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Document : NF EN 1992-3 (décembre 2006) : Eurocode 2 - Calcul des structures en béton - Partie 3 : Silos et réservoirs (Indice de classement : Document : NF EN 1992-3 (décembre 2006) : Eurocode 2 - Calcul des structures en béton - Partie 3 : Silos et réservoirs (Indice de classement :
P18-730) P18-730)
• Avant-propos national
• Avant-propos
• Section 1 Généralités
Informations additionnelles spécifiques à l'EN 1992-3 et lien avec l' EN 1992-1-1 (tour supportant la cuve d'un château d'eau, par exemple) conformément aux dispositions de la Partie 1-1.
Le domaine d'application de l'Eurocode 2 est défini au 1.1.1 de l'EN 1992-1-1 et celui de la présente partie de l'Eurocode 2 est (103)P La présente partie ne couvre pas :
défini au 1.1.2 du présent document. D'autres parties complémentaires de l'Eurocode 2 sont indiquées au 1.1.1 de l'EN 1992-1-1 • les structures destinées au stockage de matériaux à très basses ou très hautes températures ;
; elles couvrent des techniques ou applications additionnelles, en complément et en supplément à la présente Partie. Quelques • les structures destinées au stockage de matières dangereuses dont la fuite pourrait constituer un risque majeur pour la santé
articles, qui ne sont pas spécifiques aux structures en béton retenant des liquides ou stockant des matériaux pulvérulents et qui ou la sécurité ;
relèvent strictement de la Partie 1-1, ont dû être ajoutés à l'EN 1992-3. Ces articles sont considérés comme des interprétations • le choix et la conception des revêtements adhérents ou non ou des peintures et les conséquences de ce choix sur le calcul de
valables de la Partie 1-1 et les projets conformes aux exigences de l'EN 1992-3 sont considérés comme satisfaisant aux principes la structure ;
de l' EN 1992-1-1 . • les réservoirs sous pression d'air ;
Il convient de noter que les produits, tels que des conduites en béton, qui sont fabriqués et utilisés conformément à une norme de • les structures flottantes ;
produit étanche, sont considérés comme satisfaisant aux exigences, y compris les dispositions constructives, de la présente norme • les grands barrages ;
sans calcul supplémentaire. • l'étanchéité au gaz.
Il existe des règlements spécifiques pour les surfaces des structures de stockage conçues pour contenir des denrées alimentaires
ou de l'eau potable. Il convient de se reporter à ces règlements si nécessaire, leurs dispositions n'étant pas traitées dans la (104) La présente norme est valable pour des matériaux stockés qui sont de manière permanente à des températures comprises
présente norme. entre - 40 °C et + 200 °C.
Lors de l'utilisation du présent document, il convient de respecter tout particulièrement les hypothèses et conditions implicites (105) Pour le choix et la conception des revêtements adhérents ou non ou des peintures, il convient de se référer aux documents
indiquées au 1.3 de l'EN 1992-1-1 . appropriés.
Les neuf chapitres du présent document sont complétés par quatre Annexes informatives. Ces annexes ont été constituées pour (106) La présente norme traite tout particulièrement les structures retenant des liquides ou stockant des matériaux pulvérulents,
fournir des informations générales sur les matériaux et le comportement des structures, lesdites informations pouvant être utilisées cependant, il est admis que les clauses relatives à l'étanchéité peuvent également s'appliquer à d'autres types de structures pour
en l'absence d'information spécifique concernant les matériaux effectivement utilisés ou les conditions de service réelles. lesquelles l'étanchéité est requise.
Comme indiqué ci-dessous, il convient de se référer aux Annexes nationales qui donnent des renseignements sur les normes (107) Dans les clauses relatives aux fuites et à la durabilité, la présente norme couvre principalement les liquides aqueux. Lorsque
d'accompagnement compatibles à utiliser. Pour la présente partie de l'Eurocode 2, une attention toute particulière doit être d'autres liquides sont stockés en contact direct avec du béton de structure, il convient de se reporter à une documentation
accordée à l' EN 206-1 (Béton - Critères de performances, de production, de mise en oeuvre et de conformité). spécialisée.
Pour l'EN 1992-3, les clauses additionnelles ci-après s'appliquent.
