
  • 103. 103PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREHauteur defenêtre hValeurs minimales de A [m]pour un compartiment delargeur W =9 m 18 m 36 m 72 m1 m 1.4 2.3 2.3 2.32 m 0.8 1.1 1.1 1.13 m 0.6 0.8 1.0 1.04 m 0.3 0.7 0.9 0.95 m 0.3 0.7 0.8 0.8sTableau E2  : valeur minimale de la demi-largeur dun trumeau pour avoir une température du poteauinférieure à sa température critique6.6. • Annexe F : Exemple de calculthermiqueOn considère un bâtiment dhabitation collective R+3, à ossature enbéton et isolé par lextérieur.Les tableaux suivants donnent les caractéristiques ainsi que les per-formances thermiques du bâtiment pour différentes conceptions desbalcons :- Balcons acier en porte à faux ;- Balcons acier autoportants.Systèmes constructifsFaçade Béton + ITE 14 cm Up = 0.25 W/(m².K)Plancher bas sur LNC Dalle en béton + isolation en sous face Ue = 0.30 W/(m².K)Plancher haut Isolation sur dalle béton Up = 0.20 W/(m².K)Fenêtres/PF (17 % de laSHAB)Double vitrage 4/16/4 peu émissif +remplissage argonUw = 1.40 W/(m².K)Porte Porte vitrée Alu à Rupture de pontthermique 3+3/15 argon/4, FEUw = 2.1 W/(m².K)Perméabilité à lair Etanchéité améliorée Q4Pa-surf= 0.8 m3/(h.m²)Balcons Acier en porte àfaux sans rupteursBalcons Acier autoportantsans rupteursΨ9moyen(W/(m.K)) 0,20 0,10Ψ9max(W/(m.K)) 0,60 0,60RatioΨ (W/(m².K)) 0,15 0,14RatioΨmax(W/(m².K)) 0,28 0,28978-2-35443-116-7.indd 103 11/06/2013 15:53:48
  • 104. 104PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREBalcons Acier en porte àfaux sans rupteursBalcons Acier autoportantsans rupteursBbio (nombre de points) 34 34Bbiomax72 72Ψ9moyencorrespond au pont thermique moyen aux niveaux des liaisonsentre les planchers intermédiaires et les murs donnant sur lextérieurou sur un local non chauffé (Ψ9moyen≤ 0.6 W/(m.K) ; selon la RT 2012).RatioΨ correspond aux déperditions thermiques par lensemble desponts thermiques de liaison par m² de  SHONRT(RatioΨ ≤ 0.28 W/(m².K) ; selon la RT 2012).Bbio correspond aux besoins en énergie du bâtiment pour le chauf-fage, le refroidissement et léclairage artificiel (Bbio ≤ Bbiomax ; selon laRT 2012).Bbiomaxcorrespond au seuil maximal des besoins en énergie autorisépar la réglementation thermique (défini par la réglementation en fonc-tion de lusage du bâtiment, sa localisation géographique,…). Calcul du pont thermique moyen aux niveaux des planchers intermé-diaires Ψ9moyen :Le coefficient de transmission thermique linéique moyen des liaisonsentre les planchers intermédiaires et les murs donnant sur lextérieurou sur un local non chauffé (Ψ9moyen) se calcule daprès la relationsuivante :AvecΨ9i : pont thermique au niveau du plancher intermédiaire i (W/(m.K))(à partir des règlesTh-bât de la RT 2012)Lpi : périmètre du plancher intermédiaire i (m)χfi : pont thermique ponctuel au niveau dune fixation (W/K) (à par-tir du tableau du paragraphe 3.4)Nfi : Nombre de fixations au niveau du plancher intermédiaire iPour notre exemple, avec trois planchers intermédiaires identiques,on a :- Balcons en porte à faux (3 fixations par balcon ; IPE200) :- Balcons autoportants (2 fixations par balcon ; Cornières) :978-2-35443-116-7.indd 104 11/06/2013 15:53:48
