Les exigences de calcul pour les attaches à maçonnerie sont énoncées dans le chapitre 9 de la norme CSA S304-14, Calcul des ouvrages de maçonnerie. Parmi les exigences, la norme prévoit des limites à la fois pour le matériau et les dimensions des éléments (article 9.1.2) pour les placages de maçonnerie en éléments.

9.1.2 Matériau constitutif du parement et dimension maximales

Le parement de maçonnerie doit être fait d’éléments de maçonnerie en argile (schiste), en silicate de calcium (silicocalcaire) ou en béton ; un élément ne doit pas mesurer plus de 200 mm de hauteur, plus de 400 mm de longueur ni moins de 75 mm d’épaisseur.
Note: Les éléments de maçonnerie présentant des dimensions supérieures aux dimensions maximales prescrites peuvent être jugés conformes aux exigences visant le parement de maçonnerie, si des essais indépendants confirment que les méthodes de construction d’ouvrages de maçonnerie en éléments, les tolérances et la transmission de la charge à la structure porteuse sont appropriées.

Les limites des dimensions d’éléments de maçonnerie sont uniformes dans toutes les normes CSA pour la maçonnerie, y compris les normes des matériaux, de la construction et du calcul. Les éléments qui se conforment à ces limites dimensionnelles sont adaptés aux méthodes de construction et aux tolérances pour la maçonnerie en éléments. La performance adéquate des structures construites avec des matériaux qui suivent ces limites dimensionnelles est confirmée par un retour d’expérience au cours des dernières décennies, ainsi que de nombreux projets de recherche. Les normes ne visent pas la construction avec des éléments qui ne se conforment pas à ces limites, donc les tolérances de la norme pourraient ne pas être applicables.

Les manufacturiers sont responsables de fournir de la documentation technique adéquate pour démontrer que les éléments surdimensionnés par rapport aux limites de la « maçonnerie en éléments » peuvent tout de même être conçus conformément aux normes CSA. Des données, des analyses et des spécifications pertinentes doivent être fournis au concepteur et à l’entrepreneur en maçonnerie afin de confirmer que les méthodes de construction, les tolérances et le mécanisme de transfert des charges à la structure propres à la « maçonnerie en éléments » sont adéquats pour les éléments surdimensionnés en question. Les informations qui suivent énumèrent quelques problèmes potentiels qui pourraient mériter une investigation approfondie, cependant ceux-ci ne constituent pas une liste exhaustive.

Chacunes des normes de la maçonnerie répond à un objectif spécifique. De plus amples informations sur les codes et normes relatifs à la maçonnerie sont disponibles ici.

La norme CSA A370-14 est une norme sur les matériaux. Elle définit les exigences en matière de matériaux pour la fabrication des attaches, des ancrages et des pièces de fixation pour maçonnerie (collectivement appelés connecteurs).

Elle stipule, par exemple, les propriétés du matériau de base, ainsi que la résistance minimale d’un connecteur, le jeu mécanique maximal d’un connecteur ainsi que l’espacement maximal.

La norme CSA A371-14 est une norme de construction. Elle énonce les exigences pour la construction en maçonnerie.

Elle offre une orientation sur plusieurs aspects de la construction, notamment les points suivants : les tolérances de la construction, le recouvrement minimal de l’armature, la pose de mortier et de coulis, ainsi que l’espacement maximal des attaches.

Le calcul des attaches à maçonnerie est couvert uniquement par la norme CSA S304-14. Les attaches à maçonnerie doivent être en mesure de transmettre les charges latérales du placage (vent ou séisme). Le calcul des attaches doit tenir compte des propriétés du matériau de base, telle la résistance d’une attache, le mouvement différentiel du parement et de l’arrière-mur, ainsi que les propriétés de la structure (par exemple la composition de l’arrière-mur).

