5 SOMMAIRE PARTIE 1 : FONDATIONS SUPERFICIELLES ET DALLAGES. 7 Chapitre 1 : Domaine d application............................9 Chapitre 2 : Fondations...................................... 11 1. Sols de fondation........................................ 11 2. Dispositions générales et matériaux...................... 12 3. Charges sur les fondations............................... 13 4. Interaction entre fondations............................. 14 5. Fondations superficielles................................. 15 6. Fondations sur puits..................................... 21 7. Fondations à redans..................................... 22 8. Dispositions parasismiques............................... 22 9. Radiers.................................................. 24 10. Protection contre les termites............................ 25 11. Dispositions particulières pour les réseaux................ 25 Chapitre 3 : Les dallages en béton............................ 27 1. Constitution et exécution d un dallage................... 27 2. Les joints de dallage..................................... 29 3. Tolérances d exécution des dallages...................... 30 4. Canalisations sous dallage................................ 30 5. Cas du vide sanitaire..................................... 31 6. Cas du plancher porté................................... 31 Chapitre 4 : Annexe......................................... 33 PARTIE 2 : MAÇONNERIE DE PETITS ÉLÉMENTS.......... 39 Chapitre 1 : Domaine d application.......................... 41 Chapitre 2 : Principales familles d éléments de maçonnerie... 43 1. Les blocs de béton....................................... 43 2. Les briques de terre cuite................................ 44 3. Les blocs de béton cellulaire autoclavé («BCA»)......... 45 4. Les pierres naturelles..................................... 46 Chapitre 3 : Solutions pour assurer les fonctions d un mur.... 47 1. Les fonctions d un mur et leur durabilité................. 47 2. Stabilité mécanique...................................... 47 3. Étanchéité aux intempéries : choix du type de mur en fonction de l exposition de la façade................... 48 4. Isolation thermique et acoustique........................ 53 5. Aspect extérieur et/ou intérieur.......................... 54 Chapitre 4 : Choix des produits.............................. 55 1. Les principaux éléments de maçonnerie.................. 55 2. Les mortiers de joints.................................... 57 3. Les mortiers d enduits................................... 59 Chapitre 5 : Mise en œuvre des murs extérieurs et intérieurs.. 61 1. Opérations préalables.................................... 61 2. Dispositions générales................................... 62 3. Exécution des points singuliers........................... 64 4. Incorporation d éléments de baie préfabriqués, saignées et percements.................................. 73 5. Fixation des équipements................................ 76 6. Prescriptions à satisfaire par les maçonneries brutes....... 77 Chapitre 6 : Cloisons de distribution et de doublage.......... 79 1. Choix des produits...................................... 79 2. Détermination des dimensions........................... 80 3. Mise en œuvre.......................................... 80 4. Exécution des points singuliers........................... 82 5. Fixations, saignées et encastrements...................... 85 6. Prescriptions à satisfaire par les parements bruts des cloisons............................................. 88 Chapitre 7 : Ouvrages associés............................... 91 1. Fondations.............................................. 91 2. Protection des soubassements en maçonnerie............ 91 3. Drainage................................................ 93 4. Dallages................................................. 94 5. Revêtements côté extérieur.............................. 95 6. Revêtements côté intérieur.............................. 95 Chapitre 8 : Annexe......................................... 