Matière : Construction générale

Chapitre n :5 Les gros œuvres :

Les gros oeuvres d’un ouvrage est l'ensemble des elements qui constituent son ossature. L’ossature a pour role la reprise des actions subies par la construction. Ces elements assurent la solidite et la stabilite de l’ouvrage.

Le plancher est un ouvrage horizontal constituant une separation entre deux niveaux d’une habitation.

Les planchers ou les dalles se composent de trois parties distinctes :

• la partie portante: solive en bois, poutrelle metallique, poutrelle prefabriquee en beton

arme ou precontraint, ainsi que le hourdis de remplissage; les dalles en beton arme, pleines

ou a nervures, etc..

• le revêtement : constituant le sol fini reposant sur l'ossature portante: carrelage, parquet en bois, dallages divers executes sur place, revetements synthetiques, etc.

• le plafond realise sous l'element porteur, enduit ou plaques prefabriquees en materiaux de tous genres, etc.

Le béton resiste bien a la compression mais tres mal a la traction (sa resistance a

la traction est de l’ordre 1/12 seulement de sa resistance a la compression).

Le béton armé

remedie a ce defaut en disposant dans les zones tendues des

armatures d’acier dirigees suivant la direction des forces de traction et capables d’y resister.

Avantages du béton armé

• Bonne resistance contre l’incendie et l’agression de l’eau.

• Bonne resistance aux tassements locaux.

• Bonne rigidite.

• Entretien minimal.

• Longue duree de vie/ durable.

• Seul materiau disponible pour la plupart des fondations.

• Plusieurs formes et assemblages: dalles simples, poutres, poteaux, arcs, et coques.

Le beton enrobant les armatures est tendu en meme temps qu’eux, ainsi le beton s’allonge. D’ou l’ apparition de fissures. Par ces fissures, les armatures peuvent etre en contact direct avec le milieu ambiant risque de corrosion.

le béton armé convient mal aux ouvrages situés en milieu agressif.

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Inconvénients du BA

- Le béton armé est lourd: le poids constitue un handicap pour les poutres de grande portee => la charpente metallique se revele souvent plus economique.

Il est donc logique de chercher a utiliser a plein la resistance du beton moyennant la precontrainte, mais comment ? BETON PRECONTRAINT

Le béton précontraint

• Appliquer a l’avance (un pre-chargement) une compression permanente au beton afin d’eliminer les contraintes de traction dues aux charges qui seront appliquees posterieurement.

⇒la variation de contraintes dues a ces tractions ne provoque qu’une decompression du beton=> la section du beton demeure entierement comprimee.

⇒ Absence de fissuration du beton.

Avantages du béton précontraint

• La precontrainte permet de reduire voire eliminer la fissuration et la deflection (fleche) des elements de structures en beton => un fonctionnement meilleur en service compare a celui des structures en B.A.

• La section et la resistance du beton sont exploitees a plein (100%)

• Les structures en B.P. peuvent supporter des efforts beaucoup plus importants que celles en B.A. grace a la possibilite d’emploi de materiaux (beton et acier) tres performants.

⇒Réduire les sections en béton => alléger les structures en beton => augmenter les portees et etendre le domaine d’application du beton.

Différents types de planchers

Selon les materiaux employes et les techniques mises en oeuvre, il existe

differents types de planchers :

- Le plancher en bois,

- Le plancher metallique,

- Le plancher en beton dont on distingue deux varietes :

• La dalle en beton coulee en place sur un coffrage (c’est la technique dite de

la dalle pleine) ou sur une predalle, ou plancher avec nervures.

• Le plancher prefabrique constitue de plusieurs elements assembles.

Le plancher en bois

Le plancher en bois : plancher dont les elements porteurs sont constitues par des poutres et des solives en bois.

Les planchers bois sont legers, ce qui les rend bien utiles dans le cas ou les murs ne peuvent pas supporter une dalle beton. Ils sont employes couramment dans les projets d'intervention sur l'existant parce qu'ils offrent des reponses pertinentes aux contraintes techniques existantes et economiques en comparaison d'autres materiaux.

