Chaappiittrree C 5 M:: ALLEESS FCOOMPPOOSSANNTTSS PPRREEFAABBRRIIQQUUEESS EN ... · 2015-01-05 ·...

Modulation de construction et préfabrication ISET . RADES

MEZGHANI Sihem & STAMBOULI.Nassib _Version2014_

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CChhaappiittrree 55 :: LLEESS CCOOMMPPOOSSAANNTTSS PPRREEFFAABBRRIIQQUUEESS

EENN BBEETTOONN PPOOUURR LLEE BBAATTIIMMEENNTT

Les composants préfabriqués pour le bâtiment seront divisés en 2 grandes catégories :

Les composants linéaires (pieux, poteaux, poutres …)

Les composants plans ( prédalles, dalles….)

II-- LLeess ccoommppoossaannttss lliinnééaaiirreess

11-- FFoonnddaattiioonnss ::

a- fondations profondes

La possibilité de préfabriquer les éléments de fondations profondes n’existe que pour les

micropieux (diamètre mm) ou pour les pieux battus de section carré 50x50.

b- fondations superficielles

On distingue 2 types d’éléments préfabriqués :

la semelle préfabriqué : n’est pas très adapté en Tunisie car le coulé en place est

plus simple.

Radier général préfabriqué : leur préfabrication peut être assuré en usine modulé

et assemblé sur place conformément aux techniques d’assemblages.

c- longrines

C’est des éléments linéaires très semblables aux poutres préfabriquées qui sont assemblées

lors de la mise en œuvre du bâtiment.

22-- EElléévvaattiioonn::

a- poteaux

C’est des éléments linéaires verticaux, leurs fonction est de transmettre les charges provenant

des planchers et toiture vers les fondations.

Apres leurs mise en place dans des moules métalliques, le béton est hautement vibré et le

durcissement naturel ou accéléré du béton s’effectue dans le moule.



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Les poteaux préfabriqués subissent 3 degrés d’interventions :

1 ère intervention : assemblage poteau - fondations :

Quelque soit le type de fondation l’assemblage est généralement métallique.

Les armatures du poteau sont soudées dans un sabot métallique, et ce dernier est

assemblé aux fondations à l’aide de tiges d’ancrage.

2 ème intervention : assemblage poteau – poutre plancher intermédiaire :

Les poteaux préfabriqués sont généralement équipés d’un corbeau : c’est un ouvrage

d’appui associé au poteau qui assure un appui simple des poutres.

3 ème intervention : assemblage poteau – poutre toiture :

C’est un assemblage par pièces métalliques assuré par els 2 plaquettes de soudure

prévoyant un certain nombre de réservations de goujons de serrage Cet assemblage peut

être renforcé par une soudure supplémentaire au niveau des plaquettes entre elle.



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b-Les différents types de poutrelles

On distingue 2 types de poutrelles :

Les poutrelles à treillis métalliques : Composé d’une armature à âme en treillis métallique

enrobé dans un talon en béton.

Les poutrelles en « Té » renversé :

Préfabriqué en totalité en usine, elles sont

Généralement en Béton Précontraint.

Elles sont nommées suivant leurs dimensions et le nombre de fils de précontraintes qu’elles

contiennent :

c – Les poutrelles en Té renversé en BP

Ce sont des éléments linéaires dont la fabrication s’effectue par la technique de la

précontrainte à l’aide d’armatures adhérentes sur des barres de 80 m à 100 m de

longueur. Cette technique consiste à tendre les fils d’aciers à haute limite élastique entre

les points d’ancrage à l’aide de vérins.

Lorsque l’élément a atteint une résistance mécanique suffisante ( 25 MPa environ) les

armatures sont relâché (on constate une contre flèche) : l’élément préfabriqué est

maintenant sous précontrainte.

Le béton est traité thermiquement suivant un cycle de temps afin d’accélérer le

processus de séchage. Ce cycle est protégé en déroulant une bâche isotherme à la surface

supérieure de la poutre pour les raisons suivantes :

Eviter le refroidissement brusque des poutrelles

Conserver la température du procédé pour le séchage des poutrelles

Protection thermique.