97 1. Règles de calcul statique des maçonneries proprement dites Contraintes admissibles dans les parois porteuses sous l effet de charges verticales.......................... 97 PARTIE 3 : PLANCHERS ET RUPTEURS DE PONTS THERMIQUES.................................. 99 Chapitre 1 : Domaine d application......................... 101 Chapitre 2 : Généralités..................................... 103 1. Fonctions générales d un plancher....................... 103 2. Performances attendues d un plancher.................. 104 3. Conception d un plancher.............................. 104 Chapitre 3 : Les planchers en béton......................... 105 1. Planchers en béton armé coulés en place................ 105 2. Planchers en béton constitués d éléments préfabriqués... 109 3. Traitement des sous-faces des planchers en béton....... 113 4. Cas des planchers en dalles de béton cellulaire........... 113
6 SOMMAIRE Chapitre 4 : Les planchers en béton à bacs acier collaborants............................................... 115 1. Description............................................ 115 2. Mise en œuvre d un plancher à bacs collaborants........ 115 3. Calcul des planchers à bacs collaborants................. 116 Chapitre 5 : Les planchers en bois........................... 117 1. Description et dispositions.............................. 117 2. Calculs................................................. 119 Chapitre 6 : Les planchers mixtes bois-béton................ 121 Chapitre 7 : Les planchers et l isolation thermique des bâtiments......................... 123 1. Les planchers et la réglementation thermique............ 123 2. Les performances thermiques des planchers............. 124 3. Les rupteurs de ponts thermiques....................... 125 Chapitre 8 : Autres fonctions............................... 129 1. Dispositions parasismiques dans les planchers........... 129 2. Tenue au feu des planchers............................. 129 3. Isolation acoustique des planchers...................... 130 4. Aptitude des planchers à supporter des cloisons ou des revêtements fragiles............................. 130 5. Aptitude des planchers à servir de support d étanchéité.. 130 RÉGLEMENTATION, NORMES ET AUTRES DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE...................131 Chapitre 1 : Fondations..................................... 133 1. Textes législatifs et réglementaires....................... 133 2. DTU - NF DTU......................................... 133 3. Autres Normes......................................... 133 4. Autres documents de référence......................... 133 Chapitre 2 : Maçonneries................................... 135 1. DTU - Règles........................................... 135 2. Normes............................................... 136 3. Autres documents de référence......................... 136 Chapitre 3 : Planchers et rupteurs de ponts thermiques...... 137 1. Textes législatifs et réglementaires....................... 137 2. Normes................................................ 137 3. Cahiers de Prescriptions Techniques (CPT).............. 139 GLOSSAIRE...............................................141
CHAPITRE 2 : FONDATIONS 13 3. Charges sur les fondations Norme NF EN 1991-1-1 Pour déterminer correctement les dimensions d une semelle de fondation, il est essentiel de connaître les actions qui s appliquent sur cette semelle. Ces actions sont obtenues par une descente de charges sur chacun des éléments porteurs verticaux. Cette descente de charges est effectuée en comptabilisant les charges ramenées sur un poteau ou un mur, de haut en bas jusqu à la fondation. En général, c est un bureau d études qui effectue ce type de calcul. Sauf cas particulier, les charges horizontales sont supposées équilibrées intégralement par les forces de frottement entre les fondations et le sol. Tableau 2 : Charges appliquées sur différents éléments porteurs, cas d une maison avec dallage au sol Cas A1 A2 A3 A4 Cas d une maison avec dallage au sol Poteau d angle (en kn) Poteau de rive (en kn) Poteau central (en kn) Mur porteur de rive (en kn/ml) Mur porteur intermédiaire (en kn/ml) Maison à simple rez-dechaussée, sans plancher porté (dallage au sol + toiture) Maison avec 1 plancher porté (+ dallage au sol + toiture) Maison avec 2 planchers portés (+ dallage au sol + toiture) Maison avec 3 planchers portés (+ dallage au sol + toiture) 45 105 170 230 91 210 340 460 175 420 665 910 35 77 120 170 54 120 190 250 Figure 4 : Charges sur les fondations : charges verticales équilibrées par contact charges horizontales équilibrées par frottement En première approximation, on peut, pour des maisons individuelles, retenir les charges données dans les tableaux 2 et 3 ci-après (ce sont des charges données à l état limite ultime, compatibles avec les contraintes de calcul du sol, données dans le tableau 1), appliquées sur différents éléments porteurs, en fonction de leur position, du nombre de planchers portés, et de la manière dont est conçu le niveau bas de la maison (dallage sur le sol ou vide sanitaire). Les tableaux 2 et 3 ont été établis en considérant des portées moyennes de l ordre de 5 mètres entre points porteurs, et des hauteurs d étage de 3 mètres. Unités utilisées dans les tableaux : 10 kn (kilonewton) 1 tonne ; 10 kn/ml (kilonewton par mètre linéaire) 1 tonne par mètre de longueur de mur. Cas A1 2 e étage 1 er étage ou Cas A3 1 er étage Sous-sol 1 er étage ou Cas A2 Sous-sol 2 e étage 1 er étage RDC Sous-sol Cas A4 Figure 5 : Illustration des charges appliquées sur les différents éléments porteurs, cas d une maison avec dallage au sol
CHAPITRE 2 : FONDATIONS 23 1 seul chaînage Vide sanitaire 1,00 m ou Figure 35 : Vue en plan des semelles et du réseau maillé de liaisons entre semelles Dans le cas où un dallage est prévu en liaisonnement de semelles, il doit avoir une épaisseur minimale de 12 cm et un pourcentage minimal d armatures ρ s,min sur les faces inférieure et supérieure d au moins 0,4 %. Ce pourcentage minimal est requis sur une largeur de dallage formant longrine de 30 cm de largeur au minimum. Il y a lieu en outre de disposer dans chacune de ces longrines une section minimale d armatures de 3 cm 2, quelle que soit la zone sismique. Un chaînage doit être prévu au niveau des fondations, chaînage comportant au moins deux lits de deux armatures longitudinales et totalisant une section de 3 cm², quelle que soit la zone sismique considérée. Dispositions relatives aux chaînages L espacement de deux armatures longitudinales ne doit pas excéder 20 cm. Des cadres transversaux doivent être disposés selon un espacement au plus égal à la hauteur du chaînage sans excéder 25 cm. Chaînage haut Chaînage bas Vide sanitaire > 1,00 m Figure 37 : Disposition des chaînages en cas de vide sanitaire Dans le cas de maisons avec dallage sur terre-plein, lorsque ce dernier est lié aux murs et aux points d appuis ponctuels, il est admis de ne pas réaliser le réseau de longrines visé ci-avant, sous réserve d incorporer les armatures des longrines, ou des armatures de charge maximale (ou section) équivalente, dans le béton du dallage. On reconstitue ainsi le réseau maillé et continu de liaisons, par incorporation des armatures dans le béton du dallage. Dallage lié aux murs et aux poteaux Chaînage ou Chaînage Figure 38 : Incorporation des armatures de chaînage dans le béton du dallage Liaisons entre les fondations et la structure Des liaisons doivent être réalisées entre les éléments de fondations et la structure. Les armatures des chaînages verticaux ou des poteaux en béton armé doivent être descendues jusqu en face inférieure des fondations et ancrées totalement à angle droit, au-dessous de l axe de chaînage horizontal le plus bas. Les ancrages ponctuels (poteaux ou chaînages de murs) des structures doivent être constitués au minimum de 4 HA12 quelle que soit la zone sismique considérée. Figure 36 : Disposition des chaînages pour des semelles filantes OBSERVATION On peut se dispenser de réaliser ce chaînage lorsque celui du plancher sur vide sanitaire est situé au plus à 1,20 m au-dessus du niveau d assise des fondations.