La présente Partie 3 de l'Eurocode 2 complète l' EN 1992-1-1 pour les aspects particuliers concernant les structures en béton
retenant des liquides ou stockant des matériaux pulvérulents. 1.2 Références normatives
La présentation et l'organisation de la présente Partie 3 correspondent à celles de l' EN 1992-1-1 . Toutefois la Partie 3 contient des Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les références datées,
principes et des règles d'application spécifiques aux structures en béton retenant des liquides ou stockant des matériaux seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris
pulvérulents. les éventuels amendements).
Lorsqu'un paragraphe particulier de l' EN 1992-1-1 n'est pas mentionné dans la présente EN 1992-3, ce paragraphe de l' EN 1992-
1-1 est applicable sous réserve d'être approprié au cas considéré. EN 1990
Certains principes et règles d'application de l' EN 1992-1-1 sont modifiés ou remplacés dans la présente partie, auquel cas les Eurocode 0, Bases de calcul des structures.
EN 1991-1-5,
versions modifiées se substituent à celles de l' EN 1992-1-1 pour le calcul des structures en béton retenant des liquides ou
Eurocode 1, Actions sur les structures - Partie 1-5 : Actions générales - Actions thermiques.
stockant des matériaux pulvérulents. EN 1991-4
Lorsqu'un principe ou une règle d'application de l' EN 1992-1-1 est modifié(e) ou remplacé(e), le nouveau numéro est obtenu par Eurocode 1, Actions sur les structures - Partie 4 : Silos et réservoirs.
l'addition du chiffre 100 au numéro original. Lorsqu'un nouveau Principe ou une nouvelle Règle d'application est ajouté(e), ce EN 1992-1-1,
nouvel élément est identifié par le numéro qui suit le dernier numéro de clause correspondant de l' EN 1992-1-1 , auquel il est Eurocode 2, Calcul des structures en béton - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
ajouté 100. EN 1992-1-2,
Un sujet non abordé par l' EN 1992-1-1 est introduit dans la présente partie au moyen d'un nouvel article. Le numéro de cet article Eurocode 2, Calcul des structures en béton - Partie 1-2 : Règles générales - Calcul du comportement au feu.
suit celui de l'article de l' EN 1992-1-1 le plus approprié. EN 1997
La numérotation des équations, des figures, des notes et des tableaux de la présente partie suit la même logique que celle adoptée Eurocode 7, Calcul géotechnique.
ci-dessus pour les clauses.
Annexe nationale pour l'EN 1992-3 1.6 Symboles
La présente norme donne des valeurs, avec des notes indiquant où des choix nationaux peuvent devoir être effectués. Il convient Ajouter après 1.6.
par conséquent de doter la norme nationale transposant l'EN 1992-3 d'une Annexe nationale contenant l'ensemble des Paramètres
Déterminés au niveau National à utiliser pour le calcul des structures en béton retenant des liquides ou stockant des matériaux 1.7 Symboles spéciaux utilisés dans la Partie 3 de l'Eurocode 2
(c'est à dire des silos et réservoirs) destinés à être construits dans le pays concerné. Majuscules latines
Les choix nationaux sont admis dans l'EN 1992-3 aux clauses suivantes :
7.3.1 (111) • R ax facteur définissant le degré de bridage axial extérieur assuré par des éléments assemblés à l'élément considéré ;
7.3.2 (112) • R m facteur définissant le degré de bridage des moments assuré par les éléments assemblés à l'élément considéré.
7.3.3 Minuscules latines
8.10.3.3 (102) et (103)
9.11.1 (102)
• f ctx résistance à la traction, quelle qu'en soit la définition ;
• f ckT résistance caractéristique à la compression du béton, ajustée pour tenir compte de la température.
Minuscules grecques
Section 1 Généralités
• B5av déformation moyenne de l'élément ;
• B5az déformation réelle au niveau z ;
1.1 Domaine d'application
Remplacer le paragraphe 1.1.2 de l'EN 1992-1-1 par : • B5iz déformation intrinsèque imposée au niveau z ;
• B5Tr déformation thermique transitoire ;
• B5Th déformation thermique non gênée du béton.
