INBTP INSTITUT NATIONAL DU BATIMENT ET DES TRAVAUX PUBLICS A.A. 2015/16

Transcription

1 8 INBTP INSTITUT NATIONAL DU BATIMENT ET DES TRAVAUX PUBLICS A.A. 2015/16 TECHNOBAT PLANCHERS Prof. Arch. Manlio MICHIELETTO PhD 1

2 PROGRAMME LECONS LECON_001 [T] Présentation Notions de Technobat LECON_002 [T] Technobat Tropicale Les classes énergétiques LECON_003 [T] Les matériaux de construction LECON_004 [T] Gros œuvres > INFRASTRUCTURE Sol Implantation LECON_005 [T] + [P] Gros œuvres > INFRASTRUCTURE Fondations Murs de soubassement LECON_006 [T] + [P] Gros œuvres > SUPERSTRUCTURE Systèmes porteurs : Construction massive Interrogation [P] : LECON_001>LECON_006 TECHNOBAT_II LECON_001 2

3 PROGRAMME LECONS LECON_007 [T] + [P] Gros œuvres > SUPERSTRUCTURE Systèmes porteurs : Construction à ossature LECON_008 [T] + [P] Gros œuvres > SUPERSTRUCTURE Planchers LECON_009 [T] + [P] Gros œuvres > SUPERSTRUCTURE Toitures LECON_010 [T] + [P] Second œuvres : Façades Baies Cloisons LECON_011 [T] + [P] Circulations verticales LECON_012 [T] + [P] Les joints constructives Organisation de chantier Interrogation [P] : LECON_007>LECON_012 TECHNOBAT_II LECON_001 3

4 GROS ŒUVRES > SUPERSTRUCTURE PLANCHERS 4

5 1.1 Définition Le plancher est l élément de structure supportant le sol d un étage ; il constitue, aussi, la séparation horizontale entre les étages. Parce qu on réalise toujours plus de planchers en béton arme, on les appelle aussi dalles. 5

6 1.1 Définition Les planchers sont donc des structures horizontales qui divisent les différentes étages du bâtiment, avec une face inferieure appelée plafond, qu elle fasse partie du plancher ou qu elle soit structurellement séparée, et avec une partie supérieure qui sert de soutien au revêtement de l étage supérieur. 6

7 1.1 Définition Le plancher doit assumer les fonctions suivantes : _ supporter les charges (poids des structures et actions permanentes) et des surcharges (actions variables et accidentelles) et les transmettre aux éléments porteurs que sont les murs et les poteaux ; _ transmettre des efforts horizontaux aux éléments de contreventement ; 7

8 1.1 Définition Le plancher doit assumer les fonctions suivantes : _ conserver une certaine élasticité dans des limites acceptables, afin que la flèche soit minime, sans atteindre une rigidité excessive qui nécessiterait des poutres hautes et encombrantes ; _ avoir un poids modeste pour réduire le plus possible la charge permanente ; 8

9 1.1 Définition Le plancher doit assumer les fonctions suivantes : _ permettre la distribution de fluides et de l électricité. 9

10 1.2 Exigences Sécurité structurale et aptitude au service Les charges des planchers comprennent : _ le poids propre des éléments porteurs ; _ le poids propre des éléments non porteurs, tels que les couvertures, les revêtements, les chapes, les cloisons, les balustrades, les éléments de façade, les plafonds suspendus, les isolations ; 10

11 1.2 Exigences Sécurité structurale et aptitude au service Les charges des planchers comprennent : _ les poids des équipements tels que les ascenseurs et escaliers roulants, les installations de ventilations, de climatisation, électriques et sanitaires ; _ les charges utiles qui proviennent de l utilisation normale par des personnes, du mobilier, des marchandises, des machines ainsi que du contenu des réservoirs et des conduites. 11