  • 105. 105PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.7. • Annexe G : Exemple de calculstructural6.7.1. • Données généralesOn considère un bâtiment dhabitation collective R+3, à ossature enbéton et isolé par lextérieur, situé en région parisienne. On analysedeux types de structure rapportée sur ce bâtiment : un balcon enporte-à-faux et une coursive autoportante.6.7.2. • ChargementLes données pertinentes pour la détermination des sollicitations sont :• Zone de neige A1 – Altitude < 200 m ;• Zone de vent 2 – Rugosité IIIb –Terrain environnant plat.Les charges permanentes sont déterminées à partir de la section desprofilés, du garde-corps, du platelage, etc. On retient au final unecharge permanente forfaitaire de 1,20 kN/m² pour le balcon commepour la coursive.Le bâtiment sert dhabitation (catégorie A), la charge dexploitation Qà prendre en compte vaut donc 3,50 kN/m². Par convention, on consi-dère le dixième de cette charge appliqué horizontalement (cf. 4.2.2)La charge de neige sera négligée car non déterminante devant lacharge dexploitation (cf. 4.2.3) :Q skNmk> = × =2 8 2 8 0 45 1 262, , , ,Q skNmAd> = × =1 9 1 9 0 02, ,La pression de base du vent vaut 0,35 kN/m² (zone 2). Le balcon (ou lacoursive) le (la) plus élevé(e) est à 9 m au-dessus du sol et le terrainenvironnant est caractérisé par une rugosité IIIb et une pente faible(on retient donc c0(z) = 1,0). Le coefficient dexposition vaut donc 1,35.La pression de pointe vaut donc (cf. 6.2.3) :qkNmp = × =1 35 0 35 0 472, , ,978-2-35443-116-7.indd 105 11/06/2013 15:53:51
  • 106. 106PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.7.3. • Balcon en porte-à-fauxLe calcul concerne un balcon en porte-à-faux de portée 1,40 m et delargeur 2,00 m, fixé à laide de rupteurs thermiques.IPE200 IPE200UAP 150 UAP 1501000 10001400 IPE200s Figure G.1 : Ossature du balcon6.7.3.1. • SollicitationsLes sollicitations sont déterminées pour la poutre maîtresse centrale(1,0 m de largeur dinfluence).Situation ELU n°1 – 1,35 G + 1,50 Q1,401,10qEdQEds Figure G.2 : Schéma statique ELU n°1qkNmEd = × + × =1 35 1 20 1 50 3 50 6 872, , , , ,Par sécurité, on tient compte pour le calcul du moment den-castrement de la charge sur le garde-corps (avec pondération :QkNmEd = × =1 50 0 6 0 9, , , ) :M kN mEd = × × + × × =6 87 1 01 420 9 1 0 1 1 7 72, ,,, , , , .978-2-35443-116-7.indd 106 11/06/2013 15:53:53
  • 107. 107PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRELeffort tranchant vertical à lencastrement :V kNz Ed, , , , ,= × × =6 87 1 0 1 4 9 6De plus, on tient compte de la charge conventionnelle comme effortnormal / tranchant horizontal :V N kNy Ed Ed,, ,, , ,= =×× × = ±1 50 3 50101 0 1 4 0 7Situation ELu n°2 – 1,00 G + 1,50 W1,401,10qEd,vqEd,hs Figure G.3 : Schéma statique ELu n°2Les coefficients de pression cpsont pris égaux à 2,0.qkNmEd v, , , , , ,= × − × × =1 00 1 20 1 50 2 0 47 0 212qkNmEd h, , , . ,= × × × =1 50 2 0 47 0 8 1 132On considère un taux de « remplissage » du garde corps valant 0,8.M kN mEd = × × + × =0 211 421 0 1 131 121 0 0 92 2,,, ,,, , .V kNz Ed, , , , ,= × × =0 21 1 4 1 0 0 3Le vent provoque une traction ou une compression dans la poutremaîtresse, selon son orientation :N kNEd = × × = ±1 13 1 1 1 0 1 1, , , ,Pour leffet du vent le long de la façade, on considère que leffort estréparti à égalité entre les 3 assemblages :V kNy Ed, , , , ,= × × × = ±231 13 1 1 1 0 0 8Situation ELS n°1 – 1,00 G + 1,00 QqkNmEd = × + × =1 00 1 20 1 00 3 50 4 702, , , , ,978-2-35443-116-7.indd 107 11/06/2013 15:54:00
