23.23.1 Charpentes de toiture en acier laminé à chaud
DESCRIPTION
- Définition / Comprend
Il s’agit de tous les travaux et fournitures pour la réalisation des charpentes de toiture en acier, y compris tous les systèmes d'assemblage, l'exécution proprement dite, tous les boulonnages, le raccordement au gros-œuvre, les ancrages, les accessoires, la protection contre la corrosion, etc.
Ce poste comprend notamment :
- Remarques importantes
Le constructeur est tenu de prendre toutes les précautions nécessaires, dans l'atelier et sur chantier, pour prévenir toute déformation des éléments pendant leur manutention. Il attache une importance particulière aux dimensions des éléments, à leur niveau et fléchissement ainsi qu'aux pénétrations pour les conduites et les fourreaux. Il faut absolument éviter de rectifier des éléments déjà assemblés. Au cours de leur production, les éléments sont pourvus des réservations ou des pénétrations nécessaires conformément aux indications sur les plans. On ne peut en aucun cas effectuer des perforations par forage, fraisages ou au chalumeau sans l'autorisation préalable de l'auteur de projet ou du bureau d'étude chargé de l'étude de stabilité.
Pour les marquages provisoires, des peintures ou des marqueurs effaçables à l'eau sont utilisés. Les peintures à l'huile et autres ne sont pas autorisées, elles risquent de donner lieu à des défauts de galvanisation.
L'entrepreneur exécute les travaux conformément aux règles de bonne pratique. En cas de controverse en ce qui concerne les critères de qualité ou les tolérances d'application, seules les normes les plus récentes sont d’application.
MATÉRIAUX
Acier laminé à chaud
Caractéristiques
Traitement contre rouille
Les éléments métalliques sont traités contre la rouille par : primaire antirouille (par défaut) / galvanisation à chaud / métallisation / pas de traitement (aspect brut).
(Soit par défaut)
Primaire antirouille
Conformément aux prescriptions des articles 81.31.3c Protections intérieures par primaire antirouille (en atelier ou sur chantier) des supports métalliques ferreux ou 82.31.3c Protections extérieures par primaire antirouille des supports métalliques ferreux.
(Soit)
Galvanisation
Conformément aux prescriptions des articles 81.31.3a Protections intérieures par galvanisation (en atelier) des supports métalliques ferreux ou 82.31.3a Protections extérieures par galvanisation de supports métalliques ferreux.
(Soit)
Métallisation
Conformément aux prescriptions des articles 81.31.3b Protections intérieures par métallisation (en atelier ou sur chantier) des supports métalliques ferreux ou 82.31.3b Protections extérieures par métallisation des supports métalliques ferreux.
(Soit)
Pas de traitement
L’acier reste « brut ». Il est simplement nettoyé, dégraissé et débarrassé de la rouille par sablage et/ou ponçage conformément aux chapitres 81.31.1 Nettoyage / Dégraissage, 81.31.2 Grenaillage - Sablage / Ponçage / Dérouillage et articles qui en découlent.
L’acier étant très sensible à la rouille dans cet état, il reçoit le plus rapidement possible le traitement de finition.
Ce traitement contre la rouille est compris par défaut dans le poste, sauf contre-indication dans le cahier spécial des charges, aux articles concernés ci-dessus.
Finition
Finition de l’acier : pas de finition (par défaut) / peint / brut (verni).
(Soit par défaut)
Pas de finition
Pas de finition, destiné à recevoir un traitement résistant au feu.
(Soit)
Peint
Renvoi aux sous-titres 81.33 Finitions / décorations des métaux ferreux et non ferreux(intérieure) ou 82.33 Finitions / décorations des métaux ferreux et non ferreux (extérieure), et articles qui en découlent.
(Soit)
Brut (verni)
L’acier est protégé à l’aide d’un verni incolore à base de résine glycérophtalique (par défaut) / ***.
Pour la mise en œuvre, renvoi aux sous-titres 81.33 Finitions / décorations des métaux ferreux et non ferreux (intérieure) ou 82.33 Finitions / décorations des métaux ferreux et non ferreux (extérieure), et articles qui en découlent.
Ce traitement de finition est compris par défaut dans le poste, sauf contre-indication dans le cahier spécial des charges aux articles concernés ci-dessus.
Résistance au feu
Résistance au feu : R30 / R60 (par défaut) / R120 / R240 / ***, conformément aux prescriptions du titre 23.2 Ensembles structuraux métalliques.
Cette résistance au feu est atteinte : sans traitement particulier (par défaut) / à l’aide d’une peinture intumescente / par emballage / par flocage fibreux / par flocage pâteux.
(Soit par défaut)
Sans traitement particulier
La résistance au feu est démontrée par test au feu selon la [NBN EN 13501-2] ou par calcul selon les Eurocodes conformément à l’[AM 2013-05-17].
