Avis Technique non valide

Remplacé le : 20/10/2005 par le n° 3/05-445
ali
de
Avis Technique 3/01-358
no
nv
Annule et remplace l’Avis Technique 3/98-316
Composants structuraux
Escaliers hélicoïdaux
GANTOIS
Structural components
ue
Strukturelle bestandteile
Titulaire :
Etablissements GANTOIS
BP 307
F-88105 Saint-Dié Cedex
Av
is
Te
ch
niq
Tél. : 03 29 55 21 43
Fax : 03 29 55 37 29
Internet : www.gantois.com
Commission chargée de formuler des Avis Techniques
(arrêté du 2 décembre 1969)
Groupe Spécialisé n° 3
Structures, planchers et autres composants structuraux
Vu pour enregistrement le 17 janvier 2002
Pour le CSTB : J.-D. Merlet, Directeur Technique
Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 4, avenue du Recteur-Poincaré, 75782 Paris Cedex 16
Tél. : 01 40 50 28 28 - Fax : 01 45 25 61 51 - Internet : www.cstb.fr
Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site internet du CSTB (http://www.cstb.fr)
” CSTB 2002
Le Groupe Spécialisé n° 3 "Structures, planchers et autres composants structuraux" de la
Commission chargée de formuler les Avis Techniques, a examiné le 12 juillet 2001, le
procédé des escaliers HELICOÏDAUX GANTOIS, exploité par les Etablissements GANTOIS.
Il a formulé sur ce procédé l'Avis Technique ci-après, qui annule et remplace l’Avis
Technique 3/98-316.
1. Définition succincte
1.1 Description succincte
Les escaliers hélicoïdaux GANTOIS sont des escaliers métalliques
constitués d'un fût central en acier sur lequel sont liaisonnées par
boulonnage des marches indépendantes en tôle pliée sans
contremarches. Les extrémités de marches sont reliées entre elles par
un barreaudage ou un voile en tôle perforée boulonné formant gardecorps. L'ensemble est complété par une main-courante en tête de
garde-corps, une ossature métallique légère pour les paliers et des
bracons métalliques de fixation aux bâtiment servant d'appui horizontal
à l'escalier. Le fût est supporté en pied par un dé de fondation ou par
l’intermédiaire d’une platine de fixation sur un élément de structure du
bâtiment.
1.2 Identification
Les escaliers GANTOIS sont livrés démontés en colis étiqueté et
référencé avec notice de pose. La référence permet une traçabilité
complète de l'origine des composants de l'escalier et des dates et
conditions de sa fabrication.
2. AVIS
2.1 Domaine d'emploi accepté
Les escaliers GANTOIS peuvent être utilisés en extérieur comme en
intérieur de bâtiments de toutes natures situés en France européenne.
Leur usage est limité au transit des personnes dans les conditions
normales d'utilisation d'un escalier.
Sont exclus du domaine d’emploi accepté par le Groupe Spécialisé
n°3 :
x les escaliers subissant des trafics intenses, desservant des
circulations communes à débit important et constamment répété
dans le temps ( passages quotidiens et nombreux d'élèves dans
une circulation principale commune d'établissement scolaire, par
exemple).
x les cas pour lesquels le bâtiment servant d'appui horizontal à
l'escalier serait anormalement déformable au sens des règles de
l'art en matière de déformabilité des constructions.
Les utilisations autres que celles prévues au présent domaine d'emploi
sortent du champ du présent Avis et peuvent faire l'objet d'une étude
particulière.
2.2 Appréciation sur le procédé
2.21 Aptitude à l'emploi
2.22 Durabilité / Entretien
Compte tenu de la nature des matériaux utilisés (acier galvanisé, acier
inoxydable et aluminium) et des conditions de fabrication des
composants dans une usine spécialisée, la durabilité des composants
est équivalente à celle des ouvrages de construction métallique
traditionnelle réalisés en acier galvanisé, acier inoxydable ou
aluminium. Ils ne nécessitent aucun entretien spécifique.
2.23 Mise en œuvre
Les composants sont livrés avec une notice de pose indiquant la
procédure de montage; la mise en œuvre ne conduit à aucune
difficulté particulière.
