Systemes constructifs

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Introduction aux technologies de construction & à l’architecture

Suzel Balez(& Vincent Rigassi)

MOBAT 2007-2008

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Systèmes constructifs: Principes & objectif

Un bâtiment est un produit généralement unique(situation, contextes, usages, …), qui n'est pas que la somme des parties mais avant tout un assemblage constituant des systèmes cohérents ayant des interactionsavec les systèmes existants (naturels globaux et locaux, culturels, patrimoniaux, infrastructures type VRD, transports en commun, la composition (mixité) sociale, etc.).

Ces systèmes répondent àdiverses fonctions du bâtimentselon les interdépendances entre exigences attendues selon leurs natures, leurs échelles et leurs durées.• diverses natures: essentielles (fondement même du bâti, rôle d'abri), selon les usages (aspects culturels, sociologiques, individuels), contextuels (données du lieu et du contexte)• diverses échelles (impacts sur l'environnement global –planétaire, sur l'environnement local: site, contexte ou impacts sur l'environnement intérieur)• durabilité ou longévité, quelle durée de vie du bâtiment, type et fréquences d'entretien et de maintenance.

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Systèmes constructifs: exigences & fonctionsExigences "essentielles":Assurer la sécurité (stabilité, feu et utilisation): résistances mécaniques et stabilité,

sécurité incendie et sécurité d'utilisation (chutes, chocs, fluides)Préserver la santé et assurer le confort: "environnement intérieur"Aspects physiques

et dynamiques: Hygiène – santé – confort (aspect hygrothermiques, olfactifs, visuels, acoustiques); concept énergétiques des installation (chaleur, éclairage, ventilation, sanitaire); variations selon les rythmes jour, saisons; la tenue dans le temps, etc.)

Préserver l'environnement (extérieur): préserver les ressources (ressourcesénergétiques, épuisement de ressources solides, Eau), Réduire les pollutions (air, eau, déchets, pollutions, nuisances)

Assurer l'usage: commodités, utilisation, flexibilité locaux et équipements, sécurité, adaptabilité et flexibilité du bâtiment

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Systèmes constructifs: exigences & fonctions

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Systèmes constructifs: Principes structurels

Comment porter la couverture ?Ouvertures … percements ?

Espace «traditionnel» Espace «moderne»

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MURS OUVERTURES PLANS

Enve

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maç

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Oss

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Bloc

s au

tosa

tbles

Espace contenu, lumière

ponctuelle, murs continus

Espace tramé, lumière

ponctuelle, murs épais symétriques

Espace tramé, lumière

uniforme, murs =cloisons

Espace cernéou fluide, lumière

uniforme ou ponctuelle, murs épais

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Choix des systèmes constructifs:

•Incidences spatiales

•Incidences constructives

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TYPES DE CONTRAINTES TYPES DE SOLUTIONS

Ecrasement

Charges excentriques

verticales

Charges excentriques horizontales

Flambement

Charges horizontales: Pression uniforme (vent)

Pression concentrée (séisme)

Murs non porteursMaçonnerie de

remplissage

Murs porteurs

Murs épais

Murs minces avec contreforts

Murs minces avec chaînages

Maçonnerie armée

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Systèmes constructifs: stabilité - structures

bacs acier collaborants+ dalle de

compression béton

Solives et plancher bois Dalle

collaborantebois/béton

Béton coulé, avec prédalle, ou précontraint

Hourdis sur poutrelles en

béton ou acier

Murs porteurs à ossature

acier contreventée

Murs de rondins

Murs porteurs à

ossature bois et panneaux

bois

Béton,

Maçonneries porteuses

Murs / planchers

Poutres acier et bacs acier collaborants+ dalle de

compression béton

Poutres, solives et plancher

bois

Poutres bois et dalle

collaborantebois/béton

Poutres BA+ béton coulé,

avec prédalle, ou précontraint

Poutres BA+ hourdis sur

poutrelles en béton ou acier

Acier et isolant,

façade légère panneau

façade rideau

Bardage industrialisé

Parois légères

autoportantes

Maçonneries de remplissage

Torchis ou béton de

remplissage

Poteaux / poutres

Acier Bois Béton et maçonnerie Acier Bois Béton et

maçonnerie

Planchers Murs

Système constructif porteur

Parois associées

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Systèmes constructifs: stabilité - structures

