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Charges d'exploitation des bâtiments

Que sont les charges d'exploitation des bâtiments ?

Les charges d'exploitation des bâtiments sont celles provoquées par l'occupation des locaux. Les valeurs indiquées dans l'Eurocode 1 Partie 1-1 Section 6 tiennent compte :

Les charges d'exploitation peuvent être modélisées par des charges uniformément réparties, par des charges linéiques ou des charges concentrées ou encore par des combinaisons de ces charges.

Pour déterminer les charges d'exploitation, il convient de classer les planchers et les toitures en catégories en fonction de leur utilisation.

Les équipements lourds (dans les cuisines de collectivité, les salles de radiographie, les chaufferies, etc.) ne sont pas pris en compte dans les charges indiquées dans la présente section. Il convient de se mettre d'accord avec le client et/ou l'administration concernée pour ce qui est de la valeur des charges pour les équipements lourds.

Comment disposer les charges ?

Planchers, poutres et toitures

Pour le calcul d'un plancher à l'intérieur d'un bâtiment à un étage ou en toiture, la charge d'exploitation doit être considérée comme une action libre appliquée sur la partie la plus défavorable de la surface d'influence des effets de l'action considérés.

Lorsque les charges des autres niveaux jouent un rôle, elles peuvent être considérées comme uniformément réparties (actions fixes).

Pour assurer que le plancher présente une résistance locale minimale, une vérification séparée doit être effectuée avec une charge concentrée qui, sauf indication contraire, ne doit pas être combinée avec des charges uniformément réparties ou avec d'autres actions variables.

Les charges d'exploitation correspondant à une catégorie unique peuvent être réduites au moyen d'un coefficient de réduction αA, en fonction des aires portées par l'élément considéré.
Le coefficient de réduction αA peut être appliqué aux valeurs qk concernant les charges d'exploitation des sols et des toitures accessibles, catégorie I.
La méthode générale est : (6.3.1.2(10))
où :

NOTE : L'Annexe Nationale peut indiquer une méthode alternative, par exemple pour la France :
(Clause 6.3.1.2(10))
où :
  • Le coefficient de réduction αA n'est utilisé que pour les catégories d'usage suivantes : A, B, C3, D1, et F.
    Il n'y a pas de réduction à appliquer pour les autres catégories.
  • A0 = 3.5m2,
  • A est l'aire chargée.

Murs et poteaux

Pour le calcul des poteaux et des murs, il convient de placer la charge d'exploitation à tous les endroits défavorables.
NOTES : L'Annexe Nationale peut introduire des règles encore plus simplificatrices. Il est recommandé de calculer la force axiale maximale en supposant que la charge d'exploitation totale qui s'exerce sur le plancher de chacun des étages est uniformément répartie.

Lorsque les charges d'exploitation de plusieurs étages agissent sur les poteaux et les murs, les charges d'exploitation totales peuvent être réduites par l'application d'un coefficient αn
La méthode générale est : (6.3.1.2(11))
où :

NOTE : L'Annexe Nationale peut indiquer une méthode alternative, par exemple pour la France :
Le coeficient de réduction αn n'est utilisé que pour les catégories d'usage suivantes : A, B et F.
Il n'y a pas de réduction à appliquer pour les autres catégories.

(Clause 6.3.1.2(11) pour la catégorie A)

(Clause 6.3.1.2(11) pour les catégories B et F)

Les coefficients αA et αn ne sont pas à prendre en compte simultanément.

Lorsque la charge d'exploitation est considérée comme une action d'accompagnement, conformément à l'Eurocode 0, un seul des deux facteurs Ψ (Eurocode 0, Tableau A1.1) et αn (6.3.1.2(11)) doit être appliqué.