2.3 Cahier des Prescriptions Techniques
particulières
L’appréciation portée sur le procédé en cause est subordonnée au
respect des conditions de conception - calcul suivantes :
x Les différents éléments structuraux de l’escalier GANTOIS doivent
être vérifiés vis-à-vis des critères de résistance par référence
générale aux Règles de Construction métalliques CM66/82 ou
EUROCODE 3 et aux Règles AL76
x Le modèle à utiliser est un modèle linéaire pour déterminer les
sollicitations du premier comme du deuxième ordre. Le modèle de
calcul de l’escalier doit, sauf justification spéciale des liaisons,
considérer le pied du fût comme une articulation et les autres
fixations comme des appuis simples vis-à-vis du déplacement
horizontal.
x Les charges caractéristiques d’exploitation à considérer
successivement dans les justifications de résistance sont les
suivantes :
- Chargement de type "uniformément réparti"
Il correspond à une accumulation de personnes dans l’escalier et
la charge correspondante est prise égale à 400 daN/m².
Elle est applicable à la surface de marches projetée verticalement
la plus défavorable vis-à-vis de la sollicitation considérée. Dans
cette définition, la totalité de la surface horizontale des marches
comprise entre le fût et le nu intérieur du garde-corps est
supposée chargeable.
- Chargement de type "ponctuel"
Il correspond à la descente de personnes et inclut l’effet
dynamique correspondant par la définition de charges statiques
équivalentes.
Il vise explicitement la vérification d’une marche donnée et de ses
liaisons au fût et au limon.
Stabilité
La stabilité est normalement assurée dans le domaine d'emploi
accepté.
Il est constitué d’une seule charge placée à une distance
comprise entre 30 cm et 60 cm du nu intérieur du garde-corps et
prise égale à Q = F x O x G avec :
Sécurité au feu
x
F = charge statique caractéristique prise égale à 125 daN
La tenue au feu de ces escaliers peut être appréciée par les normes
en vigueur pour les ouvrages métalliques non protégés. Pour la
définition du nombre d’unités de passage conférées par l’escalier, on
doit se référer aux articles CO 36 et CO 56 du Règlement de Sécurité
contre l’incendie relatif aux établissements recevant du public.
x
O = coefficient de dispersion des essais de comportement
dynamique pris égal à 1,2
x
G = coefficient de majoration dynamique résultant d’essais.
Les essais effectués sur les escaliers GANTOIS ont montré
un coefficient 2,4,
Sécurité du travail sur chantier
soit au total, une charge statique équivalente de valeur
caractéristique Q égale à 360 daN pour les escaliers courants.
La mise en oeuvre des composants n'a aucune influence spécifique
sur la sécurité du personnel de chantier.
Confort
La rigidité de l’escalier est normalement suffisante pour les utilisations
habituelles de ce type d’équipement. Toutefois, les garde-corps du
type « Voile », bien que satisfaisants aux normes de sécurité, peuvent
être jugés trop souples au gré des utilisateurs de la main courante.
Cette souplesse, laissée à l’appréciation de l’utilisateur en fonction de
ses propres critères de confort, peut, si nécessaire, être diminuée par
adjonction d’un raidisseur de main courante, prévu à cet effet par le
fabricant.
2
Pour les escaliers de plus grand diamètre pouvant donner lieu à
la descente de deux personnes de front sollicitant donc
simultanément une marche donnée, cette charge Q est alors
majorée de 25% et portée à 450 daN. Cette majoration vise les
escaliers dont le diamètre mesuré au nu intérieur de la main
courante est supérieur à 2,5 mètres.
Compatibilité des charges sur les différentes marches
L’application de cette charge sur une marche donnée exclut toute
possibilité de chargement de la marche précédente et de la
marche suivante.
