Avis Technique 3/07-513Annule et remplace l’avis technique 3/00-339

Composants structuraux

Procédé de traitement sanitaire des eaux froides et chaudes sanitaires par addition de produits

TRIDAL Titulaire : Société G.A.

24 rue Georges Picot. BP 4366. F-31030 TOULOUSE.

Téléphone : 05 61 14 40 00. Télécopie : 05 61 14 40 99.

Usines : PRELAB F-31670 LABEGE PRENORM F-27340 CRIQUEBEUF SUR SE PREAL F-68007 COLMAR

Ne peuvent se prévaloir du présent Avis Technique que les productions certifiées, marque CSTBat, dont la liste à jour est consultable sur Internet à l’adresse :

www.cstb.fr Rubrique :

Produits de la Construction Certification

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 3 août 2007

Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, F-77447 Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : 01 64 68 82 82 - Fax : 01 60 05 70 37 - 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 2007

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Le Groupe Spécialisé n° 3 "Structures, Planchers et autres composants structuraux" a examiné, le 23 avril 2007, le procédé de structure TRIDAL exploité et mis en oeuvre de manière exclusive par la Société G.A. Il a formulé, sur ce procédé, l'Avis Technique ci-après qui se substitue à l'Avis Technique N° 3/00-339.

1. Définition succinte 1.1 Définition succincte du procédé Il s’agit d’une structure intégralement préfabriquée, à planchers en béton précontraint supportés par des poteaux en béton armé. Les liaisons planchers-poteaux au niveau des appuis sont assurées par un dispositif breveté reconstituant une continuité entre éléments. L’entraxe des poteaux est de 9,00 m, formant des trames de triangles équilatéraux. La sous-face des planchers est plane. Il est possible de prévoir des dalles de façade pouvant former balcons. Les fondations, les circulations verticales et les façades sont réalisées en traditionnel.

2. AVIS L’Avis porte uniquement sur le procédé tel qu’il est décrit dans le Dossier Technique joint, et dans les conditions fixées au Cahier des Prescriptions Techniques Particulières ( § 2.3 du présent Avis). L’Avis ne vaut que pour les fabrications de composants en béton armé ou en béton précontraint faisant l’objet d’un certification CSTBat délivrée par le CSTB.

2.1 Domaine d'emploi accepté Identique au domaine d'emploi proposé (§1 de la description du Dossier Technique), à savoir : Bâtiments administratifs, commerciaux, scolaires, hospitaliers, d'habitation, parkings pour voitures légères (3 t de charge maximale par essieu), pouvant atteindre 12 niveaux. L’Avis est émis pour les utilisations en France Européenne. L’emploi en zone sismique est accepté moyennant le respect des dispositions précisées au paragraphe 2.312. du présent Avis.

2.2 Appréciation sur le procédé 2,21 - Aptitude à l'emploi 2.211 Stabilité et résistance La stabilité de la structure TRIDAL est normalement assurée si sa conception, sa fabrication et sa mise en oeuvre sont conformes aux conditions définies dans la description et au Cahier des Prescriptions Techniques particulières. Des liaisons entre éléments préfabriqués spécialement conçues pour l'utilisation sous actions dynamiques telles que celles dues au séismes permettent l'utilisation de la structure TRIDAL en zone sismique. L'utilisation en zone sismique reste toutefois limitée aux cas pour lesquels le calcul des sollicitations flexionnelles dues à la composante verticale du séisme montre que les moments de flexion de continuité (tant pour les appuis de continuité des poutres au niveau des poteaux que pour les appuis de continuité des dalles au niveau de leur contour sur poutres, murs ou poteaux) sous combinaison accidentelle sismique sont de même signe que sous actions permanentes seules. De plus, en zone 2 des règles parasismiques, l'existence de dalles de façade fonctionnant en porte-à-faux est à proscrire.

2.212 Sécurité au feu • Dans tous les cas, le titulaire est tenu de fournir aux divers

acteurs un Avis de Laboratoire de résistance au feu valide, délivré par un organisme agréé par le Ministère de l’Intérieur.

• Pour les éléments de plancher, les calculs effectués en tenant compte des effets du gradient thermique ont montré qu'on peut compter sur un degré de stabilité au feu d'une heure avec des dalles dont l'épaisseur de la membrure inférieure est de 6 cm. Pour satisfaire aux exigences coupe-feu 1 heure, cette même épaisseur a été portée à 7 cm.

Ces calculs ont été menés dans l'hypothèse d'un comportement isostatique des dalles, après rupture des fils de précontrainte dans les sections les plus vulnérables à l'effet du gradient thermique, notamment au droit des appuis. La transmission de l'effort tranchant au droit de ces sections est assurée par deux aciers ∅ 10 Fe E 500 HA ou Fe TE 500 HA ancrés sur appui.

• Dans les cas exceptionnels des bâtiments qui ne comportent pas de murs de stabilité, leur contreventement étant assuré uniquement par les portiques, la durée ci-dessus ne peut être envisagée que si, par une disposition appropriée de murs coupe-feu, on peut considérer que l'incendie ne concerne qu'une zone limitée de la surface du bâtiment, telle que les portiques qui ne seraient pas chauffés soient suffisants pour assurer le contreventement de la structure sous l'effet de la combinaison d'actions accidentelles prévues par le DTU "Méthode de prévision par le calcul du comportement au feu des structures en béton". Au cas où cette condition n'est pas satisfaite, la durée de stabilité au feu est limitée à un quart d'heure.