44 PARTIE 2 : MAÇONNERIE DE PETITS ÉLÉMENTS Certains des blocs précédents comportent en outre : des dispositifs facilitant leur prise en main par le maçon lors de la pose ; 2. Les briques de terre cuite NF EN 771-1 et NF EN 771-1/CN Ces éléments d origine très ancienne sont disponibles dans des gammes très diversifiées. Figure 2 : Blocs avec trous de prise en main des emboîtements verticaux sur les faces d about qui évitent, lorsque la destination des ouvrages le permet, le remplissage des joints verticaux. 2.1. Briques creuses (LD) Les briques creuses, c est-à-dire à alvéoles d orientation horizontale ou verticale, sont dénommées «LD» dans la norme NF EN 771-1 ; on trouve à côté des briques classiques à alvéoles non décalées (briques G) des organisations propres à chaque fabricant. Ces briques sont destinées à être enduites ; on distingue deux familles d éléments : briques creuses pour mur de façade doublé par complexe isolant côté intérieur (épaisseur courante 20 cm) ; ce type de brique est aussi utilisé dans les murs de refend ; briques creuses «Monomur» pour mur de façade du même nom, du type à isolation thermique répartie (chapitre «Solutions pour assurer les fonctions d un mur») d épaisseur courante plus forte : 30 à 37,5 cm. 1 2 Figure 3 : Blocs avec about à emboîtement verticaux 1.2. Les blocs de parement Il existe également des blocs de parement, c est-àdire destinés à rester apparents (blocs creux, à alvéoles débouchantes ou borgnes et blocs pleins) également complétés par des blocs accessoires (les parements peuvent être lisses, striés ou splités). 3 4 1. Pour cloison olu habillage 2. 16 trous 3. à rupture de joint 4. multi-alvéolaire Figure 5 : Briques creuses à alvéoles horizontales Bloc creux à alvéoles débouchantes ou borgnes Bloc splité Bloc multi-avéolaire ou Monomur Figure 6 : Bloc creux à alvéoles verticales Bloc strié Figure 4 : Blocs de parements
CHAPITRE 5 : MISE EN ŒUVRE DES MURS EXTÉRIEURS ET INTÉRIEURS 67 Enduit Doublage isolant Bloc béton creux épaisseur 5 cm «planelle» Profilé spécial satillant Plancher Bande de désolidarisation Figure 12 : Exemple de profilé de rejet d eau associé à une bande de désolidarisation OBSERVATIONS Dans tous les cas, et notamment dans le cas de maçonneries apparentes (où le renfort d enduit n est évidemment pas applicable), il y a intérêt à limiter la flèche des planchers par un dimensionnement adapté et une durée d étaiement prolongée. On trouvera dans la norme NF DTU 20.1 (CCT, partie 1-1), la description d autres jonctions avec dispositif de désolidarisation entre plancher et maçonnerie (non admis en zone sismique). 3.3. Jonction avec la charpente Lorsque le plancher du dernier niveau est en béton, son appui doit satisfaire aux mêmes prescriptions qu un plancher intermédiaire. Généralement, la charpente prend alors appui sur le chaînage et sur la rive de plancher et est fixée sur cette structure. Lorsque le plancher est à base de solives en bois ou en acier, celles-ci doivent être fixées dans le chaînage horizontal, par exemple par l intermédiaire de lisses en bois et/ou de sabots en acier (voir norme NF EN 845-1). Charpente en fermettes Isolation thermique Plafond suspendu Lisse en bois fixée sur le chaînage Isolant Carreau en béton cellulaire autoclavé Maçonnerie de blocs de béton cellulaire autoclavé Acier Grillage Figure 13 : Exemple de jonction d un mur avec la charpente 3.4. Angles et chaînages verticaux Principe et section des chaînages Les chaînages verticaux ont un double rôle : en continuité avec les chaînages horizontaux ils renforcent la cohésion des pans de maçonnerie qu ils ceinturent et ils s opposent au soulèvement dans les angles des dalles de plancher en béton armé par retrait différentiel de séchage. C est pourquoi ils n étaient auparavant, hors zone sysmique, obligatoires que dans le dernier étage sous plancher en béton (plancher en dalle pleine coulée sur place, plancher à poutrelles et entrevous avec table de compression coulée sur place). Ils sont disposés au moins dans les angles saillants et rentrants ainsi que de part et d autre des joints de fractionnement du bâtiment ; régnant sur toute la hauteur du bâtiment, ils doivent systématiquement être ancrés dans les fondations. Un recouvrement de leurs extrémités haute et basse avec les aciers de chaînage horizontaux assure la continuité indispensable. OBSERVATION Il est rappelé que ce plancher doit être organisé en paroi de raidissement horizontal (contreventement). Dans la solution courante d une charpente du type «à fermettes», celles-ci doivent être fixées au chaînage de couronnement du mur sur lequel elles prennent appui, soit directement, soit par l intermédiaire d une lisse en bois ancrée dans le béton du chaînage. La jonction avec une charpente «en pannes» est traitée au paragraphe «Pointes de pignon». Figure 14 : Déformation «en coupelle» d un plancher en béton par retrait différentiel de séchage