12 cm

12 cm 3 fils Exemple de poutrelle préfabriquée en

BP : 312 : 3 présente le nombre de

fils de précontrainte et 12 est la

hauteur, la largeur est toujours fixé à

12 cm.

figure12: poutrelle en T renversé



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On notera que les dimensions des poutrelles se base sur les 2 parametres suivants :

La portée de la poutrelle

Les charges et surcharges à supporter

d - Mise en œuvre des poutrelles :

Les poutrelles reposent soit :

- sur les murs en maçonnerie, sur les linteaux ou des poutres, qu’on aura préalablement dressés au

niveau choisi

- sur des lisses en bois juxtaposées aux murs, linteaux et poutres

Elles sont disposées à espacements réguliers qu’on obtient en plaçant un entrevous à chaque

extrémité de poutrelle.

- On étaie alors les poutrelles(fig13)

- On pose les entrevous intermédiaires(fig13)

- On coffre les parties de plancher

à couler en place (fig14)

- On pose le treillis soudé (fig14)

- On coule la dalle de répartition (fig14)

33-- PPllaanncchheerrss && ttooiittuurreess::

La fonction plancher est rempli par un certain nombre d’éléments en béton manufacturé, ces

éléments peuvent être répartis en 2 groupes :

- Plancher monolithes : dalles alvéolés

- Plancher composites : planchers comportant un ou plusieurs types d’éléments pour laquelle la

finition est réalisée sur chantier par un assemblage bétonné.

table de compression

figure13: Etaiement de poutrelles et

entrevous intermédiaires

figure14: schéma de mise en œuvre d'une dalle

à poutrelles préfabriquées

chainage horizontal

chapeau de rive



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a- planchers avec table de compression

Ces planchers sont constitués par des poutrelles placées généralement à l’entraxe de 0,60 cm et

d’une table de compression de Béton Armé coulé en place, les entrevous utilisés sont de nature

différente suivant la destination du plancher envisagée.

La dalle de compression est généralement d’épaisseur de 4 à 6 cm, les armature sont des Treillis

soudés posés au milieu de la dalle de compression à l’aide de calettes.

Exemple de montage de plancher préfabriqué

Ces planchers avec table de compression peuvent assurer 2 types de corrections :

La Correction thermique : demandé par ce types de plancher est assuré par

l’emploi des entrevous en polystyrène expansé (résistant à la température)

La correction coupe feu : du plancher est assuré par l’intégration des plaques de

plâtre dans des réservation à la partie supérieure des entrevous afin d’atteindre la

résistance coupe feu demandé. Par exemple CF 1h : ep= 1cm

b- planchers sans table de compression

De tels planchers sont constitués d’entrevous résistant appelé des entrevous porteur.

La transmission des charges reçues par la dalle doit être assuré à travers les entrevous vers

les poutrelles.

L’avantage de ces entrevous porteurs est la réduction de l’épaisseur du plancher.

figure15: schéma de planchers avec table de compression

figure16: plancher composite

avec entrevous en béton



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44-- LLeess EEnnttrreevvoouuss

Les entrevous sont des éléments intercalaires reposant sur les talons de deux poutrelles voisines. Ils

jouent le rôle d’éléments de coffrage (pour les planchers avec table de compression) et participent

comme élément de structure pour les planchers sans table de compression (entrevous porteurs).Ils

peuvent également participer à l’isolation thermique et acoustique, et doivent répondre aux

exigences de sécurité vis-à-vis de l’incendie.

■ Caractéristiques géométriques

La largeur effective de la feuillure d’appui doit être au moins égale à 20 mm.

Les entrevous sont nommés par leurs dimensions : h . l . L

■ Caractéristiques physiques

Les entrevous ne doivent pas comporter de défectuosité apparente telle que cassure, fissure ou

déformation.

La masse volumique des entrevous doit être supérieure à 1100 Kg/m3

■ Caractéristiques mécaniques

La charge à la rupture par poinçonnement-flexion des entrevous doit être, au terme du délai de

livraison, au moins égale : la résistance mécanique nominale :

— entrevous de coffrage résistants (non porteur) : 150 daN ;

— entrevous porteurs : 250 daN.

■ Les différents types d’entrevous

Montage 12+4 16+4 20+4 20+5 25+5 30+5

Poids propre

du plancher

( kg/m²)

240 280 320 345 425 485

Volume du béton

coulé sur chantier

( l/m²)

47 58 72 78 97 114

16.20.53 ( cm)

L

l

h

figure17: Exemple

d'entrevous



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55-- TTrreeiilllliiss ssoouuddééss

Ce sont des cages d’armatures confectionnées à l’usine, les points de soudure doivent etre uniforme

au niveau de la totalité des nœuds, l’acier utilisé est du rond lisse Ø3 Diamètre (mm).La dimension

des panneaux est 3m x 2,4 m.

