Un appui vertical pour les parements de maçonnerie
Les cornières d’appui jouent un rôle crucial dans les systèmes de murs creux car elles soutiennent les parements de maçonnerie qui ne peuvent pas être directement soutenus par les fondations ou des dalles d’étages. Les cornières d’appui peuvent avoir de nombreuses configurations différentes et peuvent être construites à partir de divers profilés en acier, soudées sur le chantier, soudées hors site, montés avec des ancrages encastrés ou des connexions boulonnées et il existe aussi des systèmes de cornières brevetés prêts à l’emploi.
Le but de cet article est de mettre en évidence certains points à prendre en considération lors de la spécification des cornières d’appui.
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Avis de non-responsabilité
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Recommandations
Les cornières d’appui structurales doivent toujours faire l’objet d’une conception et d’un calcul d’ingénierie. La conception structurale d’une cornière d’appui en acier, conformément aux normes de calcul applicables, doit tenir compte des exigences de d’appui de la maçonnerie décrites dans la norme CSA S304-14.
Bien qu’il existe des systèmes brevetés et prêts à l’emploi pour les cornières d’appui, il faut toujours prêter attention au niveau minimum de protection contre la corrosion de la cornière et aux détails des solins, de l’isolation et des joints de rupture horizontaux et verticaux autour des cornières.
Des dessins détaillés peuvent être nécessaires pour assurer une exécution conforme.
Discussion
Différentes méthodes de soutien et de connection
La conception des cornières d’appui était couramment limitées à des conceptions génériques et à des devis normatifs. Cependant, en raison de l’augmentation de la largeur des cavités et de l’importance accrue accordée à la réduction de l’effet des ponts thermiques, il existe aujourd’hui une demande croissante pour des cornières d’appui conçues adaptées aux exigences de chaque projet.
En règle générale, les cornières sont fixées à la structure d’appui à l’emplacement des dalles d’étage. Ils peuvent également être fixés directement au mur de d’appui, à condition que la fixation et le support soient adéquats et que la conception de la structure de soutien en tienne compte.
Prévoir une surface d’appui suffisante et limiter la saillie de la maçonnerie
Lors de la pose du parement sur la cornière, il est recommandé que les éléments ne dépassent pas le bord de la cornière de plus d’un tiers de la largeur du parement. Selon l’article 6.4.2 de la norme CSA A371-14 :
6.4.2 Projection d’un mur ou d’un placage (parement) non porteur
La saillie d’un mur ou d’un placage non porteur au-delà du bord d’un élément d’appui tel qu’une cornière d’appui ou au-delà de l’extrémité d’une poutre ne doit pas dépasser 30 mm ou le tiers de la largeur du mur ou du placage, en retenant la valeur la plus faible. La saillie des éléments au-delà de l’appui ne doit pas contenir de cavités.
De même en est pour les travaux de maçonnerie conçues conformément à la partie 9 du Code national du bâtiment du Canada, ceux-ci étant régies par une disposition similaire dans l’article 9.20.12 du Code :
9.20.12.3. Encorbellement pour contre-mur (parement) de maçonnerie
(1) Un contre-mur extérieur en maçonnerie qui repose sur un appui ne doit pas former une saillie supérieure à 25 mm par rapport à cet appui si l’épaisseur du contre-mur est de 90 mm ou plus et à 12 mm si l’épaisseur du contre-mur est inférieure à 90 mm.
(2) Dans le cas d’un contre-mur en pierre brute, la saillie moyenne pour l’ensemble des pierres par rapport à l’appui ne doit pas être supérieure au tiers de la largeur du lit.
Calcul de la cornière d’appui
Les charges agissant sur les cornières doivent être déterminées et le calcul de l’assemblage d’acier utilisé pour les cornières doit respecter les normes applicables à l’acier, y compris la norme de calcul CSA S16. En ce même sens, le calcul des ancrages doit être conforme aux normes applicables au matériau de la structure porteuse d’appui. Les exigences relatives à l’appui de la maçonnerie qui sont pertinentes pour le calcul des cornières, y compris les exigences relatives à la rigidité, se trouvent dans l’article 4.8 de la norme CSA S304-14.