92 PARTIE 2 : MAÇONNERIE DE PETITS ÉLÉMENTS éventuellement complétés par un produit noir (EIF) appliqué en une ou deux couches continues. ATTENTION Les produits noirs appliqués à froid (EIF) améliorent l efficacité de la fonction d imperméabilisation de l enduit mais ne le remplacent en aucun cas. Deuxième cas : un drainage est prévu (cas d une construction sur un terrain peu perméable, limoneux ) Les murs de première catégorie doivent recevoir un revêtement extérieur constitué par : un enduit de dressement ; une protection par une feuille de produit noir hydrocarboné appliquée à chaud selon une technique dérivée des étanchéités de toitures-terrasses ou un système de feuilles plastiques ou de drain vertical en liaison avec le drainage horizontal, décrit dans un Avis Technique ou un Document Technique d Application ; une protection mécanique contre les chocs lors du remblaiement des fouilles. Les murs de deuxième catégorie doivent recevoir : soit un enduit extérieur à base de liants hydrauliques (voir NF DTU 26.1) complété par deux couches d enduit d imprégnation à froid (EIF «produit noir») ; soit par un système de drain vertical en liaison avec le drainage horizontal. 2.3. Cas particulier des murs de soubassement en béton cellulaire autoclavé (BCA) Pour les murs de première catégorie en BCA, le revêtement extérieur est constitué comme indiqué ci-dessus pour les autres éléments de maçonnerie lorsqu un drainage est prévu, quel que soit le terrain et le sol environnants. Pour les murs de deuxième catégorie, le revêtement est constitué par un mortier de liants hydrauliques conforme aux spécifications de la norme NF DTU 26.1 relatives aux maçonneries de béton cellulaire autoclavé en élévation, sur lequel sont appliquées deux couches d enduit d imprégnation à froid ou une couche d enduit d imprégnation à froid et une couche d enduit d application à chaud à base de bitume. En outre, le domaine d utilisation des murs de soubassement en BCA est défini ainsi : leur hauteur libre ne dépasse pas 2,50 m ; la hauteur des terres soutenues ne dépasse pas 2,40 m ; la charge d exploitation sur le sol en rive des murs ne dépasse pas 200 dan/m 2 ; l ouvrage ne risque pas d être inondé. Le montage des blocs de 25 cm d épaisseur au moins doit être réalisé au mortier pour joints minces (T) pour «blocs à coller» présentant une résistance à la compression Rcn au moins égale à 3,0 MPa. Les murs en BCA doivent être renforcés par des contreforts verticaux et des chaînages horizontaux intermédiaires organisés comme suit : mise en place de contreforts verticaux espacés de : 6 m lorsque la hauteur H des terres est inférieure à 1,80 m ; 2,50 m lorsque la hauteur H des terres est comprise entre 1,80 m et 2,40 m, cette hauteur étant mesurée à partir du niveau bas du local ; mise en place, dans les joints horizontaux de maçonnerie situés environ au tiers et aux deux tiers de la hauteur des murs, de chaînages intermédiaires en béton armé de section 5 x 5 cm environ, ayant pour armature minimale un acier Ø 12 à haute adhérence. Niveau des terres Mur en blocs de béton cellulaire autoclavé Chaînage horizontal intermédiaire en béton armé 0,15 H Blocs de béton cellulaire Plancher Sous-sol Dallage Contrefort vertical Figure 1 : Coupe horizontale sur un contrefort au niveau d un chaînage horizontal
