FD Cen TRR 15728 de 08-2017 Clas P 19-851 - Annotéphbi [PDF]

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FD P19-851, FD CEN/TR 15728 AOÛT 2017

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FD P19-851, FD CEN/TR 15728:2017-08 +

FA191773

ISSN 0335-3931

FD CEN/TR 15728 23 Août 2017 Indice de classement : P 19-851

ICS : 91.100.30

Conception et utilisation d’inserts pour le levage et la manutention des éléments préfabriqués en béton E : Design and use of inserts for lifting and handling of precast concrete elements D : Bemessung und Anwendung von Transportankern für Betonfertigteile Elemente

Fascicule de documentation publié par AFNOR. Remplace le Fascicule de Documentation FD CEN/TR 15728 d’octobre 2008.

Correspondance

Le présent document reproduit intégralement le rapport technique CEN/TR 15728 : 2016.

Résumé

Le présent Rapport Technique fournit des recommandations pour le choix et l’utilisation d’inserts de levage en acier noyés, ci-après appelés « inserts » pour la manutention d’éléments préfabriqués en béton en situations transitoires (levage et manutention). Il couvre les inserts de levage pour les produits préfabriqués en béton tels que murs, poutres, poteaux et dalles pleines. Il ne couvre pas les murs à coffrage intégré, les prédalles et les poutrelles pour systèmes de planche ainsi que les dalles alvéolées, les pannes de couverture et les produits en béton fibré.

Descripteurs

Thésaurus International Technique : levage, manutention de matériau, ancrage, élément, acier, élément préfabriqué, produit en béton, béton, mur, poutre, poteau, dalle, canalisation, choix, utilisation, dimension, conception, vérification, calcul, limite, charge, coefficient, effort, rupture, adhérence, frottement, charge dynamique, essai, document technique, définition.

Modifications

Par rapport au document remplacé, révision technique du rapport technique. La révision du rapport technique porte sur : — les méthodes de vérification des inserts de levage, — les modalités de prise en compte du Règlement Produits de Construction et de la Directive « Machines » — la révision de l’Article 6 « Conception des inserts et des ancrages dans le béton par calcul », — la reprise dans l’Article 7 de la « Conception des inserts de levage et des ancrages dans le béton par essais »

Corrections Éditée et diffusée par l’Association Française de Normalisation (AFNOR) — 11, rue Francis de Pressensé — 93571 La Plaine Saint-Denis Cedex Tél. : + 33 (0)1 41 62 80 00 — Fax : + 33 (0)1 49 17 90 00 — www.afnor.org

© AFNOR — Tous droits réservés

Version de 2017-08-P

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Le fascicule de documentation

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Le fascicule de documentation, se différencie des normes et normes expérimentales par son caractère essentiellement informatif. Il est élaboré par consensus au sein d’un organisme de normalisation. Le fascicule de documentation fait l’objet d’un examen régulier pour évaluer sa pertinence dans le temps.

Pour comprendre les fascicules de documentation

L’attention du lecteur est attirée sur les points suivants : Du fait de son caractère informatif, le fascicule de documentation ne contient aucune exigence. Les expressions telles que, il convient et il est recommandé sont utilisées pour exprimer une possibilité préférée mais non exigée pour se conformer au présent document. Les formes verbales peut et peuvent sont utilisées pour exprimer une suggestion ou un conseil utile mais non obligatoire, ou une autorisation. En outre, le présent document peut fournir des renseignements supplémentaires destinés à faciliter la compréhension ou l'utilisation de certains éléments ou à en clarifier l'application, sans énoncer d'exigence à respecter. Ces éléments sont présentés sous forme de notes ou d'annexes informatives.

Commission de normalisation

Une commission de normalisation réunit, dans un domaine d’activité donné, les expertises nécessaires à l’élaboration des normes françaises et des positions françaises sur les projets de norme européenne ou internationale. Elle peut également préparer des normes expérimentales et des fascicules de documentation. La composition de la commission de normalisation qui a élaboré le présent document est donnée ci‐après. Lorsqu’un expert représente un organisme différent de son organisme d’appartenance, cette information apparaît sous la forme : organisme d’appartenance (organisme représenté).

Vous avez utilisé ce document, faites part de votre expérience à ceux qui l'ont élaboré. Scannez le QR Code pour accéder au questionnaire de ce document ou retrouvez‐nous sur http://norminfo.afnor.org/norme/109465.

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PRODUITS INDUSTRIELS EN BÉTON (CEN/TC 229-CF)

FD CEN/TR 15728

BNIB PIB

Composition de la commission de normalisation Président : M LEBRUN Secrétariat : M M M M M MME M M M M M M M M M M M MME M M M M M M M M M M M M M M M M M MME MME M M M M MME M MME MME M MME M M M M M M M M M M M MME MME MME M

M WAGNER — BNIB ABDALLAH ALEXANDRE BARTHOU BATAILLE BERNARDEAU BERTEL BESOZZI BISSON BOURDAIS-MASSENET BRY CAILLEAU CHENAF COLLOT COMODI CORTÉ COSTA CRETON CRONOPOL CURTET DAOUDI DE CHEFDEBIEN DECOUSSER DUMONT DUPONT ETIENNE FABRE FILLOUX FRANCISCO GENEREUX GRANIER HENRI HENRIOT HENRY HUITRIC IZORET KAMMACHER KERTESZ LAINE LAMBERT LEBRUN LEGRAS LEMAIRE MAHEUT MORIN MUZET MICONNET PAILLÉ PAYEN LELEU PILLARD PONTHIER POTIER PY ROQUE ROUGEAU SABEL SARI SCALLIET SCHWARTZENTRUBER SENIOR TANCOGNE-DEJEAN VALLADEAU-RONCIN VIAL VOLAND

DGAC — SERVICE TECHNIQUE AVIATION CIVILE BUREAU VERITAS CERIB BATAILLE MATERIAUX CERIB CTMNC — CTRE TECH MATERIAUX NATURELS CONSTRUC UNION SOCIALE POUR L HABITAT CRAMIF (EUROGIP) ACOB BRY MICHEL (IFSTTAR) AFNOR CSTB EDMOND COLLOT FIMUREX PLANCHERS AIPCR ATILH FEDERATION FRANCAISE DE L'ACIER CSTB EUROBETON FRANCE CETEN APAVE INTERNATIONAL LIGERIENNE BETON CERIB GROUPE FABEMI CTMNC — CTRE TECH MATERIAUX NATURELS CONSTRUC SOTUBEMA SEAC GUIRAUD FRERES SERCE — SYND ENTREPRISES DE GENIE ELECTRIQUE CERIB CEREMA DTITM APAVE BONNA SABLA SNC ORANGE BNBA CERIB BNLH STRADAL AFNOR CERTIFICATION FIB — FEDERATION DE L INDUSTRIE DU BETON FIMUREX PLANCHERS CERIB UMGO — UNION MACONNERIE GROS OEUVRE CTICM (BNCM) CAPEB CERIB BNIB SOCOTEC FRANCE DGEC — DIRECTION GENERALE ENERGIE CLIMAT EGF BTP AIMCC SNBPE — SYNDICAT NATIONAL BETON PRET A L'EMPLOI KP1 R&D OTEP CERIB FIMUREX PLANCHERS CTMNC — CTRE TECH MATERIAUX NATURELS CONSTRUC CERIB RECTOR LESAGE AETIC ARCHITECTES (UNSFA) ATILH FIB — FEDERATION DE L INDUSTRIE DU BETON FCBA FFTB (CTMNC — CTRE TECH MATERIAUX NATURELS CONSTRUC)

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Avant-propos national Le présent Rapport Technique fournit des recommandations pour le choix et l’utilisation d’inserts de levage en acier ancrés dans des éléments préfabriqués en béton. Leur utilisation n’est prévue que pour les situations transitoires de levage et de manutention et non pour celles au cours de la durée de vie en service de la structure. Les inserts sont choisis en fonction de leur capacité de levage qui peut être limitée par leur partie ancrée dans le béton ou par la capacité de l’insert proprement dit et de la main de levage correspondante fournie par le fabricant d’insert. Le présent rapport technique fournit des éléments d’information pour la conception d’inserts pour le levage et la manutention de certains éléments préfabriqués en béton tels que : murs, poutres, poteaux et dalles pleines. Ce rapport ne couvre pas les murs à coffrage intégré, les prédalles et les poutrelles pour systèmes de plancher ainsi que les dalles alvéolées et les pannes de couverture. En outre, les produits en béton fibrés ne sont pas traités. Certains types ou dimensions d’inserts ne sont pas couverts par le présent rapport par manque d’éléments d’information pour leur conception, ceci ne présumant pas de leur aptitude ou non à l’emploi. Le fascicule 65 du Cahier des clauses techniques générales « EXÉCUTION DES OUVRAGES DE GÉNIE CIVIL EN BÉTON » précise la nuance d’acier lisse pour les boucles de levage (définie dans la norme NF A 35-015) et la valeur maximale de l'effort statique que l'on peut appliquer à une boucle (épingle) de manutention de diamètre Ø (mm) qui a pour intensité dans les conditions les plus favorables : F (kN) = 0,15 Ø 2. Lorsqu’une vérification des inserts est effectuée conformément à l’article 4.3.1, celle-ci comporte les vérifications décrites à l’article 4.3.2.

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FD P19-851, FD CEN/TR 15728:2017-08 +

CEN/TR 15728

RAPPORT TECHNIQUE TECHNISCHER BERICHT TECHNICAL REPORT

Février 2016

ICS 91.100.30

Remplace CEN/TR 15728:2008

Version Française

Conception et utilisation d'inserts pour le levage et la manutention des éléments préfabriqués en béton Bemessung und Anwendung von Transportankern für Betonfertigteile

Design and use of inserts for lifting and handling of precast concrete elements

Le présent Rapport Technique (TR) a été adopté par le CEN le 27 juillet 2015. Il a été établi par le Comité Technique CEN/TC 229. Les membres du CEN sont les organismes nationaux de normalisation des pays suivants: Allemagne, Ancienne République yougoslave de Macédoine, Autriche, Belgique, Bulgarie, Chypre, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République de Serbie, République Tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse et Turquie.

COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION

CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Bruxelles

© 2016 CEN

Tous droits d'exploitation sous quelque forme et de quelque manière que ce soit réservés dans le monde entier aux membres nationaux du CEN.