Remplacé le : 20/10/2005 par le n° 3/05-445
3/01-358
Les autres marches de l’escalier peuvent être chargées par une
charge statique équivalente ponctuelle de même nature mais dont
la valeur caractéristique est réduite à 150 daN.
x Les charges caractéristiques d’exploitation à considérer dans les
justifications de déformation sont limitées au chargement de type
ponctuel décrit pour les vérifications de résistance ; l’intensité de la
charge ponctuelle statique équivalente Q est prise égale à 150 daN
et la flèche maximale autorisée des marches sous l’action de cette
seule charge est de 10 mm, aucune autre marche n’étant chargée.
Dans cette vérification, qui vise le confort d’utilisation de l’escalier
sous l'action d'une seule personne, la flèche vérifiée est mesurée à
30 cm du nu intérieur du garde-corps.
x Dans l’analyse des sollicitations et des déformations en l’absence
d’un modèle complet de l’escalier, il est loisible de considérer un
partage forfaitaire des contributions de chacune des marches à la
reprise d’une charge ponctuelle comme suit :
- 50 % de la charge est supposée appliquée à la marche chargée.
- 25 % de la charge est supposée appliquée à la marche
supérieure à la marche chargée
- 25 % de la charge est supposée appliquée à la marche inférieure
à la marche chargée.
La justification est alors menée en supposant les marches isolées
les unes des autres, en console sur le fût.
Dans le cas d'un garde-corps uniquement constitué d'un
barreaudage, sans limon en tôle pleine associé, le partage
forfaitaire décrit ci-dessus devient 70%, 15% et 15% respectivement
pour tenir compte de la diminution de raideur résultant de l'absence
de limon en tôle et de la possibilité de mise en torsion des marches
qui en résulte.
x La fréquence propre de l’escalier doit être au moins égale à 7,5 Hz.
Conclusions
Le présent Avis annule et remplace l’Avis Technique 3/98-316.
Appréciation globale
L'utilisation des ESCALIERS HELICOÏDAUX GANTOIS dans le
domaine d'emploi accepté est appréciée favorablement.
Validité
Quatre ans, au 31 juillet 2005.
Pour le Groupe Spécialisé n° 3
Le Président
Jean-Pierre BRIN
3. Remarques complémentaires
du Groupe Spécialisé
Le Groupe Spécialisé a exclu du domaine d’emploi accepté les cas de
trafics intenses. Il est précisé que ce type d’usage doit donner lieu à
un examen spécifique des risques de fatigue, soit par une analyse
particulière des contraintes dans les zones concernées (soudures et
attaches), soit par des essais justifiant un nombre de cycles donné,
déterminé en rapport avec le trafic prévu et la durée de vie escomptée,
soit par des contrôles périodiques des ouvrages en service. De même,
une analyse particulière des conditions de soudage peut être effectuée
en vue d’obtenir un comportement déterminé des liaisons.
Cette situation, qui sort du cadre du présent Avis Technique, n’est
évidemment envisageable que dans les cas où le trafic est connu par
avance.
Elle peut être appréciée par la formule suivante :
f
1,57
p
"
EI
2
Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n° 3
Jean-Louis DOURY
(en H )
z
avec
- p = masse de l’escalier par mètre linéaire de hauteur, en kg/ml
incluant une masse relative aux charges d’exploitation prise égale
à 30 kg/m² appliquée sur la totalité de la surface horizontale des
marches.
- EI = raideur flexionnelle du fût en N.m²
- "= distance en m entre deux fixations du fût vis-à-vis du
déplacement horizontal.
x Tous les escaliers visés par le présent Avis Technique, destinés à
des utilisations domestiques et les escaliers de secours ne
présentent pas de risque particulier vis-à-vis des phénomènes de
fatigue. A ce titre, aucune mesure particulière autre que celles
données ci-dessus n’est à envisager pour ce type d’usage.
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Dossier Technique
établi par le demandeur
A. Description
A noter que le garde-corps hélicoïdal et le garde-corps droit des
paliers sont reliés par le montant d’arrivée. Le garde-corps hélicoïdal
commence au sol par le montant de départ. Ces montants sont des
tubes carrés en acier, généralement galvanisé.
Ces tubes comportent un plat soudé pour le raccord du garde-corps.
1. Principe du procédé
x Les escaliers hélicoïdaux GANTOIS permettent le passage de
personnes entre différents étages d’une structure, généralement un
bâtiment, et sont conçus dans le but d'assurer cette fonction avec
un minimum d’encombrement au sol.