Valeurs caractéristiques

Bâtiments résidentiels, sociaux, commerciaux ou administratifs

Catégories d'utilisation A à D

Catégorie Usage spécifique Exemples
A Habitations, résidentiel Pièce des bâtiments et maisons d'habitation; chambres et salles des hôpitaux; chambres d'hôtels et de foyers; cuisines et sanitaires.
B Bureaux
C Lieux de réunion (à l'exception des surfaces des catégories A, B et D)1 C1: Espaces équipés de tables, etc., par exemple: écoles, cafés, restaurants, salles de banquet, salle de lecture, salle de réception.
C2: Espaces équipés de sièges fixes, par exemple: églises, théâtres ou cinémas, salles de conférence, amphithéâtres, salles de réunion, salles d'attente.
C3: Espaces ne présentant pas d'obstacles à la circulation des personnes, par exemple: salles de musée, salles d'exposition, etc., et accès des bâtiments publics et administratifs, hôtels, hôpitaux, gares.
C4: Espaces permettant des activités physiques, par exemple: dancings, salles de gymnastique, scènes.
C5: Espaces susceptibles d'accueillir des foules importantes, par exemple: bâtiments destinés à des évènements publics tels que salles de concert, salles de sport y compris tribunes, terrasses et aires d'accès, quais de gare.
D Commerces D1: Commerces de détail courants
D2: Grands magasins
Indépendamment de cette classification, les effets dynamiques doivent être pris en compte dès lors qu'on s'attend à ce que l'occupation des locaux produise des effets dynamiques significatifs, notamment pour C4 et C5. Voir l'Eurocode 0 lorsque les effets dynamiques doivent être pris en considération.
Selon l'usage prévu, les surfaces devant être classées à priori C2, C3 ou C4 peuvent être classées C5 par décision du client et/ou d'une Annexe Nationale.
L'Annexe Nationale peut définir des sous-catégories pour A, B, C1 à C5, D1 et D2.
Voir « Aires de stockage et locaux industriels » pour les aires de stockage et les locaux industriels

Valeurs des actions pour les catégories A à D

Les surfaces chargées doivent être calculées en utilisant les valeurs caractéristiques qk (charge uniformément répartie) et Qk (charge concentrée).

NOTE : Des valeurs de qk et de Qk sont données dans le Tableau ci-dessous.
Lorsque ce tableau indique une fourchette de valeurs, la valeur à retenir peut être fixée par l'Annexe Nationale.
Vous pouvez utiliser notre logiciel pour trouver les charges en fonction de votre pays.
Les valeurs recommandées pour une application séparée de la charge uniformément répartie et de la charge concentrée, sont soulignées.
qk est destinée à la détermination des effets généraux et Qk à celle des effets localisés.
L'Annexe Nationale peut définir des conditions d'utilisation différentes pour ce Tableau.

Catégories de surfaces chargées qk [kN/m2] Qk [kN]
Catégorie A - Planchers 1.5 à 2.0 2.0 à 3.0
Catégorie A - Escaliers 2.0 à 4.0 2.0 à 4.0
Catégorie A - Balcons 2.5 à 4.0 2.0 à 3.0
Catégorie B 2.0 à 3.0 1.5 à 4.5
Catégorie C1 2.0 à 3.0 3.0 à 4.0
Catégorie C2 3.0 à 4.0 2.5 à 7.0 (4.0)
Catégorie C3 3.0 à 5.0 4.0 à 7.0
Catégorie C4 4.5 à 5.0 3.5 à 7.0
Catégorie C5 5.0 à 7.5 3.5 à 4.5
Catégorie D1 4.0 à 5.0 3.5 à 7.0 (4.0)
Catégorie D2 4.0 à 5.0 3.5 à 7.0

Lorsque cela est nécessaire, il convient d'augmenter qk et Qk pour le calcul (pour les escaliers et les balcons, par exemple, selon l'occupation et les dimensions).

Pour les vérifications locales, il convient de prendre en considération une charge concentrée Qk agissant seule.

La charge concentrée doit être considérée comme agissant en un point quelconque du plancher, du balcon ou des escaliers, sur une surface de forme adaptée, en fonction de l'usage et du type de plancher.
NOTE : On peut, normalement, considérer que cette surface a la forme d'un carré de 50 mm de côté.

Lorsque les planchers sont soumis à des usages multiples, ils doivent être calculés pour la catégorie la plus défavorable, qui produit les effets des actions (forces ou déformation) les plus élevés dans l'élément considéré.