1.1.2 Domaine d'application de la Partie 3 de l'Eurocode 2
(101)P La Partie 3 de l'EN 1992 couvre des règles additionnelles à celles définies dans la Partie 1-1 pour le calcul des structures
en béton non armé ou faiblement armé, en béton armé ou en béton précontraint retenant des liquides ou stockant des matériaux
pulvérulents. Section 2 Bases de calcul
(102)P Les principes et règles d'application fournis dans la présente Partie concernent le calcul des éléments de structure qui
supportent, ou sont en contact, directement les liquides ou matières stockés (c'est-à-dire les parois des structures retenant des
liquides ou stockant des matériaux pulvérulents ). Il convient de calculer les autres éléments qui supportent ces éléments primaires 2.1 Exigences
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2.3.1.1 Généralités
Ajouter après (1) :
(102)P Les coefficients partiels relatifs aux actions dans les structures retenant des liquides ou stockant des matériaux pulvérulents Section 4 Durabilité et enrobage des armatures
sont donnés dans l' Annexe normative B de l'EN 1991-4 .
(103) Il convient de déterminer les actions résultant du sol ou de l'eau dans le sol conformément à l' EN 1997 .
4.3 Exigences de durabilité
Ajouter après 4.4.1.2 (13) :
2.3.2 Propriétés des matériaux et des produits (114) L'abrasion de la face interne des parois d'un silo peut provoquer la contamination des matériaux stockés ou conduire à une
réduction significative de l'enrobage des armatures. Trois mécanismes d'abrasion peuvent se produire :
2.3.2.3 Propriétés du béton eu égard à l'étanchéité à l'eau • usure mécanique liée aux processus de remplissage et de vidange ;
(101) Lorsque les épaisseurs minimales de l'élément de structure indiquées en 9.11 (102) sont utilisées, un rapport eau-ciment • attaque physique liée à l'érosion et à la corrosion se produisant avec les variations de température et d'humidité ;
plus faible peut alors être requis, de même qu'il convient d'envisager de limiter la dimension maximale des granulats. • attaque chimique liée à la réaction entre le béton et le matériau stocké.
(115) Il convient de mettre en oeuvre des mesures appropriées pour s'assurer que les éléments soumis à l'abrasion resteront aptes
au service pendant la durée d'utilisation de projet.
Section 3 Matériaux
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poussière, l'ouvrage doit soit être dimensionné pour résister aux pressions maximales attendues, soit être équipé d'un système de Classe d'étanchéité 3. -en règle générale, des mesures spéciales (par exemple revêtements ou précontrainte) se révèlent
décharge adéquat qui réduira la pression à un niveau acceptable. Les charges appropriées résultant des explosions provoquées nécessaires pour assurer l'étanchéité à l'eau.
par la poussière sont traitées dans l' EN 1991-4 et les considérations générales relatives au dimensionnement pour les explosions NOTE
dans l'EN 1991-1-7 ; il convient toutefois de tenir compte des points (101) à (105) du 6.9.2 . La valeur de w k1 à utiliser dans un pays donné peut être fournie par son Annexe nationale. Les valeurs recommandées pour les
(102)P La projection de flammes par les conduits d'évacuation ne doit pas porter atteinte à l'environnement ni entraîner des structures retenant de l'eau sont définies comme une fonction du rapport de la pression hydrostatique, h D , à l'épaisseur, h , du
explosions dans d'autres parties du silo. Les risques pour les personnes du fait de la projection de verre ou d'autres débris doivent voile retenant l'eau. Pour h D /h 5, w k1 = 0,2 mm, alors que pour h D /h 35, w k1 = 0,05 mm. Pour les valeurs
être limités au maximum. intermédiaires de h D /h , une interpolation linéaire entre 0,2 et 0,05 peut être utilisée. De la limitation des ouvertures des
(103) Il convient de faire déboucher les évents de décharge directement à l'air libre au moyen de conduits d'évacuation, qui
fissures à ces valeurs, il peut résulter, dans un intervalle de temps relativement court, une auto-réparation effective des fissures.
réduisent la surpression d'explosion.
(104) Il convient d'ouvrir les systèmes de décharge à basse pression et de leur donner une faible inertie.