Simplicite de mise en place

Facilite de faconnage

Faible poids propre

Isolation thermique et phonique

Plancher economique

Faible protection contre l’humidite

Le plancher métallique

• Domaines d’utilisation : Batiments de grandes portee et hauteur : batiments industriels, constructions sportives, marches, ateliers d’aviation, grandes surfaces …

Principaux avantages des constructions en acier

• La légèreté : les constructions en acier sont, en general, plus legeres que celles en beton arme ou precontraint, en bois, en pierre …

• La solidité : grace a l’homogeneite des materiaux utilises en construction metallique

• La résistance mécanique:

- Grande resistance a la traction →franchissement de grandes portees.

- Bonne tenue aux seismes.

• L’industrialisation : les elements de structures en acier prepares et mis en forme en atelier, arrivent sur le chantier prets a etre montes et assembles.

Cela necessite des techniques et des equipements modernes.

• L’imperméabilité: l’acier se caracterise par son impermeabilite (fluides: liquide + gaz).

• Les possibilités architecturales: beaucoup plus etendues qu’en beton.

• Les modifications: aisement realisables (transformations, adaptations, surelevations ulterieures …).

Inconvénients des constructions en acier

• Nécessité d’entretien régulier des revêtements protecteurs contre la corrosion pour assurer la perennite de l’ouvrage. L’acier tend a s’oxyder et a se corroder lorsqu’il est soumis a des atmospheres humides, a des agressions chimiques, a la condensation, qu’il est en contact avec l’eau

ou les sols.

• Mauvaise tenue au feu necessitant des mesures de protection onereuse: le module d’elasticite de l’acier commence a diminuer a partir de la temperature T=200°C. L’acier perd sa capacite portante et

passe a l’etat plastique a partir de la temperature T=600°C.

• Susceptibilité aux phénomènes d’instabilité élastique: en raison de la minceur des profils (flambement, deversement, voilement …).

Le plancher en béton

1.    Le plancher nervuré

Les planchers nervures sont constitues d’une succession de poutrelles paralleles appeles nervures, d’hourdis et d’une dalle de compression.

- Les nervures sont les parties resistantes du plancher, elle peuvent etre realisees sur place

ou prefabriquees.

- Les hourdis ou entrevous (corps creux) servent de coffrage a la dalle de compression qui les recouvre. Ce sont sont des materiaux de remplissage qui realisent une bonne isolation

thermique.

- La dalle de compression appelee aussi table de compression ou dalle de repartition : dalle en beton coulee en place sur l’ensemble du plancher. Elle est generalement armee d’un

treillis soude et son epaisseur courante est de 5cm environ. La dalle de repartition donne au

plancher sa rigidite et assure le report descharges en direction des poutrelles

La dalle pleine

La dalle pleine est un plancher en béton armé de 15 a 20 cm d’epaisseur coule sur un coffrage plat. Le diametre des armatures incorporees et leur nombre varient suivant les

dimensions de la dalle et l’importance des charges qu’elle supporte. Ce type de plancher est tres utilise dans l’habitat collectif.

1.Execution du coffrage

2. Mise en place des armatures (ferraillage)

3. Coulage du beton dans le coffrage 4. Vibration du beton

5. Arrosage de la dalle

6. Decoffrage (demoulage) apres durcissement suffisant du beton.

Le plancher préfabriqué

• Les planchers prefabriques peuvent etre classes selon leur methode de production et de mise en oeuvre en planchers completement ou partiellement prefabriques.

• Les planchers entierement prefabriques sont composes d’elements integralement realises en usine. Apres montage, ils sont liaisonnes a la structure portante, les joints transversaux etant remplis de beton fin.

• L’utilisation de ces elements permet d’eviter les travaux de coffrage fastidieux et ne necessite qu’un etanconnage minimal.

• Ce type de plancher est couramment employe pour les habitations, appartements, bureaux et batiments industriels.

Plancher a poutrelles en double T

• Facilite et rapidite d’execution sur chantier (coffrage et etaiement minimal)

• Grande capacite portante + Masse reduite par sections transversales + possibilite de franchir des portees tres importante allant a 30m

• Emploi notamment dans les planchers de parking et batiments industriels ou l’aspect esthetique n’est pas important.

