Systemes de planchers envisageables et systemes de

contreventement

Les fonctions des planchers

Le choix dun plancher, parmi toutes les varits existantes, se fera par

rapport aux diffrentes fonctions auxquelles il devra rependre.

Les diffrentes fonctions auxquelles un plancher doit rpondre sont :

Fonction porteuse : Supporter les charges (poids des structures et actions

permanentes) et des surcharges (actions variables et accidentelles) et les

transmettre aux lments porteurs que sont les murs et les poteaux.

transmettre des efforts horizontaux aux lments de contreventement.

durabilit...

Etanchit

Fonctions disolation : acoustique et thermique.

Fonction de protection : effraction, feu.

Fonction technique : facilit de mise en uvre

Fonction esthtique : aspect dcoratif

Les types de plancher tudier :

1. Plancher dalle (Dalle pleine en bton arm) :

La dalle pleine, appele aussi dalle massive est une plaque dont

lpaisseur est petite par rapport ses autres dimensions. Son paisseur H varie

de 1/10 1/35 de la grande porte L. Dans les btiments courants, elle varie

entre 12 cm et 20 cm. Dans les btiments industriels, cette paisseur peut

augmenter.

La dalle pleine travaille dans les deux sens. Ce type de plancher est trs

courant car, il permet une grande souplesse dans les portes et les formes, en

particulier la facilit de cration des trmies et ouvertures.

Les portes courantes de ces dalles L sont de 4m 8m. Ces dalle portent

sur un rseau de poutres secondaires et de poutres principales perpendiculaires

au prcdentes et leurs transmettent les diffrentes charges et surcharges.

Caractristiques gnrales :

Les dalles pleines en bton arm offrent une bonne rsistance au feu ainsi

quune bonne isolation mais avec une paisseur minimale de 15cm,

Avantages :

Inertie thermique.

Assure un meilleur diaphragme antisismique.

Prsente moins de risque quand son excution.

Inconvnients :

Poids lourds de la dalle.

Porte limite.

Mauvaise isolation acoustique.

Ncessite beaucoup de coffrage.

Pr-dimensionnement:

Les dalles pleines sur appuis continues peuvent porter dans deux directions ou

bien dans une seule.

Si 0.4

1 , la dalle est considr portante dans deux directions.

Si

0.4 , la dalle est considr portante dans le sens de sa petite

porte.

x

Le pr-dimensionnement de la dalle pleine est dtermin en tenant compte des

conditions de rsistance et de service.

a. Rsistance au feu :

e =7cm pour une heure de coupe de feu.

e =11cm pour deux heures de coupe-feu.

e =17,5 cm pour un coupe-feu de quatre heures.

b. Condition de rsistance la flexion :

2. Dalle champignon :

Les dalles champignons sont utilises quand les hauteurs de la

construction sont faibles et quand on veut viter les poutres apparentes.

La dalle champignon est constitue par une dalle continue, sans nervures,

arme dans les deux sens reposant directement sur les lments verticaux.

La dalle transmet aux poteaux des efforts concentrs do risques de

pincement de la dalle autour des poteaux. Pour remdier ce phnomne, on

largit le sommet des poteaux sous forme de champignon (chapiteau). Il sagit

dun tronc de pyramide ou dun tronc de cne apparent sous le plancher pour

augmenter la surface de contact.

Pour le cas des btiments courants, lcartement L des poteaux varie entre

8 m et 15 m

Pour le cas des btiments spciaux, cet cartement varie entre 20 m et 30

m.

Lpaisseur de la dalle varie de 15cm 35 cm.

Chapiteaux

Le chapiteau d'un pilier intrieur est un tronc de pyramide ou un tronc de cne

dont la petite base est la section suprieure de la partie prismatique du pilier. La

hauteur h du chapiteau est la distance du plan de la petite base la face

infrieure du plancher.

