Pendant longtemps le dimensionnement des chevilles n’était pas couvert par l’Eurocode. En mars 2019, le Comité européen de normalisation (CEN) a officiellement publié une nouvelle partie de l’Eurocode 2, qui réglemente les liaisons acier-béton pertinentes pour la sécurité (Eurocode 2 partie 4 : conception et calcul des éléments de fixation pour béton). Avant cela l’Annexe C de l’ETAG 001 était le seul document donnant des directives pour le dimensionnement des chevilles. Même si la conception générale demeure inchangée, la norme EN 1992-4 introduit plusieurs modifications techniques importantes en ce qui concerne le calcul de la résistance des éléments de fixation par rapport à l’Annex C de l’ETAG 001. Parcourons ces modifications :

Conditions de dimensionnement

La norme EN 1992-4 établit de manière explicite que le code couvre les applications structurelles et non structurelles dès lors que la sécurité est en jeu.
Par rapport à la directive ETAG 001, elle couvre également toute la plage de conception des chevilles en termes de classes de résistance du béton (de C12/15 à C90/105) et propose davantage d’options de configuration pour la disposition des chevilles.
 

Résistance béton en compression sur échantillon cylindrique fck,cylindre

Les équations initialement utilisées pour déterminer les charges de rupture du béton, telles que la rupture par cône de béton et la rupture bord béton, étaient déterminées en prenant en considération la résistance à la compression béton sur échantillon cubique.
Dans le cadre des révisions apportées à la norme européenne, les équations en question ont été ajustées pour refléter la résistance à la compression sur échantillon cylindrique. Du fait de cet ajustement, des valeurs de résistance jusqu’à 4-5 % inférieures sont calculées dans le cadre de la norme EN 1992-4.
 

Prise en compte des effets favorables des efforts de compressions ramenés par la platine sur le support béton

Lorsque que la platine est soumise à un moment de flexion, un côté de celle-ci devrait se retrouver sous tension tandis que l’autre devrait être sous compression. La norme EN 1992-4 tient compte de l’effet positif de la force de compression agissant sur la surface du béton, ce qui peut accroître la résistance du cône de béton dans des conditions spécifiques. L’ETAG 001 ne prend pas cet effet en considération.
 

La norme EN 1992-4 tient compte de l’effet positif de

la force de compression agissant sur le béton.

 
Comportement au fluage des chevilles chimiques sous charges permanentes soutenues

La norme EN 1992-4 introduit un nouveau facteur de charge soutenue pour les résines chimiques ψsus afin de tenir compte de leur comportement potentiel au fluage.

Ce facteur dépend principalement du rapport entre les charges soutenues et la somme de l’ensemble des charges à l’ELU : d’un point de vue conceptuel, au-delà d’un certain rapport, plus le pourcentage de la charge soutenue par rapport à la charge totale est important, plus la diminution de la résistance est importante.
Deuxièmement, les performances du produit ψ0sus indiquées dans le document ETE sont prises en considération. Si aucune information complémentaire n’est fournie dans l’ETE concernant ce facteur, il est considéré comme étant de 0,6.
Prenons l’exemple d’un produit dont la valeur ψ0sus est de 0,8 d’après son ETE. Cela signifie que si le rapport de charge soutenue est inférieur à 80 %, la résistance ne diminuera pas en raison du fluage. En revanche, si la part de la charge soutenue est de 90 %, la résistance de ce mode de rupture sera réduite de 10 % (ψsus = 0,9). Le graphique ci-dessous illustre les différents scénarios possibles.

Le facteur de charge soutenu peut être pris en considération

dans le cadre de la conception de solutions d’ancrages chimiques dans le cas de la norme EN 1992-4.

 
Rupture par fendage

Bien que la méthode de calcul demeure inchangée, les cas dans lesquels ce mode de rupture peut être omis du calcul sont plus nombreux. L’épaisseur requise de l’élément pour pouvoir négliger la vérification de ce mode de rupture est passée de 2 hef (d’après l’ETAG 001) à hmin (selon la norme EN 1992-4).
 

 Rupture du bord du béton

Plusieurs modifications détaillées de l’équation ont été apportées dans la norme EN 1992-4 par rapport à l’ETAG concernant le calcul de la résistance du mode de rupture, telles que la longueur effective pour la rupture au bord, le facteur influençant la barre d’armature existante et le facteur influençant le sens de l’action. Toutes ces modifications peuvent conduire à une diminution de la résistance, mais les circonstances dans lesquelles ces modifications peuvent survenir sont rares.
Les concepteurs doivent également tenir compte du fait que la méthode de calcul ne couvre pas l’effet de bras de levier sur le bord du béton. Cela signifie qu’ils doivent prendre en considération d’autres facteurs de sécurité lors du calcul de la rupture au bord dans ces conditions.

L’effet de bras de levier sur le bord du béton n’est pas couvert par la norme EN 1992-4.

Rupture de l’acier en cisaillement avec bras de levier en cas de présence de couche intermédiaire entre la platine et le béton

La résistance de l’acier est considérablement réduite en cas d’action de cisaillement avec bras de levier, conformément à la précédente ETAG. Cependant, cette considération de l’ETAG était extrêmement conservatrice, même en cas de conception avec du béton non fissuré. La norme EN 1992-4 propose une solution alternative, qui prend en considération l’effet positif de la présence de la couche intermédiaire sous la platine avec écartement.
Cependant, cette méthode alternative s’applique uniquement dans les cas suivants :
1)   Chaque groupe comporte au moins deux chevilles.
2)   Aucune tension n’est exercée sur la platine.
3)   Le béton est considéré comme non fissuré.
4)   L’épaisseur de la couche intermédiaire ne dépasse pas 40 mm ou plus de cinq fois le diamètre de la cheville.
5)   La résistance à la compression de la couche intermédiaire est supérieure à 30 MPa.
6)   Une surface en béton rugueuse est présente sous la platine avec écartement.
 

La norme EN 1992-4 tient compte de l’effet de la présence d’une couche intermédiaire

sur le transfert de la charge de cisaillement avec bras de levier sous certaines conditions.

Acier et béton pris en considération séparément pour la rupture combinée en traction et cisaillement

Lorsque la résistance de la rupture combinée par traction et cisaillement est calculée conformément à l’ETAG 001, seule la pire utilisation sous des charges de traction et de cisaillement est prise en considération, sans tenir compte du fait qu’il peut s’agir, dans un cas, d’une rupture de l’acier et, dans l’autre, du béton. Cette approche est très conservatrice puisque l’ETAG combine deux types de rupture différents.
La norme EN 1992-4 précise que la rupture de l’acier et les modes de rupture liés au béton devraient être pris en considération séparément, ce qui pourrait conduire à des valeurs d’utilisation supérieures à l’ETAG, en particulier dans des conditions sismiques.

Contrairement à l’ETAG 001, la norme EN 1992-4 traite la rupture de l’acier et les modes de rupture liés au béton séparément.

 
Ces modifications peuvent paraître compliquées au départ. N’hésitez pas à nous contacter pour plus de détails. Nos homologations ont été mises à jour en fonction des nouveaux Documents d’évaluation européenne (DEE), et notre logiciel PROFIS Engineering est totalement compatible avec la nouvelle norme de dimensionnement.

La méthode de calcul des chevilles basées sur la norme EN 1992-4 est intégrée au logiciel PROFIS Engineering.