• Le comportement des poteaux ainsi que celui des panneaux de stabilité peut être évalué à l'aide du DTU cité ci-dessus.

2.213 Prévention des accidents lors de la mise en oeuvre ou de l'entretien

Le procédé n'implique pas de risques particuliers et ne s'oppose pas à l'application des Règles de sécurité, à condition que les obligations prévues dans le Dossier Technique (§ 5.4) et dans le Cahier des Prescriptions Techniques Particulières (§ 2,33) soient respectées, que l'on utilise un matériel de pose adapté et que l'on emploie un personnel qualifié et formé à cette technique; cette disposition est respectée dans la mesure où la mise en oeuvre est réalisée par le personnel du tenant de système.

2.214 Isolation acoustique Concernant l’aptitude du procédé à satisfaire à des exigences spécifiques en matière d’isolement acoustique (NRA ou autres), des justifications (études et/ou essais) devront être entreprises au cas par cas, afin de vérifier l’atteinte des objectifs requis, compte tenu de la destination du bâtiment concerné.

2.215 Capacité de supporter les façades La structure peut recevoir des ouvrages non porteurs et notamment les façades légères dans les conditions usuelles. Les dalles de façade fonctionnant en porte-à-faux peuvent recevoir des façades lourdes (allèges, etc...). La compatibilité des déformations entre ces ouvrages et les dalles de façade qui les supportent doit être prise en compte dans l'appréciation du cheminement des charges qu'elles apportent vers les poteaux. Ce cheminement conditionne de façon déterminante les sollicitations dans la dalle de façade et dans la dalle support de celle-ci.

2.216 Etanchéité entre locaux superposés Compte tenu de la disposition des joints entre éléments de plancher, le procédé assure une étanchéité convenable à l'air et à l'eau entre locaux superposés.

2.217 Finitions a) Sols : l'utilisation de revêtements de sol fragiles est déconseillée

en raison du risque de fissuration dans la zone des joints entre les poutres-trémies et les plaques supportées par ces dernières, sauf réalisation de liaisons mécaniques entre éléments adjacents.

b) Plafonds : les faces de parement en béton sont aptes à recevoir les finitions usuelles, (en particulier: peinture sur sous-face lisse) moyennant les travaux préparatoires relevant des règles de l'art relatives à ces finitions.

2.22 Durabilité - Entretien Le procédé fait appel pour la construction des éléments à des matériaux de durabilité suffisante reconnue.

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L'assemblage de ces éléments entre eux s'effectue par des méthodes (boulonnage des appareils de liaison brevetés, brochage des chapes centrales, soudage, bétonnage) et au moyen des matériaux (mortier de résine, mortier sans retrait) qui, même pour ceux qui sont d'usage peu fréquent dans les procédés de structure, confèrent au bâtiment une durabilité convenable. Dans ces conditions, on peut considérer que la durabilité d'ensemble de cette structure est comparable à celle des structures traditionnelles, si les prescriptions techniques relatives à ces méthodes d'assemblage et à ces matériaux sont respectées. Dans le cas particulier des bâtiments situés dans les milieux agressifs (bord de mer) et dont la conception architecturale est telle que des liaisons métalliques centrales soient situées à l'extérieur (exemple : rez-de-chaussée ouvert constituant un passage), ces dernières doivent être protégées par peinture qu'il convient d'entretenir de la même façon que pour une construction métallique.

2.23 Fabrication et contrôle Effectuée en usine fixe, par le titulaire de l'Avis, elle fait appel à des équipements spéciaux qui doivent être d'une grande précision ; elle nécessite un soin particulier notamment pour la mise en place et le maintien, pendant la vibration du béton, des blocs d'isolant incorporés dans les éléments. Il appartient au tenant de système de mettre en place un autocontrôle complet de la fabrication, d’en demander la surveillance par le CSTB et de déposer une demande de certification CSTBât, sur la base du référentiel de certification relatif aux poutres. Les éléments bénéficiant d’un certificat valide sont identifiables par l’apposition du logo CSTBat suivi du numéro de marquage.

2.24 Mise en œuvre Effectuée dans tous les cas par le titulaire de l'Avis ou par l’une des trois usines PREAL, PRELAB ou PRENORM, elle nécessite un personnel spécialement formé. Les grandes dimensions des éléments de base imposent des précautions particulières de manutention et de stockage.

2.3 Cahier des prescriptions techniques particulières

2.31 Conditions de conception et de calcul 2.311 Dispositions générales: Sauf indication contraire ci-après, l'ensemble des ouvrages entrant dans la définition du procédé TRIDAL est calculé et dimensionné conformément aux règles BAEL et BPEL. • Les pertes de précontrainte ne doivent pas être évaluées

forfaitairement, mais calculées en fonction des conditions particulières à chaque cas, en tenant compte notamment du mode de fabrication.

• Dans les vérifications en service, la contrainte de traction dans les fibres extrêmes de la section doit être limitée à 3 MPa.

• La contrainte dans les appareils d'assemblage, dont le rôle est fondamental, doit, dans les vérifications à l'état de service, rester inférieure à 300 MPa, afin d'éliminer tout risque de corrosion sous tension.