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Typologie Systèmes constructifs: Enveloppe monolithique

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Typologie Systèmes constructifs: Maçonnerie ponctuelle

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Typologie Systèmes constructifs: Maçonnerie ponctuelle

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Typologie Systèmes constructifs: Franchissements, arcs, voûtes,…

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Typologie Systèmes constructifs: Blocs autostables

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Typologie systèmes constructifs: Blocs autostables

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Eladio Dieste

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Eladio Dieste

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Systèmes constructifs: Ossatures

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Typologie systèmes constructifs: Ossature - remplissage

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Allège indépendante – chaînage haut

Ouverture toute hauteur – chaînage linteau

Arcs et double chaînage haut

Chaînages périphériques continus ou partiels = linteau

Ouverture entre blocs indépendants –chaînage linteau

Dispositions constructives: charges & chaînages

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Maçonnerie: Calepinage

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Dispositions constructives: armatures

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Dispositions constructives: ossatures & remplissages

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Dispositions constructives: ossatures & remplissagesPRINCIPES DE LIAISON

LIAISON SOUPLE

LIAISON ASSOCIEE

PRINCIPES D'ETANCHEITE

JOINT ELASTIQUE

COUVRE- JOINT

ENDUIT

FORME ADAPTEE

CONTINUITE DE LA MACONNERIE

LIAISON "DISSOCIEE"

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Vocabulaire : des fondations aux couvertures… en passant par les équipements

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Le terrain

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Sol

Coupe

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Voies et réseaux divers (VRD)

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Assainissement collectif

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Assainissement autonome

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Terrassements

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74Terrassement pour création de fondation simple (semelle filante)

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Maçonnerie

Reprise en sous œuvre d’une fondation existante

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FondationsPieux flottants (bois)

Pieux forés (flottants

béton)

Dalle flottante

Pieux porteurs

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Murs

Murs de soutènement

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Enveloppe : Composition de murs

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Enveloppe

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La Maçonnerie: Principes

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La Maçonnerie: Principes

Un système organisé de petits éléments empilés

La cohésion entre éléments est assurée par le mortier

Des systèmes constructifs performants aux efforts en compression

La maçonnerie nécessite des formes adaptées

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La Maçonnerie: Le Mortier

Assurer la cohésion de tous les éléments entre eux

Transmettre les efforts entre les éléments

Distribuer les efforts sur toute la surface

Le retrait: mauvaise transmission des efforts et

hétérogénéité.

Retrait vertical + horizontal

Prendre en compte le retrait durant la conception

et durant la construction

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La maçonnerie: Constituants

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La maçonnerie: Constituants

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La maçonnerie: Surfaces et jointoiements

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Charpentes

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Charpentes

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Charpentes

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Toitures

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Toiture terrasse

Une toiture-terrasse est constituée, de l’intérieur vers l’extérieur :• d’un élément porteur• d’un écran pare-vapeur• d’une isolation thermique • d’un revêtement d'étanchéité• d’une protection de ce revêtement• de dispositifs accessoires et complémentaires (acrotères,

souches, etc.)

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Couverture

1. Tuiles 2. Faîtage3. Pointe de pignon4. Débord5. Rive6. Égout7. Lambrequin8. Passe de toit

(soffite)9. Croupe10. Arêtier de croupe11. Noue12. Rive affleurante13. Bavette de noue14. Égout de solin15. Bavette inférieure

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Zinguerie

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Second œuvre

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Menuiserie, vitrerie

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2. Étanchéité

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Cloisons et parois

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Plâtrerie

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Chauffageet ventilation

Les besoin d’aération des logements est fonction de :

La production de vapeurLa température de chauffageLes caractéristiques de l’air extérieurLa présence d’appareils de combustion

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Les différents modes d’aérationL’aération naturelle

Ouverture des fenêtresOrifices hauts et bas dans la façade

d’une pièceConduits d’aération

La ventilation mécaniqueVMC simple fluxVMC double fluxVMC gazHotte de cuisine

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Équipements

A P P O I N TC i r c u i t p r im a ir e is o lé

C A P T E U R

C ir c u i t s e c o n d a ir e is o lé

C i r c u i t p r im a ir e is o lé

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PlanchersFonctions: stabilité, isolation thermique & acoustique

Bois massif , év + béton

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Systemes constructifs

Engineering

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