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Réglementations IRC et IBC relatives aux rampes en câble
L'article §R312.1.3 du Code résidentiel international (IRC) exige que toutes les balustrades résistent à une charge concentrée de 200 livres. Cette exigence vise à simuler la charge exercée par un adulte ayant chuté. L'article §1607.7.1 du Code du bâtiment international (IBC) prévoit deux options pour la conception d'une balustrade destinée à un usage commercial : soit la même charge concentrée de 200 livres que celle stipulée à l'article §R312.1.3 de l'IRC, soit une charge linéaire de 50 livres répartie sur toute la longueur de la main-courante supérieure. La différence entre ces deux essais réside dans le fait que la charge concentrée évalue la capacité portante localisée du système, tandis que la charge linéaire vise à simuler une charge continue due à la pression exercée par une foule dans des zones à fort trafic. Pour les immeubles à logements multiples, les bâtiments à usage mixte ou ceux soumis à des codes bi-culturels, les rampes en câble doivent respecter à la fois les dispositions relatives à la charge linéaire et à la charge concentrée. Toutefois, pour les bâtiments résidentiels, la norme requise est une charge concentrée de 200 livres.
Comprendre la limitation de la charge concentrée de 50 livres pour la résistance des câbles
L’une des dispositions les plus fréquemment mal comprises de l’IBC §1607.7.1.1 est la charge concentrée de 50 livres pour les remplissages. Celle-ci s’applique aux matériaux pleins ou semi-rigides, ou aux panneaux sous forme de verre trempé, de lames métalliques ou composites. Pour les systèmes de remplissage par câbles, c’est la norme de déformation qui constitue la norme applicable. Selon le code, les systèmes de câbles doivent être conçus pour résister à une charge horizontale de 50 livres appliquée sur une surface d’un pied carré (1 pi²), la déformation étant mesurée selon le critère selon lequel la sphère ne doit pas dépasser 4 pouces. Lorsqu’un système de câbles est installé conformément à la tension requise par le code (200 à 300 livres), ce système est conçu pour présenter une déformation inférieure ou égale à 4 pouces, et ne dépasse pas 4 pouces de déformation, et ne dépasse pas 4 pouces de déformation, et ne dépasse pas 4 pouces de déformation. Il ne s’agit pas là d’un défaut fonctionnel du système. Celui-ci fonctionne comme un système entièrement intégré et pleinement engagé, composé d’éléments reliés, tendus et verrouillés aux montants. La déformation n’est pas le critère de conception déterminant pour les systèmes de câbles, tandis que ces derniers répondent aux critères de résistance isolée requis pour la sécurité.
Tension du câble, déflexion et performance
Normes en vigueur concernant la déflexion
Des niveaux de tension compris entre 200 et 300 livres sont nécessaires pour minimiser la déflexion latérale. Les câbles flottants à une tension inférieure à 200 livres dépassent la limite de 4 pouces imposée par le critère de la sphère. Les essais montrent qu’une augmentation de la tension des câbles de 150 à 300 livres entraîne une réduction de 42 % de la déflexion, ce qui confère aux câbles la capacité de se déformer et de répartir les charges. Le réglage de la tension des câbles jusqu’à leur seuil d’efficacité intègre ces derniers plus efficacement dans la structure.
Déflexion sous charge linéaire de 200 lb
La mise en tension postérieure des câbles dans la plage de 200 à 300 livres satisfait directement l’exigence de charge de 200 livres par pied linéaire prévue par l’IRC et l’IBC. Les systèmes dotés de câbles correctement tendus à 200 livres présentent une déflexion maximale de seulement 3 pouces dans n’importe quel segment de poutre, assurant ainsi une tenue en service largement conforme à la limite de 4 pouces. Ce seuil accru de déflexion permet aux montants et aux cadres en X d’absorber et de rediriger efficacement les charges au niveau des remplissages.