(Soit)
Peinture intumescente
Conformément à l’article 81.34.1b Peintures intérieures intumescentes sur supports métalliques ferreux et non ferreux.
(Soit)
Emballage
Conformément à l’article 83.34.1a Doublage en plaques .
(Soit)
Flocage fibreux
Composé essentiellement de laine minérale, de liants minéraux inorganiques additionnés d’adjuvants spécifiques hydrauliques et synthétiques, non combustibles.
Le produit est exempt d’amiante, de silice cristallisée, ou de tout autre produit nocif ou toxique.
Le flocage est appliqué mécaniquement à l’aide de machines à projeter qui respectent la granulométrie et la masse volumique des produits.
(Soit)
Flocage pâteux
A base de gypse ou vermiculite.
Le produit est exempt d’amiante, de silice cristallisée, ou de tout autre produit nocif ou toxique.
Le flocage est appliqué mécaniquement à l’aide de machines à projeter qui respectent la granulométrie et la masse volumique des produits.
Ce traitement au feu n’est pas compris par défaut dans le poste, sauf contre-indication dans le cahier spécial des charges, à l’article concerné ci-dessus.
Pannes
Les pannes ne sont pas comprises par défaut dans le poste, sauf contre-indication dans le cahier spécial des charges.
EXÉCUTION / MISE EN ŒUVRE
Timing - Influence de l'environnement - Mesures de protection
Les charpentes ne peuvent être placées que lorsque l'auteur de projet et l'installateur estiment, en concertation mutuelle, que les conditions de mise en œuvre sont favorables.
Les charpentes et/ou les éléments qui le constituent sont autant que possible préfabriqués en atelier et acheminés en un seul lot sur le chantier. Lors du transport et de l’entreposage, les mesures nécessaires sont prises pour prévenir toute dégradation aux éléments proprement dits et au bâtiment. Ils sont immédiatement entreposés dans un endroit protégé et aéré. Si les éléments sont stockés à l’extérieur, il est recommandé de les protéger des influences atmosphériques, surtout pour un stockage de longue durée, afin d’éviter leur dégradation par la pluie.
Que les éléments soient entreposés verticalement ou horizontalement, ils doivent être suffisamment soutenus afin de ne subir ni dommage ni déformation. En outre, il faut éviter tout contact des éléments avec le sol ou la végétation.
Dessin d'étude et d'exécution
Etude et plans d'exécution : conformément aux prescriptions du titre 23.1 Eléments de structures métalliques.
La composition de la ferme, les sections, les entre-distances et les chaînages éventuels découlent des calculs de l’ingénieur en stabilité. Les plans mentionnent ces données.
Les charpentes sont exécutées conformément aux formes indiquées sur les plans et les coupes et selon les dessins de détail annexés au cahier spécial des charges.
Lorsque le dossier d'adjudication ne contient pas de dessins de détail spécifiques, la forme et les dimensions de bases sont données à titre indicatif.
L'entrepreneur est tenu de contrôler les dimensions sur place et de vérifier si les charpentes ou les éléments peuvent être exécutés selon les plans soumis. Lorsque cela s'avère impossible, il en avertit l'auteur de projet ou le bureau d’étude le plus rapidement possible.
Dans tous les cas, l'entrepreneur est tenu de réaliser les dessins d'exécution et de les soumettre préalablement à l'approbation de l'auteur de projet ou du bureau d’études. Toutes les pièces sont profilées et fabriquées conformément aux dessins d'exécution approuvés.
L’entrepreneur soumet à l’approbation de l’auteur de projet le plan des éventuelles coupes réalisées dans l’ouvrage afin de permettre sa fabrication, son acheminement sur site et son placement.
Mise en œuvre
Le poste comprend tous les travaux et fournitures nécessaires au montage, réglage, calage et scellement de la charpente métallique.
Le charpentier doit également veiller à ce que les structures en attente de scellement ou les maçonneries restent parfaitement stables après réglage.
Le calage doit assurer un contact convenable entre les éléments d’assise du gros-oeuvre ou de la structure, et les éléments d’appui de la charpente.
La charpente est ancrée au gros-œuvre de façon à éviter tout déplacement causé par les actions auxquelles elle est soumise. Le dimensionnement des ancrages est déterminé par calcul ou par essais. Les organes d’ancrage comprennent : sabots, équerres, boulons ou tiges filetées, etc.
Il est indispensable de prévoir un contreventement dans le plan de la toiture, qui assure également un rôle anti-voilement. En règle générale, les contreventements sont prévus par paire. La distance entre les parties pourvues d’un contreventement s’élève à 15m maximum, à moins que les calculs ne démontrent que ce n’est pas nécessaire.