  • 108. 108PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.7.3.2. • Rupteur thermiqueOn sélectionne un rupteur thermique permettant de résister aux solli-citations déterminées précédemment :Fiche technique du rupteurRésistancesTraction Nt,Rd180 kNCompression Nc,Rd150 kNEffort tranchant horizontal (+/-) Vy,Rd3 kNEffort tranchant vertical descendant Vz-,Rd18 kNEffort tranchant vertical ascendant Vz+,Rd12 kNFlexion négative My-,Rd10 kN.mFlexion positive My+,Rd9 kN.mRigiditéRigidité en flexion (+/-) Srupteur1000 kN.m/radInteractions :NNMMEdRdEdRd+ ≤1 0, etVVVVy Edy Rdz Edz Rd,,,,,+ ≤1 0sTableau G.1 : Fiche technique du rupteurSituation ELu n°1 – 1,35 G + 1,50 QNNMMEdRdEdRd+ = + = <0 71507 7100 77 1 0, ,, ,VVVVy Edy Rdz Edz Rd,,,,, ,, ,+ = + = <0 739 6180 77 1 0Situation ELu n°2 – 1,00 G + 1,50 WNNMMEdRdEdRd+ = + = <1 11500 990 11 1 0, ,, ,VVVVy Edy Rdz Edz Rd,,,,, ,, ,+ = + = <0 830 3120 29 1 06.7.3.3. • Résistance de lassemblageLa suite détaille les vérifications concernant la platine dépaisseur15 mm et en acier S275.978-2-35443-116-7.indd 108 11/06/2013 15:54:05
  • 109. 109PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREs Figure G.4 : PlatinePression diamétraleOn vérifie en premier lieu la résistance de la platine vis-à-vis descisaillements verticaux et horizontaux (pression diamétrale des trousde boulons).• Dans le sens verticalkedpd120202 8 1 7 1 4 1 7 2 5 2 825181 7 2 5= − −= −min , , ; , , ; , min , , ; ,= 2 2,αbubuedpdff= −=×−min ; ; ; , min ; ,10103 3141 01103 18141 0=1 0,Note : on ne considère pas e1et p2du fait de la présence de la semelleet de lâme. On ne prend pas non plus en compte le rapportffubucarce terme a pour objet de renverser la vérification vers la tige en pres-sion diamétrale si celle-ci est moins résistante. Or la tige fait partie durupteur qui est déjà vérifié.Fk f d tkNb z Rdb uM, ,, ,,= =× × × ×=122 2 1 0 430 16 151 25182αγ• Dans le sens horizontalk1 = −=min , , ; , ,1 4110181 7 2 5 2 5αb =×=min ; , ,253 181 0 0 46F kNb y Rd, ,, ,,=× × × ×=2 2 0 46 430 16 151 2595978-2-35443-116-7.indd 109 11/06/2013 15:54:11
  • 110. 110PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREOn considère que seules les 2  tiges inférieures reprennent lefforttranchant (information à obtenir auprès du fabricant). On vérifie bien :VnFVnFy Edbv y Rdz Edbv z Rd,, ,,, ,,+=2 29 2221820 82950 1 02 2+≈ <,,Tronçons enTé tendusLa résistance de lassemblage en traction et en flexion est déterminéepar le calcul de deux tronçons en Té tendus équivalents (cf. 6.2.5.3).Le premier tronçon correspond à une rangée isolée. Dans ce cas (m =32,2 mm, e = 25 mm) :l m l mmeff eff, ,min ;1 22 160= { }=πl m e mmeff , ,2 4 1 25 160= + =Linterposition dun rupteur thermique empêche lapparition dun effetde levier, donc :Ml t fkN mpl Rdeff f yM, ,,,, .1120264160 15 2754 1 0010 2 475= =× ××× =−γFMmkNT Rdpl Rd, ,, , ,,1 212 2 2 4750 0322154− = =×=Le deuxième tronçon correspond au groupe des deux rangées. Dansce