(112) Pour avoir l'assurance pour les structures de classe 2 ou 3 que les fissures ne traversent pas la section sur toute son
(105) Il convient de traiter les actions dues aux explosions provoquées par la poussière comme des actions accidentelles.
épaisseur, il convient que la valeur de calcul de la hauteur de la zone comprimée calculée pour la combinaison d'actions quasi-
permanente soit au moins égale à x min . Lorsqu'une section est soumise à des actions alternées, il convient de considérer que
6.9.2 Calcul des éléments de structure les fissures traversent cette dernière sur toute son épaisseur, à moins qu'il puisse être démontré qu'une partie de l'épaisseur de
(101) Les pressions maximales dues aux explosions se produisent dans les trémies vides ; néanmoins, les pressions dans une section reste toujours comprimée. Il convient que cette épaisseur de béton comprimé soit normalement au moins égale à x min
trémie partiellement remplie, combinées aux pressions correspondantes de la matière en vrac, peuvent conduire à une condition de sous toutes les combinaisons d'actions appropriées. Les effets des actions peuvent être calculés en supposant que le matériau a
calcul plus critique. un comportement élastique linéaire. Il convient de calculer les contraintes résultantes dans la section en négligeant la résistance en
(102) Lorsque des forces d'inertie apparaissent sous l'effet d'une décharge brutale de gaz, suivie par le refroidissement des fumées traction du béton.
chaudes, la pression peut devenir inférieure à la pression atmosphérique. Il convient d'en tenir compte lors du dimensionnement de NOTE
l'enceinte et des éléments du circuit d'acheminement des matériaux. Les valeurs de x min à utiliser dans un pays donné peuvent être fournies par son Annexe nationale. La valeur recommandée de x
(103) Il convient de protéger les éléments formant le dispositif de décharge contre les risques d'arrachement qui viendraient
min est la plus petite des valeurs 50 mm ou 0,2h , où h est l'épaisseur de l'élément.
s'ajouter à ceux de la projection des débris.
(104) Lors de la chute de pression due à la décharge, des forces de réaction apparaissent : il convient d'en tenir compte dans le (113) Si les dispositions de 7.3.1 (111) pour la classe d'étanchéité 1 sont satisfaites, il peut alors être supposé qu'il y a auto-
dimensionnement des éléments de structure. réparation des fissures à travers lesquelles l'eau s'écoule, lorsque les éléments ne sont pas soumis à des modifications
(105) Il convient de demander l'aide de spécialistes lorsque des installations complexes sont envisagées ou lorsque le risque de significatives de chargement ou de température en service. En l'absence d'informations fiables, il peut être supposé qu'il y a auto-
blessures en cas d'explosion pourrait être élevé. réparation lorsque l'ordre de grandeur prévu des déformations pour une section donnée dans les conditions de service est inférieur
-6
à 150 10 .
(114) Si l'auto-réparation est improbable, toute fissure traversant la section sur toute son épaisseur peut conduire à des fuites,
quelle que soit son ouverture.
Section 7 Etats-limites de service (ELS) (115) Les silos contenant des matières sèches peuvent généralement être conçus en classe d'étanchéité 0, l'utilisation de la Classe
1, 2 ou 3 pouvant toutefois se révéler appropriée lorsque la matière stockée est particulièrement sensible à l'humidité.
7.3 Maîtrise de la fissuration (116) Il convient d'accorder une attention toute particulière au cas des éléments de structure soumis à des contraintes de traction
dues au retrait gêné ou aux déformations thermiques.
(117) Les critères de réception des structures retenant des liquides peuvent inclure le niveau maximal de fuite.
7.3.1 Considérations générales
Ajouter après (9) :
(110) Il est commode de classer les structures retenant des liquides ou stockant des matériaux pulvérulents en fonction du degré 7.3.3 Maîtrise de la fissuration sans calcul direct
de protection requis vis-à-vis des fuites. Le Tableau 7.105 donne cette classification. Il convient de noter que tous les bétons Remplacer la note du (2) par :
permettent le passage par percolation de faibles quantités de liquides et de gaz. NOTE
Lorsque le ferraillage minimal spécifié en 7.3.2 est prévu, les Figures 7.103N et 7.104N donnent les valeurs maximales du
Tableau 7.105 - Classification de l'étanchéité diamètre et de l'espacement des barres pour les différentes valeurs de l'ouverture calculée des fissures, dans le cas de sections
entièrement tendues.
