Modifications importantes concernant le calcul des structures incorporées dans la partie 4 du CNB 2020
André Laroche, gestionnaire, Systèmes de régulation, Codes Canada
Chapitres de la vidéo
Transcription de la vidéo
Introduction
Bonjour, je m’appelle André Laroche et je travaille comme gestionnaire, Systèmes de régulation, pour appuyer le Comité canadien de l’harmonisation des codes de construction, qu’on appelle aussi le CCHCC.
Ce comité est le groupe fédéral-provincial-territorial responsable de l’élaboration et de la mise à jour des codes modèles nationaux du Canada.
Je fais partie de l’équipe de Codes Canada du Conseil national de recherches du Canada.
Cette équipe assure le secrétariat du CCHCC en lui apportant un soutien administratif, technique et stratégique, y compris la publication des codes modèles nationaux.
Pour en apprendre davantage sur les modifications apportées aux codes et aux dispositions qu’ils renferment, ou sur le système d’élaboration des codes du Canada, je vous invite à visiter le site Web du CCHCC.
Cette présentation fait partie d’une série de vidéos dirigées par le CCHCC et portant sur les principales modifications techniques incorporées dans les éditions de 2020 des codes modèles nationaux.
Cette présentation porte sur les modifications importantes concernant le calcul des structures qui ont été incorporées dans la partie 4 du Code national du bâtiment – Canada 2020.
Il est important de souligner que la partie 4 porte sur le calcul des structures et le calcul parasismique des bâtiments.
Cette présentation n’aborde que le calcul des structures, par exemple le calcul des charges dues à la neige et au vent, et non les charges dues aux séismes.
Aperçu
En tout, 30 modifications portant sur le calcul des structures ont été introduites à la partie 4 du Code national du bâtiment 2020.
Cette présentation est axée sur les modifications les plus importantes apportées aux domaines suivants :
- le classement des bâtiments;
- les états limites de tenue en service;
- le calcul des toits servant au stationnement de véhicules;
- le calcul des dalles de plancher;
- l’amoncellement de neige;
- le calcul des panneaux solaires montés sur des toits;
- le calcul des parapets;
- le calcul des auvents rattachés;
- le calcul des garages de stationnement; et
- la mise à jour des données de calcul relatives au vent.
Catégories de risque
Dans le contexte de la partie 4, les bâtiments sont définis en fonction des catégories risque faible, risque normal, risque élevé et protection civile, ainsi que des coefficients connexes de charges dues à la neige et au vent, et de charges sismiques.
Souvent, les personnes qui utilisent le Code national du bâtiment ont tendance à interpréter les catégories de risque selon les exemples spécifiques qui ont été fournis, au lieu de se fier à l’intention des catégories, ce qui pourrait mener à une application inadéquate de ces catégories.
Pour prendre en compte cette préoccupation, une définition générique des catégories de risque a été intégrée au Code national du bâtiment 2020, et les exemples spécifiques du tableau 4.1.2.1. ont été déplacés dans une note explicative. De plus, la définition du terme « bâtiment de protection civile » de la division A a été mise à jour. Elle renferme maintenant des types supplémentaires de bâtiments tels qu’ils ont été déterminés par les autorités compétentes, et le dédoublement de cette définition dans la partie 4 a été supprimé pour éviter toute confusion.
Cette modification offrira aux autorités compétentes plus de souplesse en matière d’interprétation et de détermination des catégories de risques et simplifiera la mise en application en assurant l’utilisation des conditions de charge adéquates aux fins de l’évaluation de la tenue en service des structures, notamment la déformation et la vibration.
Tenue en service
La deuxième modification que j’aimerais présenter est liée à la tenue en service. Comme vous le savez tous, les états limites de tenue en service sont associés à une mauvaise performance de la structure, par exemple une déformation excessive ou une fissuration. Bien que ces effets ne soient pas mortels, ils doivent être évités.
Jusqu’à l’édition de 2005 du Code national du bâtiment, les critères de charge relatifs aux conditions de calcul des états limites de tenue en service avaient toujours été inclus dans le corps du code.
Avec l’introduction de l’approche des charges concomitantes dans l’édition 2005 du Code national du bâtiment, les critères de charge de tenue en service n’ont pas été inclus dans le corps du code en raison de contraintes de temps.
Les critères de charge de tenue en service sont maintenant réintroduits dans le corps du Code national du bâtiment 2020 et harmonisés avec toutes les normes relatives à la conception incorporées par renvoi dans le Code national du bâtiment.
Toits servant au stationnement de véhicules
Une autre modification introduite dans le Code national du bâtiment 2020 est liée aux calculs relatifs à des aires extérieures.
Le toit d’un bâtiment peut servir de stationnement, qui est déneigé régulièrement afin de permettre le remisage et le déplacement des véhicules pendant l’hiver.