Réf. n° CEN/TR 15728:2016 F

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CEN/TR 15728:2016 (F)

Sommaire Page Avant-propos européen .............................................................................................................................................. 3 1 1.1 1.2 1.3

Domaine d'application .................................................................................................................................. 4 Généralités......................................................................................................................................................... 4 Types d'inserts pour le levage et la manutention ............................................................................... 4 Dimensions minimales .................................................................................................................................. 4

2

Références normatives ................................................................................................................................. 5

3 3.1 3.2

Termes, définitions et symboles ................................................................................................................ 5 Définitions ......................................................................................................................................................... 5 Symboles ............................................................................................................................................................ 7

4 4.1 4.2 4.3 4.4

Base de calcul.................................................................................................................................................... 8 Généralités......................................................................................................................................................... 8 Vérifications requises .................................................................................................................................... 9 Principe de calcul ............................................................................................................................................ 9 Vérification ..................................................................................................................................................... 10

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Actions sur les inserts................................................................................................................................. 12 Généralités...................................................................................................................................................... 12 Effet des procédures de levage sur les directions de charge ........................................................ 12 Actions dues à l'adhérence et au frottement du coffrage .............................................................. 14 Actions dynamiques .................................................................................................................................... 15 Actions combinées ....................................................................................................................................... 16

6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

Conception des inserts de levage et des ancrages dans le béton par calcul ........................... 17 Conditions générales .................................................................................................................................. 17 Types d'inserts couverts............................................................................................................................ 18 Conception générale ................................................................................................................................... 19 Inserts de levage ........................................................................................................................................... 27 Levage de parois et d'éléments linéaires ............................................................................................ 32 Levage de dalles et de tuyaux .................................................................................................................. 35

7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6

Conception des inserts de levage et des ancrages dans le béton par essais ........................... 37 Conditions générales .................................................................................................................................. 37 Spécification des échantillons ................................................................................................................. 37 Conditions de charge .................................................................................................................................. 41 Programmes d'essais .................................................................................................................................. 42 Évaluation des résultats d'essai .............................................................................................................. 43 Rapport d'essai ............................................................................................................................................. 43

8

Instructions relatives au levage et à la manutention ...................................................................... 46

Annexe A (informative) Informations devant être données par le fournisseur d’inserts .............. 47 A.1 Informations sur le contenu d'un manuel de l'opérateur ............................................................. 47 Annexe B Utilisation des recommandations du fournisseur ...................................................................... 50 Bibliographie ............................................................................................................................................................... 51

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CEN/TR 15728:2016 (F)

Avant-propos européen Le présent document (CEN/TR 15728:2016) a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 229 « Produits préfabriqués en béton », dont le secrétariat est tenu par AFNOR. Ce document remplace le CEN/TR 15728 :2008. Pour assurer la performance des produits préfabriqués en béton, il convient que la conception du produit tienne compte du levage et de la manutention. Les inserts sont utilisés pour le levage et la manutention des éléments préfabriqués. Il convient qu'ils aient une fiabilité appropriée. Il convient qu'ils supportent toutes les actions et sollicitations susceptibles de se produire au cours de l'exécution et lors de l'utilisation. Le présent Rapport Technique traite des inserts de levage noyés dans des éléments préfabriqués en béton. L’objectif du présent document est de fournir des informations aux concepteurs de produits préfabriqués. La rupture d'inserts servant au levage et à la manutention est susceptible de causer un risque pour la vie humaine et/ou avoir des conséquences économiques considérables. Par conséquent, il convient que les inserts servant au levage et à la manutention soient choisis et installés correctement par un personnel compétent conformément aux instructions de levage et de manutention. Le présent Rapport Technique basé sur des pratiques en vigueur donne des recommandations pour un choix et un calcul corrects des inserts de levage en fonction de la capacité de levage de leur partie ancrée dans le béton. Il est basé sur l'EN 1992-1-1 (Eurocode 2), l'EN 1993-1-1 (Eurocode 3), la CEN/TS 1992-4-1 et sur les données publiées des fournisseurs. Il convient que les niveaux de sécurité soient déterminés à l'échelle nationale. Le Rapport technique fournit, à titre d'information, des valeurs numériques pour les coefficients partiels de sécurité, tels qu'utilisés dans les différents États membres du CEN, et les recommande comme valeurs de base qui assurent un niveau acceptable de fiabilité. Ces valeurs ont été choisies en supposant qu'un niveau approprié d'exécution et de management de la qualité (contrôle de production en usine) s'appliquent. Elles peuvent être appliquées en l'absence de réglementations nationales. L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. Le CEN [et/ou le CENELEC] ne saurait [sauraient] être tenu[s] pour responsable[s] de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété.

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CEN/TR 15728:2016 (F)

1 Domaine d'application 1.1 Généralités Le présent Rapport Technique fournit des recommandations pour le choix et l'utilisation d'inserts de levage en acier noyés, ci-après appelés « inserts » pour la manutention d'éléments préfabriqués en béton. Leur utilisation n'est prévue que pendant des situations transitoires pour le levage et la manutention et non pendant la durée de vie en service de la structure. Les inserts sont choisis en fonction de la capacité de levage de leur partie incorporée dans le béton, ou ce choix peut être limité par la capacité de l'insert proprement dit et de la main de levage correspondante fournie par le fabricant d'insert. Le rapport couvre des applications utilisées couramment (murs/poutres/poteaux et dalles pleines et canalisations). La plage de ces applications est en outre limitée pour empêcher des types de rupture autres que la rupture par arrachement du béton (rupture du cône), la rupture d'adhérence, la rupture de l'armature ou la rupture de l'insert en acier. En raison du manque d'informations, ce rapport ne couvre pas les murs à coffrage intégré, les prédalles et les poutrelles pour systèmes de plancher. Les niveaux de sécurité sont donnés à titre d'information et concernent la manutention de courte durée et les situations transitoires. Le présent Rapport technique s'applique seulement aux éléments préfabriqués en béton façonnés à partir de béton de poids normal et fabriqués dans un environnement d'usine et sous un système de contrôle de production en usine (CPU) (conforme à l'EN 13369:2013, 6.3), couvrant l'enrobage de l'insert. Le présent Rapport Technique ne couvre pas :  la conception des inserts de levage mis sur le marché séparément ;  les inserts de levage prévus pour une utilisation permanente et répétée. Le présent Rapport Technique est préparé en se basant sur le fait que l'ancrage dans le béton de parties de l'ensemble de levage est régi par le Règlement sur les produits de construction. Les accessoires de levage mis sur le marché séparément sont régis par la Directive « Machines ».

1.2 Types d'inserts pour le levage et la manutention Le présent Rapport technique s'applique à la partie ancrée des inserts de levage. Les dispositifs fabriqués par le préfabricant peuvent se composer de barres lisses, de torons de précontrainte, de platines d’ancrage en acier ou de câbles d'acier. Les dispositifs du système peuvent être, par exemple, des douilles filetées, des inserts en acier plat et des ancres à pied. Les boucles de levage de barres nervurées ne sont pas couvertes.

1.3 Dimensions minimales Le présent Rapport technique s'applique en général aux inserts ayant un diamètre nominal minimal de 6 mm ou ayant la section transversale correspondante. En général, il convient que la profondeur minimale d'ancrage soit hef = 40 mm. Les câbles métalliques de diamètre inférieur à 6 mm ne sont pas couverts.

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2 Références normatives Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à l’application du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements). EN 1990 :2002, Eurocodes structuraux — Bases de calcul des structures EN 1992-1-1 :2004, Eurocode 2 : Calcul des structures en béton — Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments EN 1993-1-1 :2005, Eurocode 3 : Calcul des structures en acier — Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments EN 10025-2, Produits laminés à chaud en aciers de construction — Partie 2 : Conditions techniques de livraison pour les aciers de construction non alliés EN 12385-4, Câbles en acier — Sécurité — Partie 4 : Câbles à torons pour applications générales de levage EN 13369 :2013, Règles communes pour les produits préfabriqués en béton EN 13414-1, Élingues de câbles en acier — Sécurité — Partie 1 : Élingues pour applications générales de levage

3 Termes, définitions et symboles Pour les besoins du présent document, les termes, définitions et symboles suivants s'appliquent.

3.1 Définitions 3.1.1 rupture par arrachement du béton cône de béton séparé du matériau de base par le chargement de l'insert 3.1.2 résistance à l’arrachement du béton résistance correspondant à un cône de béton entourant l'insert ou le groupe d'inserts se séparant de l'élément 3.1.3 distance au bord distance entre la rive de la surface en béton et le centre de l'insert le plus proche 3.1.4 longueur d'ancrage pour les ancres à pied et les inserts à semelle intégrés au moulage, la longueur d'ancrage est illustrée à la Figure 1

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CEN/TR 15728:2016 (F)

Figure 1 — Exemples de longueur d'ancrage pour différents types d'inserts 3.1.5 profondeur d'encastrement distance entre la surface du béton et le point d'insert le plus éloigné, mesurée perpendiculairement à la surface du béton 3.1.6 contrôle de production en usine CPU système qualité répondant aux exigences de l'EN 13369 :2013, 6.3 3.1.7 insert à pied insert en acier ayant un pied pour l'ancrage installé avant mise en place du béton 3.1.8 insert élément en acier incorporé dans le béton et utilisé pour le levage d'éléments préfabriqués 3.1.9 chargement d'un insert charges axiale, de cisaillement ou combinées, appliquées à l'insert 3.1.10 résistance d'un insert (valeur caractéristique de la) capacité de charge de la partie de l'insert ancrée dans le béton (différente de la charge maximale de travail de l'insert – voir 3.1.13). La formulation « résistance caractéristique » est parfois utilisée dans le présent rapport 3.1.11 système de levage système constitué de la main de levage et de l'insert approprié 3.1.12 charge maximale de travail charge maximale garantie par le fournisseur avant la rupture de l'acier, réduite par l'application du coefficient de sécurité approprié et marquée sur une main de levage ou un système de levage (conformément à la Directive « Machines » 2006/42/CE) 3.1.13 préfabricant producteur d'éléments préfabriqués en béton de manière industrielle

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3.1.14 rupture par arrachement mode de rupture dans lequel l'insert s'arrache du béton sans rupture de l’acier et sans éclatement du béton 3.1.15 résistance à l'éclatement des faces latérales résistance des inserts ayant un plus profond encastrement mais avec une plus mince couverture latérale correspondant à l'effritement du béton sur la face latérale autour du pied alors qu'il ne se produit pas d’éclatement majeur au niveau de la surface supérieure du béton 3.1.16 rupture de l'acier de l'insert mode de rupture caractérisé par la rupture d'une des parties en acier de l'insert 3.1.17 armature minimale armature requise par l'EN 1992-1-1 ou dans une annexe nationale (Paramètre déterminé au niveau national) 3.1.18 armature d'ancrage armature conçue pour résister à la pleine charge en cas de rupture du béton 3.1.19 fournisseur fabricant d’inserts de levage mis sur le marché ou son distributeur autorisé

3.2 Symboles 3.2.1 Action et résistance Ed

valeur de calcul des actions agissant sur un seul insert ;

NRk

valeur caractéristique de la résistance d'un seul insert ;

NRd

valeur de calcul de la résistance d'un seul insert ;

qadh

adhérence ;

ψdyn

coefficient dynamique ;

charge

coefficient partiel pour les charges ;

l+h

coefficient partiel pour les effets du levage et de la manutention ;

c

coefficient partiel pour le béton ;

s

coefficient partiel pour l'acier.