Il convient de modifier le diamètre maximal des barres indiqué par la Figure 7.103N à l'aide de l'Expression [7.122] ci-dessous, en
lieu et place de l'Expression (7.7) qui s'applique lorsque C6s * a été calculé pour la flexion pure :
où :
• C6s est le diamètre maximal ajusté des barres ;
(111) Il convient de choisir les valeurs limites de fissuration appropriées en fonction de la classification de l'élément considéré, en
accordant une attention toute particulière à la fonction que l'ouvrage doit remplir. En l'absence d'exigences plus spécifiques, ce qui • C6s * est le diamètre maximal des barres obtenu à partir de la Figure 7.103N ;
suit peut être adopté. • h est l'épaisseur totale de l'élément ;
Classe d'étanchéité 0. -les dispositions du 7.3.1 de l'EN 1992-1-1 peuvent être adoptées. • d est la distance entre le centre de gravité de la couche extérieure d'armature et la face opposée du béton ( voir Figure
Classe d'étanchéité 1. -il convient de limiter à w k1 l'ouverture des fissures dont il est prévisible qu'elles traversent la section sur 7.1(c) de la Partie 1-1 ) ;
toute son épaisseur. Les dispositions du 7.3.1 de l'EN 1992-1-1 s'appliquent lorsque la section n'est pas fissurée sur toute son • f ct,eff est la valeur moyenne de la résistance en traction du béton telle que définie dans la Partie 1-1 où f ct,eff est exprimé
épaisseur et lorsque les conditions indiquées en (112) et (113) ci-après sont satisfaites. en MPa.
Classe d'étanchéité 2. -il convient généralement d'éviter les fissures dont il est prévisible qu'elles traversent la section sur toute son
épaisseur, à moins que des mesures appropriées aient été prises (par exemple, revêtements ou joints munis de profilés Pour une fissuration principalement causée par des déformations gênées, il convient de ne pas dépasser les diamètres des barres
d'étanchéité). indiqués à la Figure 7.103N , quand la contrainte de l'acier est la valeur obtenue immédiatement après fissuration (c'est-à-dire s
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Figure 7.103N - Diamètre maximal des barres pour le contrôle des fissures des éléments soumis à une traction axiale
(102) Il est généralement suffisamment précis de calculer les contraintes en supposant que le béton a un comportement élastique
et en tenant compte des effets du fluage en utilisant le module d'élasticité effectif du béton. L'Annexe Informative L fournit une
méthode simplifiée, qui peut être utilisée à défaut d'un calcul plus rigoureux, pour l'évaluation des contraintes et des déformations
dans des éléments en béton soumis à des déformations gênées.
8.10.4 Ancrages et coupleurs pour armatures de précontrainte (103) Les expressions données dans le Tableau 3.1 pour la résistance à la traction peuvent être modifiées comme suit pour tenir
Ajouter après (5) : compte de l'effet de la température :
(106) Si des ancrages sont situés à l'intérieur de réservoirs, il convient de veiller tout particulièrement à les protéger contre toute
corrosion éventuelle.
9.6 Voiles
Ajouter après 9.6.4 :
où :
9.6.5 Jonction des parois en angle • f ctx résistance en traction, quelle qu'en soit sa définition (voir Tableau K.1 ) ;
(101) Lorsque la jonction des parois en angle est monolithique et que celles-ci sont soumises à des moments et à des efforts
• coefficient tenant compte du degré d'humidité du béton. Les valeurs de sont données dans le Tableau K.1 ;
tranchants tendant à ouvrir l'angle (c'est-à-dire que les faces internes des voiles sont tendues), une attention toute particulière doit
être apportée aux dispositions constructives des armatures pour s'assurer que les efforts de traction en diagonale sont • f ckT résistance caractéristique à la compression du béton, modifiée pour tenir compte de la température conformément à
correctement pris en compte. L'utilisation d'un système de bielles et tirants tel qu'indiqué au 5.6.4 de l'EN 1992-1-1 constitue une (102) ci-dessus.
approche adéquate pour le calcul.