Prdimensionnement des chapiteaux :

Si la grande base du volume utile est

constitue par un rectangle de dimensions a' et b', on doit avoir :

x1 et y1 dsignant les dimensions de celui des quatre panneaux entourant le pilier considr qui a la plus faible surface ou, si elles sont pour tous les mmes,

les dimensions desdits panneaux.

Avantages :

Absence de poutres avec retombe, ce qui facilite, dans une certaine mesure, lclairage des locaux et le passage des canalisations.

une rpartition rgulire des surcharges Simplicit des coffrages ; Economie possible de faux-plafond ; Meilleure isolation acoustique.

Planchers en dalles alvoles :

La dalle Alvole est un systme structurel prfabriqu, monolithe, comportent

des videments longitudinales disposs intervalles gnralement rguliers et

dnomms alvoles.

La norme europenne harmonise EN 1168 parue en 2005 sert de rfrence pour

la fabrication des dalles alvolaires.

Elles se trouvent en diffrentes paisseurs en fonction des charges recevoir et

des portes. Leur largeur est standardise par le constructeur 1 ,20 m.

Les portes limites des dalles alveoles au maroc

Caractristiques : Il est constitu par des lments de plancher en bton prcontraint par des

fils adhrents, poss jointivement avec blocage par mortier assurant la

rsistance. Ceux sont en gnral des produits finis.

Ces planchers doivent bnficier dun avis technique favorable.

Les dalles alvoles sont poses jointivement puis assembles par un bton de clavetage dans les joints et associes ou non une dalle

collaborant coule en uvre. Ce type de plancher est surtout rserv aux grandes surfaces et trs peut utiliser

en construction de maisons individuelles.

Avantages :

Franchissement de portes particulirement leves Rduction du poids de 35 % 55 % par rapport la dalle pleine de

mme paisseur

Simplification de la structure par suppression des supports intermdiaires

Solidit et scurit lors de la pose Isolation phonique Rduction de la hauteur finie des tages de btiments Rduction des couts de construction Rapidit de mise en uvre Suppression du coffrage

Inconvnients :

Flche diffrentielle Pas de canalisation dans les joints Ncessite de levage de haute puissance Obligation de les importes de ltranger vu que le constructeur

disponibles au Maroc ne dpasse pas une portes de 12 m

Contreventement

Le contreventement est un lment structural qui a pour but de protger les

structures contre les dformations dues des efforts horizontaux comme le vent

ou le sisme.

Les systmes de contreventement des plans horizontaux aussi appels

diaphragme servent propager et repartir les ondes latrales qui arrivent sur la

construction vers les contreventements des plans verticaux.

Les systmes de contreventement des plans verticaux aussi appels pales de

stabilit assurent la descente des charges dynamique vers les fondations,

autrement dit les pales de stabilit permettent de propager les ondes verticales

fortes vers le bas de la construction

On distingue trois types de contreventement vertical :

1. Contreventement par PORTIQUES :

Il sagit dune ossature compose de poteaux et poutres nuds rigides ou dune charpente contrevente, capable de rsister aussi bien aux charges verticales quaux charges horizontales.

2. Contreventement par VOILES :

Le systme est constitu de plusieurs murs isols ou coupls, destins rsister

aux forces verticales et horizontales. Les murs coupls sont relis entre eux par

des linteaux rgulirement espacs et adquatement renforcs.

3. Contreventement MIXTE :

Cest le systme structural compos de portiques et de voiles. La rsistance aux efforts sismiques est assure par les voiles et les portiques, proportionnellement

leurs rigidits respectives.

Contreventement par voile :

Par rapport dautres systmes constructifs tels que les portiques, les structures voiles en bton arm prsentent, particulirement en zone sismique, plusieurs

avantages :

Leur prsence limite les dformations latrales,

Leur rigidit permet de protger les lments non-structuraux et quelques

poteaux existants,

Leur prsence permet de saffranchir du difficile problme pos par la

ralisation des nuds des portiques,

Elles permettent de ne pas tre pnalis dans le choix du coefficient de

comportement en cas de panneaux de remplissage.