Quadrillage d'armatures dans la dalle de compression

(Exemples possibles)

Type d'armature Désignation Armatures

perpendiculaires aux poutrelles

Armatures parallèles

aux poutrelles

Treillis soudé 3 - 3 / 150 - 300 t : 15 t : 30

Ø Diamètre (mm) t : écartement (cm)

IIII-- LLeess ccoommppoossaannttss ppllaannss

11-- FFoonnddaattiioonnss

Le seul article préfabriqué en fondations est le radier général qui est très utilisé par la génie militaire

pour l’édification des structures militaires.

22-- EElléévvaattiioonn

On trouve dans cette catégorie les éléments pouvant entrer dans la construction des bâtiments

industriels ou d’habitations tel que les parois porteuse ou les parois de contreventements.

La préfabrication a réservé pour le traitement des façades dans les différents types d’éléments

architecturaux porteurs ou non porteurs : c’est les panneaux préfabriqués.

33 EElléémmeennttss ddee ppllaanncchheerrss

Parmi les composants les plus utilisés pour les planchers, on trouve les dalles alvéolées et les

prédalles.

a- Les dalles alvéolées

Les dalles alvéolées sont des composants structurels de planchers monolithes, préfabriqués en

usine, qui comportent des évidements longitudinaux disposés à intervalles généralement réguliers

dénommés alvéoles.

Les dalles alvéolées sont généralement en béton précontraint, d’épaisseur comprise entre 120 et

400 mm, de largeur 1,20 m (figure suivante).

figure18: Dalle

alvéolée



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Les dalles alvéolées sont principalement utilisées dans les bâtiments industriels et de bureaux,

pour des portées variant de 6 à 15 m environ.

Elles commencent à être utilisées dans le domaine du logement collectif, où leur facilité de mise

en œuvre permet de réduire de manière non négligeable le coût du gros œuvre.

b- Les prédalles

Les prédalles sont des dalles fabriquées en usine, en béton armé ou en béton précontraint,

destinées à former la partie inférieure armée d’un plancher (figure19).

5cm épaisseur prédalle épaisseur dalle pleine / 2

On distingue différents types de prédalles :

— les prédalles de 2,40 m de largeur, qui sont les plus courantes ;

— les petites prédalles destinées à former des bandes de planchers nervurés ;

— les prédalles fabriquées aux dimensions d’une pièce.

Les prédalles se substitue au coffrage et participe à la résistance de la structure ( à travers des

aciers qu’elle comporte). La longueur maximale des prédalles est de 6 m et La hauteur usuelle

des prédalles est de 5 à 12 cm.

c- Les escaliers préfabriqués

On distingue :

— les escaliers monoblocs constitués d’une volée ou d’une fraction de volée

— les escaliers à marches indépendantes assemblés ou non sur une ossature.

Leur forme permet de les diviser en trois types : droit, hélicoïdal, balancé.

Ces éléments sont assemblés au moyen de liaisons mécaniques (appuis simples, aciers en attente,

boulonnage, soudure, goujons ) qui assurent le monolithisme des différentes parties constructives

ainsi que le raccordement aux planchers et aux parois verticales.

H> 2 h1 figure19: Plancher avec

prédalle



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IIIIII-- LLeess ddiissppoossiittiioonnss ccoonnssttrruuccttiivveess

1- Les chaînages :

Le chaînage est le plus souvent réalisé à l’aide d’éléments préfabriqués de longueur standard

de 6m. Il peut être plat, triangulaire ou encore rectangulaire. Sa section est d’au moins 1,5cm².

3- Les aciers de chapeau :

Ils sont en HA6 ou HA8 sur chaque poutrelle. Ils doivent être disposés au-dessus du treillis

soudé. A défaut de calculs plus précis, on prend comme longueur :

- sur l’appui de rive, 80 complétés

à partir du nu du mur(fig20)

- sur les appuis intermédiaires le maximum

entre 80 et le quart de la portée(fig21)

4- Les balcons :

Il faut ancrer les aciers principaux du balcon dans la dalle principale. Pour cela on utilise des

entrevous, de faible hauteur (5 à 7cm), dits « négatifs », afin d’avoir une masse importante de béton

pour équilibrer la partie en console.