3.2.2 Béton et acier As

section transversale de l'acier soumise à la contrainte ;

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fck

résistance caractéristique à la compression du béton (classe de résistance) mesurée sur des cylindres de (150 × 300) mm ;

fyk

respectivement limite d'élasticité caractéristique de l'acier ou résistance de l'acier à la charge d'épreuve ;

ftk

résistance caractéristique ultime de l'acier ;

f0,1k

valeur caractéristique de la limite d’élasticité conventionnelle à 0,1 % de l’acier de précontrainte;

Fp0,1

valeur caractéristique spécifiée de la force à la limite conventionnelle d’élasticité à 0,1 % pour un toron de précontrainte, définie par le prEN 10138-3:2000 ;

Fmin 1;

charge de rupture minimale des câbles métalliques, en kilonewton, définie par l'EN 13414-

fyd et fcd

valeurs de calcul de la contrainte ;

Fpd

valeur de calcul de la force dans un toron de précontrainte ;

fpd

valeur de calcul de la contrainte dans un toron de précontrainte ;

Fyd

valeur de calcul de la force dans les câbles métalliques.

3.2.3 Inserts La notation et les symboles fréquemment utilisés dans le présent Rapport technique sont donnés cidessous. D'autres symboles et notation sont donnés dans le texte. a

distance au bord à partir de l'axe d'un insert ;

 diamètre du boulon d'insert ou diamètre de filetage ; h diamètre du pied de l'insert (pour les inserts à pied) ; s diamètre de l’armature béton ; hef longueur d'ancrage (Figure 1).

4 Base de calcul 4.1 Généralités Il convient que les inserts pour le levage et la manutention résistent à toutes les actions et sollicitations susceptibles de se produire au cours de l'exécution et lors de l'utilisation, empêchant ainsi toute défaillance structurelle (état limite ultime). Il convient qu’ils ne se déforment pas au-delà d’un degré acceptable (état limite de service). Il convient que le concepteur tienne compte des effets à long terme, tels que la corrosion de l'insert. Pour le calcul des inserts de levage, il est supposé qu'ils sont fabriqués à l'aide de matériaux ductiles présentant des déformations prononcées avant rupture. Il convient que la déformabilité soit maintenue dans le temps et à basses températures.

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Il convient que la capacité de charge des inserts pour le levage et la manutention soit calculée et/ou soumise à essai en fonction des principes et modèles de calcul donnés dans le présent document. Il convient que les conditions d'encastrement pour le levage et la manutention qui ne sont pas conformes à ces principes ou modèles de calcul soient soumises à essai conformément aux recommandations données dans l'Annexe A et évaluées conformément à l'EN 1990.

4.2 Vérifications requises Les calculs à l'état limite ultime (ELU) et à l'état limite de service (ELS) sont communément utilisés dans le calcul réel des structures. Ce concept de calcul se base sur des coefficients partiels. Pour des situations transitoires de levage et de manutention, le principe de calcul de la charge admissible basé sur des coefficients globaux était reconnu dans le passé et il est encore très souvent utilisé dans la pratique quotidienne de calcul des inserts de levage. Les deux méthodes de vérification des inserts de levage sont décrites ci-après.

4.3 Principe de calcul 4.3.1 Calcul aux états limites Pour les inserts, il convient de vérifier ce qui suit : 4.3.2 État limite ultime 4.3.2.1

Généralités

A l’état limite ultime, des vérifications sont requises pour toutes les directions de charge appropriées. Il convient de démontrer que : (4.1)

Ed  Rd

où Ed = valeur de calcul de l'effet des actions avec Ed = E  charge ; E

= effet des actions sollicitant l'insert ;

charge

= coefficient partiel pour la charge ;

Rd = valeur de calcul de la résistance de l'insert, avec Rd = Rk / M ; Rk = valeur caractéristique de la résistance ;

M = coefficient partiel pour le matériau. 4.3.2.2

État limite de service

A l'état limite de service, il convient que les inserts ne présentent pas de déformation significative et de choisir le matériau de l'insert et la protection contre la corrosion en tenant compte des conditions d’environnement de la structure finale si l'insert reste dans l'élément préfabriqué pendant toute sa durée de vie dans la structure. Il convient de démontrer que :

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Ed  Cd

(4.2)

où Ed = valeur de calcul de la déformation de l'insert ; Cd = valeur nominale, par exemple déformation limite. Il convient d'obtenir les actions à partir de parties appropriées de l'EN 1991-1 le cas échéant. 4.3.3 Calcul basé sur les charges admissibles Le calcul des inserts de levage peut être effectué sur la base des charges admissibles, car les manuels des fournisseurs d'inserts de levage ne fournissent normalement que les charges admissibles pour leurs inserts. Ce concept est basé sur des coefficients globaux de sécurité et exige que l'action E ne dépasse pas la résistance admissible Radm. Il convient de démontrer que : E  Radm

(4.3)

où E

= effet des actions sollicitant l'insert ;

Radm = charge admissible indiquée par le fournisseur. Selon le présent Rapport technique, la résistance admissible des inserts de levage est : Radm = Rk / 

(4.4)

où Rk = valeur caractéristique de la résistance ;

 = facteur de sécurité global, facteur permettant de couvrir les incertitudes de l'action et de la résistance.

4.4 Vérification 4.4.1 Généralités Il convient de vérifier la résistance vis-à-vis de toutes les actions et directions des charges. La méthode utilisée pour la vérification peut être un calcul à l'état limite ultime et à l'état limite de service (coefficients partiels) ou un calcul basé sur les charges admissibles (coefficients globaux de sécurité). 4.4.2 Méthode des coefficients partiels (état limite ultime) 4.4.2.1

Coefficients partiels pour les actions

Les coefficients partiels pour les actions devant être utilisés sont indiqués dans l'EN 1990:2002 , Annexe A.

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En l'absence de dispositions nationales pour le coefficient partiel charge, tenant compte globalement des incertitudes du modèle pour les charges permanentes et les charges variables, c'est-à-dire poids propre, adhérence, frottement du coffrage et actions dynamiques, la valeur suivante est recommandée :

charge = 1,35 4.4.2.2

Coefficients partiels pour la résistance

En l'absence de dispositions nationales, les coefficients partiels indiqués dans le Tableau 1 pour la rupture de l'acier et dans le Tableau 2 pour la rupture du béton et de l'ancrage sont recommandés. Tableau 1 — Coefficients partiels de sécurité s pour la rupture de l'acier s

Matériau de l'insert

l+h

Normes de référence pour la résistance de l'acier a

Rapport de ductilité minimal, k = ftk/fyk

Valeurs de calcul fyd, fpd, Fyd

1,25

1,8

EN 10025-2

1,10

fyd = fyk / (γs×γl+h) = fyk / 2,25

1,15

1,8

Normes nationales ou informations fournies par les producteurs.

1,15

fyd = fyk / (γs×γl+h) = fyk / 2,07

Torons de précontrainte

1,15

1,8

prEN 10138-3:2000, normes nationales ou informations fournies par les producteurs.

1,10

Fpd = F0,1k / (γs×γl+h) = F0,1k / 2,07

Câble métallique

1,15

EN 12385-4 ou EN 13414-1

1,54

Acier de construction plein Acier d'armature (barres lisses)

a

1,8

ou fpd = f0,1k / (γs×γl+h) = f0,1k / 2,07 Fyd = Fmin / (γs×γl+h)= Fmin / 2,07

Voir aussi 6.4.

Le Tableau 2 donne les valeurs recommandées du coefficient partiel pour les défaillances dans le transfert de charge entre l'insert et le béton. Ces valeurs supposent qu'un système de CPU est utilisé pour contrôler que le béton ne présente aucune fissure au voisinage de l'insert. Tableau 2 — Coefficients partiels de sécurité pour la rupture du béton et de l'ancrage Élément préfabriqué

γc, γs

γl+h

Valeurs de calcul

Béton

1,5

1,5

fcd = fc /(γc×γl+h) = fc / 2,25

Ancrage de l'armature

1,15

1,5

fyd = fy /(γs×γl+h) = fy / 1,75

4.4.3 Méthode des coefficients globaux de sécurité Les valeurs du coefficient global de sécurité  de différents pays sont indiquées dans le Tableau 3 pour les différentes vérifications. A des fins de comparaison, les facteurs globaux sont comparés aux facteurs partiels utilisés dans la méthode des coefficients partiels décrite en 4.4.2.2 en utilisant l'approche suivante :

 = charge  (s  l+h) pour la rupture de l'acier

(4.5a)

 = charge  (c  l+h) pour la rupture du béton ou de l'ancrage

(4.5b)

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Inserts

Acier de construction

3,0 b

Acier d'armature (barres lisses)

2,8 b

Torons de précontrainte

2,8 b

Béton

Câbles métalliques

2,8 b 4,3 c e

Rupture du béton

3,0

Armature d'ancrage

2,3 b

3f 2,35 b

3,04 b

2006/42/CE a

Directive « Machines »

PCI

(pour information : USA)

(Norvège)

édition 2013

Conc. Elem. Book, C5

(Allemagne)

VDI/BV-BS 6205 a

(France)

Fascicule 65

Vérification de

4.3.3

Tableau 3 — Facteurs globaux de sécurité  utilisés dans les différentes dispositions nationales et dans la Directive « Machines » 2006/42/CE

4c

2,80 b 2,80 b 4f 2,5 ou 2,1 d

2,80 b 4,30 c e

4c

3,04

4

2,33 b

4c

5c

a

La Directive « Machines » 2006/42/CE inclut un facteur dynamique. La VDI/BV-BS 6205 suppose que ce facteur est égal à 1,3. b

Vérification pour fyk, f0,1k ou f0,2k (limite d'élasticité), Fp0,1 (force à la limite conventionnelle d’élasticité de 0,1 %). c

Vérification par calcul pour ftk (résistance de rupture à la traction), Fmin (effort de rupture à la traction). d

 = 2,1 peut être appliqué si les inserts de levage sont mis en place dans des éléments préfabriqués et font l'objet d'une inspection spécifique et continue en usine. e

2,8 × k = 2,8 × 1,54 = 4,3.

f

Vérification par calcul pour ftk (résistance de rupture à la traction), ou vérification par des essais pour Rk (valeur caractéristique de l'insert).