cas (m = 32,2 mm, e = 25 mm) :l m p l mmeff eff, ,min ;1 22 2 270= +{ }=πl m e peff , ,2 4 1 25 270= + + = mmMl t fkN mpl Rdeff f yM, ,,,, .1120264270 15 2754 1 0010 4 18= =× ××× =−γFMpl RdmkNT Rd, ,, , ,,1 22 1 2 4 180 0322260− = =×=La résistance en traction de la platine vaut donc :F kNT Rd, min ;= ×{ }=2 157 260 260N kN F kNEd T Rd= < =1 1 260, ,On vérifie que la semelle comprimée nest pas limitative pour las-semblage en flexionFMh tkNc fb Rdc Rdf, ,,,,,=−=×−=220 62751 0200 8 5317La résistance du tronçon en Té tendu vaut 154 kN < Fc,f b,Rd. En flexion,la résistance de la patine vaut donc : M kN mj Rd, , , .= × =0 110 157 17 3978-2-35443-116-7.indd 110 11/06/2013 15:54:20
  • 111. 111PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREM kN M kN mEd j Rd= < =7 7 17 3, , .,Soudures poutre – platineLa contrainte limite des soudures est calculée comme suit :ffMPavwduw M= =× ×=34303 0 85 1 252342β γ , ,Les cordons de soudures ont pour longueur approchée :• Ame : 2 150 300× = mm• Semelle : 100 70 170+ = mm (chacune)Lanalyse ne concerne que la situation ELU n°1, la plus pénalisante.Les cordons dâme reprennent la totalité de leffort tranchant verticalet une partie de leffort normal (au prorata des aires respectives dessemelles et de lâme) :F Vy EdNA AA Vw w EdEdf ww y Ed, , ,, ,= +× +×≈ =2229 6kNDonc :aFLfmmw w Edvwdmin = =×=, ,,9200300 2340 1LEN 1993-1-8 impose un cordon minimal de 3 mm, ce qui est retenuici.Les cordons de semelle reprennent la totalité du moment et de lefforttranchant horizontal et une partie de leffort normal :FMzV NA AAMw f EdEd y Ed Edf wf, ,,= + +× +×≈2 2 22 2EEdzkN= =7 70 19140,,Donc :aFLfmmw w Edvwdmin = =×=, , 40000170 2341On retient à nouveau un cordon minimal de 3 mm.6.7.3.4. • Rigidité de lassemblageLa rigidité de lassemblage est principalement influencée par la rigi-dité du rupteur thermique. On ajoute linfluence de la platine à laidedu terme de rigidité k15(cf. 6.2.5.5) :kl tmmmeff p p1533330 425 0 425 160 1532 26 87= =× ×=, ,,,,978-2-35443-116-7.indd 111 11/06/2013 15:54:27
  • 112. 112PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRELa rigidité de la platine seule en flexion vaut :SEzkikNmradplatine = =×× =∑−2 261210000 11016 8710 17500,.La rigidité totale de lassemblage vaut donc :SS Sj inirupteur platine, = += + =− −1 1 110001175001 19946kNmrad.On ne peut pas considérer lassemblage comme un encastrement :SEIlkNmradj iniy, .≤ =×⋅ =−30 30210000 1943140010 874352La rigidité effective doit donc être utilisée dans les calculs de flèche.6.7.3.5. • Vérification des poutres maîtressesDéversementLa poutre maîtresse doit être vérifiée vis-à-vis du déversement. Elleest maintenue à son extrémité par le U de fermeture et le contreven-tement. On calcul Mc,r,0dépendant des caractéristiques de la section etde la longueur de déversement Lcr= 1400 mm.ME ILIIL G IE IkN mcrzcrwzcr tz, .02222170= + =ππLe moment critique est majoré par le facteur C1qui dépend de laforme du diagramme des moments. On assimile ici le diagramme desmoments à une variation linéaire entre Mencastrementet 0. Dans ce cas, C1= 1,77 :M C M kN mcr cr= = × =1 0 1 77 170 300, .N o t e   :une méthode plus précise est disponible dans lannexe nationale, faisant interve-nir un coefficient C2. Elle est plus favorable dans le cas considéré.Lélancement de la barre vis-à-vis du déversement est donc :λLTy ycrW fM= =⋅ ×⋅=220 6 10 275300 100 4536,,Pour un IPE 200, la courbe de déversement est la courbe a (α=0,21) :φ α λ λLT LT LT LT= + −( )+= + −( )+0 5 1 0 2 0 5 1 0 21 0 45 0 2 0 452 2, , , , , , ,= 0 63,Χ LTLT LT LT=+ −=+ −=1 10 63 0 63 0 450 932 2 2 2φ φ λ , , ,,978-2-35443-116-7.indd 112 11/06/2013 15:54:33