- réaliser d’un chaînage coulé en place en bout de balcon.

Armatures principales à la partie supérieure avec

ancrage de longueur à déterminer

Poutrelle de coffrage

figure20: coupe sur appui de rive

sur maçonnerie

figure21: coupe sur appui intermédiaire

sur poutre en béton armé

Chaînage

Chapeau ligaturé T.S (ℓ 80)

Chapeau (ℓ 80 ou Lmax/4 )

ℓ

ℓ ℓ

L 5

L1 L2

2

figure22: coupe sur appui avec

entrevous de rive

maille 200x300

figure23: coupe sur montage en

balcon



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6- Les trémies :

Aucune précaution particulière n’est à prendre quand la trémie est placée entre deux

poutrelles. Si la trémie coupe une ou plusieurs poutrelles, il faut alors prévoir un chevêtre de

renfort (appui des poutrelles interrompues) et le doublage des poutrelles adjacentes à l’ouverture.

De plus, si la portée du plancher est importe (> à 4m), on place dans la dalle de compression un

chaînage intermédiaire

7- Plan de pose :

Chaque niveau de plancher à poutrelles et entrevous doit avoir un plan de pose comportant

toutes les informations concernant :

- Le type, la nature et le nombre d’entrevous

- Les aciers des treillis soudés

- La référence, le type, la quantité de chaque poutrelle

- L’étaiement

- Les armatures de suspension

- Le stockage

- La manutention

- Les armatures en chapeaux

- Les prescriptions importantes qu’il y a lieu de signaler et respecter

Cinématique de pose

des étais



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IIVV-- DDiimmeennssiioonnnneemmeenntt ddeess éélléémmeennttss dd’’uunn ppllaanncchheerr pprrééffaabbrriiqquuéé

On se propose de préparer une commande des articles préfabriqués relatifs à la mise en

œuvre d’un plancher à usage d’habitations classique, conformément au plan de coffrage suivant,

avec les caractéristiques des éléments préfabriqués suivantes :

avec :

- poutrelles : type 312

- entrevous : type E16

- dalle de compression : ep = 4 cm

On se propose de calculer pour ce panneau de plancher préfabriqué :

le nombre des poutrelles

le nombre d’entrevous

la surface totale de treillis soudés

la longueur des aciers en chapeaux

la longueur des aciers en suspension



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1- Coupe transversale sur le plancher

2- Les paramètres de dimensionnement de ce panneau ( lx et ly)

L’appui des poutrelles sur les poutres est de : 2,5 cm

L’appui des poutrelles sur murs porteurs est de : 5 cm

Lx = 350 + 2 x 2,5 = 355 cm

Ly = 400 + 2 x 2,5 = 405 cm

3- Calcul du nombre de rangées d’entrevous Nr

Nr = E ( ly / 61 ) + 1 = 7

4- Calcul de la largeur un dernier entrevous NeR

Ly = (53+4)+ 61 x ( Nr -2) + ( NeR +4)

donc NeR = 39 cm , La dernière rangée est constituée par des entrevous taillés

5- Calcul du nombre de poutrelles Np

Np = Nr – 1 = 6 poutrelles



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6- Calcul du nombre total d’entrevous NE

NE/R = nombre d’entrevous par rangée

NE/R= E( lx/20) +1 = 18

NE = NE/R x NR = 126 ent

7- Calcul de la surface totale des Treillis Soudés

La disposition des treillis soudés doit être de façon à renforcer la flexion dans le sens

inverse des poutrelles. La distance de recouvrement entre 2 panneaux est de 30 cm

dans chaque sens.

La surface totale est donc : S = 3x2,4+3x1,45+1,35x2,4+1,35x1,45

8- Calcul de la longueur totale des armatures de chapeaux

Le diamètre des aciers en chapeau est du HA10

Lch = Max ( 80 lx/4) = 88,75 cm

La longueur totale est donc : Lt = Lch x 2 x NP = 10,80 m

9- Calcul de la longueur totale des armatures en suspension

Les armatures en suspension assurent la liaison entre le poutrelles et la poutres.

La longueur des armatures en suspension est de 1 m.

Le diamètre des aciers en suspension est du HA10.

Lsus = Np x 2 x 1 m= 12 m

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