Conception Des Bâtiments [PDF]

Zitiervorschau

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CCIMARSEILLE

NOGLO

PROVENCE

Lestio

CONCEPTION DES MODULES

CCI.MP

2015

-

rêv 01

DF

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-S rsB ATP

CONCEPTION DES BATIMENTS

M. PhiliPPe HUET

ANNEE UNIVERSITAIRE 2OI5I 2O16

ISBA ÏP --1Þ

tNsTtrur suPERIEUR DU BATIMENT

ET DES TRAVAUX PUBLlcs

tna wm

f,

I

I

I

i

ISBA TP

MODULE GONGEPTION BATIMENTS

Enseignant Philippe Huet

Septembre 2015

ISBATP Module Enseignant Philippe HUET

CONCEPTION BATIMENTS

2

Septembre 2015

SOMMAIRE

I.

PI,AN DE COF'F'RAGF:,

6

A.

GENERALITES

C.

PRoCEss GESTIoN DES DESSINS ET DEs ELEMENTS STRUcTURAUX

6 6

B. D. E. F.

TECHNTeUE un tnssrN DAO RENSEIGNEMENTSGENERAUX

I I

9

REPRESENTATIoNGRAPHIQUE

G. Exnmpr,n

t2 t4

2.

CADRE REGLEMBNTAIRE

22

RIppnT,

A.

DES REGLES PRINCIPALES

B.

DTU

22 23

3.

MATERIAUX

29

MURS

29 29

A. B.

C.

a. Maçonnerie b. Béton c. Bardage

35 36

PLÀNCHERS

a. Planchers bois b. Poutrelle hourdi c. Dalle alvéolée d. Poutres préfabriquées béton e. Dalle pleine béton armée a. Planchers métalliques b. Bacs collaborants

37 JI 45

précontraint

CouvanruRns

a. Tuiles b. Béton c. l\{étalliquc

4.

A. B.

C.

D. E.

F..

47 49 50 50 50 52 52 55 EJI

FONDATIONS

60

Gnunur,rrns

60 64 64 64

FoNUITTonSSUPERFICIELLES a. généralités b. Semelles non armées transversalement c. Semelles armées transversalement (cas général) d. Semelles superficielles excentrées FoNDATIoNS SEMI.PRoFoNDES oU PRoFoNDES a. Pieux préfabriqués b. Pieux moulés dans le sol

c. Têtes d. Puits

de pieux

64 65

67 67 67 68 69

RlornR

70

DISPOSITIONSPOURoU\.RAGESENTERRES

7l

DALLAGE

72

CONCEPTION BATIMENTS

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5.

POUTRES BETON

14

A. B.

POUTRESCOULEESENPLACE PoUTnnSPREFABRTQUEES

74 74

6.

DALLES BETON

76

A. B. C.

DrsposnroNs coMMuNEs AUx PREDALLES PREFABRTQUEES

76 81 84

PRoBLEMES SPECIFIQUES A CERTAINES PREDALLES

TABLESIEB¡RES

ME

7

A. B.

CovrposrrroN D'uN BATIMENT METALLTQUE

86 90 94 99

PIEDSDEPOTEÀUX

C. Assnvrnr,¿,crs D. CHnvrr,r,¡,cB 8.

TRU

9.

A. B. C.

Poms pnopnn G

109 109 111

Cn¡ncns EXPLoITATTon Q CHARGES CLIMATIQUES

a. Neige S b. Vent W c. Autres d. Répartition des charges de plancher e. Effet de voûte

10.

A. B. C.

rt2 I12 IT2 113

115

CONTRE

115

DISTRIBUTIONDES CHARGESHORIZONTALES

Slanrr-rlr

l2l

DES REFENDS

124

SoIITCTTATION DANS LES LINTEAUX

11.

SECURITE INCENDIE ET SECURITE DU

A.

Gnxrn¡r,rrns

B.

111

a. Sécurité incendie b. Sécurité du travail c. Application ERP a. Bâtiments concernés

:

b. Classement c. Fonctionnement d'un ERP d. Articles CO construction e. Articles AM aménagement

TRAVAIL

I3O 130 130 130 130 130 130 130

t32 r32 r44

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f. C.

D.

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Articles DF désenfumage

g. Articles CH - EL - EC h. MS moyens de secours

AS

r44 t44 t44

- cS

HABITATIoN

145

a. Classement b. Résistance au feu c. Isolement d. Evacuation e. Désenfumage

145

f.

