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Poutrelles en béton

Domaines d'application

Les poutrelles légères en treillis métallique type (WARREN) à base pré-enrobée ayant les caractéristiques suivantes :

  • La base pré-enrobée est un talon de section rectangulaire de béton préfabriqué coulé de la base de l’armature avant l’emploi de la poutrelle
  • La fabrication du talon peut comporter la mise en place d’aciers longitudinaux et /ou transversaux complémentaires
  • Le talon est coulé sur la table vibrante que ce dernier est constituée des plaquettes en aciers en forme de U

Le talon possède une épaisseur de 4 cm et une largeur de 12 cm.

Lors de la fabrication, les aciers longitudinaux sont logés dans les cales en caoutchoucs dans le but de laisser les aciers en attente avec une longueur de 5 cm et pour avoir l’épaisseur d’enrobage entre armature et paroi de la table vibrante.

  • Poutrelles - Fibrociment

Materiaux

Le mélange utilisé pour la fabrication des poutrelles légères type (WARREN) à base pré-enrobées est composé du ciment CPJ45, sable de mer, et grain de riz calibre :3/8 et des aciers de HA crantés et lisse pour les étriers

  • LES GRANULATS

    Les granulats entrant dans la fabrication des bétons sont soit des granulats de rivières soit des granulats de concassage, soigneusement lavés ou dépoussiérés si nécessaire, classés et dosés selon une granularité permettant d obtenir des bétons de résistance et de compacité optimales.

    Ces granulats doivent satisfaire à la norme NM 10-01-F005.

    Pour le béton de type les analyses granulométriques sont régies par la norme NF X 11-501 et la norme NF P 18-304 La qualité du sable revêt une importance particulière pour ce qui concerne l’étanchéité du béton et l équivalent de sable visuel »ESV » selon la norme NFP 18-598 ne devra pas être inferieur à 75

  • LE CIMENT

    Sauf prescriptions spéciales, le ciment employé est un ciment portland de la classe CPJ45 conforme à la norme NF P15-301/NM 10-01-F-004

  • LES ACIERS

    Les poutrelles sont constituées d’une structure métallique triangulée en treillis généralement associée par enrobage à un talon en béton de granulats lourds, L’armature en treillis de la poutrelle comprend les éléments suivants :

    - Une membrure basse formée généralement d’aciers ronds pour béton armé crantés ou lisses appelés aciers de base

    - une membrure haute en acier rond lisse ou cranté ou en profilé à froid, d’enrobage et de fonctionnement assimilables à ceux d’un acier rond.

    - Un treillis reliant ces deux membrures, généralement fixés à ces dernières par soudure et formé d’acier rond lisse ou cranté ; ces étriers sont à deux nappes, de type ouverts treillis soudés directement sur les aciers de base par point électrique sans métal d’apport.

    Les soudures des branches de treillis aux aciers de base font l’objet de mesures systématiques de leur résistance dans le cadre d’un autocontrôle permanant surveillé ; le principe de la mesure est de préférence un essai de traction exercée sur une branche de treillis, dans sa direction, l’acier de base étant maintenu fixe ,sans rotation possible L’acier de l’armature en treillis ce sont des aciers HA ou lisse propre au procédé de plancher.

    - Aciers complémentaires : armatures longitudinales : ces aciers, appelés si nécessaire à la membrure basse des poutrelles à treillis, sont aussi appelés les aciers de renfort, ce sont obligatoirement des aciers de HA qui doivent répondre en outre aux prescriptions techniques si leur limite d’élasticité est différente de celle de base.

  • COUTURE DE LA REPRISE DE BETONNAGE

    Ce sont les branches du treillis de la poutrelle qui assurent la couture du plan de reprise de bétonnage, à condition que leur angle ‘α’ d’inclinaison sur le plan horizontal de la reprise soit au moins =45° En raison de l’horizontalité du plan de glissement (plan de reprise) ; on tient compte aussi des branches inclinées dans le sens défavorable, en appliquant pour chaque réseau du treillis la formule générale données par les Règles [CCBA68].

