Pourquoi mettre porter attention à la taille des éléments?
Qu’entend-on exactement par la « maçonnerie » ? La nature même de la construction en maçonnerie consiste à lier et à connecter des éléments individuels plus petits pour former un assemblage ou une structure plus grande. Si les « éléments » sont de petite taille, comme des grains de sable par exemple, le résultat ressemblera davantage à un stuc ou à un crépi. En revanche, si les « éléments » mesurent plusieurs mètres de grandeur, ils fonctionneront davantage comme des panneaux individuels. Quand les éléments deviennent-ils trop petits ou trop grands pour être considérés comme des travaux de maçonnerie ? Cet aspect est clairement défini dans l’ensemble des normes CSA relatives à la maçonnerie. Les éléments de maçonnerie considérés comme répondant à la définition de la « maçonnerie en éléments » doivent avoir une hauteur et une longueur maximales de 200 mm et 400 mm, respectivement, et une épaisseur minimale de 75 mm. Les éléments de maçonnerie dont les dimensions sont supérieures ou l’épaisseur inférieure aux dimensions prescrites peuvent tout de même être utilisés dans la construction en maçonnerie ; toutefois, des analyses et des essais indépendants seront nécessaires afin de confirmer que les méthodes de construction, les tolérances et le système de transfert des charges pour la maçonnerie en éléments sont adéquats.
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
Si des éléments de maçonnerie dépassant les limites dimensionnelles des normes CSA pour la maçonnerie (par exemple, des éléments d’une longueur nominale de 600 mm ou 800 mm) sont spécifiés pour un projet, il est conseillé de demander au fabricant de l’élément des informations sur des essais indépendants pour le confirmer :
- Les tolérances et les caractéristiques physiques des éléments sont conformes aux exigences de la norme CSA A165-14 ; et
- Les méthodes de construction en maçonnerie et les tolérances de la norme CSA A371-14 peuvent être respectées ; et
- Les charges peuvent être transférées au support structural, y compris l’espacement des connecteurs et les méthodes d’installation, ainsi que les détails pour accommoder le mouvement différentiel, conformément aux normes CSA S304-14 et CSA A370-14.
Il est également recommandé de spécifier la construction et l’acceptation de maquettes ou d’échantillons de panneaux afin d’évaluer le motif de collage, le mortier, l’exécution et les tolérances de construction, ainsi que l’aspect général.
Discussion
Les normes CSA S304-14, CSA A371-14, CSA A370-14, CSA A179-14, CSA A165.1-14 et CSA A82-14 limitent les dimensions des éléments qui sont conformes à la « maçonnerie en éléments ». En outre, l’essentiel des dispositions de la norme de conception CSA S304 et de la norme de construction CSA A371 ne s’appliquent qu’aux éléments de maçonnerie (d’une épaisseur minimale de 75 mm, d’une hauteur maximale de 200 mm et d’une longueur maximale de 400 mm). Dans l’exemple ci-dessous, un élément de parement est spécifié qui dépasse la limite dimensionnelle de 400 mm pour la longueur de l’élément. L’aspect potentiellement problématique de cet article de devis est qu’une référence à la norme CSA A371-14 est spécifiée pour les tolérances de construction.
Exemple de spécification potentiellement problématique :
2.03 MATÉRIAUX
.1 Éléments de maçonnerie en béton en pierre manufacturée : conformes à la norme CSA A165 série 14
.1 Éléments de parement rectangulaires pleins en pierre, de taille modulaire.
.2 Dimensions :
1. Largeurs fabriquées : 90 mm.
2. Longueurs fabriquées : 590 mm
3. Hauteurs de fabrication : 190 mm.
3.03 TOLÉRANCES DE CONSTRUCTION
.1 Tolérances de la maçonnerie en pierre manufacturée conformes à la norme CSA A371-14.
La discussion suivante met en évidence les problèmes potentiels liés à l’application des pratiques de construction et des normes CSA à la construction avec des éléments de maçonnerie qui ne correspondent pas aux limites dimensionnelles. Dans ce cas, des références à la norme pour les éléments de maçonnerie en béton : CSA A165 série 14 et à la norme de construction pour les tolérances : CSA A371-14 sont indiqués.