Poids propre des cloisons

Sous réserve qu'un plancher permette une distribution latérale des charges, le poids propre des cloisons mobiles peut être pris en compte par une charge uniformément répartie qk qu'il convient d'ajouter aux charges d'exploitation supportées par les planchers, obtenues à partir du Tableau précédant. Cette charge uniformément répartie dépend du poids propre des cloisons de la manière suivante :

Pour les cloisons plus lourdes, il convient de tenir compte, dans le calcul :

Aires de stockage et locaux industriels

Catégories d'utilisation E

Catégorie Usage spécifique Exemples
E1 Surfaces succeptibles de recevoir une accumulation de marchandises, y compris aires d'accès. Aires de stockage, y compris stockages de livres et autres documents.
E2 Usage industriel

Valeurs des actions pour les catégories E

Catégories de surfaces chargées qk [kN/m2] Qk [kN]
Catégorie E1 7.5 7.0
Les valeurs peuvent être modifiées si nécessaire, selon l'usage prévu pour un projet donné ou peuvent également être modifiées par l'Annexe Nationale. Vous pouvez utiliser notre logiciel pour déterminer les charges en fonction de votre pays, du poids volumique et des valeurs de calcul supérieures des hauteurs d'empilage du matériau stocké.

Les effets dynamiques doivent être pris en compte, le cas échéant.

Il convient d'évaluer les charges sur les surfaces des locaux industriels en tenant compte de l'usage prévu et des équipements à installer.
Là où des équipements tels que grues, matériel lourd, etc., doivent être installés, il convient de déterminer les effets sur la structure conformément à l'Eurocode 1 Partie 3.

Il convient de considérer les actions dues aux chariots élévateurs et aux véhicules de transport comme des charges concentrées agissant conjointement avec les charges d'exploitation réparties à prendre en compte.
Voir l'Eurocode 1 Partie 1-1 :

Garages et aires de circulation accessibles aux véhicules (hors ponts)

Catégories d'utilisation F et G

Catégories de zones de circulation Usage spécifique Exemples
F Aires de circulation et de stationnement pour véhicules légers (PTAC ≤30kN et nombre de places assises ≤ 8, conducteur non compris) les garages; parcs de stationnement, parkings à plusieurs étages.
G Aires de circulation et de stationnement pour véhicules de poids moyen (30 kN < PTAC ≤ 160 kN, à 2 essieux) voie d'accès; zones de livraison; zones accessibles aux véhicules de lutte incendie (PTAC ≤ 160kN)

Valeurs des actions pour les catégories F et G

Le modèle de charge qu'il convient d'utiliser comporte un essieu unique avec une charge Qk avec un espacement de 1800 mm entre l’axe des roues ainsi qu'une charge uniformément répartie qk.
Il convient d'appliquer la charge à l'essieu sur deux surfaces carrées de 100 mm de côté pour la catégorie F et de 200 mm de côté pour la catégorie G, placées de telle manière qu'elles produiront les effets les plus défavorables.
Les valeurs caractéristiques de qk et de Qk sont données dans le Tableau ci-dessous.
NOTE : qk est destinée à la détermination des effets généraux et Qk à celle des effets localisés.
L'Annexe Nationale peut définir des conditions d'utilisation différentes pour ce Tableau.

Catégories qk [kN/m2] Qk [kN]
Catégorie F - PTAC ≤ 30kN 1.5 à 2.5 10.0 à 20.0
Catégorie F - 30kN < PTAC ≤ 160kN 5.0 40.0 à 90.0
La valeur à retenir peut être fixée par l'Annexe Nationale. Les valeurs recommandées sont soulignées.

Toitures

Catégories d'utilisation H à K

Catégories de surfaces chargées Usage spécifique
H Toitures inaccessibles sauf pour entretien et réparations courants.
I Toitures accessibles pour les usages des catégories A à D.
K Toitures accessibles pour des usages particuliers, hélistations, par exemple.

