Les barreaudages sont des éléments essentiels de nombreuses structures, assurant sécurité, stabilité et esthétique. Utilisés dans les garde-corps, balustrades, escaliers et autres applications, ils doivent être conçus et calculés avec précision pour garantir leur performance et la sécurité des utilisateurs. Les matériaux courants incluent l’acier, l’aluminium et l’inox, chacun présentant des propriétés mécaniques spécifiques influençant le calcul.
Le dimensionnement des barreaudages peut être complexe, nécessitant la prise en compte de nombreuses variables et le respect des normes en vigueur. Ce guide propose une méthode de calcul claire et détaillée, conforme aux normes européennes, pour faciliter la conception de barreaudages sûrs et fiables.
Normes et réglementations applicables
Le calcul des barreaudages est réglementé pour garantir la sécurité des structures. En Europe, l’Eurocode 3 (EN 1993-1-1) est la norme principale pour les structures en acier. Pour l’aluminium, des normes spécifiques comme l’EN 755-2 s’appliquent. Il est crucial de consulter les normes nationales complémentaires et les réglementations locales pour compléter ces normes européennes. L’interprétation et l’application de ces normes requièrent une expertise appropriée.
Identification des normes
L’Eurocode 3 (EN 1993-1-1) est la norme de référence pour les structures en acier. Pour l’aluminium, consultez l’EN 755-2. Les normes nationales peuvent imposer des exigences supplémentaires. Il est impératif de vérifier les réglementations en vigueur dans votre pays et région avant toute conception.
Analyse des clauses pertinentes
Les normes définissent les charges à considérer (permanentes et accidentelles), leurs combinaisons et les critères de vérification de la résistance et de la stabilité. Il est crucial de maîtriser les clauses relatives à la résistance des matériaux, aux efforts de flexion, de traction et de cisaillement. La connaissance approfondie des Eurocodes est essentielle pour une application correcte de ces normes. [Référence à l’Eurocode 3 – EN 1993-1-1]
- Charges permanentes : Poids propre du barreaudage, charges fixes (ex: revêtement).
- Charges accidentelles : Actions humaines (charge de 0,5kN/m² pour un garde-corps selon la norme NF P01-012), vent (selon la zone climatique et l’exposition du bâtiment), neige (selon la zone climatique et l’exposition du bâtiment), séisme (selon la zone sismique et la réglementation parasismique applicable).
Cas particuliers
Les normes traitent des cas particuliers : assemblages, fixations (visserie, soudure), angles et courbures. Ces zones critiques nécessitent des coefficients de sécurité plus élevés pour compenser les concentrations de contraintes. Une attention particulière doit être portée à la conception de ces détails constructifs. [Référence à une norme sur les assemblages]
Impact des choix de matériaux
Le choix du matériau (acier S235, aluminium 6061-T6, inox 304) affecte la méthode de calcul. L’acier offre une résistance élevée mais un poids important ; l’aluminium est plus léger mais moins résistant ; l’inox présente une bonne résistance à la corrosion, mais un coût plus élevé. Les propriétés mécaniques de chaque matériau doivent être prises en compte. [Référence à un manuel de résistance des matériaux]
Méthode de calcul étape par étape
Le calcul d’un barreaudage se déroule en plusieurs étapes.
1. modélisation de la structure
Une modélisation précise est cruciale. Une modélisation 2D ou 3D est possible, selon la complexité. Des simplifications sont permises, à condition qu’elles soient justifiées et n’impactent pas la sécurité de la structure. Le logiciel de CAO utilisé influence la précision de la modélisation.
2. détermination des charges
Identifier et quantifier toutes les charges (permanentes et accidentelles). Les normes spécifient les combinaisons de charges à considérer pour les calculs de résistance et de stabilité. Chaque type de charge est multiplié par un coefficient de sécurité approprié, tel que défini dans l’Eurocode 0. [Référence à l’Eurocode 0]
Type de Charge | Valeur indicative (en kN/m) | Coefficient de Sécurité (Eurocode 0) | Charge de calcul (kN/m) |
---|---|---|---|
Poids propre (acier) | 0.15 (exemple) | 1.35 | 0.2025 |
Charge humaine (garde-corps) | 0.5 (exemple) | 1.5 | 0.75 |
Vent (zone modérée) | 0.6 (exemple) | 1.5 | 0.9 |
Note : Les valeurs dans ce tableau sont indicatives. Les charges réelles doivent être déterminées selon les normes et la situation spécifique du projet.