Main courante
La main-courante assure l’équilibre de l’utilisateur en offrant un point
d’appui.
C’est un profil spécial fixé en haut du garde-corps. Elle est conçue
pour s’adapter à la forme de la main.
x Ils sont utilisés essentiellement en tant qu'escaliers de secours
(hôtels, écoles, etc.); ils sont également utilisés dans les bureaux,
les industries et l'habitat individuel ou collectif .
Paliers
x Ils sont fournis en éléments séparés (fût central, marches, gardecorps, paliers, visserie,...) et sont montés sur chantier comme un
« kit ». L’outillage nécessaire pour le montage est réduit et courant
(marteau, tournevis, clés, perceuse, scie,...).
Ces surfaces planes sont des tôles soudées sur une ossature. Leur
surface peut, comme les marches, être lisse, gaufrée, avec des trous
emboutis,... La forme des paliers est très diversifiée (carré, rectangle,
trapèze, triangle,...) car celle-ci dépend de la disposition du bâtiment,
des ouvertures d’accès aux étages, ainsi que de la distribution des
marches et de la hauteur de l’escalier.
x La pose peut être assurée par le client, par un poseur professionnel
ou par GANTOIS.
2. Description des éléments constitutifs
Les paliers relient l’escalier au bâtiment.
Ils supportent le poids des utilisateurs et éventuellement de la neige.
Ces efforts sont retransmis au fût et au bâtiment par les fixation
palier/fût et palier/bâtiment.
Le palier permet également le débattement des portes aux étages.
Fût central
Le fût central est la colonne vertébrale de l’escalier. C’est un tube en
acier fixé au bâtiment au moins en tête et en pied. Il n'est jamais posé
en console seulement fixée en pied, sauf cas spéciaux faisant l’objet
d’une étude particulière.
Visserie
Les marches, le ou les paliers et éventuellement un main courante y
sont fixés. Un bouchon obturateur complète le sommet du fût et une
platine soudée à sa base permet la fixation au sol.
Le palier est fixé au bâtiment lui aussi généralement par des chevilles
à expansion ou chimiques. La fixation est également adaptée à la
nature et à la qualité du support.
Le fût reprend tous les efforts (poids propre, personnes, neige, vent) et
les transmet au sol par l’intermédiaire de la platine et au bâtiment par
l’intermédiaire du ou des paliers et éventuellement des bracons pour
les grandes longueurs en fût. Il assure enfin un point d’appui
complémentaire aux utilisateurs.
Les marches sont fixées au fût avec des vis HM serrées dans des
écrous noyés.
Marches
La main courante est fixée aux garde-corps par vis Parker.
Ce sont des tôles pliées sur lesquelles sont soudées une platine de
fixation au fût et une bande de fermeture extérieure pour la fixation au
limon. La surface des marches peut être lisse, gaufrée, avec des trous
emboutis,...
La tôle palière est fixée sur son ossature par rivets Pop, (comme la
jointure des voiles et la main-courante sur le garde-corps droit) ou par
soudure.
Elles supportent le poids des utilisateurs et éventuellement de la
neige. Ces efforts sont retransmis au fût par la fixation marche/fût et
au limon par la fixation marche/limon. Elles peuvent être
antidérapantes.
3. Caractéristiques des matériaux
Leur dimension se situe dans les séries courantes de 60 cm à 140 cm.
Fût central
Le garde-corps droit est fixé au palier par des vis HM et des écrous. Le
garde-corps hélicoïdal est fixé aux marches et aux montants par des
vis poêlier et des écrous.
Tube en acier E 24.2 galvanisé à chaud.
Limon
Le limon relie les extrémités extérieures des marches.
C’est une tôle poinçonnée de trous pour la fixation des marches. Elle
peut être en aluminium, en acier galvanisé ou inoxydable.
Il sert d’appui aux extrémités des marches et permet une certaine
répartition des efforts appliqués sur une marche aux marches
contiguës. Le garde-corps y est fixé.