• S'il est fait usage des possibilités offertes par l'article A.3.2,4 du BAEL 91 en matière de redistribution des moments à l'état-limite ultime, la règle suivante doit être respectée :

expression dans laquelle les MR représentent les moments résistants ultimes des sections d'appui (MRA) et de travée (MRT) et Mo le moment isostatique. • La distribution des panneaux de stabilité dans chaque

bâtiment doit être faite de manière à éviter des concentrations d'effort trop importantes dans un panneau.

Il est précisé, à cet égard, que la composante horizontale de l'effort dans la bielle comprimée agissant suivant la diagonale du panneau doit être inférieure à la charge verticale transmise par le

poteau adjacent, multipliée par un coefficient de frottement égal à 0,4.

• Dans le cas de façades lourdes, comme par exemple les façades en maçonnerie, ou celles réalisées avec des panneaux préfabriqués en béton, les planchers peuvent être sollicités par les charges de ces façades dans les conditions du paragraphe 2,215 dans le cas des dalles de façade en porte-à-faux du type trapézoïdal.

Dans les autres cas, ces façades doivent être soit auto-portantes sur toute la hauteur du bâtiment et supportées par les fondations, soit portées directement par les poteaux sans mobilisation des planchers. Vis-à-vis des déplacements horizontaux, les façades sont supposées maintenues par les planchers quel que soit le cheminement des charges verticales retenu.

2.312 Dispositions complémentaires relatives aux justifications en zone sismique:

La détermination des sollicitations d'origine sismique doit être effectuée conformément aux règles parasismiques en vigueur. Le contreventement vertical doit être assuré exclusivement par des murs de contreventement. Ces murs peuvent être constitués soit par des éléments de contreventement rigides traditionnels étrangers au procédé TRIDAL (voiles de cage d'escalier ou d'ascenseur, voiles de façade, etc), soit par des panneaux de stabilité du procédé TRIDAL. Le contreventement horizontal peut être assuré par les planchers constitués à partir des dalles du procédé. Les sollicitations induites dans ces dalles par l'effet diaphragme lié au contreventement horizontal doivent être analysées sur la base d'un modèle de calcul considérant le plancher réduit à un système réticulé dont les membrures sont constituées par les grands cotés des dalles élémentaires qui fonctionnent alors en butons-tirants entre poteaux. Il en résulte que les vérifications à apporter concernant le fonctionnement en diaphragme comportent notamment la justification de la précontrainte des dalles et celle de la traction dans les liaisons mécaniques entre dalles et poteaux. Les poteaux, poutres et dalles de plancher ne peuvent être sollicités au titre de l'action sismique que pour : • le cheminement des actions verticales • le contreventement horizontal et le cheminement des actions

horizontales vers les murs de contreventement par effet de diaphragme horizontal général à chaque étage.

Les panneaux de stabilité utilisés en tant que murs de contreventement vis-à-vis de l'action sismique sont armés et dimensionnés conformément aux règles parasismiques en vigueur en supposant leurs conditions de liaison comme suit : • Bords verticaux avec clés en mortier : appui simple articulé. • Bords horizontaux avec bourrage à plat sans clés: bord libre

supposé non tenu vis-à-vis d'un déplacement horizontal perpendiculaire au plan du panneau.

2.32 Conditions de fabrication • La résistance acquise par le béton au moment du relâchement

de la tension dans les fils de précontrainte, mesurée sur cylindres, doit être d'au moins 22 MPa.

• La mise en place de la protection contre la corrosion des boutons doit avoir lieu aussitôt après la mise en stockage des éléments.

• Tenant compte des conditions particulières auxquelles doivent satisfaire les aciers de précontrainte dans le cas de ce procédé (aptitude au boutonnage, résistance à la traction déviée), il convient d'utiliser seulement les aciers patentés qui ont fait l'objet des essais spéciaux cités dans la description. En conséquence, le constructeur doit s'assurer d'être informé par ses fournisseurs de toute modification éventuelle concernant la fabrication des aciers, susceptible de réduire la ductilité de ces derniers.

2,33 - Conditions de mise en oeuvre • Lors de leur montage, les panneaux de stabilité doivent être

posés sur des plots en mortier exécutés sur environ 50 cm à partir des faces de poteaux.

La partie de linéaire de joint restant à exécuter (entre les plots d'extrémité), ainsi que le joint entre la tranche haute du panneau et le plancher, doivent être remplis de mortier après

MMMMRT

RAdroiteRAgauche 15,12

≥++

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l'achèvement du montage de tous les planchers et toutes les cloisons. Le bourrage de ces joints doit être réalisé très soigneusement, en raison de leur importance dans la stabilité d'ensemble du panneau de contreventement.

• Le bourrage des joints verticaux entre le panneau de stabilité et les poteaux, dont le rôle est essentiel dans le fonctionnement du système de contreventement, doit être réalisé avec un mortier sans retrait et de consistance plastique.

De même, en cas d'utilisation du procédé en zone sismique, le béton du joint entre la dalle de façade fonctionnant en porte-à-faux et sa dalle support est systématiquement remplacé par un mortier de scellement à haute résistance et à retrait compensé.

• Dans le cas où le montage est assuré par une entreprise autre que le tenant de système, ce dernier devra établir un monitorat précis décrivant les procédures et contrôles. Ce monitorat sera formalisé par un document spécifique devant être joint aux plans d’exécution

• Le serrage des organes d’assemblage doit être effectué à l’aide d’une clé dynamométrique étalonnée, avec établissement de fiches de serrage. Ces fiches devront identifier les organes concernés et mentionneront les couples de serrage appliqués à la pose. Ces fiches étant des documents d’exécution, elles doivent pouvoir être fournies aux divers acteurs, à leur demande.