5 Actions sur les inserts 5.1 Généralités Il convient en général de prendre les actions définies dans l'EN 1991-1. Il convient de calculer les efforts agissant sur un insert pour toutes les situations de charge pertinentes, en tenant compte des propriétés du produit, de la position des inserts, de la condition de coffrage, de l’équipement de levage, du nombre et de la longueur des câbles, des chaînes ou des courroies et du système statique. Dans certains cas, il peut être nécessaire de tenir compte des déformations de l'élément préfabriqué pendant le levage et la manutention.

5.2 Effet des procédures de levage sur les directions de charge Des inserts pour le levage et la manutention peuvent être soumis à des charges agissant dans différentes directions lors de l’opération. À titre d'exemples, des informations relatives aux dalles et aux éléments de paroi sont données.

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Il convient que le matériel de levage permette la répartition des charges déterminée statiquement aux inserts (voir Figure 2 et Figure 4). Pour s'assurer que tous les inserts portent leur partie exigée de la charge, il convient d'utiliser des dispositifs glissants ou roulants entre les câbles ou chaînes de levage lorsqu'il y a plus de deux points de levage. Dans un système statiquement indéterminé, la répartition des charges sur les inserts dépend dans la plupart des cas de la rigidité inconnue des câbles et de la position de l'insert (voir Figure 3). Par conséquent, il convient d'utiliser uniquement la partie statiquement déterminée d'un système pour calculer les actions exercées sur les inserts.

a)

b)

Figure 2 — Exemples de matériel de manutention pour les dalles

Figure 3 — Système statiquement indéterminé, seuls deux inserts chargés

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h1 h  cos  1 b1 / cos b1

tan  

h1  h2 b2

tan  

h1 / tan h1  b1 b1  tan 

F1 

P/4 P  sin 4  sin

tan  

h1  b2 b1  (h1  h2 )

F2 

P/2 P  sin 2  sin

tan  

Figure 4 — Exemple de levage statiquement déterminé d'une dalle et détermination des efforts Selon le matériel utilisé pendant le levage, les inserts peuvent être soumis à un effort tranchant parallèle et transversal combiné (Figure 5a), à des efforts tranchants parallèles et de traction combinés (Figure 5b), à des efforts tranchants transversaux (Figure 5c) ou à des efforts de traction normaux (Figure 5d).

a)

b)

c)

d)

Figure 5 — Exemples d'efforts exercés sur les inserts de levage pour les parois Les efforts tranchants agissant sur les inserts peuvent être supposés agir sans bras de levier, si la conception des inserts et de leurs mains de levage empêche un écrasement considérable du béton en face de l'insert au cours du chargement. Si cette condition n'est pas satisfaite, il convient de prendre le bras de levier comme étant la distance réelle entre l'effort tranchant et la surface du béton plus les ¾ du diamètre nominal de l'insert.

5.3 Actions dues à l'adhérence et au frottement du coffrage L'adhérence et le frottement de coffrage agissent sur l'élément préfabriqué lorsqu'il est retiré du coffrage. Il convient de prendre les valeurs définies dans des dispositions nationales. En l'absence de dispositions nationales, les valeurs pour l'effet combiné de l'adhérence et du frottement de coffrage qadh données dans le Tableau 4 peuvent être prises en considération.

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Pour un certain nombre de types de surfaces de coffrage irrégulières (matrices structurées, dépouilles, bois de construction structuré, etc.), les efforts peuvent être beaucoup plus élevés que ceux donnés dans le tableau et il convient de les examiner séparément. Les efforts peuvent être proches de zéro si le béton n'entre pas du tout au contact du coffrage, par exemple si le béton est coulé sur une couche de briques qui a été posée sur le fond du coffrage. Les grandes surfaces de coffrage verticales ou quasiment verticales peuvent créer d'importantes forces de frottement en raison d'ondulations dans le coffrage. Les constituants précontraints présenteront habituellement une cambrure provoquée par la force de précontrainte, et auront donc un frottement inférieur contre les faces verticales du coffrage. Tableau 4 — Exemples de valeurs pour l'adhérence et le frottement de coffrage, qadh Coffrage et condition Éléments précontraints de façon asymétrique

qadh a 0 à 0,6 kN/m2

Moule en acier huilé, contre-plaqué enduit de plastique huilé

1 kN/m2

Moule en bois verni avec des panneaux rabotés

2 kN/m2

Moule en bois rugueux huilé

3 kN/m2

a

La surface à utiliser dans les calculs est la surface totale de contact entre le béton et le coffrage.

Les valeurs indiquées peuvent être des valeurs minimales. Il convient de les examiner individuellement. Les valeurs du Tableau 4 sont valables uniquement si des mesures adéquates sont prises pour réduire l'adhérence et le frottement de coffrage, par exemple coulée sur des tables inclinables ou vibration du coffrage pendant le processus de démoulage. Il convient que les actions, Ed, pour le démoulage à l'état limite ultime, soient déterminées à partir de : Ed,adh  (G  qadh  Af )   charge

(5.1a)

ou, en cas de calcul des charges admissibles : Eadh  (G  qadh  Af )

(5.1b)

où G

= poids de l'élément préfabriqué en béton ;

Af

= surface de coffrage au contact du béton ;

charge

= coefficient partiel pour les charges (poids propre, adhérence, frottement de coffrage et actions dynamiques).

5.4 Actions dynamiques Pendant le levage et la manutention, les éléments préfabriqués et les dispositifs de levage sont soumis à des actions dynamiques. L'ordre de grandeur des actions dynamiques dépend du type de dispositifs de levage. Il convient de prendre en compte les effets dynamiques au moyen du coefficient dynamique dyn donné dans les réglementations nationales. En l'absence de réglementations nationales, les valeurs du Tableau 5 peuvent être prises en compte. Il convient que les sollicitations dynamiques autres que celles couvertes par le Tableau 5 soient basées sur des dispositions spéciales ou sur un jugement technique.

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Tableau 5 — Influence des actions dynamiques sur le site Sollicitations dynamiques

Coefficient dynamique (dyn)

Grue à tour, pont roulant et grue à portique

1,2 a

Grue mobile

1,4 a

Levage et déplacement sur terrain plat Levage et déplacement sur terrain accidenté

2 à 2,5 3à4

a

Des valeurs inférieures peuvent être appropriées dans les usines de préfabrication et si des dispositions spéciales sont prises au niveau du site de construction.

Il convient que les actions, Ed, pour des situations de levage soient déterminées à partir de la Formule (4.7a) : Ed,dyn   dyn  G   charge

(5.2a)

ou, en cas de calcul des charges admissibles : Edyn   dyn  G

(5.2b)

Il convient que les actions Ed ou E à utiliser lors du calcul de l'insert de levage et de son ancrage soient la plus grande des valeurs Ed,adh et Ed,dyn à l'état limite ultime, et des valeurs Eadh et Edyn lors du calcul des charges admissibles.

5.5 Actions combinées Les actions combinées agissant sur les dispositifs de levage seront, dans la plupart des cas, la traction et le cisaillement. Si le béton est le paramètre déterminant : (NEd / NRd,c)1,5 + (VEd / VRd,c)1,5  1,0. Si l'acier est le paramètre déterminant : (NEd / NRd,s)2 + (VEd / VRd,s)2  1,0 Si le béton est déterminant pour un type de rupture et l'acier pour l'autre : (NEd / NRd)5/3 + (VEd / VRd)5/3  1,0 Dans ce cas, NRd et VRd sont les plus faibles capacités de l'acier, des soudures ou du béton.

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6 Conception des inserts de levage et des ancrages dans le béton par calcul 6.1 Conditions générales Pour les applications les plus courantes, la pratique actuelle et les informations générales disponibles, la capacité de charge des inserts peut être exprimée dans un modèle de calcul. Ce modèle est décrit en 6.3. Le modèle n'est pas universellement applicable. Des limitations sur la plage de validité sont utilisées pour exclure les situations où d'autres types de rupture que la rupture par arrachement du béton, la rupture d'adhérence, la rupture de l'armature d'ancrage ou la rupture de l'acier de l'insert peuvent se produire. Les limitations sur la plage de validité sont les suivantes : 1) Champs d'application Les champs d'application les plus courants sont : a) les murs et autres éléments linéaires (tels que les poutres et les poteaux), où l'insert est en général long en comparaison à la distance au bord (la plus petite distance séparant l'insert et une surface de béton parallèle à l'insert) ; voir 6.4 ; b) les dalles et tuyaux, où la distance au bord est longue alors que la longueur possible de l'insert est limitée par l'épaisseur de l'élément ; voir 6.5. 2) Une armature d'ancrage est fournie autour de l'insert si la capacité du béton n'est pas suffisante. Une armature minimale est généralement fournie conformément à l'EN 1992-1-1. Bien qu'elle soit fournie pour d'autres raisons, l'armature peut servir de protection contre la rupture du béton autour de l'insert. Si l'armature minimale n'est pas fournie, il convient de fournir une armature complémentaire. L'armature d'ancrage est spécifiquement conçue pour transférer la charge totale exercée sur l'insert vers l'élément en béton dans son ensemble. Les modèles suggérés pour le calcul de l'armature sont conformes aux règles données dans l'EN 1992-1-1. 3) Résistance caractéristique minimale du béton. Il est recommandé que la résistance du béton (au moment du levage) ait une valeur d'au moins 15 MPa mesurée sur des cubes de 150 mm de côté (ou de 12 MPa mesurée sur des cylindres). 4) Contrôle de Production en Usine (CPU). Il est supposé que le préfabricant applique un système de Contrôle de Production en Usine conformément aux exigences de l'EN 13369:2013, Article 6. Il est en outre supposé que le plan de contrôle pour l'inspection des produits finis comporte une vérification de l'absence de toute fissuration préjudiciable au voisinage des inserts au moment de la livraison. 5) Procédures de manutention. Il convient que la conception du levage corresponde aux situations réelles de manutention. Il convient que les procédures de manutention décrites dans l'EN 13670:2009, 9.4, incluent les angles de levage admissibles et les situations de manutention. Il convient que le préfabricant fournisse un système d'information pour ces exigences. Voir Article 8.

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6.2 Types d'inserts couverts 6.2.1 Inserts mis sur le marché séparément Tous les inserts présentés aux Figures 6 à 11 sont disponibles dans le commerce. Tous ces systèmes de levage standard se composent d'un insert incorporé dans l'élément en béton et d’un dispositif assorti (main de levage) qui se raccorde à l'insert (Figures 6 à 11). Le crochet de grue ou le crochet d'une élingue de levage s'accroche à la main de levage. Il est interdit de combiner des éléments provenant de systèmes différents. Dans de nombreux cas, les différents types d'inserts incorporés au moulage appartiennent au même système. Cela peut être confirmé en vérifiant le marquage du système de levage. Les ancres à têtes et les ancres à queue d’aronde transfèrent l'effort normal au béton par le biais de l'interverrouillage mécanique au niveau de l'extrémité intégrée alors que l'effort tranchant est transféré plus ou moins directement entre la main de levage à empreinte et le béton au niveau de l'extrémité supérieure.