Pour une structure éligible, la méthode empirique de l’Annexe F peut être employée pour le calcul du parement de maçonnerie. Afin d’effectuer ce calcul suivant la méthode de l’Annexe F, il est important de tenir compte des points suivants :

1. La structure doit être conforme à toutes les exigences de l’article F.1.1 Il s’agit notamment de restrictions concernant la hauteur de la maçonnerie et l’indice de risque sismique.
2. Le parement doit être supporté par un arrière-mur de béton ou de maçonnerie avec un coefficient d’élancement, kh/t, égal ou inférieur à 20. Le calcul d’un parement supporté par un arrière-mur de bois ou de montants en acier suivant la méthode de l’Annexe F n’est pas permis. Dans de tels cas, les critères de l’Article 9 de la norme CSA S304-14 doivent être satisfaits.
3. Seuls les connecteurs normatifs peuvent être employés dans le cas d’un calcul suivant la méthode de l’Annexe F. Sauf en cas d’exception, la norme CSA A370-14 requiert que le calcul des connecteurs soit effectué conformément à la norme CSA S304-14. Quoique la norme CSA A370-14 stipule aussi des exigences en termes de la fabrication et du calcul des attaches normatives, l’usage de ces provisions est limité aux mêmes critères appliqués à la méthode empirique (risque de séisme limité, charges du vent limitée, hauteur du bâtiment limitée, etc.). L’espacement des connecteurs normatifs doit aussi être conforme aux limites pour l’espacement maximum stipulé par l’article 10 de la norme CSA A370-14 et toutes les autres exigences de la norme CSA A370 pour le connecteur en question doivent être respectées.

Dans les cas où l’annexe F ne s’applique pas, le calcul des attaches pour les parements de maçonnerie doit se faire conformément à l’article 9 de la norme CSA S304-14, et l’espacement doit tenir compte de la charge pondérée, ainsi que de la résistance pondérée des attaches. L’espacement maximal est stipulé par les normes CSA A370-14 et CSA S304-14. Cet espacement maximal prescrit ne représente pas un espacement conservateur sans être accompagné de l’analyse d’un ingénieur. Le but de l’espacement maximal des attaches est de limiter la fissuration du parement de maçonnerie et ne se rapporte aucunement à la résistance ou à la performance de l’attache comme telle.

Il est important de se référer à l’édition la plus récente des normes CSA applicables. En cas d’incertitude, on peut trouver l’édition pertinente de la norme dans la liste des documents de référence accompagnant le code du bâtiment en vigueur pour une zone spécifique. Pour l’édition courante du code national pour le bâtiment, le Code national du bâtiment du Canada 2015, les éditions pertinentes des normes CSA datent de 2014

Clause 8.1 from CSA A371-14 states that wire used for bed joint reinforcing shall have a minimum diameter of 3.0 mm and a maximum diameter of half the joint thickness or 5 mm, whichever is less. In practice, there are two common diameter sizes for joint reinforcing, 3.65 mm (termed “regular”) or 4.76 mm (termed “heavy duty”). In most cases, regular 3.65 mm joint reinforcement is preferred and should be specified because it is easier to cut, install, and lay units on, compared to heavy duty bed joint wire reinforcement. Heavy duty wire is more difficult to work with on site due to its increased rigidity and increased thickness relative to the mortar joint size.

The size of bed joint wire reinforcement required depends on the design. In general, when bed joint wire reinforcement is needed for crack control (e.g., over very long lengths of wall between movement joints, around openings, or as required in stack or decorative pattern masonry) then regular (3.65 mm) size wire should be used. The need for heavy duty wire is typically a result of meeting prescriptive reinforcing ratios for seismic design requirements or resisting in-plane shear forces in loadbearing walls. Therefore, its use must be determined by the designer and detailed within the contract documents.