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.
Tolérances d’exécution
Il arrive fréquemment que les devis descriptifs qui prescrivent l’usage d’éléments surdimensionnés par rapport à la définition de la « maçonnerie en éléments » exigent l’application des tolérances de la norme CSA A371-14. Pourtant, ces tolérances pourraient ne pas être atteignable avec les éléments surdimensionnés. En particulier, les concepteurs font souvent des commentaires sur l’alignement entre les unités adjacentes, perceptible sous un éclairage coïncident (par exemple, à partir d’un luminaire monté en surface), projetant des ombres longues indésirables et donnant l’impression d’une mauvaise exécution. Les exigences et les tolérances des normes CSA relatives à la maçonnerie peuvent s’appliquer aux éléments dépassant les limites dimensionnelles si le fabricant des éléments de maçonnerie a effectué des essais indépendants pour cet élément afin de confirmer les éléments suivants :
- Les tolérances et les caractéristiques physiques des éléments sont conformes aux exigences de la norme CSA A165-14 ; et
- Les méthodes de construction en maçonnerie et les tolérances de la norme CSA A371-14 peuvent être respectées ; et
- Les charges peuvent être transmises à l’arrière-mur structural, y compris l’espacement des connecteurs, le mode d’installation des connecteurs et les détails permettant les mouvements différentiels.
Dans tous les cas de construction en maçonnerie, il est recommandé aux concepteurs de spécifier la construction d’un mur « modèle » ou d’un « panneau échantillon », en tant que segment d’un assemblage de maçonnerie ou panneau autonome (CSA A371-14, annexe A) avant le début de la construction générale de la maçonnerie. La construction du panneau échantillon devrait se faire en sus, et en complément des données du manufacturier.
Lumière non diffuse éclairant un mur en maçonnerie
Les concepteurs doivent savoir que si l’éclairage en coïncidence d’un luminaire en saillie ou d’une applique peut être utilisé pour mettre en valeur les caractéristiques architecturales des éléments rugueux ou texturés, en accentuant les ombres créées par la géométrie tridimensionnelle de la surface du mur en maçonnerie brute (par exemple, les murs en pierre brute), ce même effet peut se produire de manière inattendue avec un éclairage en coïncidence sur la surface d’un mur en maçonnerie lisse. Dans de tels cas, des imperfections mineures de construction (même celles qui sont en deçà des limites des tolérances acceptés de construction) pourraient créer des ombres donnant l’impression erronée d’exécution inadéquate, et ce, surtout dans le cas de l’installation d’éléments très longs. Si ces ombres causent des inquiétudes esthétiques, il est recommandé de changer le système d’illumination afin d’en arriver à l’effet visuel souhaité, tout en préservant l’aspect économique et durable de la maçonnerie pour le bâtiment.
Transfert des charges à l’arrière-mur structural
Les derniers points à noter pour les éléments de maçonnerie pour la construction de parements sont l’emplacement et le type de connecteur reliant le parement à l’arrière-mur et le calcul des attaches à maçonnerie. L’espacement des attaches déterminé selon un calcul d’ingénierie doit aussi tenir compte des dimensions des éléments et l’espacement modulaire correspondant disponible pour l’installation des attaches. Les éléments qui sont surdimensionnés en hauteur ou en longueur comparé à la « maçonnerie en éléments » pourraient nécessiter une attention particulière quant au calcul d’un système d’attaches avec un espacement particulier, une résistance ou rigidité accrue ou même une fixation mécanique directement dans l’élément. La pierre de taille, par exemple, est un type d’élément de maçonnerie qui est souvent surdimensionné par rapport à la « maçonnerie en éléments » auquel des conditions particulières s’appliquent selon l’annexe A de la norme CSA S304-14. Ces conditions peuvent servir de guide pour les concepteurs en ce qui a trait à l’installation d’éléments de maçonnerie surdimensionnés.
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