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La liste des normes et recommandations ci-après s’inscrit principalement dans le cadre des marchés privés de travaux relatifs à la structure en acier des charpentes et ossatures de bâtiments. Elle est volontairement limitée aux aspects les plus courants de ces constructions. Elle inclut également divers domaines connexes. Elle ne traite pas des normes applicables aux structures en aluminium.

Un point souvent mal maîtrisé dans le calcul des coques cylindriques circulaires verticales comme les silos et les réservoirs est l’évaluation des efforts de traction dans les ancrages de la coque vide sous l’action du vent.

Le sujet concerne toutes les coques de cette géométrie, mais le présent article traite en particulier des silos à tôle ondulée avec ondes horizontales, équipés de raidisseurs verticaux (montants) disposés régulièrement sur la circonférence (voir Figure 5). Les ancrages sont mis en place en pied de montant.

Lors du calcul, le problème est souvent ramené à considérer la coque comme une simple console encastrée en pied. Or, une telle simplification peut sous-estimer les efforts d’ancrage réels d’un facteur 10 ou plus. Malgré le fait que le phénomène est en général mal traité, on observe peu de sinistres : il est rare qu’un silo soit vide en cas de vent important. De plus, la présence d’un toit ainsi que des rigidités d’ancrage faibles aident beaucoup à atténuer les efforts de traction dans les ancrages : ce dernier aspect fait l’objet de l’étude présentée ici.

La norme EN 1993-4-1 propose une formule analytique, basée sur les théories de membrane, permettant de calculer les efforts d’ancrage sous l’action du vent. Cette formule prend en compte certains paramètres, mais se place du côté de la sécurité en supposant des appuis rigides. Ceci conduit souvent à une surestimation importante des efforts, et mène à des dispositifs d’ancrage très difficilement réalisables et donc peu économiques.

L’objectif de l’étude présentée ici est de fournir une proposition pour un coefficient de réduction à appliquer à la formule de l’Eurocode, permettant d’obtenir des résultats plus réalistes pour l’effort de traction dans l’ancrage.

À noter que le présent article ne traite pas des phénomènes d’instabilité de coque vide sous l’action du vent (voilement de coque).

Cet article présente les résultats d’une campagne expérimentale de 30 essais de traction sur ancrages métalliques noyés dans des massifs en béton armé, conduite en deux phases. Les ancrages testés sont des tiges à simple courbure de diamètre 24 mm (nuance S355) et des tiges droites munies de plaquettes de diamètre 30 mm (classe 10.9), étudiées en configuration isolée, en groupe de 2 et en groupe de 4, pour une profondeur d’ancrage nominale de 300 mm dans un béton de classe C20/25. La première phase, réalisée sur des massifs faiblement armés, conduit à un mode de ruine prédominant par fendage du massif béton, indépendamment du type d’ancrage et de la configuration.
La seconde phase, menée sur des massifs à ferraillage renforcé, permet aux mécanismes attendus de se développer : extraction par perte d’adhérence pour les ancrages courbes, rupture par pression localisée suivie de perte d’adhérence des armatures pour les ancrages à plaquette. Les résultats sont confrontés aux modèles de calcul proposés par l’annexe nationale de la NF EN 1993-1-8 et par la NF EN 1992-4. Les formulations de l’annexe nationale se situent du côté de la sécurité dans toutes les configurations testées lorsque le ferraillage est adéquat, à l’exception des ancrages à plaquette en groupe dans les massifs insuffisamment armés, où elles peuvent surestimer la résistance.