Lors de la spécification de l’armature des joints pour les briques d’argile perforées ou les blocs de béton non armés, l’armature de type treillis peut être utilisée. L’armature des joints en treillis est fabriquée en fixant les tiges transversales aux tiges longitudinales en formant un angle aigu afin de former un treillis. Les tiges transversales interfèrent donc avec l’installation de barres d’armature verticales dans les alvéoles des éléments puisqu’elles traversent la maçonnerie en croisant le centre des alvéoles.

La spécification d’une armature en treillis dans des murs de maçonnerie qui seront également armés verticalement créera des difficultés pour la mise en place de l’armature verticale. Les pratiques courantes de construction verront l’installation des barres d’armature après la construction du mur. Si les tiges transversales de l’armature des joints traverse les alvéoles, il sera extrêmement difficile d’installer les barres d’armature verticales et il est fort probable que les barres finissent à l’extérieur de la zone prescrite (compte tenu des tolérances applicables) Dans certains cas, l’entrepreneur en maçonnerie coupera les tiges transversales afin de faciliter la mise en place des barres d’armature verticales. Toutefois, cette pratique est déconseillée par le CMDC.

Afin d’éviter les situations où l’armature des joints interfère avec l’armature verticale, l’armature des joint de type treillis ne devrait pas être spécifiée avec des murs munis de barres d’armature verticales.

Il n’existe aucune distinction structurale reconnue entre l’armature des joints en treillis et en échelle. L’avantage de l’utilisation d’armature en échelle est que les tiges transversales sont perpendiculaires aux parois de face des éléments de maçonnerie. Les tiges transversales peuvent donc être disposées de façon à reposer sur, ou près des âmes transversales. Ceci assure qu’ils n’interfèreront pas avec le positionnement de l’armature verticale. Afin d’éviter la possibilité de conflits sur les chantiers, l’armature des joints de type échelle devrait toujours être prescrite pour les travaux de maçonnerie en blocs de béton.

Étant donné que les barres d’armature verticales ne sont pas facilement ou généralement placées dans les éléments de maçonnerie en briques d’argile ou en blocs de béton de 10 cm, il est possible d’utiliser une armature des joints de type treillis. Lorsque des blocs de béton creux ou demi-pleins de 15 cm, 20 cm, 25 cm ou 30 cm sont utilisés, il convient de n’utiliser que des armatures de type échelle dans les joints de mortier. Il s’agit de l’approche la plus sûre en raison de la possibilité pour ces éléments de contenir des barres d’armature verticales. Toutefois, une armature des joints de type treillis peut être acceptable avec ces types d’éléments lorsqu’ils ne sont pas armés verticalement.

Outre dans les parements de maçonnerie, la grande majorité de l’armature des joints de mortier pour la construction en maçonnerie ne requiert aucune protection additionnelle contre la corrosion, c’est-à-dire que l’acier ordinaire est acceptable et préférable.

Généralement, l’armature des joints de mortier (treillis et échelles) sont fabriqués de façon à être d’une largeur de 40 mm en moins de la largeur de l’élément de maçonnerie correspondant. Ceci a comme résultat un enrobage de mortier de 20 mm. La norme CSA A371-14 indique les exigences pour l’enrobage pour tout types d’armature dans les assemblages de maçonnerie Sauf lorsque requis pour les murs de parement, les murs extérieurs à une seule paroi, les murs de fondation, ou les poteaux et poutres intérieures, toute armature avec un diamètre inférieur à celui d’une barre d’armature 20M et sans protection contre la corrosion, requiert seulement un enrobage de 20 mm à partir de la face exposée.