Valeurs des actions pour les catégories H à K

Catégories qk [kN/m2] Qk [kN]
Catégorie H 0.0 à 1.0 0.9 à 1.5
La valeur à retenir peut être fixée par l'Annexe Nationale. Les valeurs recommandées sont :
qk = 0.4kN/m2; Qk = 1.0kN
L'Annexe Nationale peut donner des valeurs différentes de qk en fonction de la pente du toit.
On admet que qk agit sur une aire A, qui peut être fixée par l'Annexe Nationale. La valeur recommandée pour A est de 10 m2, la fourchette allant de zéro à l'aire totale de la toiture. (France: 10 m2; Belgique: l'aire portée par l'élément; UK: toute la surface de la toiture).

Pour les toitures, des vérifications distinctes doivent être effectuées pour la charge concentrée Qk et pour la charge uniformément répartie qk, agissant indépendamment l'une de l'autre.

Sur les toitures (en particulier sur les toitures de catégorie H), il n'est pas nécessaire d'appliquer les charges d'exploitation combinées aux charges dues à la neige et/ou au vent.

Charges horizontales sur les garde-corps et les murs de séparation agissant comme barrières

Pour les valeurs caractéristiques de la charge linéique qk à appliquer horizontalement (en limitant à 1,20m la hauteur du point d'application) à un mur de séparation ou en tête d'un garde-corps il convient de prendre les valeurs données par le Tableau ci-dessous.

Aires chargées qk [kN/m]
Catégorie A 0.2 à 1.0 (0.5)
Catégories B et C1 0.2 à 1.0 (0.5)
Catégories C2 à C4 et D 0.8 à 1.0
Catégorie C5 3.0 à 5.0
Catégorie E 0.8 à 2.0
Catégorie F Un calcul selon l'Eurocode 1 Partie 1-1 Annexe B est requis
Catégorie G Un calcul selon l'Eurocode 1 Partie 1-1 Annexe B est requis
Les valeurs de qk peuvent être choisies par l'Annexe Nationale.
Les valeurs recommandées sont soulignées.
Pour les surfaces de catégorie E, les charges horizontales dépendent du type d'occupation. Par conséquent, la valeur de qk est définie comme une valeur minimale et doit être vérifiée pour l'occupation spécifique.
L'Annexe Nationale peut prescrire des charges ponctuelles Qk supplémentaires et/ou des spécifications relatives au choc de corps durs ou mous, pour une vérification analytique ou expérimentale.

Pour les espaces susceptibles de supporter une foule importante à l'occasion de manifestations publiques, comme les stades, les tribunes, les scènes, les amphithéâtres ou les salles de conférence, il convient de prendre la charge linéique correspondant à la catégorie C5.

Exemple de résultat donné par le logiciel

Voir les fonctionnalités de Usage Loads
Disponible en anglais/français, sinon «Google Translate»!

B - Données d'occupation

Usage général : Garages, aires de circulation accessibles aux véhicules (hors ponts)
Catégorie de matériaux : Garages pour véhicules légers
PTAC : 1800.0kg
Drapeau français

C - Description des charges d'exploitation

(Eurocode 1)
Emplacement Catégorie qk Qk Recommandations
Sur le plancher : F 2.3kN/m2 15.0kN Ces valeurs couvrent les effets dynamiques lorsque la vitesse de circulation est inférieure à 20km/h.
Le long des gardes-corps : F 100.0kN/m - sur une longueur de 1.5m
REMARQUE: qk est destiné à la détermination des effets généraux et Qk à celle des effets localisés (sur une surface carrée de 50 mm de côté).
Qk/2 Qk/2 a a a a 1.80m
avec :
  • largeur de la surface carrée : a = 100mm
  • Qk/2 = 7.5kN

D - Combinaisons d'actions

Coefficients pour les actions d'accompagnement : (Eurocode 0)
  • Coefficient définissant la valeur de combinaison d'une action variable : Ψ0 = 0.7
  • Coefficient définissant la valeur fréquente d'une action variable : Ψ1 = 0.7
  • Coefficient définissant la valeur quasi-permanente d'une action variable : Ψ2 = 0.6