12 1.2 Exigences Sécurité structurale et aptitude au service L aptitude au service, pour l utilisation convenue, est vérifiée si la structure se comporte dans les limites fixées dans la norme. Les valeurs limites des déformationssont définies en fonction du plan d utilisation et du système constructif du second œuvre. 12

13 1.2 Exigences Sécurité structurale et aptitude au service : kn/m² Un newton est la force capable de communiquer à une masse de 1 kilogramme une accélération de 1 m/s2. Il faut donc 1 newton pour augmenter la vitesse d'une masse de 1 kg de 1 m/s à chaque seconde. 13

14 1.2 Exigences Charges utiles dans les bâtiments 14

15 1.2 Exigences Charges d exploitation des planchers 15

16 1.2 Exigences Charges d exploitation des planchers 16

17 1.3 Typologie Selon le système porteur vertical Le trois principaux systèmes porteurs verticaux sont : _ la construction murale massive _ la construction à pans de murs _ la construction à ossature 17

18 1.3 Typologie Selon le système porteur vertical Le trois principaux systèmes porteurs verticaux sont : CONSTRUCTION MASSIVE CONSTRUCTION A PANS DE MURS CONSTRUCTION A OSSATURE 18

19 1.3 Typologie Selon le système porteur vertical En fonction d un premier choix du système porteur vertical et des dimensions des portées désirées, il est possible d optimiser le type de plancher, c est-à-dire de sa propriété à transmettre les charges aux supports verticaux, dans une direction privilégiée ou de tous cotes, de façon linéaire ou ponctuelle, découle sa relation à la structure du bâtiment. 19

20 1.3 Typologie Selon le système porteur vertical CONSTRUCTION MASSIVE CONSTRUCTION A PANS DE MURS CONSTRUCTION A OSSATURE 20

21 1.4 Bois Le bois n est plus beaucoup utilisé, on le voit particulièrement dans des habitations individuelles. Mais, par exemple, les qualités du lamellé-collé font qu on le trouve en génie chimique (teintureries industrielles) ou en génie rural (silos à céréales), cela étant du à la possibilité de grandes portées et à son inaltérabilité naturelle. 21

22 1.4 Bois Solive La longueur rationnelle d une solive, pour une charge de logement, est d environ 4 m avec un écartement de 50 à 60 cm. L écartement, d axe en axe, des solives, est fonction de la portée ; cependant, il ne sera pas supérieur à 70 cm pour ne pas entrainer des flèches exagérées et pas inferieur à 40 cm pour rester économique. L écartement des solives dépend également des caractéristiques des éléments de remplissage. 22

23 1.4 Bois Solive Un moyen empirique de calcul de la section d une solive permet de déterminer que l hauteur (h) est le 1/ 20 e de la portée et que la largeur (b) constitue le 2/3 pour de cas courants de 3 à 5 m de portée et pour une surcharge de locaux d habitation. L écartement normal est de 60 cm, et si la portée dépasse 4 m l écartement peut être réduit ; l inverse est aussi valable. 23

24 1.4 Bois Solive 24

25 1.4 Bois Solive 25

26 1.4 Bois Solive 26

27 1.4 Bois Sommier Lorsque la portée devient trop grande, il est nécessaire de disposer un sommier en bois ou en profilé métallique, qui sera peut-être lui-même allégé par un pilier. Des sabots en bois sont disposés entre le sommet du pilier et le sommier pour augmenter la surface de l appui. Ces différentes pièces sont boulonnées entre elles, pour qu elles deviennent solidaires et constituent un tout indéformable. 27

28 1.4 Bois Sommier 28

29 1.4 Bois Trémie La solution la plus simple pour réaliser une trémie est de supprimer quelques solives : c est la meilleure solution pour créer un escalier. Si l ouverture est trop grande, particulièrement trop longue, un chevêtre reprend les charges des solives interrompues pour les reporter sur les solives adjacentes. 29

30 1.4 Bois Trémie 30

31 1.4 Bois Chevêtre Assemblages de chevêtres TENON ET MORTAISE ENTAILLE A MI-BOIS AVEC COUPE BIAISE 31