Figure 6 — Ancres à têtes et ancres à queue d’aronde Ces inserts maintiennent la possibilité du transfert de cisaillement directement à partir de la main de levage vers le béton, alors que l'effort normal est transféré au béton par un rond à béton distinct introduit dans un trou pratiqué dans l'insert.

Figure 7 — Ancres avec rond à béton additionnel Ces inserts peuvent utiliser un anneau de levage fileté plus simple pour transférer la charge vers l'insert. L'effort normal est transféré au béton par adhérence soit sous la forme d'une barre distincte enfilée dans un trou, soit sous la forme d'un rond à béton intégré (par exemple douilles à barre d’ancrage ondulée) inclus dans le système. L’anneau de levage correspondant peut ou non convenir au transfert des efforts tranchants.

Figure 8 — Systèmes d'ancrage avec douilles filetées

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Ces inserts peuvent avoir une surface d'appui étendue au niveau de l'extrémité intégrée de l'insert. Ils sont destinés à être utilisés dans les dalles et tuyaux pour supporter un effort normal et un effort tranchant.

Figure 9 — Versions courtes d’ancres à pied et d’ancres à semelle Les inserts destinés à être utilisés dans les dalles et les tuyaux avec une faible longueur d'encastrement et de grandes surfaces d'appui sont également adaptés à supporter l'armature minimale nécessaire. L'effort normal ainsi que l'effort tranchant peuvent être pris en charge.

Figure 10 — Versions courtes d’ancres à œil à pied et d’ancres à œil à queue d’aronde Une douille filetée montée sur une platine assurant une surface d'appui pour l'effort normal. Les anneaux de levage correspondants ne sont pas habituellement adaptés au transfert du cisaillement, mais il existe des options spéciales.

Figure 11 — Douilles à semelle 6.2.2 Inserts façonnés par le préfabricant En plus des inserts disponibles dans le commerce, les préfabricants peuvent produire leurs propres dispositifs de levage sous forme d'unités soudées, ou fabriqués à partir de barres lisses, de torons de précontrainte ou de câbles en acier. Les informations nécessaires relatives à la manutention de l'élément prises en compte dans le calcul, par exemple les dimensions du crochet de levage, doivent être fournies dans les spécifications de manutention. Il convient de n'utiliser des boucles de levage que si l'angle de levage est approximativement le même dans toutes les situations de levage et de manutention. En outre, il convient de maintenir l'angle de levage dans les limites indiquées en 6.4.2.

6.3 Conception générale 6.3.1 Modes de rupture Il est de pratique courant de classer la rupture en rupture par traction ou rupture par cisaillement (voir Figure 12 et Figure 13). Dans la pratique, toute manutention comprendra au moins une fois une situation de levage en biais et, par conséquent, une combinaison de traction et de cisaillement.

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Les ruptures du béton peuvent être évitées en ajoutant une armature à proximité de l'insert de levage. Pour ce type d'action, l'interaction entre le béton et l'armature est relativement complexe et varie en fonction de la géométrie de l'élément au voisinage de l'insert de levage et du système de levage.

Concernant c) : lorsque les distances au bord sont importantes, il peut ne pas être armé. Lorsque les distances au bord sont faibles, il convient de fournir une armature.

Figure 12 — Modes de rupture pour les inserts de levage soumis à un effort de traction

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Une rupture par effet de levier peut être évitée en augmentant la longueur de l'insert.

Cette rupture du bord est évitée en ajoutant une armature.

Pour des efforts transversaux, il convient que la rupture du bord du béton soit toujours évitée par une armature. Il convient également de tenir compte de la procédure de manutention. Il est préférable d'éviter la rupture du bord du béton en direction du bord libre en modifiant la procédure de manutention, mais une armature peut toujours être ajoutée.

Figure 13 — Modes de rupture pour les inserts de levage soumis à un effort tranchant 6.3.2 Méthodes de calcul Il convient d'utiliser l'une des trois méthodes de calcul suivantes : a) utilisation d'accessoires et d'inserts de levage standard disponibles dans le commerce, avec des tableaux de capacité de charge pour l'insert qui sont basés sur des vérifications généralement acceptées, tenant compte du béton et de l'armature d'ancrage :  aucun calcul supplémentaire n'est requis ;  en variante, l'armature d'ancrage peut être calculée conformément à 6.3.4 ; b) utilisation du système et de l'insert de levage du préfabricant :  tableaux de capacité de l'insert, tenant compte du béton et de l'armature d'ancrage, basés sur des essais conformément à l'Article 7 ;

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c) utilisation du système et de l'insert de levage du préfabricant :  modèles de calcul conformément aux 6.3.2, 6.3.3 et 6.3.4 ;  la rupture du béton est basée sur l'hypothèse conservative qu'il n'y a pas d'interaction entre le béton et l'armature d'ancrage, excepté dans les situations décrites dans l'EN 1992-1-1. Dans tous les autres cas, il convient de calculer l'armature d'ancrage pour la totalité de la charge exercée sur l'insert ;  les capacités de charge en traction et en cisaillement sont généralement déterminées séparément, et la capacité totale est calculée en utilisant une équation d'interaction, telle qu'indiquée en 5.5. 6.3.3 Béton non armé 6.3.3.1

Charge de traction

La rupture du cône est le phénomène déterminant pour les inserts munis d'une platine d'ancrage ou d'un dispositif similaire créant des contraintes de compression dans le béton ; voir Figure 14. Les formules de calcul de capacité sont données dans la CEN/TS 1992-4-2:2009, Article 6. Des inserts à pied sont disponibles dans le commerce (voir 6.3.2 a), mais sont aussi, dans bien des cas, fabriqués par les préfabricants. NRd,c  N 0Rd,c 

Ac,N A0c,N

s,N re,N ec,N

où N 0Rd,c 

kN   c   1h

1,5 N,mm f c,cube  hef

Recommandé kN = 11,9 Figure 14 — Rupture du cône de béton en traction La rupture d’adhérence est le phénomène déterminant pour les inserts sans pied d'ancrage. Les formules de calcul de capacité pour l'ancrage de l'armature en acier (barres nervurées, torons) sont données dans l'EN 1992-1-1. Voir Figure 15.

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NRd,c      lbd  f bd /

 

non armé armé



 1   2

 1   2  3   4

Coefficients du matériau  c   lh et  s   lh

Figure 15 — Rupture d'adhérence en traction

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6.3.3.2

Charge de cisaillement

Rupture du bord du béton La capacité de cisaillement d'un insert à proximité du bord du béton sera déterminée par l’éclatement ou le fendage ; voir Figure 13c. Les formules de capacité sont données dans la CEN/TS 1992-4-2:2009, Article 6 (Voir Figure 16).

Vue en plan

Vue de face VRd,c  V 0Rd,c 

Ac,V A0c,V

Vue de côté

 f,V  s,V  h,V  ec,V  ,N  re,V

où V 0Rd,c 

kV     lf   c   1h

f c,cube  a1,5 a N,mm 1

lf  min  hef ;8    Recommandé kv  2,3

Figure 16 — Rupture du bord du béton soumis au cisaillement Rupture par écrasement local du béton / flexion de l'acier Si la rupture du bord du béton est empêchée par une armature locale et/ou des distances au bord importantes, la capacité peut être déterminée par l'écrasement local du béton combiné à la flexion de l'insert en acier. Les formules de calcul de capacité sont données dans le bulletin 43 de la fib (2008) : « Structural connections for precast concrete buildings », 8.2.

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A condition que e = 0 : VRd,c   2 

f cd  f yd

avec les coefficients de matériaux  c   1h et  s   1h

Figure 17 — Rupture par écrasement local et flexion Inserts disponibles dans le commerce Les inserts décrits dans les Figures 6 à 11 seront normalement levés à l'aide d'une main de levage spécialement conçue pour éviter toute flexion de l'insert et toute détérioration du béton. La charge de cisaillement sera alors transférée directement au béton et/ou se comportera partiellement selon la théorie de cisaillement-frottement. Ces inserts peuvent être calculés conformément à la Figure 17. Toutefois, la conception par essais aboutira généralement à des capacités plus élevées, mais pourra aboutir à des déformations plus importantes. Voir aussi la Figure 21. 6.3.4 Béton armé 6.3.4.1

Charge de traction

Inserts à pied (avec pied d'ancrage) La résistance à la rupture du cône de béton peut être augmentée en ajoutant une platine au pied d'ancrage, comme illustré à la Figure 18. Les formules de calcul de capacité seront identiques à celles données à la Figure 14, mais en remplaçant hef par (hef+u). Une armature transversale supplémentaire au lieu de la plaque ajoutée aura le même effet.

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Figure 18 — Effet d'un pied de grande largeur Si la capacité du béton n'est pas suffisante - voir Figure 12c - il convient de fournir une armature d'ancrage. Il convient que l'armature soit calculée pour la charge totale sur l'insert ; voir Figures 15 et 19.

a)

b)

Figure 19 — Armature d'ancrage Inserts sans pied d'ancrage ni armature d'ancrage La capacité de tels inserts sera déterminée par la rupture d'adhérence. La résistance peut être augmentée par une armature transversale soudée à la barre principale ou aux crochets sur la barre principale. Les formules de calcul de capacité sont données dans l'EN 1992-1-1:2004, Article 8 ; voir Figure 15. 6.3.4.2

Charge de cisaillement

Rupture du bord du béton

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Si la capacité du béton n'est pas suffisante - voir Figure 13c - une armature doit être fournie. Il convient que l'armature soit calculée pour la charge totale sur l'insert - voir Figure 20.

Figure 20 — Armature pour prévenir la rupture du bord du béton Une armature telle qu'illustrée à la Figure 20 n'empêche pas nécessairement un éclatement local, mais l'insert et l'armature agiront ensemble et assureront le niveau de sécurité requis. Certaines mains et inserts de levage du commerce sont spécifiquement conçus à cet effet et empêcheront, dans certaines limites, un éclatement du béton. Il convient que l'ingénieur structures et le préfabricant prêtent attention à l'expérience pratique acquise avec des systèmes de levage existants et se coordonnent pour le choix des inserts aux situations de manutention prévues. Rupture par écrasement local du béton / flexion de l'acier La capacité est identique à celle décrite pour un béton non armé ; voir 6.3.3.2 et Figure 17. Inserts disponibles dans le commerce Les commentaires sont identiques à ceux concernant un béton non armé - voir 6.3.3.2.

6.4 Inserts de levage 6.4.1 Conception générale L'insert de levage sera généralement soumis à diverses combinaisons de traction, cisaillement et flexion ; voir Figure 21. Les systèmes de levage du commerce sont développés de manière à réduire au minimum les efforts tranchants V et les moments de flexion M (e=0). Par conséquent, les inserts de levage seront uniquement soumis à la charge de traction N, et les efforts tranchants seront directement transférés au béton et/ou à l'armature fournie. Il convient que les autres systèmes de levage soient conçus de manière à ce que le moment de flexion M soit approximativement égal à 0.