  • 113. 113PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NEuFBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREMW fkN mb RdLT y yM,, ,,, .= =× ×⋅ =−Χγ 120 93 220 6 2751 0010 56 4On vérifie bien :M kN m M kN mEd b Rd= < =7 7 56 4, . , .,DéformationsLa flèche du balcon est calculée en sommant la flèche « propre »de la barreq lEIEd48et la flèche induite par la rotation dextrémitéM lSq lSEdjEdj=32. Les différents critères de flèche sont vérifiés ci-dessous.Flèche verticale sous combinaison ELS :fq lSq lEIELSEdjEd= + =×× ⋅+××3 4 3642 84 70 14002 946 104 70 14008 210, ,0000 1943 106 8 0 6 7 74× ⋅= + =, , , mmFlèche verticale sous charge variable élémentaire :fq lSq lEIQEdjEd= + =×× ⋅+××3 4 3642 83 50 14002 946 103 5 14008 210000, ,×× ⋅= + =1943 105 1 0 4 5 54, , , mmOn vérifie bien :fLmmELS < =×=2002 140020014fLmmQ < =×=3002 14003009 3,6.7.4. • Coursive autoportanteLe calcul concerne une coursive autoportante de 1,50 m de portée. Onne regarde quune « tranche » courante entre deux joints de dilata-tion (J.D.). Le calcul structural se concentre sur la fixation au bâtimentsupport.s Figure G.5 : Ossature de la coursive978-2-35443-116-7.indd 113 11/06/2013 15:54:39
  • 114. 114PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE6.7.4.1. • SollicitationsSituation ELU n°1 – 1,35 G + 1,50 QqkNmEd = × + × =1 35 1 20 1 50 3 50 6 872, , , , ,On tient compte de la charge conventionnelle comme effort normal /tranchant horizontal dans la fixation sur le bâtiment support :• Pour leffort normal :1 503 50103 00 1 50 2 4,,, , ,× × × = ± kN• Pour leffort tranchant horizontal :1 503 50106 00 1 50 4 7,,, , ,× × × = ± kNOn considère que leffort tranchant horizontal se répartit équita-blement entre le contreventement vertical et la fixation « bridée » :4 722 4,,= ± kN6.7.4.2. • Résistance de lassemblageLa fixation consiste en une cornière en tôle pliée de 5 mm dépaisseur,en acier S275 ( f MPay = 275 et f MPau = 390 ).Cornière"point fixe"ep 5mmS275s Figure G.6 : Cornière de fixationRésistance vis-à-vis de +NEd(arrachement)En traction, la cornière se comporte de façon analogue à un débordde platine. On note seulement une simplification pour le calcul de leff978-2-35443-116-7.indd 114 11/06/2013 15:54:44
  • 115. 115PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREet une définition de m différente pour prendre en compte les excentri-cités (voir §6.2.6.6 de la NF EN 1993-1-8).l mmeff = × =0 50 120 60,La vérification permettant de savoir si des effets de levier peuventapparaitre nest pas applicable aux chevilles. Par sécurité, on véri-fie lassemblage avec et sans effet de levier, puis on retient la valeurminimale :M Ml t fN mmpl Rd pl Rdeff f yM, ,,.1 2202460 5 2754 1 00103125= = =× ××=γ• Avec effet de levierFMmkNT Rdpl Rd, ,, ,,11 34 4 