Caractéristiques dimensionnelles des poutrelles

1- Diamètres des aciers

Les diamètres sont au minimum :

  • fil supérieur : 8 mm
  • fil diagonal : 4mm pour les poutrelles A12 et A16, à5 mm pour les poutrelles A20et A25
  • fils inférieur ou base :-6, 8, 10,12

2- Hauteur (h) et largeur (b) de la poutre treillis

La hauteur (h) d’une poutre treillis est la distance entre la fibre inférieure des fils inférieurs et la fibre supérieure du fil supérieur. Le fabricant est toutefois libre de mesurer une hauteur conventionnelle suivant une méthode qui lui est propre. Cependant la hauteur (h) telle que définie ci-avant doit être :

120 mm ≤ h ≤ 250 mm.

L’écart maximum admissible sur la hauteur est égal à 2 mm en plus ou en moins.

La largeur (b) d’une poutre treillis est mesurée sur le talon en béton

3- Pas (s) et angle d'inclinaison du fil diagonal (α)

Le pas (s), c’est-à-dire la distance entre deux points les plus bas (plus hauts) Successifs des fils diagonaux, s’élève à 200 mm au maximum. L’angle d'inclinaison (α), c’est-à-dire le plus petit angle formé par l'axe du fil diagonal et du fil inférieur ou supérieur mesuré dans le plan du fil diagonal, est supérieur à 45°(Quand la pente est inférieure à 45°, la poutre treillis ne peut servir comme armature de liaison).

Hauteur Pas invariable Section du talon en béton
12
16
20
25
20 12 x 4 cm

Caractéristiques physiques

  • ISOLATION ACOUSTIQUE

    La masse volumique élevée du plancher en béton répond parfaitement à la Demande croissante d’une meilleure isolation acoustique entre les étages

  • RÉSISTANCE AU FEU

    Le fait que les constructions en béton présentent une très bonne résistance au feu bien connu. Les planchers en béton préfabriqués y contribuent aussi dans une large mesure. Ils obtiennent de bons scores pour les trois critères pris en considération pour déterminer la résistance au feu.

  • DURABILITÉ

    Les éléments de plancher préfabriqués sont produits en usine, sous un contrôle strict et dans des conditions idéales. Grâce à la qualité supérieure du béton préparé en usine (dans des conditions contrôlées), le béton préfabriqué possède de meilleures qualités physiques et subit moins les influences agressives de l’environnement. Le contrôle de qualité est également plus aisé ; d’éventuelles difficultés sur ce plan risquent donc beaucoup moins de retarder les travaux. Un élément de plancher préfabriqué peut en effet être contrôlé et testé avant d’être mis en oeuvre dans l’ouvrage concerné

Caractéristiques mécaniques

Aciers et talon en béton Caractéristiques mécaniques des Aciers Fe TE 50 Homologués

  • Limite d’élasticité σ (acier) = 5000 kg/cm2
  • Contrainte de rupture σ (acier) 5500 kg/cm2
  • Prolongement de rupture ε(acier) = 8 %
  • Contrainte admissible en flexion σ a = 3333 kg/cm2
  • Caractéristiques du béton : dosé à 350 kg de CPA 55
  • Compression à 28 jours : σ‘28 = 270 kg/cm2
  • Traction à 28 jours : σ 28 23,2 kg/cm2
  • Contrainte admissible σ b’= 135 kg/cm2

Fabrication

La fabrication de l'armature métallique en treillis des poutrelles est effectuée dans l usine fibrociment

La fabrication de l'armature métallique en treillis fait l'objet d'un autocontrôle surveillé par le laboratoire interne

La fabrication des poutrelles, par pré-enrobage de la partie basse de l armature après ajout éventuel des armatures de renfort, et les entrevous en béton sont effectuées en usine, Ces fabrications doivent faire l'objet d un certificat délivré par le LPEE

Mise en oeuvre

Effectuée par des entreprises du bâtiment autres que le tenant de système et ses concessionnaires, elle ne présente pas de difficulté particulière à condition que soit fourni un plan de pose complet et que les poutrelles soient bien repérées

Prescriptions de fabrication

Des diagonales sur les aciers principaux inférieurs) consistent en une traction exercée sur une branche du treillis, dans sa direction, le tronçon de barre principale inférieure étant solidement maintenu. Le nombre des mesures est de trois par jour de fabrication et par machine .Statistiquement, avec une probabilité de 95 %, les résistances de ces soudures doivent être supérieures aux valeurs suivantes, en fonction des diamètres des diagonales, valeurs que le fabricant a déjà montré pouvoir garantir et qui sont fixées par la limite élastique de l'acier constitutif du treillis.