105 Chapitre 3 : Les planchers en béton 1. Planchers en béton armé coulés en place 1.1. Coffrage et étaiements Les planchers en béton armé coulés en place sont des planchers traditionnels dont les éléments supports ainsi que les panneaux de dalles sont coulés sur un coffrage mis en œuvre sur site. ATTENTION Les coffrages doivent être solidement liaisonnés et rigidement appuyés sur les étais, de manière à ce que le poids du béton liquide qui y sera coulé ne conduise pas à des déformations. Le coffrage traditionnel (en bois et contre-plaqué) conduit à disposer des éléments coffrants et des éléments rigidificateurs empêchant les déformations des éléments coffrants. La figure 1 représente un tel coffrage dans lequel des madriers supports sont disposés sur des étais et reçoivent des planches d appui sur lesquelles on place le contreplaqué représentant la peau coffrante. Les principales dimensions que l on peut retenir sont les suivantes : distances entre étais : entre 1,5 et 2 mètres ; distances entre madriers supports : entre 1 et 1,5 mètre ; espacements entre planches d appuis (vides laissés) : entre 30 et 60 cm. L épaisseur de la peau coffrante dépend de l épaisseur de la dalle, on retiendra la plupart du temps des épaisseurs comprises entre 18 et 30 mm. 1.2. Ferraillage en zones courantes et aux appuis NF EN 1992-1-1:2005. Eurocode 2. Calcul des structures en béton. Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments Les zones courantes sont les zones du plancher qui sont éloignées des éléments porteurs constitués par les murs ou les poutres, ou encore les poteaux. Conventionnellement, il s agit de la moitié centrale des panneaux. Les zones d appui sont celles qui sont voisines des éléments porteurs. Mur Poutre Poteau Joue de coffrage Planches d appui Peau coffrante Zone courante Poutre Étais réglables Madrier support Élément porteur central (mur ou poteau) Figure 1 : Schéma de coffrage d un plancher traditionnel Peau coffrante Panneau de dalle Poutre Zones d appui Figure 3 : Représentation des zones courantes et des zones d appui dans une dalle Dans les zones courantes, les armatures sont obligatoirement disposées en quadrillage dans la partie inférieure de la dalle de plancher, et se prolongent jusqu aux appuis. Dans les zones d appui, on doit disposer des armatures en partie supérieure de la dalle. Ces armatures sont appelées «chapeaux». Zone d appui Zone d appui Madriers Planches d appuis Zone courante Étais Figure 2 : Représentation schématique du coffrage et de l étaiement d un plancher à dalle pleine Figure 4 : Représentation schématique des armatures (coupe) dans les zones courantes et dans les zones d appui des dalles
118 PARTIE 3 : PLANCHERS ET RUPTEURS DE PONTS THERMIQUES en réservation dans la maçonnerie. Afin de diminuer les jeux et espaces entre éléments (liés principalement au retrait par séchage du bois), les planches ne doivent pas avoir une largeur supérieure à 200 mm. Panneaux Les panneaux assurent le contreventement horizontal des constructions. Ils sont orientés de telle sorte que leur longueur soit perpendiculaire au solivage. Figure 6 : Appuis de solives en réservation dans la maçonnerie Le platelage constituant le plancher est disposé au-dessus des solives. La fixation du platelage aux solives se fait par agrafage, vissage, clouage ou collage. Ce platelage assure, nous l avons vu plus haut, la répartition des charges verticales et répartit les charges horizontales sur les éléments de contreventement verticaux. Les platelages les plus utilisés sont : le bois massif (planches) ; les panneaux de contreplaqué ; les panneaux de particules. Planches Les planches doivent être placées de telle sorte qu elles puissent participer au contreventement. Pour cela, elles doivent être posées en diagonale selon un angle voisin de 45 (les planches posées perpendiculairement aux solives ne participent pas au contreventement). Figure 8 : Disposition des panneaux pour participation au contreventement du bâtiment Tous les panneaux de plancher doivent être continus sur au minimum trois appuis. La largeur d appui minimum est de 20 mm. Les panneaux sont cloués le long des rives au moins tous les 15 cm et 30 cm sur les appuis intermédiaires. On utilisera des pointes torsadées d une longueur supérieure à 3,5 fois l épaisseur du panneau ou de préférence des vis fraisées de longueur supérieure à 2,5 fois l épaisseur. Afin d améliorer les performances acoustiques du plancher, une bonne méthode est d interposer une bande résiliente entre le panneau et la solive. Pour l isolation thermique (cas des planchers bas sur vide sanitaire et des planchers supports de toiture-terrasse), il est possible d insérer entre les solives des isolants thermiques. On peut également disposer ces isolants au-dessus du plancher (voir figure 9). Figure 7 : Disposition des planches pour participation au contreventement du bâtiment Figure 9 : Disposition des isolants au-dessus du plancher