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a) Général

b) Du commerce

c) Du commerce

Figure 21 — Transmission des efforts aux inserts de levage Il convient que les inserts en acier de construction ou en tiges/barres pleines soient conçus conformément à l'EN 1993-1-1 et à l'EN 1993-1-8, avec des coefficients de matériau s × l+h selon 4.4. Les formules de calcul de base sont : Traction :

NRd,s = fyd × As

Cisaillement :

VRd,s = fyd × As / √3

Flexion :

MRd,s = fyd × Wp.

Wp est égal à b  h2 / 6 pour des inserts de section rectangulaire et à 3 / 6 pour des inserts de section circulaire. Les contraintes maximales dues à N, V et M se produisent souvent à différents emplacements le long de l'insert. Il convient d'en tenir compte lorsque les contraintes sont combinées, même si l'un des effets peut ne pas correspondre à la valeur maximale. Combinaison de N et V – voir 4.3. Combinaisons avec M – voir l'EN 1993-1-1:2005, Article 6. 6.4.2 Boucles de levage à barres lisses Des exemples de géométrie type de boucles de levage à barres lisses sont présentés en Figure 22. Il convient que le matériau soit ductile et que l'allongement à la rupture soit au moins de 15 % lorsqu'il est déterminé par un essai sur des longueurs égales à 10 × . Il convient que le matériau pour les boucles de levage à barres lisses soit au moins équivalent à S235J2+N. Pour des qualités supérieures, il convient de vérifier les propriétés du matériau concernant la fragilité, notamment à basses températures.

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Il convient de réduire la capacité en traction en fonction du diamètre de cintrage de la boucle – voir Tableau 6.

Figure 22 — Géométrie type de boucles de levage à barres lisses Tableau 6 — Coefficient de réduction de la capacité des boucles de levage à barres lisses en fonction de la dimension du crochet de levage Diamètre de cintrage d

Largeur du crochet B

0,65

 2 ×   25 mm  4 ×  (minimum pour les torons)

k1

d/2  B  d

0,80 0,90

6× 

Capacité de l'acier pour des charges de traction : NRd,s = k1 × fyd × 2 × As As est l'aire de la section transversale de la boucle de levage =  × 2/4 ; fyd est conforme à 4.4, avec des coefficients de matériau s × l+h. Il convient que l'angle de chargement,  (angle entre la direction de l'effort et l'axe de l'insert) ne soit pas supérieur à 30° (voir Figure 23). Il convient de tenir compte de l'effet de  sur la répartition des efforts entre les branches de la boucle, et il convient d'inclure les moments de flexion selon 6.4.1.

Figure 23 — Angle de chargement pour les boucles de levage

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L'ancrage des barres lisses peut être calculé conformément à la Figure 15, mais avec une contrainte d'adhérence réduite conformément aux réglementations nationales. Un crochet d'ancrage complet de 180° aux extrémités, conformément à l'EN 1992-1-1:2004, 8.4, est recommandé. L'ingénieur structures doit tenir compte de la forme de l'insert de levage par rapport à l'angle de levage pour déterminer la répartition de la charge entre les branches de l'ancrage. Dans les situations extrêmes, une seule des branches peut être active. 6.4.3 Boucles de levage en torons Il convient que la qualité du matériau soit conforme au prEN 10138-3:2000. Les diamètres recommandés pour les torons à 7 fils vont de 12,5 mm à 15,7 mm. Le coefficient de réduction k1 associé au diamètre de cintrage est le même que dans le Tableau 6, le diamètre de cintrage étant  4 × . La forme des torons peut être adaptée aux divers types d'éléments. Il convient de ne pas utiliser les torons de précontrainte qui ont été déformés avant le façonnage. Il convient d'éviter la flexion des torons pendant le stockage ou le basculement des éléments.

Figure 24 — Géométrie type de boucles de levage à torons La mise en paquet d'un maximum de quatre torons peut être utilisée uniquement si un manchon d'acier est fourni et plié en même temps que les torons, voir Figure 24. Le coefficient de réduction k2 pour les torons mis en paquet est indiqué dans le Tableau 7. Tableau 7 — Coefficient de réduction pour les boucles de levage faites de paquets de torons avec manchons Nombre de torons k2

2

3

4

0,90

0,85

0,75

Capacité de l'acier pour des charges de traction : NRd,s = k1  k2  fyd  2  As As est l'aire de la section transversale des paquets de torons dans le manchon ; fyd est conforme à 4.4, avec des coefficients de matériau s  l+h.

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Lorsqu'un manchon en acier est utilisé pour un toron simple ou une boucle, le facteur k1 peut être augmenté de 25 %, mais il convient que k1 ne soit jamais supérieur à 1,00. Les exigences relatives aux angles de chargement  sont les mêmes que pour les barres lisses - voir Figure 23. L'ancrage des torons peut être calculé conformément à la Figure 15, mais avec des contraintes d'adhérence réduites. Le coefficient de réduction est de 1,2 / 2,25 = 0,533 (EC2, 8.4.2 et 8.10.2.3). Boucles de levage disponibles dans le commerce – voir Annexe B. 6.4.4 Boucles de levage à câbles en acier Des exemples de géométrie type de boucles de levage à cables en acier sont présentés en Figure 25. La forme des câbles en acier peut assez facilement être adaptée à la géométrie de l'élément en béton ainsi qu'à l'emplacement de l'armature. Il convient d'utiliser uniquement des câbles en acier conformes à l'EN 12385-4. Les âmes en acier et en textile sont autorisées. Il convient que la nuance du câble soit de 1 770 N/mm2 ou 1 960 N/mm2. Lors du calcul, il convient de n'utiliser que les caractéristiques pertinentes pour la conception basées sur 1 770 N/mm2 en raison de la fragilité de la nuance de câble 1 960 N/mm2.

Figure 25 — Géométrie type de boucles de levage à câbles en acier Pour assurer une flexibilité suffisante à un câble, il convient que le câble en acier comporte au moins le nombre de fils suivant : d = 6 mm :

42 fils au minimum (fil d'acier 6  7) ;

d  14 mm : 114 fils au minimum (fil d'acier 6  19) ; d > 14 mm : 186 fils au minimum (fil d'acier 6  31). Le câble en acier est beaucoup plus flexible qu'une barre d'acier pleine ; toutefois, les règles de cintrage et le coefficient de réduction de la capacité k1 donnés dans le Tableau 6 sont recommandés, sauf si la capacité est déterminée par des essais. Capacité de l'acier pour des charges de traction : NRd,s = k1  2  Fyd Fyd est l'effort de traction théorique d'une branche, déterminé conformément à 4.2. Les exigences relatives aux angles de chargement de la Figure 23 ne sont pas pertinentes. L'ancrage des câbles en acier à âme en acier peut être calculé conformément à la Figure 15 avec des contraintes

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d'adhérence pour les barres nervurées. Pour les câbles en acier à âme en textile, il convient que la contrainte d'adhérence utilisée dans le calcul soit, en raison de la contraction du câble, réduite d'un facteur de 0,4 à 0,9 en fonction également de la forme de la partie ancrée. Pour assurer une liaison suffisante, les câbles en acier doivent être nettoyés. Il convient que les extrémités de la boucle de levage façonnée à partir d'un câble en acier soient fermement fixées par un embout ou épanouies. Il convient de ne pas prendre en compte dans le calcul les extrémités épanouies, mais une extrémité fermement fixée par un embout assurera un certain ancrage supplémentaire.

6.5 Levage de parois et d'éléments linéaires 6.5.1 Généralités Le choix d'un insert approprié pour une application de paroi implique en principe :  le choix d'un insert, approprié à la direction de la charge et avec une résistance suffisante de l'insert proprement dit ;  la vérification que l'épaisseur de la paroi en béton est suffisante ;  la vérification que les armatures existantes peuvent empêcher la rupture fragile ;  la détermination de la longueur d'ancrage requise pour l'insert ;  la vérification de la nécessité d'une armature d'ancrage autour de l'insert ;  la vérification de la réduction possible de capacité due à la composante d’effort tranchant. 6.5.2 Épaisseur minimale de paroi ou d'élément Il convient que l'épaisseur de paroi soit suffisante pour éviter les modes de rupture qui ne peuvent pas être contrecarrés efficacement par l'armature - voir Figure 12d. L'expérience pratique montre que l'épaisseur de paroi et l'armature d'ancrage requises dans de telles parois pour empêcher les modes de rupture conformément à la Figure 12e, Figure 13c1 et Figure 13c2 sera suffisante pour empêcher une rupture par éclatement des parois. 6.5.3 Armature d'ancrage Il convient que l'armature soit calculée conformément à 6.3.4.1 et 6.3.4.2. Les modèles d'armature type sont présentés aux Figures 26, 27, 28 et 29.

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Figure 26 — Exemples d'armature d'ancrage pour une longueur d'ancrage insuffisante de l'insert

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Légende 1

Treillis soudé Q…

2 3

Armature de bord Longueur des épingles de renforts L1

4 5 6

Épingles de renforts (placées le plus près possible de l'ancre) Armature de traction inclinée aussi près que possible de la réservation Armature supplémentaire pour la traction

Figure 27 — Exemples d'armature pour un effort de traction axiale et un effort tranchant combinés*

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Légende 1 2 3

Armature supplémentaire Armature radiale Traction transversale

Figure 28 — Exemples d'inserts de levage dans une paroi avec une armature supplémentaire de relevage pour le transfert des efforts tranchants transversaux

L'insert de levage peut être de n'importe quel type, disponible dans le commerce ou « fait maison ». Figure 29 — Armature d'ancrage type dans les parois pour le cisaillement et la traction

6.6 Levage de dalles et de tuyaux 6.6.1 Distances minimales aux bords La pleine capacité de charge de l'insert est obtenue seulement si les distances au bord sont assez grandes pour permettre au cône de se développer complètement et indépendamment de la distance au bord. Cela sera vraisemblablement le cas si la distance au bord représente au moins 1,5 fois la longueur de l'insert. Des distances au bord plus courtes réduiront la capacité de charge.

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6.6.2 Armature d'ancrage Si la capacité du béton n'est pas suffisante, il convient d'ajouter une armature calculée conformément à 6.3.4.1 et 6.3.4.2. Une manière simple d'augmenter la capacité du cône de béton consiste à ajouter des platines d'acier plus grandes au pied d'ancrage ou à utiliser une armature supplémentaire (voir Figure 30). Un modèle de calcul possible est donné à la Figure 18.