Composants structurels : poteaux, ancres et rigidité du cadre organisationnel
En raison de la compréhension du cadre structurel du bâtiment, le rôle et la fonction des câbles en tant qu’éléments structurels principaux sont bien définis conformément à la conception. En tant que supports du cadre, les montants verticaux et les accessoires d’ancrage, ainsi que les liaisons rigides entre eux, supportent l’ensemble des charges d’exploitation et des charges dynamiques. Les montants constituent les éléments verticaux de transfert des charges au sein du cadre : ils reçoivent les charges verticales et horizontales via les ancrages et les transmettent à la structure du bâtiment. Les liaisons entre poutres et montants forment des cadres résistants aux moments, capables de s’opposer aux déplacements rotationnels et latéraux. Pour des portées comprises entre 1,20 m et 1,80 m (4 et 6 pieds), les règles de construction exigent l’utilisation d’acier de calibre 14 ou d’aluminium de qualité structurelle, car des éléments de dimensions plus réduites entraînent une concentration des contraintes et, par conséquent, une défaillance ultérieure. Pour que les ancrages répondent aux exigences de la conception structurelle, ils doivent être fixés au bâti structurel principal, et non au bâti secondaire destiné à la finition, ce qui est réalisé à l’aide de plaques traversantes boulonnées ou soudées, ainsi que de systèmes de manchons. L’intégration de contreventements dans les angles, de renforts diagonaux et de chemins de transmission continus des charges confère au cadre la rigidité requise et permet à l’ensemble de fonctionner comme une seule assemblage structurel intégré.
Au-delà des codes modèles : Ajustements locaux et paramètres de charge axés sur la sécurité pour les garde-corps câblés
Zones à vents forts, sismiques ou à usage public : Lorsque les normes locales établissent de nouveaux critères
Bien que les codes IRC et IBC établissent des niveaux fondamentaux de sécurité, de nombreuses régions fixent des normes plus exigeantes en fonction des risques locaux. De nombreuses zones côtières, notamment celles exposées aux ouragans pendant la saison cyclonique, exigent que les garde-corps câblés résistent à des charges concentrées de 136 à 181 kg (300 à 400 lb). Dans les zones sismiques, une tension minimale des câbles de 159 kg (350 lb) peut être requise afin d’éviter l’amplification des résonances. Les espaces publics (stades, centres de transport ou campus universitaires) exigent généralement que les garde-corps câblés résistent à des charges allant de 227 à 680 kg (500 à 1 500 lb), afin de tenir compte des charges importantes exercées par les foules piétonnes dans ces lieux. À titre d’exemple, le comté de Miami-Dade, après l’ouragan Andrew : de nombreuses zones ont revu leurs codes suite à l’ouragan Andrew, augmentant la résistance des garde-corps de plus de 40 % après qu’une grande partie des garde-corps passifs, des remplissages et des ancrages aient cédé lors de l’événement. Puisque 78 % des juridictions aux États-Unis ont adopté des codes prévoyant des amendements, notamment ceux mettant l’accent sur la sécurité des infrastructures vitales et importantes, les concepteurs doivent veiller à ce que les codes applicables varient selon les juridictions locales. Les codes-modèles constituent une bonne base, mais ils ne détaillent pas exhaustivement tout ce que les concepteurs doivent savoir. Par conséquent, la consultation des codes locaux doit accompagner l’application des codes-modèles.
Questions fréquemment posées
Quelle est la principale disposition de sécurité relative aux garde-corps câblés dans les codes résidentiels ?
En ce qui concerne les modifications applicables aux bâtiments résidentiels, l’exigence de sécurité principale est la charge de 200 lb prévue à l’article R312.1.3 du IRC.
Les systèmes de remplissage par câbles sont-ils soumis à des contraintes de charge différentes de celles des panneaux pleins ?
Oui. Les systèmes câblés sont évalués selon un critère de déformation, et les systèmes de remplissage doivent résister à une charge horizontale de 50 lb ; ce n’est pas le cas des panneaux pleins.
Quelle est la tension appropriée des câbles ?
Chaque câble doit être tendu à une force comprise entre 200 et 300 lb. Cette plage permet d’assurer un bon compromis entre le contrôle de la déformation et le respect des exigences de charge. Un réglage correct de la tension garantit la sécurité et l’efficacité des systèmes de garde-corps câblés.
Quels sont les effets des codes locaux sur les systèmes de garde-corps câblés ?
Les codes locaux sont généralement plus stricts dans les zones à haut risque, côtières ou sismiques. Des capacités de charge et des exigences supérieures à celles des normes traditionnelles du IRC et de l’IBC y sont donc appliquées.