32 1.4 Bois Chevêtre Assemblages de chevêtres SABOT OU BOITIER ETRIER A AME INTERIEURE 32

33 1.4 Bois Chevêtre Assemblages de chevêtres LAMBOURDE CLOUEE CONTRE SOLIVE VIS DE SERRAGE 33

34 1.4 Bois Planchers en bois lamellé Ces planchers sont composés de planches posées sur chant et jointives. La distribution repartie des joints des planches permet de franchir des portées supérieures à celles des planchers à solivages, jusqu à 8 m. 34

35 1.4 Bois Planchers en bois lamellé La hauteur courante des planches se suite entre 10 et 24 cm. Pour un pré dimensionnement, on peut admettre une hauteur égale à 1/35 e de la portée. L épaisseur des planches varie de 24 à 45 mm. 35

36 1.4 Bois Planchers en bois lamellé 36

37 1.4 Bois Planchers en bois massif La dalle est constituée de planches collées d environ 25 mm d épaisseur, permettant des épaisseurs globales de 95 à 160 mm selon la portée. La portée est de 4 à 5 m et le montage s effectue rapidement, à sec. 37

38 1.5 Métal L emploi de solives en fer et en acier remplaçant celles en bois apparut dans la seconde moitié du 19 e siècle, sitôt que l industrie sidérurgique put mettre sur le marché des profiles lamines façonnes correctement et à un prix convenable. 38

39 1.5 Métal Protection contre le feu Protection des poutres métalliques contre l incendie 39

40 1.5 Métal Platelage métallique Ce plancher est formé d une mince couche de tôle nervurée, simple ou doublée (profil alvéolaire), recouverte de béton ou d un autre matériau assurant la répartition des charges. 40

41 1.5 Métal Platelage métallique Les rôles des composant dans la reprise des charges différencie les systèmes : _ plancher à platelage métallique porteur ; le couches qui le recouvrent servent uniquement à répartir les charges ; _ plancher à dalle de béton porteuse; la tôle d acier est de coffrage perdu ; _ plancher mixte ; la tôle métallique est en même temps la coffrage et l armature de la dalle. 41

42 1.5 Métal Platelage métallique Les avantages de ce type de plancher sont les suivantes : _ épaisseur et poids réduits du plancher ; _ pas de coffrage pour la dalle de béton ; _ accès immédiat sur les planchers dés la fin du montage des tôles. 42

43 1.5 Métal Platelage métallique porteur Dans les planchers avec platelage métallique porteur, la tôle d acier seule est portante. Un béton de remplissage coulée sur place ou une chape coulée sur un matelas isolant ou des éléments préfabriqués en béton assurent la répartition des charges, l isolation phonique et la protection contre le feu de la face supérieure. 43

44 1.5 Métal Platelage métallique porteur Ce type de construction ne fait office de contreventement horizontal que lorsque les tôles sont reliées entre elles et avec les poutres de façon à éviter tout glissement. Les tôles profilées porteuses ont des épaisseurs de 0.88, 1.0, 1.13, 1.25 et 1.5 mm ; lorsqu'elles sont utilisées en coffrage perdu, une épaisseur de 0.75 mm est suffisante. 44

45 1.5 Métal Platelage métallique porteur 45

46 1.5 Métal Platelage métallique porteur 46

47 1.5 Métal Platelage métallique porteur 47

48 1.5 Métal Platelage métallique porteur 48

49 1.5 Métal Platelage métallique et dalle de béton porteuse Dans le cas de planchers à platelage métallique et dalle de béton porteuse, la tôle ne constitue qu un coffrage perdu qui permet une réalisation rapide et la couverture immédiate de la poutraison. 49

50 1.5 Métal Platelage métallique et dalle de béton porteuse 50

51 1.5 Métal Platelage mixtes avec tôle d acier Dans les planchers mixtes avec tôle d acier, la tôle sert d armature de la dalle. 51