Tableau K.1 - Valeurs de pour du béton saturé ou sec
9.6.6 Joints de dilatation
(101) Il convient de doter les réservoirs de joints de dilatation dès lors que des moyens efficaces et économiques ne peuvent être
mis en oeuvre par ailleurs pour limiter la fissuration. La stratégie à adopter dépend des conditions de service de la structure et du
niveau de risque de fuite acceptable. Différentes dispositions satisfaisantes pour la conception et la réalisation des joints ont été
développées dans différents pays. Il convient de noter que le bon fonctionnement des joints nécessite qu'ils soient correctement
réalisés. Par ailleurs, les produits d'étanchéité pour joints ont fréquemment une durée de vie considérablement plus courte que la
durée d'utilisation de projet de la structure, et il convient par conséquent, dans ce cas, de réaliser les joints de manière à ce qu'ils
puissent être contrôlés et réparés ou remplacés. D'autres informations sur les dispositions des joints de dilatation sont fournies
dans l'Annexe informative N. Il est également nécessaire de s'assurer que le produit d'étanchéité est compatible avec le matériau
ou le liquide à contenir.
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où :
• R ax facteur définissant le degré de bridage axial extérieur produit par des éléments assemblés à l'élément considéré ;
• R m facteur définissant le degré de bridage des moments produit par des éléments assemblés à l'élément considéré. Dans
les cas les plus courants, R m peut être pris égal à 1,0 ;
• E c,eff module d'élasticité effectif du béton tenant compte du fluage le cas échéant ;
• B5iav déformation moyenne imposée (c'est-à-dire la déformation moyenne qui se produirait si l'élément était entièrement libre)
;
• B5iz déformation intrinsèque imposée au niveau z ;
• B5az déformation réelle au niveau z ;
• z hauteur de la section ;
• z hauteur du centre de gravité de la section ;
• 1/r courbure.
où :
• constante obtenue à partir d'essais. La valeur de satisfait 1,8 2,35 ;
• f cm valeur moyenne de la résistance en compression du béton ;
• B5Tr déformation thermique transitoire ;
• B5Th déformation thermique non gênée du béton (variation de température multiplié par le coefficient de dilatation) ;
• c contrainte de compression appliquée.
Annexe L (informative) Calcul des déformations et des contraintes dans des sections de
béton soumises à des déformations imposées gênées
L.1 Expressions pour le calcul de contrainte et de déformation dans une section non fissurée
(101) La déformation à tout niveau d'une section est donnée par :
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M.1 Généralités
(101) Les déformations imposées traitées dans la présente annexe sont le retrait et les déformations thermiques au jeune âge dues
au refroidissement des éléments durant les jours suivant immédiatement le bétonnage.
Deux problèmes pratiques de base doivent être examinés. Ces derniers sont liés aux différents types de bridage et sont illustrés ci-
dessous.
Les facteurs contrôlant la fissuration dans ces deux cas sont relativement différents, et sont significatifs de cas réels. Le cas (a) se
produit lorsqu'une nouvelle partie de béton est coulée entre deux partie pré-existantes. Le cas (b), particulièrement courant, se
produit lorsqu'une paroi est coulée sur une dalle de base rigide pré-existante. Le cas (a) a fait l'objet de recherches intensives au
cours des 25 ou 30 dernières années et est relativement bien connu. Le cas (b) n'a pas fait l'objet d'études aussi systématiques, et
il semble que peu de recommandations aient été publiées sur ce sujet.
Tableau L.1 - Facteurs de bridage pour la partie centrale des parois illustrée à la Figure L.1 Pour vérifier la fissuration sans calcul direct, s peut être déterminé à l'aide de l'expression [M.2] qui peut alors être utilisée avec les
Figures (7.103N) et (7.104N) afin d'obtenir une disposition satisfaisante des armatures.
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où :
• R ax facteur de bridage. Voir l'Annexe informative L ;
• B5free déformation qui se produirait si l'élément était totalement libre de se déformer.
La Figure M.2 représente la différence entre les fissurations dans les deux cas de bridage.
Figure M.2 - Relation entre ouverture des fissures et déformation imposée pour les parois bridées sur un bord ou aux extrémités
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