Figure 30 — Exemples d'augmentation de la capacité du cône de béton

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7 Conception des inserts de levage et des ancrages dans le béton par essais 7.1 Conditions générales Il est nécessaire que le préfabricant réalise des essais dans trois situations qui sont différentes d'un point de vue statistique, car l'étendue de la connaissance antérieure est différente. L'EN 1990 fournit la base lorsque les données statistiques sont obtenues à partir de populations identifiées et suffisamment homogènes et que l'on dispose d'un nombre suffisant d'observations.  Dans le premier cas, le préfabricant veut vérifier qu'une conception basée sur les informations indiquées par le fournisseur ou sur les recommandations données à l'Article 5 est valable pour une application spécifique. La connaissance antérieure peut être supposée solide et cela peut réduire le programme d'essais nécessaire à un nombre de deux essais à cinq essais. L'EN 1990:2002, D.8.4, fournit la base.  Dans le deuxième cas, le préfabricant veut vérifier une conception qui peut s'inscrire hors du domaine d’application pour lequel des informations disponibles sont valides. L'insert à appliquer peut être nouveau ou bien il peut être utilisé hors des limites stipulées. Dans ce cas, le programme d'essais nécessaire est susceptible d'être quelque peu plus étoffé, parce que la solidité de la connaissance antérieure est quelque peu discutable. L'EN 1990:2002, D.8.2, fournit la base.  Dans le troisième cas, le préfabricant veut utiliser un insert pour lequel on ne dispose d'aucune connaissance antérieure. Le programme d'essais nécessaire est susceptible d'être très important. L'EN 1990:2002, D.7.2, fournit la base. Lorsque des inserts sont conçus par des essais, il convient de réaliser et évaluer les essais en fonction des modes de rupture se produisant sous des charges de traction et de cisaillement - voir Figure 12 et Figure 13. L'objectif de ces essais est de fournir des informations fiables sur les propriétés de résistance d'un insert particulier pour un domaine d'application limité. L'insert peut être produit par un préfabricant pour son propre usage ou être un insert faisant partie intégrante d'un système. Le programme d'essais limité à l'application spéciale peut viser à confirmer un modèle de calcul existant, à mettre au point une procédure spéciale de conception ou à déterminer une valeur de résistance pour l'insert. Il convient d'utiliser de la manière la plus approfondie possible les connaissances antérieures, mais l'effet de celles-ci dépend des circonstances. Il convient que les conditions d'essai reflètent les conditions dans la plage d'application prévue et il convient de les consigner dans un document.

7.2 Spécification des échantillons 7.2.1 Domaines d'application Il convient de soumettre à essai un insert de levage en fonction de son champ d'application. Par exemple, il est en général approprié de faire une distinction entre le levage des dalles et des tuyaux, d’une part, et celui de parois et d'éléments de béton linéaires tels que les poutres et les poteaux, d’autre part. Il convient que les conditions d'essai prennent en considération :  la direction du chargement de l'insert (traction, cisaillement ou combinaison) ;

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 les dimensions de l'élément en béton ;  la résistance du béton au moment du levage ;  la configuration de l'insert ou des inserts dans l'élément de béton (distance entre les inserts, distance au bord, etc.) ;  l'armature. 7.2.2 Conception de l'échantillon d'essai Selon le domaine d'application, l'échantillon d'essai type peut être configuré comme indiqué au Tableau 8 et dans les Figures 31 à 33. En outre, il convient de soumettre à essai la résistance de l'acier (si elle est incluse dans le modèle de calcul). Tableau 8 — Échantillon d'essai type simulant différents domaines d'application Application des inserts dans les

Parois et éléments linéaires Dalles et tuyaux

38

Type de chargement Traction

Traction et cisaillement combinés

Cisaillement

Figure 33

Figure 33

Figures 33 ou 34

Figures 31 ou 32

Figure 31

Figure 34

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Figure 31 — Exemple d'un montage d'essai pour les inserts soumis à un effort de traction et à un effort combiné de traction et de cisaillement

Légende 1 2 3

Vérin Tuyau Insert

Figure 32 — Exemple d'un montage d'essai pour les inserts soumis à un effort de traction dans un tuyau

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a)

b)

Légende 1 2

Polystyrène Distance au bord

Figure 33 — Exemples de montages d'essai pour les inserts soumis à un effort de traction et à un effort de cisaillement dans une paroi

a)

b)

Figure 34 — Exemples de montage d'essai de cisaillement transversal 7.2.3 Âge de l'échantillon de béton au moment des essais Il convient que l'échantillon soit représentatif du produit en béton, c'est-à-dire traité et conservé comme le produit et soumis à essai de telle manière que les propriétés puissent être établies pour les situations de levage concernées. Il convient de connaître l'histoire précise de l'échantillon, c'est-à-dire son âge, sa production, son procédé de cure, son stockage, etc. Habituellement, les essais sont réalisés à un âge jeune du béton. Il convient de noter que la résistance à la traction du béton se développe plus lentement que la résistance à la compression pendant les premiers jours du durcissement. En outre, il convient de prendre en considération le fait que les températures dues à la chaleur d'hydratation peuvent entraîner un développement de la résistance de l'échantillon d'essai différent de celui des cubes ou des cylindres correspondants stockés avec l'échantillon.

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7.2.4 Spécifications des inserts Il convient que les échantillons d’essai soient représentatifs de la production du fabricant appliquée à l'élément préfabriqué en béton. Il convient que les inserts de levage soient installés en conformité avec l'utilisation prévue. Ils convient que les inserts de levage à soumettre aux essais soient identifiés sans équivoque par comparaison avec les spécifications et dessins appropriés.

7.3 Conditions de charge 7.3.1 Conditions de charge et d’appui Après l'installation de l'échantillon de béton, il convient de relier l'insert de levage au banc d'essai au moyen de la main de levage destinée à être utilisée dans la pratique. Si l'insert de levage fait partie intégrante d'un système de levage, il convient de soumettre à essai l'insert de levage avec la main de levage appropriée. Dans les autres cas, il convient d'utiliser dans les essais le plus petit crochet de haute résistance qu'il est prévu d'utiliser. Il convient de placer le banc d'essai de manière à ne pas restreindre la possibilité de rupture du béton. Il convient que la distance ls entre l'insert et l’appui de l'installation d'essai sur l'échantillon pour éviter une influence sur la résistance à l’arrachement du béton soit au moins :  dans le cas des inserts soumis à un chargement de traction, en général la distance entre le périmètre extérieur de l'insert et l’appui de l'installation d'essai ls  1,5  hef ;  dans le cas des inserts soumis à un chargement de traction dans lequel d'autres ruptures que la rupture par arrachement du béton sont à étudier, la distance entre l’appui et l'insert peut être réduite à une valeur égale à la moitié de la longueur de l'insert et des armatures de liaisons directement connectées ;  dans le cas d'un chargement de cisaillement transversal ls  1,5  h , Figure 34b. Dans un essai combiné de traction et de cisaillement, la charge peut être appliquée soit par un vérin agissant suivant l'angle spécifié par rapport à l'axe de l'insert de levage, soit par deux vérins servocommandés appliquant simultanément respectivement un effort de traction axiale et un effort tranchant. Au cours de l'essai, il convient de maintenir l'angle prévu d'application de la charge à  2° près. 7.3.2 Historique de chargement Il convient de charger l'insert jusqu'à la rupture à moins que la résistance de l'insert ne soit déterminée par des attributs. Il convient d'appliquer la charge à l'échantillon selon le mode opératoire suivant :  il convient que la vitesse du chargement ne soit pas supérieure à 10 % de la charge ultime prévue par minute. En cas d'enregistrement manuel des données d'essai, le temps inclut le temps effectif mis pour augmenter la charge d'un niveau donné au suivant et le temps passé à chaque niveau de charge à enregistrer les déplacements et à faire d'autres observations ;  il convient de commencer l'historique de chargement par une étape de chargement-déchargement à une faible valeur de charge (5 % de la charge ultime prévue pour établir le montage) ;

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 il convient que l'historique de chargement contienne cinq séquences de chargement-déchargement jusqu'au niveau de charge de service, chaque séquence comportant cinq pas de charge (si la rigidité ou les déformations permanentes font partie des objectifs). 7.3.3 Mesurages Il convient de réaliser les essais en utilisant un équipement de mesure pour la charge et le déplacement ayant un étalonnage traçable. Il convient que l'équipement d'application de la charge soit conçu pour éviter l'augmentation soudaine de la charge, notamment au début de l'essai. Il convient que l'erreur de mesure de la charge et du déplacement ne soit pas supérieure à 3 % des valeurs mesurées à la charge ultime dans chaque essai. Il convient d'enregistrer les déplacements en continu (par exemple à l'aide de transducteurs électriques de déplacement) avec une erreur de mesure inférieure ou égale à 0,1 mm. Il convient que les déplacements de l'insert par rapport à la surface du béton à une distance de l'insert > 1,5 fois la profondeur d’encastrement en cas de chargement en traction et > 1,5 fois la distance au bord en cas de chargement de cisaillement soient mesurés dans la direction de l'application de charge.

7.4 Programmes d'essais 7.4.1 Généralités Le besoin de procéder à des essais survient lorsque la connaissance antérieure est insuffisante. Cela signifie que le besoin peut varier entre presque rien et l'infini en fonction de la situation. Cela signifie aussi qu'un problème donné peut avoir plus qu’une bonne solution. La connaissance antérieure peut être une preuve indéniable, comme les résultats orignaux d'essais antérieurs traçables. Il peut s'agir d'évaluations avancées des résultats d'essai provenant d'autres sources (comme le présent rapport ou des recommandations relatives à la conception données par les fournisseurs d'inserts). Il peut même s'agir de l'expérience tirée d'une utilisation précédente réussie d'un insert. D'un point de vue statistique, l'utilisation de ces divers types de connaissance antérieure n'est pas nécessairement sans équivoque et donc le besoin de réaliser des essais fait toujours débat. En outre, il peut bien être plus économique de compenser des règles de conception incertaines en surdimensionnant les inserts que de réaliser plus d'essais. Il convient donc de considérer les recommandations suivantes comme des lignes directrices de bonnes pratiques plutôt que comme des exigences réglementaires minimales. 7.4.2 Essais pour vérifier la connaissance antérieure Le préfabricant aura souvent une certaine connaissance antérieure relative aux propriétés de résistance d'un insert devant être utilisé dans une certaine application. Le but des essais est de combler les lacunes restantes. Les situations habituelles seraient inscrites dans la plage comprise entre les deux exemples suivants :  la validité d'essais de type initiaux (ITT) antérieurs doit être vérifiée. Une solide connaissance antérieure peut être revendiquée et les règles données dans l'EN 1990:2002, D.8.4, peuvent être utilisées en ne nécessitant qu'un petit nombre d'essais ;  le préfabricant prévoit d'utiliser un insert « fait maison » pour une gamme limitée d'applications. L'insert peut être couvert ou non par les descriptions de type de l'Article 6. Pour les essais de type initiaux (ITT), le préfabricant suppose que la capacité de charge de l'insert dans la plage d'application peut être calculée conformément à un certain modèle de calcul. Des essais sont alors