Plancher a dalles alveolees

Des canaux longitudinaux reduisent le poids des planchers. Le pourcentage d’espace creux (le volume des canaux) varie entre 30 et 50%.

• Les elements de plancher alveoles sont realises en beton arme ou precontraint.

• Possibilite de franchir des portees importantes (allant jusqu’a 15 m)

• Rapidite et facilite d’execution sur chantier + coffrage et etaiement minimal

• Cout moins eleve par rapport a un plancher a dalle pleine en B.A.

Le plancher semi - préfabriqué

Poutrelles en B.P. (photo UPP Laceramic)

• Plancher semi-prefabrique car la dalle de repartition est coulee en sur place

• Rapidite et facilite d’execution sur chantier + coffrage et etaiement minimal

• Cout moins eleve par rapport a un plancher nervure traditionnel en B.A. entierement

coule sur place.

Plancher nervure a poutrelles prefabriquees en B.P. et a dalle de repartition coulee en œuvre.

Le plancher avec prédalle

• La predalle : plaque prefabriquee en beton arme ou en beton precontraint de 5-8 cm d’epaisseur environ, constituant la partie inferieure du plancher. La predalle participe a la resistance du plancher et fait egalement office d’element de coffrage en beton.

• Les predalles sont, en principe, deposees a la grue, de facon a reposer sur des murs existants ainsi que - dans les cas de figure ou c’est requis - sur un etayage a preparer sur le chantier, puis recouvertes de beton.

• La partie superieure est rugueuse et la partie inferieure est lisse et uniforme – Sur chantier la predalle est completee par un betonnage qui, apres durcissement, donne un plancher en beton arme homogene, monolithe et massif.

• L'epaisseur finale du plancher peut varier en fonction de la surcharge et de la portee de 12 a 30 cm.

Avantages du plancher avec prédalle

- Economie en coffrage en main d’oeuvre et en temps.

- Un plancher resistant et repondant aux exigences les plus elevees a un prix interessant.

- Toutes les reservations, decoupes, etc. sont incorporees dans l’element prefabrique.

- Apres spatulage, la face inferieure du plancher peut etre directement peinte ou tapissee. L' aspect lisse des predalles rend inutile un plafonnage.

- Une production et mise en oeuvre independante des conditions atmospheriques, ce qui supprime les risques de retards et de frais inutiles.

- Une realisation sur mesure est possible des que les dimensions du batiment sont connues.

- Les predalles peuvent directement etre posees sur chantier a l'aide d'un camion grue.

Les poutres

• La poutre : piece horizontale en beton arme de section generalement rectangulaire supportant une partie du plancher.

• La poutre repose a ses extremites sur des poteaux ou des murs. La poutre principale d’une structure porteuse est parfois appelee poutre maitresse.

• La partie de poutre en saillie par rapport a la sous-face du plancher s‘appelle la retombee de poutre. La poutre est dite noyee lorsqu’elle est totalement incorporee dans l’epaisseur du

plancher.

• Les fabricants qui commercialisent les poutrelles et les hourdis distribuent egalement des poutres prefabriquees en beton precontraint. Leur utilisation supprime, sur le chantier, les operations de coffrage, de coulage du beton et de decoffrage

Les murs

1.    Mur de refend

• Mur porteur situe a l’interieur d’un batiment, supportant le poids des charges superieures (etages, grenier ou combles) et transmettant toutes ces charges, y compris la sienne et les surcharges d’utilisation (personnes et mobilier), aux fondations.

• Les murs porteurs tiennent un role primordial dans la solidite et l’equilibre de la construction. Ils sont traditionnellement en beton coffre, en prefabrique ou en parpaing. Le cout varie en fonction du materiau utilise ainsi que de l’isolant ajoute.

2.    Mur de soutènement

• Le role des ouvrages de soutenement est de retenir les massifs de terre. Il en existe une grande variete se caracterisant par des fonctionnements differents conduisant a des etudes de stabilite interne specifiques.