• Les soudeurs sur chantier et en usine doivent être agréés. • Les soudures doivent faire l'objet d'un contrôle de qualité. • Les soudures doivent recevoir une protection contre la

corrosion. • Les soudures reliant des armatures à la plaque centrale des

poteaux ou aux tiges ∅ 28 fixées dans ces plaques doivent être réalisées conformément aux recommandations du producteur de ces armatures.

• Pour des raisons de sécurité lors de la pose des dalles de plancher, ces dernières ne doivent être libérées de l'engin de levage qu'après leur fixation aux deux extrémités par vissage manuel des appareils de liaison.

• Chacun des postes de travail correspondant aux opérations de montage énumérées dans la description doit être défini dans le plan d'hygiène et de sécurité de chaque réalisation.

Conclusions Le présent Avis annule et remplace l’Avis Technique n°3/00-339

Appréciation globale A condition que chaque fabrication de composants en béton armé ou en béton précontraint bénéficie d’une certification CSTBât délivrée par le CSTB, l'utilisation du procédé dans le domaine d'emploi accepté est appréciée favorablement.

Validité 7 ans, jusqu'au 30 avril 2014

Pour le Président du Groupe Spécialisé n° 3 et par délégation,

Le Président de séance

Léopold SOKOL

3. Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé n°3

Le Goupe spécialisé n°3 tient à attirer l’attention sur le fait que l’aptitude du procédé à satisfaire à des exigences spécifiques en matière d’isolement acoustique (NRA ou autres), devra être effectuée au cas par cas, pour tous les chantiers. Cette prescription a été formulée du fait de l’absence d’éléments de preuve présentées lors de l’instruction du dossier.

Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n° 3

Ménad CHENAF

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Dossier Technique établi par le demandeur

A. Description 1. Principe Le procédé TRIDAL est destiné à la réalisation de constructions administratives et commerciales, d'habitation, hospitalières, d'enseignement et parkings pour voitures légères pouvant atteindre douze niveaux (R + 11 étages). Des poteaux préfabriqués en béton armé situés à des entraxes de 9,00 m, formant des trames en forme de triangle équilatéral, supportent des planchers constitués par des éléments préfabriqués en béton précontraint ayant la surface et la sous-face planes. La juxtaposition de ces éléments de plancher assemblés par boulonnage et rendus ainsi hyperstatiques permet de constituer des portiques multiples du type plancher-dalle. La hauteur des niveaux peut varier entre 2,50 et 8,00 m. Au droit des circulations verticales (cages d'ascenseurs ou d'escaliers), le plancher courant peut être soit constitué de dalles tronquées reposant sur des éléments porteurs entourant la circulation, (voiles en béton, maçonneries,...) soit supprimé sur une zone correspondant à un module triangulaire complet. Cette surface, délimitée par trois poutres-trémies de 9,00 m appuyées sur les poteaux, peut être couverte partiellement par des dalles de plancher traditionnelles en béton armé supportées par ces poutres. Les fondations ainsi que les voiles délimitant les circulations verticales sont également traditionnels. La construction peut se prolonger au-delà de l'alignement des poteaux par des dalles de façade dont la forme en plan est triangulaire ou trapézoïdale et la profondeur maximale de 2,60.

2. Définition des matériaux • Béton de granulats silico-calcaires et de ciment CPA HP ou

CPA 55 R de 40 MPa de résistance caractéristique à 28 jours. • Armatures homologuées en barres ou fils à haute adhérence

et panneaux de treillis usuels. • Fil d'acier pour béton précontraint : tout fil ∅ 8 mm cranté qui

fait l'objet d'une autorisation d'emploi émise par la "Commission Interministérielle de la Précontrainte", après examen des essais de traction déviée et d'aptitude au boutonnage et en particulier : 8-1670-TBR-C3-NDI (usine de Blérick), pour lequel Frg = 84 kN et Feg = 75 kN.

• Aciers pour pièces usinées : - C40 Pb Et (NF EN 10083-1) ou 18 MF6 Bk+S (NFA 49-310),

pour les douilles et les écrous cylindriques des appareils de liaison (Re>550MPa, Rm>700MPa).

- C40 Pb Et (NF EN 10083-1), pour les goujons des appareils de liaison (Re>550MPa, Rm>700MPa).

- C40 Pb Et (NF EN 10083-1) ou aciers dispersoïdes, classe D1, série q (NFA 33-111), pour les goujons insérés dans les produits préfabriqués (Re>550MPa, Rm>700MPa).

- C40 Pb Et ou C45E Pb Et (NF EN 10083-1) pour les blocs recevant les aciers de précontrainte (Re>550MPa, Rm>700MPa).

- C40 Pb Et ou C45E Pb Et (NF EN 10083-1) ou S100 Bk+S (NF 49-310), pour les blocs recevant les goujons précontrainte (Re>300MPa, Rm>400MPa).

- C35 E/S (NF EN 10083-1) ou S355JO (NF EN 10025) pour les plaques de répartition, le guide-fil central et les chapes métalliques de la liaison centrale (Re>270 MPa, Rm>400MPa).

- C40R Pb Et (NF EN 10083-1) pour les blocs recevant les armatures de précontrainte (Re>550 MPa, Rm>700 MPa). Les chapes de la liaison centrale sont électrozingués (Zn12C/Fe).