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réalisés pour vérifier que le modèle de calcul supposé peut être utilisé ou comment le modèle peut être amélioré. L'EN 1990:2002, D.8.2, décrit la procédure et un exemple d'utilisation de la procédure est donné dans le CEN/TR 14862:2004. Le terme « connaissance antérieure » est par nature un concept souple. En outre, certaines des descriptions indiquées dans l'EN 1990 peuvent être interprétables et donc des concepteurs différents peuvent obtenir des résultats différents avec ces procédures. Il est donc important de fixer une limitation claire et juste sur la plage d'applicabilité du modèle de calcul résultant. 7.4.3 Essais n'utilisant pas de connaissance antérieure - Détermination des propriétés d'un insert utilisé pour des applications spécifiques Cette possibilité peut être utilisée avec succès pour les essais de type initiaux (ITT) lorsqu'un insert doit être employé dans une plage très étroite d'applications. Un certain nombre d'essais peut être utilisé pour déterminer la valeur moyenne et l'écart de la résistance. La résistance caractéristique peut alors être obtenue au moyen de méthodes statistiques ordinaires comme décrit dans l'EN 1990:2002, D.7.2. Une connaissance antérieure n'est pas nécessaire dans ce cas :  les essais peuvent être réalisés seulement pour la situation la plus défavorable dans la plage d'applications afin d'obtenir une résistance caractéristique qui puisse ensuite être utilisée pour la plage entière ;  des essais peuvent également être réalisés pour plusieurs situations qui représentent chacune le cas le plus défavorable d'un groupe de situations dans la plage d'applications ;  de toute façon, il convient que les essais couvrent au moins la combinaison la plus défavorable des conditions de levage et de manutention prévues, par exemple la résistance du béton la plus faible ou la direction de chargement ayant la plus faible résistance ultime prévue. La méthode peut utiliser la connaissance antérieure relative au coefficient de variation, mais s'il faut couvrir une plage d'applications plus étendue, il serait souvent plus économique de mettre au point un modèle de calcul conformément à l’Annexe A.

7.5 Évaluation des résultats d'essai Il convient que l'évaluation des résultats d'essai et la vérification du modèle de calcul soient conformes à l'EN 1990-1 :2002, Annexe D.

7.6 Rapport d'essai Il convient que le rapport contienne suffisamment d'informations pour permettre de répéter les essais. Il convient que les informations suivantes au moins soient disponibles : 7.6.1 Informations générales  Description et type de l'insert.  Identification de l'insert (dimensions, matériaux, revêtement, procédé de production).  Nom et adresse du fabricant.  Nom et adresse du laboratoire d'essai.  Date des essais.

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 Nom de la personne physique ou morale responsable des essais.  Type d'essai (par exemple essai de traction, de cisaillement, de traction oblique, de charge à court terme ou répété).  Il convient que les essais soient supervisés et contrôlés par un personnel ayant des compétences documentées.  Nombre d'essais.  Bancs d'essai, illustrés par des croquis ou des photographies.  Détails relatifs au support du banc d'essai sur le corps d’épreuve. 7.6.2 Corps d’épreuve  Composition du béton. Propriétés de béton frais (consistance, densité).  Date de fabrication.  Dimensions des éprouvettes témoins, et/ou pour les âmes (le cas échéant), la valeur mesurée de la résistance à la compression au moment des essais (résultats individuels et valeur moyenne).  Dimensions du corps d’épreuve.  Nature et positionnement des éventuelles armatures.  Direction de coulée, si horizontalement ou verticalement. 7.6.3 Installation de l'insert  Informations sur le positionnement de l'insert (par exemple placé sur la face (« uncast ») ou la face coffrée (« cast ») du corps d’épreuve).

non coffrée

 Distances des inserts par rapport aux bords du corps d’épreuve et entre des inserts adjacents.  Outils utilisés pour l'installation de l’insert.  Profondeur d'ancrage.  Qualité et type des vis et des écrous utilisés.  Longueur des zones filetées (le cas échéant). 7.6.4 Valeurs mesurées  Paramètres d’application de la charge (par exemple, vitesse d'augmentation de la charge, valeurs des pas d'augmentation de la charge, etc.).  Déplacements mesurés en fonction de la charge appliquée.  Toutes observations spéciales relatives à l'application de la charge.  Charge ultime.

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 Cause(s) de la rupture ou de la ruine.  Rayon (rayon maximal, rayon minimal) et hauteur du cône de béton obtenu au cours de l'essai (le cas échéant).

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7.6.5 Rapport d'évaluation Il convient de consigner les données évaluées dans un rapport et il convient que ce rapport contienne au moins les informations suivantes :  identification complète du produit, instructions d'installation explicites, et données de calcul ;  description des types des attaches des inserts de levage ;  matériaux constitutifs des inserts de levage ;  résultats des performances des inserts.

8 Instructions relatives au levage et à la manutention Il convient que les informations suivantes soient disponibles à l'usine de préfabrication et sur le chantier pour chaque type d'élément préfabriqué :  les mains de levage devant être utilisées ;  le poids de l'élément préfabriqué ;  les points de suspension autorisés ; le cas échéant, palonnier équilibré ;  le nombre requis de points de suspension ;  les points de stockage autorisés ;  l'inclinaison admissible des élingues de levage ;  l’emplacement et l’appui des empilements ;  la hauteur maximale d'empilement ;  les supports provisoires ou les mesures de stabilisation, s'il y a lieu ;  toutes mesures pour la protection, le cas échéant (cela n'a rien à voir avec le levage et la manutention, excepté pour prévenir la formation de glace dans les réservations pour le levage) ;  l'orientation permise de l'élément pendant la manutention. Dans certains cas, il peut être en plus nécessaire d'inclure une description des dispositifs de compensation requis, les procédures de transport et de montage et d'indiquer le centre de gravité.

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Annexe A (informative) Informations devant être données par le fournisseur d’inserts

A.1 Informations sur le contenu d'un manuel de l'opérateur A.1.1 Introduction technique générale Il convient que l'introduction contienne les informations suivantes : a) brève description du système d'ancre de levage et de ses composants, y compris le raccordement entre la main et les inserts de levage ; b) description de l'utilisation du système de levage en ce qui concerne :  le stockage ;  l'assemblage dans le coffrage ;  le levage et la manutention des unités préfabriquées ; c) spécifications générales :  comportement vis-à-vis de la corrosion ;  type de marquage et de signalisation du système ; d) champ d'application général :  gamme des classes de béton ;  directions du chargement ; e) restrictions ; f)

conformité à la Directive 98/37/CE (Directive « Machines ») ;

g) bref résumé de la méthode de dimensionnement et des hypothèses utilisées dans les calculs.

A.1.2 Documentation de l'ancre de levage a) Types, dimensions et tailles disponibles ainsi que leurs marquages dans des figures et tableaux ; b) matériaux ; c) informations précisant quelles mains de levage peuvent être utilisées, par exemple code de couleur pour les systèmes filetés ; d) la résistance caractéristique de l'ancre de levage proprement dit ;

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e) application courante pour différents types d'éléments en béton ; f)

tableau des charges, en fonction du type de main de levage utilisée, montrant au moins la capacité de charge de l'insert pour la résistance minimale du béton dans différentes directions ;

g) armature supplémentaire requise, forme, quantité, diamètre, longueur, en fonction des conditions de levage ; h) dimensions minimales des éléments en béton, espacement entre les ancres, distance au bord, épaisseur des panneaux, épaisseur d'enrobage ; i)

analyse et conseils relatifs au risque et aux dangers ;

j)

restrictions ;

k) déclaration de conformité pour le marquage CE.

A.1.3 Documentation de la main de levage Les instructions de fonctionnement doivent satisfaire à la Directive européenne 98/37/CE « Machines ». Il convient de fournir les informations suivantes : a) types disponibles et leur marquage ; b) marquage avec identification :  du producteur ;  du type et/ou de la taille ;  de la charge de travail maximale, par exemple code de couleur pour les systèmes filetés ;  du numéro de fabrication ;  de l'année de production ; c) dimensions et tailles dans des figures et tableaux ; d) matériaux ; e) champs d'application admissibles ; f)

informations précisant quels inserts peuvent être assemblés ;

g) restrictions relatives à l'utilisation et au stockage ; h) analyse et conseils relatifs au risque et aux dangers ; i)

conséquences possibles d'un mauvais comportement ;

j)

charge de travail maximale dans les directions permises ;

k) description de l’inspection de première utilisation ;

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l)

retrait du dispositif de levage :  définition de la durée de vie ;  spécification des ruines possibles ;  description du contrôle ;  critères pour mettre la main de levage hors service ;  tableaux de mesure nécessaires ;  travaux de réparation ou d'entretien autorisés et interdits ;

m) déclaration de conformité pour le marquage CE.

A.1.4 Documentation des accessoires a) Types disponibles et leur marquage ; b) dimensions et tailles dans des figures et tableaux ; c) matériaux ; d) description de l'application type de tous les composants accessoires :  pour assemblage/fixation des ancres au coffrage ;  pour marquage et signalisation du système ;  fermeture des ouvertures ;  nettoyage des filetages ; e) analyse et conseils relatifs au risque et aux dangers ; f)

restrictions.

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Annexe B Utilisation des recommandations du fournisseur

Les systèmes de levage disponibles dans le commerce sont habituellement conçus et optimisés pour des champs de l'application définis, dans certains cas basés sur les résultats de programmes d'essais internes. Le support catalogue du fournisseur décrit souvent les méthodes de calcul correspondantes. Ces méthodes peuvent être utilisées dans la mesure où l'une des conditions suivantes est satisfaite : 1) la méthode est certifiée par un tiers accrédité conformément au guide ATE applicable ; 2) la méthode est certifiée par un tiers accrédité conformément à une norme de produit du CEN ; 3) la méthode est certifiée par un tiers accrédité sur la base d'essais conformes à l'Article 6 ; 4) la méthode est donnée par des dispositions nationales. Il convient que la déclaration du fournisseur du produit précise la méthode choisie. Si le fournisseur ne peut satisfaire à aucune de ces conditions, ou si l'application prévue ne s'inscrit pas dans la plage de validité pour les méthodes de calcul recommandées par le fournisseur, il convient que le concepteur choisisse l'une des options données dans l'Article 5 ou 6. Il convient que les informations données par le fournisseur soient conformes à l'Annexe B. Les catalogues des fournisseurs peuvent décliner toute responsabilité relative à l'utilisation des données. En conséquence, il convient de ne pas utiliser ces catalogues comme recommandation.

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Bibliographie

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