Garde-corps
Le garde-corps protège les personnes des chutes. Il définit l’esthétique
et le modèle de l’escalier.
Le plus souvent, cet élément est commun avec le limon et forme une
large bande de tôle, perforée ou non. Il peut également être constitué
de barreaux ou de tubes. le sommet du garde-corps comporte une
main courante.
Il supporte les efforts (horizontaux, verticaux) exercés par les
utilisateurs et la charge engendrée par la chute éventuelle d’une
personne. Il encaisse également les efforts dus au vent. Tous ces
efforts sont transmis au fût par le limon et les marches et au bâtiment
par la fixation garde-corps droit/bâtiment prévue au niveau des paliers
et au sol par le montant de départ.
4
Le fût est fixé au sol par l’intermédiaire de la platine généralement
avec des chevilles à expansion. La fixation est adaptée au cas par cas
à la nature et à la qualité du sol.
Normes :
- NF A 35-503 : produits sidérurgiques - aciers pour galvanisation
par immersion à chaud.
- NF A 49-501 : produits creux finis à chaud pour construction.
- NF A 91-121 : galvanisation à chaud (immersion dans le zinc
fondu) - propriétés, caractéristiques et méthodes d’essais.
- NF A 91-121 : produits finis en acier galvanisés à chaud spécifications du revêtement de zinc et recommandations de
fabrication des produits à galvaniser.
Son dimensionnement est effectué et vérifié par une note de calcul de
la résistance du fût.
En cas d’escaliers spéciaux, la matière, le traitement de surface, le
diamètre et l’épaisseur peuvent être modifiés.
La platine soudée est en E 24.2 épaisseur 5 ou 10 mm et est
galvanisée avec le fût.
L’obturateur est en aluminium moulé AS13.
Marches
Tôles pliées en E 24.2 galvanisée à chaud.
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Normes :
Règles générales de conception - calcul
- NF A 35-501 : aciers de construction d’usage général - Nuances
et qualités - tôles minces, moyennes et fortes, larges plats,
laminés marchands et poutrelles.
- NF A 35-503 : voir précédemment.
- NF A 36-101 : produits sidérurgiques - feuillards laminés à chaud
en acier de construction d’usage général.
- NF A 91-121 : voir précédemment.
- NF A 91-122 : voir précédemment.
En fonction des impératifs de sécurité inhérents à la nature de la
construction et/ou de ceux imposés par le Maître d'Ouvrage, l’escalier
pourra être conforme aux règles de « sécurité contre l’incendie pour
établissements recevant du public (ERP) ». Celles-ci ont été éditées
par le Journal Officiel et complétées par des commentaires officiels
édités par le ministère de l’intérieur (Direction de la sécurité civile).
L’essentiel de ces textes a été repris dans le code du travail utilisé
dans l’industrie.
Les dimensions les plus courantes permettent un passage libre dans
l’escalier de : 0,6 - 0,7 - 0,8 - 0,9 - 1 - 1,2 et 1,4 m.
En dehors de l’application de ces normes particulières, les règles de
l’art (foulée de l’escalier et hauteur d’échappée sous palier) sont
également systématiquement respectées.
L’épaisseur varie de 2 à 3 mm. Celle-ci est choisie et vérifiée par note
de calcul.
Fixations
La platine de fixation au fût épaisseur 5 mm et la bande de fermeture
extérieure épaisseur 3 mm soudées sont en E 24.2 galvanisé à chaud
avec la marche.
Les conditions d’emploi sont vérifiées d’après les Cahiers des Charges
des fournisseurs.
5. Fabrication et assurance qualité
Limon/Garde-corps
Tôle en aluminium 1050 A - H 24 ou en acier XC
Normes :
NF A 35-501 : voir précédemment.
La fabrication des divers composants se fait exclusivement dans les
ateliers GANTOIS. Le siège social (activité technique et commerciale)
et l’usine de ST DIE font l’objet de la certification ISO 9002.
NF A 36-101 : voir précédemment.
Fournitures
NF A 50-451 : Aluminium et alliages d’aluminium - Produits
laminés d’usage général - Caractéristiques.