• Mortier à retrait compensé et à haute résistance initiale (Betec

240, Combextra G.P. ou similaire). Résistances minimales garanties : 20 MPa à 14 heures et 40 MPa à 28 jours.

• Mortier de résine époxy. Résistances garanties : 20 MPa à 14 heures et 50 MPa à 7 jours.

• Blocs de polystyrène expansé de classe I pour incorporation aux éléments de plancher.

• Protection feu en sous-face au droit des chapes de liaison centrale: Plâtre + métal déployé ou équivalent.

• Graisse OMNIPLEX VERTE EP 2 pour la lubrification des organes de liaison devant être serrés par la clé dynamométrique.

3. Description des éléments 3.1 Poteaux Les poteaux ont comme section transversale un polygone régulier (en général dodécagone) inscrit dans un cercle ∅ 600 mm ou plus. Leur hauteur courante est celle d'un étage, à savoir 2,50 à 3,60 m. Au rez-de-chaussée, les poteaux peuvent être plus longs pour reposer sur les fondations. Afin de permettre l'appui des éléments de plancher, les poteaux présentent en partie supérieure, sur 300 mm de leur hauteur, une réservation de l'ordre de 100 mm. Cette réservation existe sur une partie seulement, ou sur tout le contour de la section transversale, suivant le nombre de dalles de plancher qui viennent s'appuyer sur le poteau, nombre qui peut varier de 2 à 12. Tous les poteaux comportent également en tête une plaque métallique circulaire de 50 mm d'épaisseur dans laquelle sont fixés, radialement et au droit de chaque élément de plancher, des goujons munis de blocs d'ancrage permettant d'assurer par boulonnage la continuité des dalles sur appui. Afin de reprendre les efforts de traction dus à l'ancrage des éléments de plancher, non équilibrés par des dalles situées du côté opposé, la tête des poteaux comporte des goujon ∅ 28 mm en forme de crosse, ayant une extrémité fixée dans la plaque circulaire et l'autre soudée contre les aciers qui descendent dans le poteau. Cette disposition est complétée par des aciers HA (∅ 14 à ∅ 20) courbés en forme de crosse et soudés directement en sous-face de la plaque métallique. La plaque métallique est traversée en son centre par un trou fileté servant, d'une part, à la manutention du poteau et d'autre part, à la fixation d'un téton de centrage nécessaire pour le positionnement du poteau supérieur. Le centrage de la plaque métallique de tête dans le moule se fait à l'aide d'un trou ∅ 12 mm prévu sur la face supérieure de cette plaque. En partie basse du poteau et notamment dans son axe, est enrobée une douille filetée qui sert à la manutention lors du démoulage et dans laquelle vient se loger le téton de centrage du poteau inférieur. En zone sismique une réservation, réalisée par un tube métallique soudé sous cette plaque, permet la fixation du poteau supérieur par scellement d'un acier ∅ 20 HA prolongeant le téton de centrage vissé dans la douille filetée. L'armature verticale des poteaux comporte au minimum six barres disposées sur le contour, reliées par des cadres de forme hexagonale ou dodécagonale. Dans le cas de bâtiments plus hauts que R + 4, il est possible d'utiliser des poteaux de même conception, également de section polygonale mais inscrits dans un cercle de diamètre supérieur (avec ∅ 900 mm pour les poteaux des niveaux inférieurs, on peut réaliser des bâtiments R + 11).

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3.2 Dalles courantes de plancher L'élément de plancher courant, qui couvre le tiers de la surface de la trame triangulaire délimitée par des poteaux, a la forme d'un triangle isocèle de 9,00 m de base de 2,60 m de hauteur. Ces éléments, dont l'épaisseur totale est de 300 mm, sont constitués en partie courante d'une dalle inférieure de 70 mm d'une couche de polystyrène expansé de 190 mm et d'une dalle supérieure de 40 mm. La couche d'isolant est faite de blocs qui ménagent des nervures de 120 mm de largeur sur tout le pourtour, ainsi que des nervures transversales situées à 1 m d'entraxe et ayant 80 mm de largeur. La nervure latérale de 9,00 m présente sur la face supérieure, et au milieu de sa longueur, des réservations permettant d'assurer un effet de clavetage du béton coulé entre nervures adjacentes. Au sommet du triangle constitué par la dalle, cette dernière présente une réservation sur toute sa hauteur, en vue de son assemblage avec les deux autres dalles constituant la trame, par un dispositif métallique de broches et platines. Les deux autres extrémités de la dalle sont enrobées dans des boites d'embout en tôle d'acier, fixées par des aciers ancrés dans le béton. Ces deux extrémités sont munies en partie supérieure d'un bloc d'ancrage des fils de précontrainte soudé sur une plaque de répartition. Ces blocs permettent de réaliser la continuité des dalles sur appui par l'intermédiaire des appareils de liaison boulonnés. Les dalles de plancher sont précontraintes par des fils crantés ∅ 8 mm qui cheminent dans les nervures périphériques (4 ou 6 aciers par nervure). Leur tracé est défini par deux guide-fils situés, un au sommet du triangle et l'autre au milieu de la nervure latérale. Deux des fils de chacune des nervures sont ancrés en extrémité par boutonnage dans les blocs d'ancrage. Les autres fils sont ancrés par adhérence aux extrémités de la dalle. En plus, une nappe d'armatures passives est prévue dans la table inférieure, ainsi que dans la table supérieure. Afin de permettre le cheminement vertical des fluides, les dalles peuvent être percées dans toutes les zones sandwiches. Ces percements sont effectués en usine.