3. analyse des efforts
Déterminer les contraintes et les moments fléchissants dans les éléments du barreaudage. Plusieurs méthodes sont possibles : méthode des forces, méthode des déplacements, méthode des éléments finis (logiciels de calcul). Le choix de la méthode dépend de la complexité géométrique et du type de structure. L’utilisation de logiciels de calcul de structure est souvent indispensable pour les structures complexes. [Référence à un ouvrage sur les méthodes de calcul de structures]
4. vérification de la résistance
Vérifier si les sections choisies résistent aux efforts calculés. La résistance à la traction, à la compression, à la flexion et au cisaillement doit être vérifiée. Les normes fournissent les formules et les valeurs limites à respecter. Les sections doivent être dimensionnées de sorte que les contraintes restent inférieures aux résistances admissibles du matériau. [Référence à une norme sur la résistance des matériaux]
5. vérification de la stabilité
Vérifier la stabilité du barreaudage, notamment le risque de flambement (éléments comprimés) et de déversement (éléments soumis à une charge latérale). Des coefficients de sécurité supplémentaires sont appliqués. Le calcul du flambement nécessite la prise en compte de la longueur d’appui et du module d’élasticité du matériau. [Référence à une norme sur le flambement]
6. vérification des assemblages et fixations
Dimensionner les assemblages et les fixations (vis, soudures) pour résister aux efforts transmis. Les normes spécifient les types de fixations et leurs capacités de charge. Une analyse détaillée des assemblages est souvent nécessaire pour garantir une bonne répartition des efforts et éviter les ruptures prématurées. [Référence à une norme sur les assemblages boulonnés ou soudés]
Outils et logiciels de calcul
Plusieurs outils assistent le calcul des barreaudages.
Logiciels de calcul de structure
Des logiciels comme Robot Structural Analysis, SAP2000, ou SCIA Engineer permettent de modéliser, d’analyser et de vérifier les structures. Ils offrent des fonctionnalités avancées, facilitant le calcul, surtout pour les structures complexes. L’utilisation de ces logiciels réduit les risques d’erreur humaine et permet une optimisation de la conception. Cependant, leur utilisation nécessite une formation adéquate.
Tableaux et abaques
Pour des structures simples, des tableaux et des abaques pré-calculés peuvent être utilisés. Attention, leur utilisation est limitée aux cas spécifiques pour lesquels ils ont été établis et nécessite une compréhension approfondie des hypothèses sous-jacentes.
Calcul manuel vs. calcul assisté par ordinateur
Le calcul manuel est possible pour des structures très simples. Il devient rapidement complexe et sujet aux erreurs pour les structures plus élaborées. L’utilisation de logiciels de calcul est recommandée pour la majorité des projets, garantissant précision et fiabilité.
Aspects pratiques et conseils
Les détails constructifs sont cruciaux pour la performance et la durabilité du barreaudage.
Détails constructifs
La qualité des soudures, le choix des fixations et la précision des assemblages sont essentiels. Un mauvais détail peut compromettre la résistance globale. Le choix des éléments de fixation doit tenir compte des efforts transmis et des caractéristiques du matériau. Une attention particulière doit être accordée à la protection contre la corrosion.
Contrôle et inspection
Des contrôles réguliers permettent de détecter les problèmes et d’assurer la sécurité. Ceci est important dans les environnements agressifs (corrosion, chocs). Un programme de maintenance préventive est recommandé.
- Inspection visuelle des soudures et des fixations.
- Contrôle de l’état de surface pour détecter la corrosion.
- Vérification de l’absence de déformations ou de dommages.
Type de Barreaudage | Matériau | Résistance à la traction caractéristique (MPa) – (EN 10025-2) |
---|---|---|
Acier | S235JR | 235 |
Aluminium | 6061-T6 | 276 |
Inox | 304L | 205 |
Cas d’études
De nombreux ouvrages de référence et manuels spécialisés proposent des exemples concrets de calculs de barreaudages pour différentes structures (balcons, garde-corps, escaliers). Ces exemples illustrent l’application pratique des méthodes de calcul et permettent de mieux comprendre les notions abordées dans ce guide.
Pour une conception sécuritaire
Le calcul des barreaudages exige une approche rigoureuse, respectant les normes et considérant les variables impactant résistance et stabilité. Les logiciels de calcul sont recommandés pour leur précision et leur efficacité. Une attention particulière aux détails de conception, aux aspects constructifs et aux contrôles réguliers est primordiale pour assurer la sécurité et la pérennité des ouvrages. Une conception robuste et un contrôle qualité rigoureux sont les clés d’une construction durable et sécuritaire.
Une compréhension approfondie de ces éléments est fondamentale pour garantir la sécurité et la durabilité des structures.