L’entrepreneur organise l'ensemble de l'ouvrage de manière telle que, de tout temps et pendant toute la durée des manipulations nécessaires et possibles des divers éléments, la stabilité de l'ensemble et de chaque élément séparément soit garantie.
Toutes les pièces sont solidement attachées ou ancrées aux ouvrages de construction attenants à l'aide de chevilles, ancrages chimiques appropriés, de boulons, vis, écrous et contre-écrous, etc. ... afin d'obtenir un montage solide qui ne cède pas, même lors d'un usage intensif.
Lorsque les éléments doivent être vissés dans des blocs de construction apparents, des briques ou des éléments en béton apparent, le forage est effectué avec toute la prudence qui s'impose afin de ne pas endommager ni déchausser les briques ou les blocs.
Les recommandations de l'auteur de projet en ce qui concerne la pose de membranes d'étanchéité ou d'isolation afin de prévenir les ponts d'humidité ou les ponts thermiques sont scrupuleusement respectées par l'entrepreneur. Lorsque ces recommandations ne sont pas mentionnées explicitement dans les documents d'exécution, l'entrepreneur s'informe avant de commencer ses travaux.
Les tirants horizontaux de toutes les fermes doivent être parfaitement de niveau.
La charpente est mise en œuvre conformément aux prescriptions de la section 9 de la [NBN EN 1090-2], notamment :
Appuis
L'état et la position des appuis doivent être contrôlés à l'aide de moyens visuels et de mesure appropriés avant de commencer le montage.
Si les appuis sont inadaptés pour le montage, ils doivent être corrigés avant de commencer celui-ci.
En cas de non-conformités des appuis, l’entrepreneur avertit l'auteur de projet ou le bureau d’étude le plus rapidement possible.
Toutes les tiges d'ancrage et autres appuis prévus pour recevoir la charpente métallique doivent être convenablement préparés.
Le montage ne doit pas commencer tant que la position et le niveau des appuis, des ancrages ou des appareils d'appui ne sont pas conformes, ou tant qu'une modification appropriée des exigences spécifiées n'a pas été établie.
L'étude de conformité utilisée pour vérifier l'implantation des appuis doit être consignée.
Lorsque des tiges d'ancrage doivent être précontraintes, des dispositions doivent être prises pour que leurs parties supérieures sur 100 mm, au minimum, n'adhèrent pas au béton.
Au cours du montage, les appuis destinés à la charpente doivent être conservés dans un état équivalent à l'état dans lequel ils étaient au début du montage.
Sauf spécification contraire, une compensation du tassement des appuis peut être acceptée. Elle doit être réalisée par scellement ou calage entre la charpente et l'appui.
Calages provisoires
Les fourrures et autres dispositifs d'appui utilisés comme calages provisoires sous les plaques d'appui de la charpente doivent présenter une surface plane côté plaque, et être de dimensions, résistance et rigidité appropriées afin d'éviter l'écrasement local du béton de l’infrastructure ou de la maçonnerie.
Si des calages sont destinés à être scellés ultérieurement, ils doivent être constitués de matériaux possédant la même durabilité que celle de la charpente, et ils doivent être positionnés de telle façon que le produit de scellement les englobe entièrement et les recouvre d'au moins 25 mm, sauf spécification contraire.
Lorsque la mise à niveau est obtenue à l'aide d'écrous de réglage installés sur les tiges d'ancrage sous la plaque d'appui, ces écrous peuvent être laissés en place, sauf spécification contraire. Les écrous doivent être choisis de manière à s'assurer qu'ils sont aptes à maintenir la stabilité de la structure partiellement montée, sans compromettre les performances de la tige d'ancrage en service.
Scellement et remplissage
Si les espaces libres sous les plaques d'appui doivent être scellés, le matériau doit être utilisé conformément au paragraphe 5.9 de la [NBN EN 1090-2].
Immédiatement avant le remplissage, l'espace libre sous les plaques d'appui de la charpente doivent être exempt de liquides, glace, gravats et autres souillures.
Le matériau de remplissage doit être utilisé de la manière suivante :
a) le matériau doit être gâché et utilisé conformément aux recommandations du fabricant du produit, notamment en ce qui concerne sa consistance lors de sa mise en œuvre ; le matériau ne doit pas être gâché ni utilisé à une température inférieure à 5 °C, sauf si les instructions du fabricant l'autorisent ;
b) le matériau doit être injecté sous une pression adéquate pour remplir totalement l'espace libre ;
c) un bourrage et un damage contre des parois prévues à cet effet doivent être effectués suivant les recommandations du fabricant du produit de scellement ;
d) des trous d’évent autant que nécessaire doivent être prévus.