3.3 Dalle support de dalle de façade fonctionnant en porte-à-faux

Cet élément a les mêmes dimensions et est précontraint suivant le même principe que la dalle courante. Afin de permettre la fixation de la dalle de façade fonctionnant en porte-à-faux, la dalle est munie de deux ou de quatre têtes d'ancrage, ou goujons et blocs vissés, situés en partie supérieure de la nervure latérale au droit des nervures transversales, et fixés par soudure à un acier ∅ 25 HA, ou deux ∅ 16 HA prolongés sur toute la largeur de la dalle.

3.4 Dalles de façade fonctionnant en porte-à-faux

Les dalles de façade fonctionnant en porte-à-faux sont de deux types : • Une dalle précontrainte suivant le même principe que la dalle

courante; elle est triangulaire, de même forme et de mêmes dimensions que la dalle support, ou trapézoïdale de largeur limitée à 2,60 m ; dans ce cas la nervure centrale est brisée en deux points, le guide-fil central étant remplacé, pour cet élément, par deux guide-fils situés au droit de ces points.

En vue de sa fixation contre la dalle support, elle comporte également, en partie supérieure de la nervure latérale, des têtes d'ancrage ou des goujons et blocs vissés, soudés à un acier ∅ 25 HA ou deux ∅ 16 HA : quatre pour la dalle triangulaire et deux ou quatre pour la dalle trapézoïdale suivant sa largeur.

• Une dalle trapézoïdale précontrainte par un ou deux faisceaux parallèles de fils adhérents, situés en partie inférieure des nervures latérales ; le porte-à-faux maximal est de 2,00m ; chaque coté de la dalle fait avec la nervure latérale un angle multiple de 30 ° , sans excéder 150°.

Cette dalle est fixée d'une part contre la dalle support, par deux ancrages suivant le même principe que la dalle précédente, et d'autre part aux poteaux par un ou plusieurs ancrages rayonnants constitués d'un goujon, et d'un bloc d'ancrage vissé, soudé contre deux aciers ∅ 20 HA prolongés sur la largeur de la dalle de façade. Le nombre d'ancrages fixés au poteau est fonction de la largeur du porte-à-faux et de la charge qu'il est

susceptible de supporter. Par ailleurs, en cas d'utilisation en zone sismique, le béton du joint entre dalle de façade et sa dalle support est remplacé par un mortier de scellement à haute résistance et à retrait compensé.

3.5 Dalle renforcée pour isolement acoustique Pour le cas d'utilisation du procédé dans des bâtiments d'habitation et afin de satisfaire aux conditions d'isolement acoustique aux bruits aériens entre logements, on prévoit des dalles spéciales comportant une couche de polystyrène d'épaisseur réduite située entre deux membrures en béton d'épaisseurs supérieures à celles de la dalle courante.

3.6 Poutres-trémies Les poutres-trémies dont la portée est de 9,00 m réalisées en béton armé préfabriqué ont une section de 240 x 500 afin de permettre leur fixation sur les poteaux suivant le même principe que les dalles, elles comportent en partie haute un goujon ∅ 28 dont l'extrémité apparente du côté du poteau se termine par un bloc d'ancrage.

3.7 Panneaux de stabilité Ce panneau autoportant, en béton armé plein, et dont le rôle est d'assurer le contreventement de l'ossature, a la hauteur de l'étage et la même portée que le plancher qui le supporte. Son épaisseur est de 150 mm. Ses deux chants verticaux présentent, sur toute leur hauteur, une feuillure trapézoïdale permettant d'assurer, d'une part, le guidage du panneau au moment de sa pose par les profils métalliques U fixés sur les poteaux et, d'autre part, le bourrage au mortier des joints verticaux que le panneau forme avec les poteaux.

4. Fabrication et stockage des éléments préfabriqués.

La fabrication s'effectue dans une usine spécialement équipée pour la production des éléments TRIDAL. La production de béton est assurée par une centrale semi-automatique. Les moules métalliques sont fixes et comportent un bâti susceptible d'équilibrer l'effort de précontrainte. Ils sont équipés pour la vibration externe du béton et pour le traitement thermique.

4.1 Précontrainte La coupe des fils est réalisée à l'aide d'une machine automatique. Après enfilage des pièces de guidage, d'épanouissement et d'ancrage, les fils destinés à être ancrés dans des blocs sont boutonnés. La tension initiale maximale des fils dans les moules est de 1400 MPa. La lecture de la pression manométrique permet de contrôler la mise en tension.

4.2 Mise en place du béton Le béton de consistance assez plastique est mis en place par couches successives et serré au fur et à mesure par vibration externe intense.

4.3 Traitement thermique Un cycle de traitement thermique comprend : • une phase de préprise de 2 à 5 heures ; • un cycle d'étuvage de 6 heures ; • une phase de refroidissement, dans le moule, de 2 heures. A l'issue de ce traitement, au cours duquel la température du béton n'excède pas 75°C, la résistance du béton atteint 22 MPa mesurés sur cylindre.

4.4 Relâchement des armatures de précontrainte

Le relâchement des fils se fait après avoir vérifié la résistance du béton.

