I - Le plan de coffrage
Un plan de coffrage
peut être considéré comme étant une vue de dessus du coffrage avant le coulage
du béton. Cependant, les éléments horizontaux (planchers, poutres et linteaux)
et les éléments verticaux (murs et poteaux) n’obéissent pas aux mêmes règles :
·
Pour les ouvrages horizontaux : les contours du coffrage sont
dessinés, le béton étant considéré non coulé.
·
Pour les ouvrages verticaux : ils sont représentés comme s’ils
étaient coupés par un plan horizontal juste en dessous du niveau des poutres et
linteaux.
Le respect des
règles suivantes permet d’avoir un plan de coffrage bien conçu :
·
La vérification de l’alignement entre les poteaux.
L’évitement
de grandes portées des poutres.
·
L’évitement de grandes retombées des poutres dans les milieux
visibles de bâtiment (cela influence l’aspect esthétique de la construction) ;
·
L’évitement des poteaux au milieu des pièces.
La démarche suivie
lors de la réalisation de notre plan de coffrage est :
·
Une bonne lecture du plan architectural et la décision à propos
de l’utilisation des joints.
·
La mise en place des poteaux et des poutres, en respectant
l’aspect architectural et esthétique de la structure.
·
Les poutres ne doivent pas avoir de grandes portées afin
d’éviter des retombées excessives.
·
La définition des planchers ainsi que leur sens de portée.
·
Le pré dimensionnement des éléments porteurs de la structure.
II-Le prédimensionnement des poteaux
Pour un poteau rectangulaire, le coffrage doit vérifier la
condition suivante :
𝑎×𝑏≥𝑁𝑢/𝑓𝑏𝑢
Avec
𝑎 𝑒𝑡 𝑏 Sont les dimensions planes du poteau.
𝑁𝑢 Est
la descente de charge à l’ELU.
𝑓𝑏𝑢 Est la contrainte limite du béton à l’ELU.
Remarque : Au début, on choisit des
poteaux de section minimale (25𝑐𝑚×25𝑐𝑚). Après
le calcul de la descente des charges, on modifie la section suivant la
condition vue ci-dessus.
Pour un poteau
circulaire, le coffrage doit vérifier la condition suivante : 𝜋𝐷/24≥𝑁𝑢/𝑓𝑏𝑢
Avec D est le diamètre du poteau.
III-Le prédimensionnement des poutres
Les poutres sont des
éléments horizontaux en béton armé sollicitées par des moments de flexion et
des efforts tranchants. Leur rôle est la transmission des charges du plancher
aux poteaux. Le calcul des poutres se fera en flexion simple avec les sollicitations
les plus défavorables. Le prédimensionnement des poutres suit la règle décrite
comme suite :
-
Poutre isostatique : ℎ≥𝐿10
-
Poutre
hyperstatique :
Porteuse dans 2 cotés :………………... ℎ≥𝐿/12
porteuse dans un coté :……………….. ℎ≥𝐿/14
Non porteuse :………………………… ℎ≥𝐿/16
Avec :
ℎ : La hauteur
de la poutre.
𝐿 : La
longueur de la poutre.
IV-Le prédimensionnement des voiles
Selon l’article 7.3.1.4 du
RPS 2011, L’épaisseur minimale du voile est fonction de la hauteur nette de
l’étage et des conditions de rigidité des extrémités.
-
𝑒𝑚𝑖𝑛=min (15 𝑐𝑚, ℎ𝑒20)
Pour un voile non rigidifié à ses deux
extrémités.
-
𝑒𝑚𝑖𝑛=min (15 𝑐𝑚, ℎ𝑒22)
Pour un voile rigidifié à une extrémité.
-
𝑒𝑚𝑖𝑛=min (15 𝑐𝑚, ℎ𝑒25)
Pour un voile rigidifié à ses deux extrémités.
V-Le prédimensionnement des planchers
V.1-Les planchers hourdis
L’épaisseur des planchers
hourdis doit obéir à la règle : ℎ
≥𝐿22.5
ℎ : L’épaisseur totale du plancher.
𝐿 : La longueur de la dalle
entre nus dans le sens de la portée.
Remarque :
-
Le sens de la portée de la dalle est souvent le sens dont la
plus petite dimension.
-
L’épaisseur ℎ est
composée de l’épaisseur de l’hourdis et l’épaisseur de la dalle de compression.
Le tableau ci-dessous présente les épaisseurs des dalles qu’on
peut trouver sur marché ainsi leur poids.