L’entrepreneur veille à ce que la forme extérieure du remplissage permette à l'eau de s'évacuer du voisinage des éléments structuraux.
Ancrage
Les dispositifs d'ancrage dans les parties en béton de la structure ou dans des structures adjacentes doivent être mis en place conformément à leur spécification. Des mesures appropriées doivent être prises pour éviter toute dégradation afin d'obtenir la force d'ancrage nécessaire.
Ajustement et alignement
Une attention particulière est portée au fait qu'aucune partie de la charpente ne soit déformée de façon permanente ou surchargée au cours des opérations de montage.
Chaque partie de la charpente doit être réglée dès que possible après montage, et l'assemblage final réalisé dès que possible.
Aucun assemblage permanent entre éléments ne doit être réalisé avant qu'une partie suffisante de la charpente n’ait été alignée, mise de niveau, mise d'aplomb et assemblée provisoirement pour garantir les éléments contre tout déplacement au cours du montage ou de l'alignement ultérieur du reste de la charpente.
L'alignement de la charpente et les défauts d’accostage au sein des assemblages peuvent être réglés au moyen de cales. Celles-ci doivent être fixées lorsqu'elles risquent de se détacher.
Sauf spécification contraire, les cales doivent présenter une durabilité identique à celle de la charpente.
Les jeux résiduels dans les assemblages avec boulons non précontraints, ou boulons précontraints avant application de la précontrainte, doivent respecter les prescriptions des paragraphes 8.3 et 8.5.1 de la [NBN EN 1090-2].
Lorsqu'un un défaut d’accostage entre éléments montés ne peut être corrigé au moyen de cales, les éléments de la structure doivent être modifiés localement conformément aux méthodes spécifiées dans la [NBN EN 1090-2]. Les modifications ne doivent pas compromettre les performances de la charpente dans l'état provisoire ou permanent. Ces travaux peuvent être réalisés sur chantier. Si les modifications sont trop importantes, l’élément est refusé et retourne à l’atelier ou est remplacé.
Le brochage peut être utilisé pour aligner les assemblages, sauf interdiction explicite par le bureau d’étude.
Les trous destinés aux boulons utilisés pour la transmission des efforts ne doivent pas être ovalisés au-delà des valeurs données au paragraphe 6.9 de la [NBN EN 1090-2].
En cas d'alignement défectueux de trous destinés aux boulons, les corrections sont apportées suivant les prescriptions du paragraphe 12 de la [NBN EN 1090-2].
La correction d'un alignement défectueux par alésage ou fraisage est préférable, mais lorsque l'utilisation d'autres méthodes de coupe est inévitable, la conformité aux prescriptions de la section 6 de la [NBN EN 1090-2] pour la finition interne de tous les trous réalisés par ces autres méthodes doit être spécifiquement vérifiée.
Les trous réalignés doivent être conformes aux exigences concernant les trous oblongs ou surdimensionnés mentionnées au paragraphe 6.6 de la [NBN EN 1090-2], et est admise à condition qu'une vérification de la transmission des efforts ait été réalisée.
Les assemblages terminés réalisés sur chantier doivent être contrôlés conformément au paragraphe 12.5 de la [NBN EN 1090-2].
Pannes
Les pattes qui servent à fixer les pannes et qui sont directement soudées sur les arbalétriers font partie intégrante de cet article. Les pattes qui sont boulonnées par la suite lors de la pose de pannes font partie de l’assemblage des pannes et ne sont pas reprises dans ce poste, sauf contre-indication dans le cahier spécial des charges.
CONTRÔLES
Les faces inférieures des arbalétriers doivent toutes se situer dans un même plan.
Tolérances géométriques
Conformément à l’annexe B de la [NBN EN 1090-2]. La classe 1 est d’application.
Lorsqu’une même tolérance est reprise plusieurs fois dans des tableaux différents, la valeur la plus sévère est à respecter.
Assemblages
Les assemblages réalisés sur chantier doivent être contrôlés conformément au paragraphe 12.5 de la [NBN EN 1090-2].
DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE
- Matériau
[NBN EN 10025 série, Produits laminés à chaud en aciers de construction]
[NBN B 03-003, Déformation des structures - Valeurs limites de déformation - Bâtiments]
[NBN EN 13501-2, Classement au feu des produits et éléments de construction - Partie 2 : Classement à partir des données d’essais de résistance au feu et/ou de contrôle des fumées à l’exclusion des produits utilisés dans les systèmes de ventilation ]
[AM 2013-05-17, Arrêté ministériel relatif à l’utilisation des Eurocodes comme méthodes de calcul pour l’évaluation de la résistance au feu d’éléments de construction]
- Exécution
[NBN EN 1090-2, Exécution des structures en acier et des structures en aluminium - Partie 2: Exigences techniques pour les structures en acier]