1031252010 20 6= =×⋅ =−FM n Fm nT Rdpl Rd t Rd, ,, , ,22 32 2 103125 25 1000020 2510 1=++=× + ×+⋅ =∑ −00 1, kNF F kNT Rd t Rd, , , ,3 2 5 0 10= = × =∑• Sans effet de levierFMmkNT Rdpl Rd, ,, ,,1 21 32 2 1031252010 10 3−−= =×⋅ =F F kNT Rd t Rd, , , ,3 2 5 0 10= = × =∑La résistance de lassemblage est pilotée par les chevilles :F kNT Rd, =10On vérifie également la cornière du côté de la structure rapportée(cisaillement du boulon, pression diamétrale et résistance en sectionnette) :• Cisaillement du boulonFA fkNv Rdv s ubM,,,,= =× ×=αγ 20 6 157 4001 2530 1Soit 60,2 kN pour les deux boulons.• Pression diamétralekedpd120202 8 1 7 1 4 1 7 2 5 2 830181 7 1 4= − −= −min , , ; , , ; , min , , ; ,660181 7 2 5 2 5−=, ; , ,αbubuedpdff= −=×=min ; ; ; , min ; ,10103 3141 0253 181 0 0,,46Fk f d tkNb Rdb uM,, ,,,= =× × × ×=122 5 0 46 390 16 51 2528 7αγSoit 57,4 kN pour les deux boulons.Les cornières à proximité du joint de dilatation sont munies de trousoblongs. Dans ce cas on réduit la résistance en pression diamétrale :0 6 57 4 34, ,× = kN978-2-35443-116-7.indd 115 11/06/2013 15:54:55
  • 116. 116PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVRE• Résistance en section netteNA fkNu Rdnet uM M,, ,= =× − ×( )× ×=0 9 0 9 120 2 18 5 3901182 2γ γRésistance vis-à-vis de –NEd(compression)On considère la cornière comme un poteau bi-articulé (sécuritaire) :λε=×=Licr93 915051293 92352751 2,,,Soit, avec une courbe c (α = 0,49) :φ α λ λ= + −( )+= + −( )+=0 5 1 0 2 0 5 1 0 49 1 2 0 2 1 2 1 462 2, , , , , , , ,x =+ −=+ −=1 11 46 1 46 1 20 442 2 2 2φ φ λ , , ,,NAfkNb RdyM,,,,= =× × ×⋅ =−χγ 120 44 5 120 2751 0010 72 6Résistance vis-à-vis de ±VEd (effort tranchant horizontal)Cet effort provoque un moment de flexion significatif, vu le bras delevier de 150 mm. La résistance vis-à-vis de ce moment est calculéeen considérant une cheville en traction et un centre de compressiontel quindiqué sur la figure ci-dessous.Zone decompression82,525 70s Figure G.7 : Cornière en flexion – Bras de levier et zone de compressionLeffort de traction dans la cheville dû au couple dexcentricité vaut :2 40 1500 08254 36,,,,× = kNCet effort de traction est accompagné de la moitié de leffort tranchant(partage équitable entre les deux chevilles), doù un effort total :4 362 424 5222,,,+ = kN978-2-35443-116-7.indd 116 11/06/2013 15:55:02
  • 117. 117PROGRAMMED’ACCOMPAGNEMENTDESPROFESSIONNELS«Règlesdel’ArtGrenelleEnvironnement2012»NeufBALCONS ET COURSIVES MÉTALLIQUES RAPPORTÉS – CONCEPTION ET MISE EN ŒUVREOn vérifie également la cornière du côté de la structure rapportée enpression diamétrale :kedpd120202 8 1 7 1 4 1 7 2 5 2 825181 7 2 5= − −= −min , , ; , , ; , min , , ; ,= 2 2,αbubuedpdff= −=× ×−min ; ; ; , min ; ;10103 3141 0303 18603 18141,, ,0 0 56=Fk f d tkNb Rdb uM,, ,,,= =× × × ×=122 2 0 56 390 16 51 2530 8αγ978-2-35443-116-7.indd 117 11/06/2013 15:55:04
