Tous les modèles d’attaches ne se ressemblent-ils pas ?
Les attaches pour la maçonnerie sont une partie importante d’un système de mur creux, leur fonction principale étant de transférer toutes les charges latérales appliquées sur le parement vers la structure du bâtiment tout en fournissant un support latéral essentiel. De nombreuses considérations importantes doivent être prises en compte lors de la conception et du calcul des attaches pour un parement de maçonnerie. La formulation des articles de devis est importante pour s’assurer que les attaches seront installées de la même manière qu’elles ont été conçues (et oui, elles doivent être conçues !). Les vents et les risques sismiques ne sont pas exactement les mêmes d’un bout à l’autre du Canada, de même en est pour les conditions environnementales et d’autres facteurs spécifiques des projets. L’objectif de cette page est de mettre en évidence certains aspects à prendre en considération lors de la rédaction des articles de devis visant les attaches afin d’adapter les travaux ou le projet au calcul détaillé des attaches.
Une partie intégrante de notre série sur les devis descriptifs pour la maçonnerie
Des recommandations accompagnées d'explicatifs sur la manière dont elles ont été formulées. Nous tenons à remercier le comité technique de l’AEMQ pour son soutien pour la traduction de ce document. Cliquez ici pour voir la série complète.
Avis de non-responsabilité
Les informations présentées sont destinées à des fins éducatives pour les concepteurs, les prescripteurs ou les entrepreneurs. Il ne s'agit pas d'un avis technique formel, car les projets de maçonnerie peuvent comporter des détails et des considérations qui sont propres à un projet particulier et qui peuvent dépasser le cadre du contenu de cette page.
Recommandations
Dans certains cas, les attaches peuvent être conçues en suivant les exigences normatives (c.-à-d. pour les attaches empiriques conformes à l’annexe F de la norme CSA S304-14 et les attaches normatives conformes à la norme CSA A370-14) ; cependant, dans de nombreux cas, l’attachement d’un placage de maçonnerie à un support structurel nécessite une analyse technique et une sélection minutieuse des composants appropriés. Les concepteurs sont invités à ne pas prescrire l’espacement maximal des attaches permise par la norme sans qu’une analyse technique ne démontre qu’il offre une résistance suffisante. De même, le fait de spécifier l’installation de traverses, autres que les traverses normatives, conformément à la norme CSA A370-14 ou CSA A371-14 ne garantit pas que l’espacement répondra aux exigences de la norme CSA S304-14 en matière de résistance aux charges appliquées.
Discussion
Les parements de maçonnerie ne sont pas considérés comme éléments porteurs puisqu’ils ne résistent pas aux charges provenant de la structure. Ils doivent pourtant tout de même supporter leur propre poids. Un parement de maçonnerie non-armé d’une épaisseur de 90 mm et d’une hauteur de 9 m serait considéré un mur extrêmement élancé s’il s’agissait d’un mur autoportant. Sans autre appui, un tel mur serait très instable même si les charges du vent étaient minimes. Pour cette raison, il est nécessaire de fixer le parement à un arrière-mur, en se servant d’attaches, sur toute sa hauteur. Les attaches servent de support latéral et leur calcul doit se faire conformément à la norme CSA S304-14. Le concepteur peut choisir d’utiliser soit le corps principal de la norme CSA S304-14 (clause 9), soit la conception empirique de l’annexe F, si la structure répond aux critères stricts qui autorisent la conception empirique. En plus des critères stricts de la méthode de conception empirique, l’utilisation de l’annexe F limite le concepteur à l’utilisation d’attaches normatives conformes à la norme CSA A370-14 : Connecteurs pour la maçonnerie. Les contraintes actuelles pour le bâtiment, exigeant un isolant continu, rendent impossible l’usage de plusieurs types d’attaches normatives de la norme CSA A370-14 (par exemple, les pattes de fixation ondulées). Une source de confusion commune est l’interprétation erronée de l’espacement maximal des attaches indiqué dans les normes CSA A370-14 et CSA A371-14 comme étant un espacement minimum et donc une approche conservatrice au calcul des attaches pour la maçonnerie. En spécifiant l’espacement maximal des attaches il en résultera le nombre minimal d’attaches résistant aux charges appliquées. Cette résistance minimale pourrait ou non être suffisante pour résister aux charges de calcul d’un projet particulier.
Limites des dimensions des éléments
Les exigences de calcul pour les attaches à maçonnerie sont énoncées dans le chapitre 9 de la norme CSA S304-14, Calcul des ouvrages de maçonnerie. Parmi les exigences, la norme prévoit des limites à la fois pour le matériau et les dimensions des éléments (article 9.1.2) pour les placages de maçonnerie en éléments.
9.1.2 Matériau constitutif du parement et dimension maximales
Les éléments de maçonnerie doivent être construits à l’aide d’éléments de maçonnerie en argile (schiste), en silicate de calcium (silico-calcaire) ou en béton ; la hauteur des éléments individuels ne doit pas dépasser 200 mm, leur longueur ne doit pas dépasser 400 mm et leur épaisseur ne doit pas être inférieure à 75 mm. Note: Les éléments de maçonnerie dépassant les dimensions maximales spécifiées peuvent être considérés comme satisfaisant aux exigences relatives au placage en maçonnerie, à condition que des essais indépendants confirment qu’ils conviennent aux méthodes de construction de la maçonnerie, aux tolérances et au transfert des charges sur le support structurel.