4.5 Contrôle de la fabrication Le procédé TRIDAL fait l'objet d'un autocontrôle systématique réalisé par le constructeur portant sur les aspects suivants : • la qualité du béton est contrôlée systématiquement par

prélèvements et essais sur éprouvettes ;

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• pour les armatures et les accessoires métalliques, il est demandé au fournisseur de produire, pour chaque livraison, des fiches garantissant les caractéristiques des aciers ;

• les dimensions des accessoires métalliques sont contrôlées à la réception à raison d'un échantillon par caisse de 300 unités d'après les tolérances indiquées sur le plan d'exécution.

• les éléments préfabriqués sont soumis, après démoulage, à un contrôle visuel et un contrôle des dimensions.

Les tolérances de fabrication admises pour ces éléments sont les suivantes :

- longueur : + 10 mm - largeur : + 5 mm - équerrage : + 5 mm

Pour la plupart des dimensions d'un élément, la précision obtenue est celle que permet le moule. Un contrôle précis de chaque moule est réalisé avant sa mise en service. Les éléments préfabriqués sont démoulés à l'aide d'appareils de manutention spécialement conçus à cet effet. Dès leur arrivée sur l'aire de stockage, une protection anticorrosion est appliquée sur les boutons des fils de précontrainte et sur les goujons de liaison.

5. Mise en oeuvre Les éléments préfabriqués sont mis en place à l'aide d'un appareil de pose. Le montage d'un étage courant se déroule comme suit : • pose, sur l'emplacement des poteaux d'un module, d'une

couche de mortier de résine époxy de 5 mm d'épaisseur ; • pose des poteaux en utilisant pour leur centrage et leur

aplomb les guides de l'appareil de pose et les goujons de centrage ;

• pose d'un étai au centre du module, réglé en fonction du niveau du support des dalles. Pose sur cet étai de la platine inférieure de la liaison centrale et des trois broches correspondantes ;

• pose des trois dalles de module, boulonnage de la chape, vissage manuel des appareil de liaison ;

• déplacement de l'appareil de pose vers le module suivant, l'étai restant en place;

• réglage de mise à niveau des dalles; • remplissage du joint entre les nez de dalle et les poteaux par

du mortier à retrait compensé et prise rapide; • bétonnage des joints entre dalles, y compris la liaison

centrale, à l'exception des zones de boulonnage dalle-poteau; • lorsque la résistance sur cylindre des joints du béton de la

liaison centrale et du clavetage entre dalles est supérieure à 20 MPa, récupération des appareils de réglage de niveaux, déblocage de l'étai central, réglage des couples de serrage;

• pose et boulonnage des éléments en porte-à-faux; réglage de la contreflèche par serrage des appareils de liaison et mise à niveau des modules adjacents à l'aide d'appareils engagés dans les réservations de guide-fil des nervures de rive.

• remplissage des joints, entre nez de dalle et poteau, et au droit des appareils de liaison entre dalle en porte-à-faux et dalle support, par du mortier à retrait compensé;

• bétonnage des joints restants et des espaces entre l'about des dalles et la tête des poteaux;

• après enlèvement de l'étai central, on procède à la mise en place de la protection inférieure de la jonction centrale des modules.

6. Calcul et dimensionnement Le dimensionnement des éléments constituant la structure est réalisé conformément aux règlements en vigueur. Le système porteur est hyperstatique grâce aux liaisons des dalles en tête de poteaux. Les portiques superposés, ainsi obtenus, sont articulés en pied. Pour les vérifications à l'état limite ultime, on admet une redistribution des moments fléchissants. En situation d'exploitation normale, le contreventement de la structure peut être assuré soit par les portiques formés par les poteaux encastrés en tête, soit par des murs de contreventement intégrés à l'ossature.

En situation accidentelle (séisme), seuls les murs de contreventement sont mobilisables dans l'appréciation de la stabilité. Les panneaux de stabilité préfabriqués peuvent participer à la stabilité en tant que murs de contreventement. Ces panneaux superposés forment avec les poteaux un système de poutres en treillis dans lesquelles ils ont le rôle des diagonales comprimées, les membrures horizontales tendues étant constituées par les armatures des planchers. Il en résulte que la justification de ces panneaux comprend entre autres vérifications celle du non-flambage de leur diagonale. Sous le panneau du rez-de-chaussée, la membrure tendue est constituée par une longrine en béton coulé en place dont les armatures sont ancrées dans les fondations. Les couples de serrage sont déterminés par le calcul en vue d’optimiser les sollicitations sur appui et en travée, en phase élastique. Le calcul est fait sur la base de la relation : C = F / 145 , avec: C = couple de serrage à appliquer, en daN.m F = Effort de traction dans l’appareil d’ancrage, en daN. Cette relation a été établie expérimentalement pour des appareils équipés de douilles filetées M50x3, avec lubrification par graisse OMNIPLEX VERTE EP 2.

7. Joints de dilatation Lorsque les dimensions et la forme du bâtiment le justifient, on peut réaliser un joint de dilatation en doublant les poteaux. Les bandes de plancher reliant les blocs sont réalisées par deux dalles trapézoïdales et situées de part et d'autre de ce joint.

8. Aspect Les éléments en béton, réalisés dans des moules métalliques, ont des parements soignés. La surface et la sous-face des dalles sont exemptes de relief ou de retombée.

