Coefficient de réduction des charges d’exploitation en fonction du nombre d’étages

Les questions posées au CTICM dans le cadre de l’assistance technique montrent que le calcul du coefficient de réduction α_n en fonction du nombre d’étages dans un bâtiment, selon l’annexe nationale de la NF EN 1991-1-1, (norme NF P 06-111-2), n’est pas toujours bien maîtrisé par les calculateurs des bureaux d’études.

Cet article présente donc la formule générale et un exemple d’application.

1- Expression du coefficient de réduction

La norme NF EN 1991-1-1 définit un coefficient de réduction, α_n , applicable aux charges d’exploitation dans les bâtiments courants, en fonction du nombre d’étages chargés, à reprendre par l’élément à calculer. En France, l’annexe nationale à cette partie de l’Eurocode 1 (norme NF P 06-111-2 [3]) modifie l’expression de ce coefficient de réduction. Cette expression est définie en 6.3.1.2(11) de cette norme :

Avec n>2.

Il convient de noter que :

• Il n’y a pas de réduction pour les catégories autres que les catégories A, B et F ;
• Afin de pouvoir appliquer le coefficient de réduction α_n, les  étages chargés au-dessus de l’élément étudié doivent appartenir à la même catégorie ;
• Conformément à la clause 3.3.2(2) de la norme NF EN 1991-1-1, le coefficient de réduction α_n  ne peut pas être pris en compte simultanément avec le coefficient ψ utilisé lorsque la charge d’exploitation est considérée comme une action d’accompagnement ;
• Conformément à la clause 6.2 de la norme NF P 006-111-2, le coefficient de réduction α_n  ne peut pas être pris en compte simultanément avec le coefficient de réduction α_A qui tient compte de l’aire de la surface chargée.

Note : pour le coefficient α_A, on se reportera à l’article « Coefficient de réduction des charges d’exploitation des planchers courants » sur metaletech.com.

2- Exemple d’application

2.1  Hypothèses

Considérons une ossature de bâtiment courant avec les hypothèses suivantes :

• Type de bâtiment : R+6 ;
• Localisation du poteau étudié : entre les étages 2 et 3 ;
• Nombre d’étages chargés situés au-dessus de l’élément étudié :  n=4;
• Bâtiment à usage de bureaux (surface de catégorie B) ;
• Charge d’exploitation apportée par chaque étage dans un seul poteau : Q=100kN

  .

2.2  Détermination de la charge d’exploitation pour le calcul d’un poteau

Conformément à la clause 6.3.1.2 (11) [3], le coefficient de réduction α_n peut s’appliquer à la charge d’exploitation totale apportée par les 4 étages chargés au-dessus du poteau étudié, lorsque la charge d’exploitation est considérée comme action variable de base dans les combinaisons d’actions :

Ainsi, la valeur de l’effort axial induit par la charge d’exploitation totale agissant sur le poteau étudié est égale à :

3. Références

• NF EN 1990 : Eurocode structuraux – Bases de calcul des structures – AFNOR – Mars 2003
• NF EN 1991 : Eurocode 1 – Actions sur les structures – Partie 1-1 : Actions générales – Poids volumiques, poids propres, charges d’exploitation des bâtiments – AFNOR – Mars 2003
• NF P06-111-2 : Eurocode 1 – Actions sur les structures – Poids volumiques, poids propres, charges d’exploitation des bâtiments – Partie 2 : Annexe nationale à la NF EN 1991-1-1 + Amendement A1 – AFNOR – Mars 2009

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Guillaume Delacourt, ingénieur recherche construction métallique, CTICM