Toutefois, s’il y a une tempête de neige, il se pourrait que le toit soit déneigé seulement après que la tempête soit finie. De plus, des véhicules pourraient être stationnés sur le toit pendant l’hiver, et aucune tentative de déneigement ne pourrait être entreprise. Le Code national du bâtiment 2015 ne tient pas compte de ces scénarios, ce qui pourrait constituer un enjeu de sécurité.
Le Code national du bâtiment 2020 révise les exigences actuelles relatives à la combinaison de surcharges et de charges dues à la neige pour les toits servant au stationnement de véhicules afin que ces toits puissent être utilisés comme prévu.
Dalles de plancher
Il est évident que les poutres, les murs et les poteaux sont des éléments structuraux qui supportent la surface tributaire d’un plancher ou d’une dalle soumis à une surcharge.
Toutefois, les planchers eux-mêmes ne supportent pas des éléments structuraux mais constituent plutôt les éléments supportés. Les pratiques actuelles excluent en général l’utilisation des coefficients de réduction de surcharge pour le calcul de la dalle de plancher.
Une clarification visant à exclure l’utilisation de coefficients de réduction de surcharge pour une dalle de plancher est maintenant fournie dans le Code national du bâtiment 2020. Cette modification favorisera une interprétation uniforme et sécuritaire de l’utilisation des coefficients de réduction de surcharge pour le calcul des éléments structuraux.
Amoncellement de neige
Comme vous pouvez le voir sur cette photo, de nombreux facteurs peuvent influer sur les amoncellements de neige, notamment la hauteur de la dénivellation, la taille du toit en contrebas et de l’auvent, etc.
Le Code national du bâtiment 2015 donne des indications insuffisantes sur le calcul des charges dues à l’amoncellement de neige sur les toits à plusieurs niveaux pour lesquels la différence d’élévation entre le toit en contrebas et le sommet du parapet du toit supérieur est grande, ce qui peut entraîner la surestimation des charges dues à l’amoncellement de neige dans la zone de dénivellation.
De plus, le commentaire sur le calcul des structures de 2015 relatif aux charges dues à la neige ne porte que sur les auvents et les toits d’une superficie inférieure à 25 m2 et ne donne aucune indication au sujet des superficies plus grandes. Le calcul inadéquat des auvents et des toits en contrebas pourrait entraîner leur défaillance structurale.
Le Code national du bâtiment 2020 prend en compte ces écarts au moyen d’une nouvelle formule qui traite de l’amoncellement de neige dans le cas de tous les toits en contrebas, y compris les auvents, assurant ainsi leur conception plus sécuritaire.
Panneaux solaires
L’introduction d’une nouvelle méthode de calcul relative aux toits avec panneaux solaires en tenant compte des effets de la neige et du vent constitue une autre modification importante apportée au Code national du bâtiment 2020.
Il y a eu une forte demande de la part de l’industrie et des responsables de la réglementation pour des dispositions du Code national du bâtiment relativement à l’utilisation de capteurs solaires montés sur des toits. Un grand nombre de ces installations ont déjà été mises en œuvre et d’autres le sont encore en raison de l’importance accordée aux sources d’énergie renouvelables au Canada en soutien à cette initiative importante.
De nouvelles dispositions relatives aux charges dues au vent pour les panneaux solaires montés sur des toits sont introduites dans le Code national du bâtiment en fonction des indications tirées des commentaires sur le calcul des structures de 2015.
De plus, de nouvelles exigences relatives à la détermination des charges de calcul dues à la neige pour les toits avec panneaux solaires sont incluses, puisque l’ajout de panneaux solaires influe sur la quantité et la distribution de neige sur un toit et, de ce fait, sur les charges de calcul dues à la neige.
Ces modifications permettront d’assurer l’utilisation d’une approche harmonisée en vue d’une conception plus sécuritaire de panneaux solaires, et de tenir compte des charges supplémentaires occasionnées par l’installation de panneaux solaires lors du calcul de la structure du bâtiment.
Parapets
Dans le Code national du bâtiment 2015, les dispositions relatives au vent ne fournissent pas suffisamment d’information sur les charges dues au vent sur les parapets de toit. Il est important de tenir compte de ces exigences pour éviter la défaillance des toits, qui pourrait entraîner des fuites d’eau pouvant causer des dommages importants au toit.
Les concepteurs disposent maintenant d’exigences adéquates relatives aux charges dues au vent sur les parapets des bâtiments de faible hauteur, y compris les garde-corps de balcon proches du faîte des bâtiments, afin que leur conception soit appropriée.
Auvents
Ici, vous voyez un bâtiment de faible hauteur auquel sont rattachés des auvents qui pourraient subir de fortes charges dues au vent et devraient être conçus pour résister à ces charges. Le Code national du bâtiment 2015 ne renferme pas d’exigences relatives au calcul de ces charges.
Cet écart est maintenant comblé dans le Code national du bâtiment 2020, qui fournit une nouvelle méthode de calcul harmonisée pour la conception plus sécuritaire des auvents rattachés à des bâtiments de faible hauteur.