9. Sécurité du travail sur le chantier La sécurité du travail sur chantier lors de la mise en oeuvre du procédé est assurée par les dispositions de principe suivantes : • matériel de manutention : appareils de levage conformes aux

prescriptions réglementaires issues du Code du travail, appropriés aux travaux et aux risques de la manutention ;

• dispositif de levage : différents types sont utilisés dans tous les cas à charge admissible appropriée en assurant leur ancrage dans le béton ;

• mise en oeuvre : - elle est dans tous les cas réalisée avec un bâti de pose

spécialement conçu pour ce procédé. Les garde-corps sont intégrés au bâti,

- façade : pose de garde-corps périphériques conformes à la réglementation,

• trémies : escalier mis en place à chaque niveau lors du montage de la structure,

• gaine d'ascenseur : accès interdit par barrière fixe, • percement plancher : armatures treillis soudé ininterrompues

au droit des percements et coupés seulement lors du travail du corps d'état concerné ;

• charges de chantiers admissibles dès achèvement du boulonnage : charges d'exploitation majorées du poids des cloisons et revêtement de sol ;

• étaiement : - vertical : au centre de chaque triangle au moyen d'étais

spécialement adaptés au procédé ; - oblique : les deux premiers poteaux d'une ossature et les

panneaux de stabilité.

B. Résultats expérimentaux a) Essais d'aptitude au boutonnage des fils de précontrainte, réalisés par le Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement de Bordeaux (PV du 10 janvier 1977).

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Les résultats obtenus lors des essais de fatigue sur des éprouvettes ayant 8 mm de diamètre, 1,0 m de longueur, et un bouton forgé à froid à une extrémité sont les suivantes :

- sur fils 8-II-TBR-L-CG (2 essais) : pas de rupture à 2,012 x 106 cycles et à 2,206 x 106 cycles ;

- sur fils 8-III-TBR-NDI (2 essais) : pas de rupture à 2,06 x 106 cycles et 2,3 x 106 cycles ;

- sur fils 8-C3-NDI (2 essais) : pas de rupture à 2,213 x 106 et à 2,652 x 106 cycles.

Les essais ci-dessus étant réalisés avec des blocs d'ancrage en acier doux, un essai complémentaire a été effectué avec un bloc d'ancrage en acier mi-dur. La rupture s'est produite à la base du bouton après 4,24 x 106 cycles. b) Essais de traction statique sur quatre ancrages T20, réalisés par le Centre d'Essais Aéronautique de Toulouse (PV M2-643200 de février 1982). Les quatre éprouvettes soumises à l'essai ont péri soit par rupture en traction de la tige filetée, soit par cisaillement des filets de la tige, sous des efforts de 466 kN, soit 468 kN et 471 kN. c) Essais de fatigue et de traction statique sur éprouvettes en fils de précontrainte à grand angle de déviation., réalisés par le Centre d'Essais Aéronautique de Toulouse (PV M9-490.900 d'Avril 1979). Une éprouvette présentant une déviation des fils de 16° a été soumise à des cycles de traction ondulée. Aucune rupture n'est intervenue pour un nombre de cycles supérieurs, à 2 x 106. Trois autres éprouvettes, avec la même déviation des fils, soumises à un essai mécanique de traction statique, ont abouti à des charges de rupture supérieures à 16 000 daN, donc supérieures aux valeurs garanties pour le type d'acier utilisé. d) Essais de fatigue de traction statique sur fils de précontrainte déviés par guide-fil, réalisés par le Centre d'Essais Aéronautique de Toulouse (PV 475800/II de mars 1979). Sur huit éprouvettes comportant chacune 2 x 5 ∅ 8, trois ont été soumises à des cycles de traction ondulée et cinq à des essais de traction statique. L'angle de déviation des fils de 7,8° et 16,8°. Les essais de fatigue ont montré que, malgré l'angle de 16,8°, les trois éprouvettes ont supporté 2 x 106 cycles sans rupture. Les résultats des essais statiques étaient aussi satisfaisants et très peu dispersés, en fonction de l'angle de déviation. e) Essais de traction statique sur les appareils de liaison, réalisés par le Centre d'Essais Aéronautique de Toulouse (PV 533836/1981). La valeur minimale de rupture obtenue sur trois essais était 375 kN. f) Essais sous charge verticale descendante d'un module complet comportant trois poteaux et la dalle en forme de triangle équilatéral de 9,00 m de côté, réalisés par le constructeur sous contrôle SOCOTEC (mai 1980). L'essai a confirmé la continuité sur appui de la dalle par le boulonnage des organes de liaison métallique spéciaux. On note que la première fissure s'est produite pour une charge appliquée correspondant à une charge uniforme (y compris poids propre) de 15,36 kN/m², soit 1,57 fois supérieure à la charge de service totale déterminée par le calcul, et que la charge appliquée au moment de la rupture, correspondait à une charge uniforme de 19,86 kN/m², ce qui représente une sécurité de 2 par rapport à la charge de service calculée. On note également que, pour un chargement correspondant à la charge de service prévue, la courbe effort-déformation était linéaire. g) Essais sous charge verticale descendante d'un module TRIDAL avec un porte-à-faux, réalisé en 1984 par le constructeur sous contrôle SOCOTEC. On constate que la rupture s'est produite pour une charge appliquée sur le porte-à-faux et sur le module, équivalente à 15,20 kN/m², ce qui correspond à une sécurité par rapport aux charges de service de l'ordre de 2. On constate également que pour un chargement correspond aux surcharges de service la courbe effort-déformation est linéaire.

C. Références A la date de formulation du présent Avis Technique, plus de 355.000 m² ont été réalisés avec ce procédé (dont 70 000 m² depuis avril 2000) .

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