  • 118. « Règles de l’Art GrenelleEnvironnement 2012 »■■ Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie(ADEME) ;■■ Association des industries de produits de construction(AIMCC) ;■■ Agence qualité construction (AQC) ;■■ Confédération de l’artisanat et des petites entreprisesdu bâtiment (CAPEB) ;■■ Confédération des organismes indépendants deprévention, de contrôle et d’inspection (COPRECConstruction) ;■■ Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) ;■ Électricité de France (EDF) ;■ Fédération des entreprises publiques locales (EPL) ;■ Fédération française du bâtiment (FFB) ;■■ Fédération française des sociétés d’assurance (FFSA) ;■ Fédération des promoteurs immobiliers de France (FPI) ;■■■Fédération des syndicats des métiers de la prestationintellectuelle du Conseil, de lIngénierie et du Numérique(Fédération CINOV) ;■ GDF SuEZ ;■ Ministère de lÉcologie, du Développement Durable et delÉnergie ;■ Ministère de lÉgalité desTerritoires et du Logement ;■ Plan Bâtiment Durable ;■ SYNTEC Ingénierie ;■■ union nationale des syndicats français d’architectes(uNSFA) ;■ union nationale des économistes de la construction(uNTEC) ;■ union sociale pour l’habitat (uSH).Les productions du Programme « Règles de l’Art GrenelleEnvironnement 2012 » sont le fruit d’un travail collectifdes différents acteurs de la filière bâtiment en France.PLANBATIMENTDU R A B L EPARTENAIRES du Programme978-2-35443-116-7.indd 118 11/06/2013 15:55:09
  • 119. GuIDEMAI 2013NEuFP R O G R A M M E D ’ A C C O M P A G N E M E N T D E S P R O F E S S I O N N E L Swww.reglesdelart-grenelle-environnement-2012.fr« Règles de l’Art Grenelle Environnement 2012 »Ce programme est une application du Grenelle Environnement. Il vise à revoir l’ensemble des règles de construc-tion, afin de réaliser des économies d’énergie dans le bâtiment et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.Le guide « Balcons et coursives métalliques rapportés – Conception et miseen œuvre » vise à accompagner les professionnels de la construction età leur donner les moyens pour répondre aux enjeux induits par la nouvelleréglementation thermique RT 2012. Le développement de lisolation thermiquepar lextérieur (ITE) dans la construction de bâtiments neufs va tendre àgénéraliser lutilisation de structures métalliques rapportées, désolidariséesdu bâtiment. Le guide vise les bâtiments (en acier ou en béton) construits enFrance métropolitaine.Grace à leur conception, et notamment aux fixations ponctuelles sur le bâtimentsupport, ces structures rapportées permettent de réduire les déperditionsthermiques par rapport à des constructions traditionnelles (liaison continueavec le support). Lutilisation de rupteurs de ponts thermiques au niveau desfixations peut aussi être envisagée. Ce dernier choix doit être justifié par uneétude thermique réalisée en amont.Les structures métalliques rapportées, facilement ajustables en hauteur,permettent aussi de respecter les exigences de la règlementation accessibilitépour ce qui concerne laccès aux locaux par les balcons et les coursives.Après une description des conceptions les plus courantes de balcons et coursivesmétalliques rapportés (en porte à faux, suspendus, en appui, autoportants), leguide donne les prescriptions minimales nécessaires dans la conception et lamise en œuvre de ces structures sur des bâtiments neufs conformément auxnormes et règlements en vigueur (Thermique, Accessibilité, Sécurité incendie,Eurocodes, ...).BALCONS ET COURSIVESMÉTALLIQuES RAPPORTÉSCONCEPTION ET MISEEN ŒUVRE978-2-35443-116-7.indd 119 11/06/2013 15:55:09