Exigences en matière de protection contre la corrosion
Il est important de garder à l’esprit que les cornières d’appui sont sujettes à la corrosion car elles sont exposées dans l’espace d’air de la cavité. Bien qu’une installation correcte et le chevauchement des matériaux de solin puissent offrir une protection contre l’humidité directe, la face inférieure et la face arrière de la cornière peuvent toujours être exposées à l’air extérieur, ce qui peut entraîner un risque de corrosion à long terme. Les exigences en matière de protection contre la corrosion pour les cornières sont indiquées à l’article 4.11.3.5.1 de la norme CSA S304-14. Dans les cas où la norme CSA A370-14 exige que les attaches du parement aient une protection contre la corrosion de niveau 3 (acier inoxydable), la cornière doit être galvanisée à chaud. Par ailleurs, si les attaches ne nécessitent qu’une protection contre la corrosion de niveau 2 (galvanisation à chaud), la cornière peut être protégée uniquement par une couche d’apprêt conforme à la norme CSA S16, à condition qu’elle soit également protégée par un solin durable ou que la durée de vie du bâtiment soit inférieure à 25 ans.
Effet sur la performance énergétique
La cornière d’appui sert de liaison structurale vitale entre le parement extérieur et le mur d’appui. Cependant, cette connexion crée également une voie directe pour le transfert d’énergie thermique en traversant l’isolant. Les cornières d’appui agissent comme des ponts thermiques dans les murs avec parement en maçonnerie, ce qui a des effets négatifs relativement faibles mais perceptibles sur la résistance thermique globale du système mural. Plus l’aire de la section d’acier qui traverse l’isolant est importante, plus l’effet néfaste sur la valeur R de l’ensemble du mur est important.
La tendance à l’augmentation de la taille de la cavité dans les murs de maçonnerie a apporté un double avantage en termes de performance thermique. Tout d’abord, la cavité plus large permet d’installer davantage d’isolant. Deuxièmement, l’utilisation de cornières d’appui décalées à l’aide de consoles réduit la quantité d’acier qui traverse l’isolant par rapport aux cornières fixées directement à une dalle de plancher ou à un mur. Un principe fondamental pour la conception de l’enveloppe des bâtiments en maçonnerie est la nécessité d’une isolation continue sur l’extérieur de l’arrière-mur. Par conséquent, il est essentiel de veiller à ce que l’isolation soit toujours placée derrière la cornière d’appui, lorsque des consoles sont utilisés, afin de maintenir la continuité de l’isolation et de préserver la performance thermique.
Mouvement différentiel
L’emplacement des cornières d’appui coïncide généralement avec l’emplacement des joints de rupture horizontaux. Ces joints sont nécessaires pour empêcher la transmission des charges verticales du parement au parement d’un étage sous-jacent. Cependant, il est essentiel de dimensionner correctement le joint de rupture pour tenir compte des déformations de la structure, des déformations du parement et des déformations de la cornière d’appui elle-même.
Dans le cas d’une structure en maçonnerie en blocs de béton ou en béton coulé sur place, la structure porteuse subira des déformations élastiques à court terme causées par les charges axiales, ainsi qu’un fluage à long terme et un retrait chimique du à la carbonatation. Pour les parements en briques d’argile, il est important de prendre en compte les effets de l’humidité et de la température sur le retrait et la dilatation à court terme des briques, ainsi que sur la dilatation chimique à long terme. Parfois, des cornières d’appui sont utilisées pour soutenir localement un parement de maçonnerie au-dessus d’une ouverture. Cela se produit généralement lorsque l’ouverture s’étend sur une longueur qu’il ne serait pas possible d’atteindre avec un linteau libre. Dans ce cas, la maçonnerie supportée par la cornière au-dessus de l’ouverture doit être séparée de la maçonnerie adjacente supportée par un appui différent (par exemple, la cornière inférieure ou la fondation du bâtiment) par un joint de rupture vertical afin d’éviter l’accumulation de contraintes et les fissures dues aux mouvements différentiels entre les deux appuis.
Lors du calcul de la taille du joint de rupture, il est nécessaire de tenir compte d’une gamme de mouvements relatifs potentiels que les parements peuvent subir au cours de leur durée de vie. Cela permet de s’assurer que le joint de mouvement est dimensionné de manière appropriée, compte tenu des mouvements potentiels, afin de maintenir l’intégrité du système mural.
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