52 1.5 Métal Planchers en béton sur poutrelles métallique Les planchers en béton peuvent être réalisés sous plusieurs formes : _ planchers de grande portée sans poutres métallique _ en béton coulé in situ sur coffrage _ en béton de remplissage sur prédalles _ dalles préfabriquées 52

53 1.6 Béton armé Actuellement, les planchers en béton armé, appelés couramment dalles, sont les éléments porteurs les plus courants dans la construction de bâtiments. L exécution la plus fréquente est la dalle pleine bien adaptée à des petites et moyennes portées ; l exécution est simple. 53

54 1.6 Béton armé Toutefois, l inconvénient majeur des dalles pleines est un poids propre très vite élevé en fonction de la portée. Une épaisseur de 20 cm pèse 5 kn/m², ce qui dépasse souvent la surcharge utile. 54

55 1.6 Béton armé Types de planchers _ réalisés entièrement sur place : pleins armés appelés dalle pleine, à champignon, nervurés, à cassons et évides ; _ semi-préfabriqués : dans lesquels les éléments préfabriqués constituent le coffrage avec réalisation sur place de la majeure partie de la section comprimée : à corps creux, à prédalles, à platelage métallique porteur ; _ entièrement préfabriqués : livrés d usine, constituant un élément porteur complet. 55

56 1.6 Béton armé Planchers réalisés sur place : dalle pleine 56

57 1.6 Béton armé Planchers réalisés sur place : dalle pleine Dalle pleine en béton armé sur deux appuis 1. ARMATURE PRINCIPALE 2. ARMATURE DE REPARTITION 57

58 1.6 Béton armé Planchers réalisés sur place : dalle pleine Dalle pleine en béton armé encastrée 1. ARMATURE PRINCIPALE 2. ARMATURE DE REPARTITION 58

59 1.6 Béton armé Planchers réalisés sur place : dalle pleine Schéma d une dalle pleine en béton armé 1. CROCHET D4ADHERENCE 2. ARMATURE PRINCIPALE, GENERALEMENT DANS LE SENS DE LA PLUS PETITE PORTEE 3. ARMATURE DE REPARTITION POSEE SUR L4ARMATURE PRINCIPALE 4. LIGATURE ASSURANT UN CANEVAS INDEFORMABLE 5. BETON DOSE GENERALEMENT A 300 KG/M³ 59

60 1.6 Béton armé Planchers réalisés sur place : dalle pleine Un calcul empirique et approximatif permet de dimensionner l épaisseur des dalles à environ 1/30 e de la plus petite portée pour les dalles longues ou 1/35 e de la portée moyenne pour les dalles dont la forme est voisine du carré. L armature de répartition proprement dite doit au moins être de 1/5 e de l armature principale. 60

61 1.6 Béton armé Planchers semi-préfabriqués : à corps creux La réalisation des planchers semi-préfabriqués s est dirigée vers la conception d un élément porteur en béton avec un remplissage entre les poutrelles servant de support à une dalle de compression en béton. Le système supprime le coffrage, sa pose est rapide et il s adapte facilement à des géométries différentes. 61

62 1.6 Béton armé Profiles associes à un corps creux de terre cuite ou de béton. 62

63 1.6 Béton armé Planchers semi-préfabriqués : à corps creux 63

64 1.6 Béton armé Planchers préfabriqués Pur réduire les opérations de construction sur le chantier, les planchers peuvent parvenir sur le lieu d exécution sous forme de dalles préfabriquées prêtes au montage. Un jointoiement est réalisé après la mise en place des plaques. L avantage du système réside principalement dans la rapidité de pose. 64

65 1.6 Béton armé 65

66 1.1 Définition 66

67 1.6 Béton armé Planchers préfabriqués : prédalles 67

68 1.6 Béton armé Planchers préfabriqués : prédalles 68

69 ? 69