Toutes les livraisons sont réceptionnées suivant une procédure de
réception.
Les épaisseurs les plus courantes sont 2 et 3 mm.
Fabrication
Ces épaisseurs ont été vérifiées par des essais de résistance de
garde-corps (Rapport SOCOTEC-Nancy CM 7335 du 12/12/94).
Les escaliers sont fabriqués suivant une procédure générale de
l’atelier serrurerie. Les moyens de fabrication sont des presses
(hydrauliques et col de cygne), cintreuse, rouleuse, scies diverses,
postes de soudure, perceuses,...
Main courante
Profil en éthylène - propylène noir de dureté shore 90-95 classe A.
Paliers
Ils sont constitués de tôles en E 24.2 galvanisées à chaud fixées sur
une ossature en profils divers en E 24.2 soudés qui est galvanisée à
chaud également. Ils sont en tôle pliée avec renforts en fers plats dans
le cas d’escaliers peints.
Normes :
NF A 35-503
NF A 35-501
NF A 36-101
NF A 91-121
NF A 91-122
`
Voir précédemment.
A chaque étape, les opérateurs suivent une procédure d’auto-contrôle.
Les vérifications sont effectuées par l’agent de maîtrise et l’inspecteur
qualité de l’atelier.
Livraison
Le conditionnement s’effectue suivant une procédure générale
d’emballage par un personnel qualifié. Chaque colis est identifié et un
bordereau de colisage est systématiquement joint. Les expéditions
suivent une procédure générale d’expédition.
6. Mise en œuvre
L’escalier est livré démonté et emballé sur chantier.
Le montage peut se faire par le client, un poseur ou par GANTOIS.
Une nomenclature et une notice de pose sont fournies à chaque
livraison.
Visserie
Toute la visserie est en acier inoxydable.
Le montage se fait sans aucune difficulté avec de l’outillage courant
(marteau, tournevis, clés, perceuses, scie, ...) à la manière d’un
« kit ». Dans certains cas particuliers, un soudage d’appoint peut être
nécessaire.
4. Règles de conception - calcul
7. Applications particulières
Note de calcul
Sur demande du client, une note de calcul de vérification de la
résistance du fût central, du ou des paliers, des jambes de force, peut
être établie. Les marches, elles, sont dimensionnées en standard
selon la configuration et la charge, conformément au CPTP du présent
Avis Technique.
Elle suit les règles de calcul DTU CM66 (règles de calcul de
constructions en acier) et NV65 (règles définissant les effets de la
neige et du vent sur les constructions) + annexes et N84.
Les charges sont définies par la norme NFP 06-001 (bases de calcul
des constructions - charges d’exploitations des bâtiments).
Garde-corps
Le dimensionnement a été établi suivant la norme NF P 01-012
(dimensions des garde-corps - règles de sécurité relatives aux
dimensions des garde-corps et rampes d’escalier).
La résistance a été testée dans l’esprit de la norme NF P 01-013
(essais des garde-corps - méthodes et critères) sous contrôle
SOCOTEC. Ces essais ont fait l’objet du compte-rendu CM 7335.
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GANTOIS peut étudier, fabriquer et poser des escaliers hors standard;
notamment, dans le cas d’utilisation intense (connue et définie à la
commande ou sur demande du client), un renfort périphérique intérieur
en fer plat inoxydable de 30x4 mm rigidifie la tête de garde-corps au
niveau de la main courante.
B. Références et essais
Les escaliers standards GANTOIS, notamment du type voile qui font
l’objet d’un dépôt de modèle, sont commercialisés et posés en très
grand nombre depuis plusieurs dizaines d’années, sans pathologie
spécifique constatée. Depuis la formulation de l’Avis Technique, il en a
été fabriqué 2400 volées ( une volée : un étage).
Ces escaliers ont fait l'objet des deux rapports d'essais suivants:
x Essais
de résistance de garde-corps: Rapport SOCOTEC-Nancy
CM 7335 du 12/12/94.
x Essais de comportement dynamique au Laboratoire des Structures
du CSTB: Rapport 39564 du 26/6/95.
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Figures du Dossier Technique
Vue générale
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