Garages de stationnement
Dans le Code national du bâtiment 2020, des précisions ont été apportées au calcul relatif aux garages de stationnement.
Dans cette figure, vous pouvez voir un garage de stationnement qui pourrait être soumis aux effets de sels de déglaçage, un élément corrosif qui pourrait avoir une incidence sur la durabilité de la structure, comme pour toute autre structure de stationnement.
La disposition du Code national du bâtiment 2015 pourrait être interprétée comme exigeant l’application de la norme CSA S413, « Parking structures », au calcul de structures de stationnement qui constituent des bâtiments autonomes, mais pas au calcul d’autres types de garages de stationnement. Par ailleurs, la disposition du Code national du bâtiment 2015 n’indiquait pas clairement si elle s’appliquait aux rampes et aux zones piétonnières des garages. La disposition pourrait également laisser croire qu’elle ne s’applique pas aux garages de stationnement de matériaux qui ne relèvent pas explicitement du domaine d’application de la norme incorporée par renvoi.
Le calcul et la construction inadéquats des garages de stationnement pourraient entraîner une défaillance structurale ou un effondrement en raison de l’infiltration de précipitations, d’eau et d’humidité provenant de l’extérieur ou de la détérioration causée par le milieu agressif auquel les garages sont exposés et par les conditions d’utilisation prévues.
Le Code national du bâtiment 2020 fournit maintenant des précisions sur la méthode de calcul applicable aux garages de stationnement, y compris les rampes et les zones piétonnières connexes, et sur la durabilité de ces structures dans les conditions d’utilisation prévues.
Données de calcul relatives au vent
Pour terminer, le dernier élément que j’aimerais aborder est la mise à jour des données climatiques de calcul.
À chaque cycle d’élaboration des codes, le tableau C-2 de l’annexe C du Code national du bâtiment est révisé et mis à jour au moyen de données plus récentes.
Dans l’édition de 2020 du Code national du bâtiment, les données relatives au vent du tableau C-2 ont été mises à jour et la note explicative, révisée en conséquence.
Ces modifications permettront d’assurer le fondement des données relatives au vent du Code national du bâtiment sur les données observées les plus à jour ainsi que la prise en compte des tendances climatiques récentes pour une conception plus sécuritaire.
Récapitulation
En résumé, il faut retenir les faits saillants suivants en ce qui a trait aux modifications relatives au calcul des structures apportées à la partie 4 :
- La clarification portant sur les catégories de risque offrira plus de souplesse aux autorités compétentes en plus de simplifier la mise en application.
- La réintroduction des conditions de charge pour la tenue en service et l’harmonisation avec les normes relatives à la conception favoriseront la performance appropriée du bâtiment.
- La révision du calcul des toits servant au stationnement de véhicules afin que ces toits puissent être utilisés comme prévu assurera une conception plus sécuritaire.
- L’exclusion de l’application du coefficient de réduction de surcharge pour le calcul des dalles de plancher favorisera une interprétation uniforme et sécuritaire de l’utilisation des coefficients de réduction de surcharge pour le calcul des éléments structuraux.
- L’introduction d’une nouvelle formule traitant de l’amoncellement de neige dans tous les cas de toits en contrebas, y compris les auvents, assurera une conception plus sécuritaire.
- L’introduction d’une nouvelle méthode de calcul pour les panneaux solaires montés sur des toits assurera leur installation plus sécuritaire sur des bâtiments.
- L’introduction d’exigences relatives aux charges dues au vent sur les parapets permettra d’assurer l’utilisation de calculs appropriés pour les toits.
- L’introduction d’exigences relatives aux charges dues au vent pour les auvents favorisera leur conception plus sécuritaire.
- Une clarification est fournie quant au calcul de tous les garages de stationnement, y compris les rampes et les zones piétonnières connexes, conformément au critère de performance de la norme CSA relative aux structures de stationnement.
- Pour terminer, la mise à jour des données de calcul relatives au vent, qui tient compte des tendances climatiques, assurera une conception plus sécuritaire.
Conclusion
C’est ce qui conclut la présentation sur les principales modifications concernant le calcul des structures qui ont été incorporées dans la partie 4 du Code national du bâtiment 2020.
Comment s’impliquer
Rendez-vous sur le site Web du CCHCC, pour participer au processus d’élaboration des codes, pour obtenir des renseignements sur les événements et les réunions à venir, pour soumettre une demande de modification à un code, pour formuler des commentaires sur les modifications proposées dans le cadre d’un examen public ou encore pour se présenter comme bénévole pour participer aux travaux des comités.
Comment obtenir les codes
Les codes modèles nationaux sont publiés par le Conseil national de recherches du Canada.
Pour commander les codes en format papier ou pour les consulter gratuitement en format électronique, visitez la page Web des publications de Codes Canada sur le site Web du CNRC.
Merci.