Des procédures d'autocontrôle sur leur fabrication et portant notamment sur :

  • L'aspect des treillis qu'ils reçoivent ;
  • La résistance à la compression du béton ;
  • L'enrobage des armatures longitudinales de base et des aciers de renforts.

Pour les poutrelles, La vérification, à tous les niveaux de la section, des contraintes ultimes de cisaillement du béton et des forces que peuvent équilibrer les diagonales de l armature en treillis de la poutrelle et/ou des armatures de renfort (étriers, grecques, poutrelles superposées), conduit à calculer les efforts tranchants limites ultimes suivant: Vau, Vbu, Vcu et Vdu.

L'effort tranchant ultime déterminant pour le dimensionnement du montage est celui de plus faible valeur.

Poutrelles en béton

Description de la mise en oeuvre

Les poutrelles sont posées à l'entraxe prévu, assuré par la mise en place des entrevous de rive.

Les poutrelles peuvent être posées avec une file centrale d'étais ou deux files situées au 2/5ème et3/5ème de la portée selon les calculs. Dans le cas courant, après pose des entrevous, d'un treillis soudé, et des aciers en chapeaux, on coule le béton complémentaire des nervures et de la table de compression en une seule opération .Le béton armé de la dalle de compression peut être remplacé par un béton de fibre sous avis technique.

Toutes les indications nécessaires à la bonne exécution de la mise en oeuvre du plancher sont portées sur le plan de préconisation de pose fourni avec ce dernier

Chronologie des opérations de pose:

  1. Exécution des arases.
  2. Avant pose des poutrelles, mise en oeuvre des étais. S’assurer :
    • calage parfait au sol
    • pas de contreflèche
    • Si B.P.E. : prévoir renforcement zone réception béton.
  3. Pose et réglage des poutrelles avec hourdis de rive.
  4. Mise en place totalité des hourdis et confection des coffrages divers (chevêtres, balcons, bandes pleines, etc...)
  5. Pose du chaînage.
  6. Pose du treillis soudé (section minimum : PTS 3,5 X 3,5 / 200 X 300 fils à l’écartement 200 - Perpendiculaires aux poutrelles. - Recouvrement : 2 mailles minimum).
  7. Pose des chapeaux : toujours fixés au-dessus du treillis soudé.
  8. Bétonnage après réglage de l’épaisseur :
    Dalle : 4 cm minimum pour plancher béton. .Coulage effectué impérativement en une seule opération. Concentrations de béton interdites.

APPUI SUR UN MUR MACONNERIE

L'appui minimum de la poutrelle sur un mur en maçonnerie ne doit pas être inférieur à 5 cm. Si cette valeur ne peut pas être obtenue, il est obligatoire de mettre en place une lisse de rive le long de L’appui.

APPUI SUR BETON ARME

L'appui minimum de la poutrelle sur une poutre béton ou un voile béton ne doit pas être inférieur à 2 cm (.Si cette valeur ne peut pas être obtenue, il est obligatoire de mettre en place une lisse de rive le long de l'appui. Appui insuffisant ou nul (si l'extrémité de la poutrelle n'est pas à plus de 2 cm de l'appui : Si la poutrelle ne repose pas sur l’appui et que le vide est inférieur à 2 cm, on peut reprendre les efforts transmis par la poutrelle à l'aide d'un étrier, ramenant les efforts sur les aciers du chaînage

STOCKAGE SUR CHANTIER

Pour un stockage sur chantier, un certain nombre de règles doivent être respectées:
- La zone de stockage doit être plane et pouvoir supporter la charge sans enfoncement.
- Les poutrelles seront posées sur deux bois de calage positionnés à 10 cm maximum des extrémités.
- Lors de la superposition des poutrelles on veillera à l'alignement vertical des bois de calage. La manutention des poutrelles, avec un engin d’élevage, se fera en les soulevant au plus près des extrémités, en ne prenant qu'une rangée à la fois

Sécurité, hygiène et environnement

Les éléments de plancher préfabriqués sont réalisés en grande partie à partir de matériaux primaires, tirés de réserves naturelles inépuisables. De plus, les Matières premières sont disponibles au niveau local et les produits finis sont livrés à proximité de l’usine, ce qui limite les émissions de CO2 liées au transport Et les déchets générés sont inertes.

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