V.2-Les dalles pleines
Dalle porte
sur un seul sens (𝐿𝑥/𝐿𝑦<0.4)
:
Dalle isostatique : ℎ≥𝐿𝑥/20
Dalle Continue : ℎ≥𝐿𝑥/25
Dalle porte sur les deux
sens (0.4≤𝐿𝑥/𝐿𝑦≤1)
:
Dalle isostatique : ℎ≥𝐿𝑥/30
Dalle Continue : ℎ≥𝐿𝑥/40
VI - Le prédimensionnement des escaliers
Définitions
L’escalier est une
construction architecturale constituée d’une suite régulière des marches,
permettant de passer à pied d’un étage de bâtiment à un autre. L’usage d’un
vocabulaire spécifique relatif aux divers composants des escaliers est
nécessaire.
Un escalier se compose des
éléments suivants :
Emmarchement : dimension
perpendiculaire au sens du déplacement dans l’escalier.
Hauteur de marche :
distance verticale séparant le dessus de deux marches successives. Cette
hauteur varie généralement entre 16 et 21 cm.
Giron : distance horizontale
mesurée entre les nez de deux marches successives. Le giron varie généralement
entre 25 et 32cm. Le giron et la hauteur de marche sont reliés par la formule
de Blondel qui permet une bonne praticabilité de l’escalier.
Profondeur de marche :
distance horizontale entre les nez de marches et la contremarche.
Marche : surface plane de
l’escalier sur laquelle le pied se pose pour utiliser l’escalier.
Contremarche : face
verticale reliant deux marches successives.
Nez de marche : bord
extérieur de la marche.
Palier : plan
horizontal plus large que les marches courantes. C’est la partie horizontale
d’un escalier arrêtant la suite des marches.
Volée : ensemble de marches
successives, comprise entre deux paliers.
Jour d’escalier : c’est
la largeur en plan du vide entre deux volées parallèles.
Ligne de foulée : ligne
théorique représentant le parcours usuel lorsque l’on emprunte l’escalier.
Paillasse : c’est la
dalle en pente supportant les marches d’une volée.
Echappée : désigne la
hauteur libre la plus faible calculée entre le dessus des marches et la
sous-face du plancher supérieur.
Prédimensionnement
Pré-dimensionner les
escaliers revient à déterminer les dimensions du giron ‘’𝑔’’ et la
hauteur de la contremarche ‘’ℎ’’.
En utilisant la formule de BLONDEL
(architecte français) on a :
59(𝑐𝑚)≤ 2ℎ+𝑔
≤66(𝑐𝑚)
Avec ℎ: Hauteur de la contre
marche
𝑔 : Largeur de la marche,
On prend généralement : 2ℎ+𝑔=60(𝑐𝑚)
D’autre part : H = n × h L
= (n-1) ×g
Avec 𝐻 : La hauteur entre les
faces inférieurs des deux paliers successifs d’étage
𝑛 : Le nombre des contremarches
𝐿 : La projection horizontale de la longueur total de la volée (𝐿𝑣)
On remplace
dans l’équation de BLONDEL :
𝐿/(𝑛−1)+2×𝐻/𝑛=60
→ 60𝑛2 – (60+𝐿+2𝐻)𝑛 +2𝐻=0
On résout
l’équation pour trouver le nombre des marches et contremarches.
Epaisseur de la paillasse
L’épaisseur de paillasse
doit vérifier la condition de la flèche tel que : 𝐿𝑣30 ≤𝑒𝑣≤𝐿𝑣20
Avec 𝐿𝑣 :
La longueur de la volée
𝐿𝑣=𝐿cos𝛼
Et 𝛼=tan−1ℎ𝑔
Epaisseur du palier
L’épaisseur de paillasse
doit vérifier la condition de la flèche tel que : 𝐿′30 ≤𝑒𝑝≤𝐿′20
Avec 𝐿′ : La longueur du palier.
VII-Les charges d’exploitation
VII.1-La loi de dégression des
charges verticales
Comme il est rare que
toutes les charges d’exploitation agissent simultanément, on applique, pour
leur détermination, la loi de dégression. Cette loi consiste à réduire les
charges identiques ou non à chaque étage.
Soient :
𝑄0 : La charge d’exploitation de la terrasse ou du toit de bâtiment.
𝑄1 : La charge d’exploitation du dernier niveau.
𝑄𝑖 : La charge d’exploitation du niveau i à compter du haut.
𝛴0 : La charge d’exploitation de la terrasse ou du toit de bâtiment
après l’application de la loi.
𝛴𝑖
: La charge d’exploitation
sous le niveau i après l’application de la loi. 𝑄𝑟𝑖={0𝐾𝑁𝑚2 𝑝𝑜𝑢𝑟
𝑏𝑎𝑡𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑠
à 𝑢𝑠𝑎𝑔𝑒 𝑑′ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛1𝐾𝑁𝑚2𝑝𝑜𝑢𝑟
𝑏𝑎𝑡𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑠
à 𝑢𝑠𝑎𝑔𝑒 𝑏𝑢𝑟𝑒𝑎𝑢𝑥