Rappelons aux concepteurs que les murs de maçonnerie (par exemple, les murs de contreventement et les cloisons) sont traités comme des murs intérieurs, en ce qui à trait à la protection contre la corrosion, lorsque ceux-ci se trouvent du côté intérieur d’un mur creux et derrière la barrière d’étanchéité de l’enveloppe du bâtiment. Ces murs ne seront pas sujet à l’effet de la précipitation ou du climat extérieur tel que défini par la norme CSA A371-14. Certaines exceptions peuvent pourtant exister qui pourraient engendrer des risques de corrosion pour une maçonnerie intérieure, par exemple, dans un contexte industriel, dans un centre d’épuration des eaux, pour une fontaine décorative un une piscine, etc. Cependant, dans la plupart des cas, l’armature des joints en acier ordinaire est suffisamment protégée contre la corrosion lorsqu’elle est enrobée d’au moins 20 mm de mortier.

Dans le cas de l’armature des joints pour une maçonnerie exposée aux intempéries (parement, mur extérieur à paroi unique), on dans un environnement potentiellement corrosif (site industriel), l’article 4.11.3.2 de la norme CSA S304-14 indique que l’armature des joints doit avoir la même protection contre la corrosion que celle qui serait exigée pour les attaches selon la norme CSA A370-14. Lorsqu’une protection contre la corrosion est nécessaire, elle doit être indiquée dans les plans du projet conformément aux niveaux de protection contre la corrosion décrits dans la norme CSA A370 :

• Niveau 1 : pas de protection contre la corrosion (acier ordinaire ou galvanisé avant la fabrication)
• Niveau 2 : galvanisation à chaud après fabrication (les exigences, y compris l’épaisseur du revêtement, sont indiquées dans la norme CSA A370).
• Niveau 3 : acier inoxydable (les types acceptables d’acier inoxydable sont indiquées dans la norme CSA A370)

L’espacement nécessaire pour l’armature des joints doit être déterminé par le concepteur. Il n’existe aucune exigence normative pour l’espacement de l’armature des joints qui sera convenable dans tous les cas. Puisque, dans la plupart des cas, l’armature des joints est nécessaire afin de répondre à une exigence d’aire d’armature minimum prescrite (par exemple, pour limiter la fissuration) ou bien pour résister l’effort tranchant dans le plan du mur (par exemple, une contrainte sismique), le diamètre et l’espacement requis pour l’armature des joints dépend de plusieurs facteurs possibles.

La fissuration de la maçonnerie peut être limitée, surtout pour la maçonnerie en briques ou en blocs de béton, à l’aide d’armature des joints. Dans de tels cas, les concepteurs peuvent se référer aux documents informatifs recommandés par l’insdustrie pour son usage (cliquez ici pour ouvrir dans un nouvel onglet de navigateur) et aux méthodes recommandées pour déterminer si et combien d’armature sera nécessaire Généralement, il est possible de limiter la fissuration de très longs murs de maçonnerie, ou la fissuration près des ouvertures, en installant suffisamment d’armature pour donner un rapport d’air de l’armature à l’aire de la section nette de mur de 0,002. Les exigences de calcul sismiques pour la maçonnerie porteuse et non porteuse, selon la norme CSA S304-14, peuvent aussi prescrire un rapport d’armature basé sur l’aire brute de la section. Cependant, le rapport d’aire minimum et l’espacement maximum de l’armature peuvent aussi tenir compte de la présence de poutres de chainage. De plus, le calcul de conception pour les murs porteurs pourrait dépendre de la résistance de l’armature des joints pour résister à l’effort tranchant dans le plan du mur et, dans de tels cas, des limites prescrites différentes pourraient s’appliquer selon la norme.

L’espacement de l’armature des joints ne devrait pas se trouver dans les devis. Ils devraient plutôt être déterminés par calcul durant la conception des assemblages de maçonnerie conformément aux exigences de la norme CSA S304-14 et de la norme CSA A371-14. Il existe quelques cas, y compris celui de la maçonnerie en damier, pour lesquels un diamètre ou un espacement commun à tous les murs pourrait être nécessaire ou justifiable. Cependant, dans plusieurs cas, si l’armature des joints est exigée dans le devis sans répondre à un objectif précis du calcul de conception, elle représentera des surcouts inutiles pour le projet.