1. Rle :

reprendre les charges permanentes et d'exploitation apportes par les

planchers

participer au contreventement

assurer une isolation acoustique

assurer une protection contre l'incendie

Pr-dimensionnement des voiles :

Selon larticle 7.3.1.4.1 du RPS 2000 [2] ; lpaisseur minimale du voile est

fonction de hauteur nette he de ltage.

emin = min (15 cm, he/20) pour un voile non rigidifi ses deux

extrmits.

emin = min (15 cm, he/22) pour un voile rigidifi une extrmit.

emin = min (15 cm, he/25) pour un voile rigidifi ses deux extrmits.

Rgles respecter dans la conception des voiles :

Minimum 3 lments verticaux de contreventement par niveau,

disposs de manire ne pas tre tous parallles ou tous

concourants

Rgularit en plan du contreventement : Dans chaque direction la rpartition des murs de contreventement devrait tre

uniforme et symtrique

Disposer les lments de contreventement dune manire symtrique dans chaque direction afin de limiter la torsion

densemble

Eloigner les lments verticaux parallles afin de disposer dun grand bras de levier du couple rsistant la torsion.

Maximiser la largeur des lments verticaux afin de diminuer la dformabilit horizontale.

Contreventement par portique :

La stabilit des portiques est assure par lencastrement rciproque des poutres

et des poteaux au droit des nuds et donc par la mise en flexion de ces lments.

de ce fait on peut sattendre une bonne ductilit, sous rserve de lapplication

des dispositions constructives adquates et en labsence de panneaux de

remplissage en maonnerie.

Pour ce type de structures, la dissipation dnergie se fait par des dformations

importantes au droit des zones dextrmits dans lesquelles sont susceptibles

dapparaitre des rotules plastiques. Dans ces zones, sous leffet des forces

sismique, apparait une concentration des efforts avec dpassement des limites

lastiques des matriaux et une diminution de la rigidit.

Les nuds subissent des efforts levs et constituent les zones les plus

vulnrables dune ossature, cela explique le souci de la plupart des rglements

des constructions parasismique de confrer une rsistance suprieure celle des

poutres.

Mcanisme de ruine des structures portiques et murs de remplissage

Quils soient pris en compte ou non dans les justifications de rsistance aux

efforts sismiques, les panneaux de remplissage en maonnerie dveloppent,

suivant leurs diagonales dans un sens puis dans lautre, des bielles actives

fonctionnant en compression et constituant avec lossature un systme triangul.

Les consquences de la prsence de panneaux de remplissage dans un btiment

comportant des portiques en bton arm peuvent se rsumer sous deux aspects :

Interaction panneau - poteaux dans le plan du portique :

Si lon considre un panneau soumis des forces agissant paralllement son

plan (fig. 5.3), ce panneau a tendance se dformer en paralllogramme. Il se

dcoupe alors dans la maonnerie une diagonale active comprime et une

diagonale active tendue ; cette dernire cde en donnant lieu une fissure

oblique. Lorsque les effets sinversent, cest au tour de lautre diagonale de

cder (fig. 5.4) et on retrouve la classique fissuration en X.

Sollicitation des poteaux dangle :

Formation concomitante des bielles de compression dans la faade et dans le

pignon situs de part et dautre de langle du btiment qui a pour consquence

un dlestage plus important du poteau. La simplification consistant supposer

que laction sismique sexerce seulement dans une direction horizontale, puis

dans la direction perpendiculaire nest pas acceptable, surtout pour la

vrification leffort tranchant des poteaux situs lintersection de deux

panneaux rectangulaires.

Les poteaux dangle sont les plus vulnrables :

Parce quils reoivent le cisaillement dans les deux directions horizontales,

mme si les deux efforts tranchants natteignent pas en mme temps leur valeur

maximale.

Parce quils ne reoivent comme charge verticale que le poids dun quart de

trave, alors que la pousse de la bielle quils ont quilibrer est celle qui

correspond une trave complte.