Les limites des dimensions d’éléments de maçonnerie sont uniformes dans toutes les normes CSA pour la maçonnerie, y compris les normes des matériaux, de la construction et du calcul. Les éléments qui se conforment à ces limites dimensionnelles sont adaptés aux méthodes de construction et aux tolérances pour la maçonnerie en éléments. La performance adéquate des structures construites avec des matériaux qui suivent ces limites dimensionnelles est confirmée par un retour d’expérience au cours des dernières décennies, ainsi que de nombreux projets de recherche. Les normes ne visent pas la construction avec des éléments qui ne se conforment pas à ces limites, donc les tolérances de la norme pourraient ne pas être applicables.
Les manufacturiers sont responsables de fournir de la documentation technique adéquate pour démontrer que les éléments surdimensionnés par rapport aux limites de la « maçonnerie en éléments » peuvent tout de même être conçus conformément aux normes CSA. Des données, des analyses et des spécifications pertinentes doivent être fournis au concepteur et à l’entrepreneur en maçonnerie afin de confirmer que les méthodes de construction, les tolérances et le mécanisme de transfert des charges à la structure propres à la « maçonnerie en éléments » sont adéquats pour les éléments surdimensionnés en question. Les informations qui suivent énumèrent quelques problèmes potentiels qui pourraient mériter une investigation approfondie, cependant ceux-ci ne constituent pas une liste exhaustive.
Ce que disent les normes au sujet des attaches
Chacunes des normes de la maçonnerie répond à un objectif spécifique. De plus amples informations sur les codes et normes relatifs à la maçonnerie sont disponibles ici. La norme CSA A370-14 est une norme sur les matériaux. Elle définit les exigences en matière de matériaux pour la fabrication des attaches, des ancrages et des pièces de fixation pour maçonnerie (collectivement appelés connecteurs). Elle stipule, par exemple, les propriétés du matériau de base, ainsi que la résistance minimale d’un connecteur, le jeu mécanique maximal d’un connecteur ainsi que l’espacement maximal. La norme CSA A371-14 est une norme de construction. Elle énonce les exigences pour la construction en maçonnerie. Elle offre une orientation sur plusieurs aspects de la construction, notamment les points suivants : les tolérances de la construction, le recouvrement minimal de l’armature, la pose de mortier et de coulis, ainsi que l’espacement maximal des attaches. Le calcul des attaches à maçonnerie est couvert uniquement par la norme CSA S304-14. Les attaches à maçonnerie doivent être en mesure de transmettre les charges latérales du placage (vent ou séisme). Le calcul des attaches doit tenir compte des propriétés du matériau de base, telle la résistance d’une attache, le mouvement différentiel du parement et de l’arrière-mur, ainsi que les propriétés de la structure (par exemple la composition de l’arrière-mur).
Utilisation de l’annexe F (conception empirique)
Pour une structure éligible, la méthode empirique de l’Annexe F peut être employée pour le calcul du parement de maçonnerie. Pour concevoir des chaînages en maçonnerie à l’aide de l’annexe F, il y a plusieurs éléments importants à prendre en compte :
- La structure doit être conforme à toutes les exigences de l’article F.1.1 Il s’agit notamment de restrictions concernant la hauteur de la maçonnerie et l’indice de risque sismique.
- Le parement doit être supporté par un arrière-mur de béton ou de maçonnerie avec un coefficient d’élancement, kh/t, égal ou inférieur à 20. Le calcul d’un parement supporté par un arrière-mur de bois ou de montants en acier suivant la méthode de l’Annexe F n’est pas permis. Dans de tels cas, les critères de l’Article 9 de la norme CSA S304-14 doivent être satisfaits.
- Seuls les connecteurs normatifs peuvent être employés dans le cas d’un calcul suivant la méthode de l’Annexe F. Sauf en cas d’exception, la norme CSA A370-14 requiert que le calcul des connecteurs soit effectué conformément à la norme CSA S304-14. Quoique la norme CSA A370-14 stipule aussi des exigences en termes de la fabrication et du calcul des attaches normatives, l’usage de ces provisions est limité aux mêmes critères appliqués à la méthode empirique (risque de séisme limité, charges du vent limitée, hauteur du bâtiment limitée, etc.). L’espacement des connecteurs normatifs doit aussi être conforme aux limites pour l’espacement maximum stipulé par l’article 10 de la norme CSA A370-14 et toutes les autres exigences de la norme CSA A370 pour le connecteur en question doivent être respectées.
Où chercher lorsque l’annexe F ne s’applique pas
Dans les cas où l’annexe F ne s’applique pas, le calcul des attaches pour les parements de maçonnerie doit se faire conformément à l’article 9 de la norme CSA S304-14, et l’espacement doit tenir compte de la charge pondérée, ainsi que de la résistance pondérée des attaches. L’espacement maximal est stipulé par les normes CSA A370-14 et CSA S304-14. Cet espacement maximal prescrit ne représente pas un espacement conservateur sans être accompagné de l’analyse d’un ingénieur. Le but de l’espacement maximal des attaches est de limiter la fissuration du parement de maçonnerie et ne se rapporte aucunement à la résistance ou à la performance de l’attache comme telle.
Autres points à prendre en considération
Il est important de se référer à l’édition la plus récente des normes CSA applicables. En cas d’incertitude, on peut trouver l’édition pertinente de la norme dans la liste des documents de référence accompagnant le code du bâtiment en vigueur pour une zone spécifique. Pour l’édition courante du code national pour le bâtiment, le Code national du bâtiment du Canada 2015, les éditions pertinentes des normes CSA datent de 2014
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