146

t47

t4l r47

Parking

147

ITABLISSEMENT DU TRAvAIL a. Vides sanitaires b. Accès

148 148

t49

Références figures Plans de coffrage

OPERIS ingénierie

:

Matériaux: Maçonnerie

Dimensionner les ouvrages en maçonnerie de

Guide VERITAS "techniques de la construction "Le Moniteur" site ARVAL groupe ARCELORMITTAL Choix et Techniques de SEAC TB Guide VERITAS "techniques de la construction "Le Moniteur" Guides ANAH "les planchers anciens" 1979 Le Moniteur Brochure planchers connectés TECNARIA 2011 site ARVAL groupe ARCELORMITTAL Guide VERITAS "techniques de la construction "Le Moniteur" polycopié ISBA TP 200612007 Gaston Hanna Formulaire du Béton 1'lmé 2 de Victor Davidovici Guide VERITAS "techniques de la construction "Le Moniteur" Choix et Techniques de SEAC TB

Murs bardages Planchers

Couvertures

Fondations Poutres

M. Hurez, N. Juraszek et M. Pelcé Mai 2009 "Eyrolles"

:

Dalles : Disposition CPT Plancher Charpente métallique : Pieds de poteaux ;

CPT planchers publication du CSTB

Formulaire du Béton Armé I de Victor Davidovici "Le Moniteur" Formulaire de la constn¡ction métallique de Pierre Maitre "Lç Meniteur" Bâtiment métallique Descentes de charges

Contreventement Sécurité incendie

Les pieds de poteaus articulés en acier de Yvon Lescouarc'h CTICM - Eurocode 3 - conception et calcul des constructions en acier - Pierre NICOLAS

Initiation à la Construction Métallique

:

Aide Mémoire Béton armé 3è'" édition de Pierre Guillemont "Le Moniteur" polycopié ISBA TP 2006/2007 Gaston Hanna Annales de I'ITBTP mai 1960 nol49 de M. Albiges et J. Goulet Guide VERITAS "techniques de la construction "Le Moniteur"

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ISBATP Module

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Enseignant Philippe HUET AVANT PROPOS

L'objectif du présent polycopié est de présenter le bâtiment en général dans ses aspects structurels les plus courants et les plus fondamentaux. ll doit aider l'étudiant à acquérir une culture technique minimum en la matière, mais également une culture économique (gestion de la production du bureau d'étude) et juridique (réponses aux mises en causes fréquentes des bureaux d'études). Le bâtiment est un domaine de la construction très vaste et le sujet n'est évidemment pas traité ici de manière exhaustive. Pour approfondir certaines techniques, Les étudiants sauront donc puiser dans la littérature spécialisée les approfondissements qu'ils leur seront parfois nécessaires dans le cadre de leur projet présenté à l'ISBA TP puis, ensuite, dans le cadre de leur activité professionnelle.

ll n'en reste pas moins que le présent

polycopié se veut constituer un outil

conception de bâtiment. ll est structuré de la façon suivante

de base pour

la

:

En partie 1 préliminaire : un ra ppel sur les objectifs des plans structures sachant que les ingénieurs ISBA quitravailleront en bureau d'études seront amenés à encadrer des projeteurs et donc à vérifier ces plans. Or ces plans sont, pour la plupart des affaires traitées, les documents les plus importants de la prestation d'études, ils constituent I'outil de communication le plus puissant destiné au client et aux autres acteurs de la construction. En effet, ils doivent synthétiser, les différentes conceptions de

I'ouvrage issues à la fois du projet architectural, du projet des corps d'état technique et, naturellement, de la réflexion de I'ingénieur structure lui-même.

Enparties2et3:une présentation sur le cadre réglementaire très dense qui régit le domaine du bâtiment et un catalogue des matériaux de construction les plus classiques disponibles sur le marché.

Lesparties4àB présentent les dispositions constructives à prévoir lors du prédimensionnement des éléments de structures, avant même d'aborder le calcul lié à la conception Les parties 9 et 10 traitent du cheminement des sollicitations reprises par les différents ráléments du bâtiment.

Enfin la dernière partie 11 expose la prise en compte des contraintes de sécurité incendþ {ans la conception du bâtiment, contraintes que doit avoir en tête I'ingénieur structures car, dans de nombreux cas, elles ont un impact fort sur le projet.

g

prévient que le problème évoqué est souvent ignoré. Votre contrôleur ou votre Le symbole supérieur hiérarchique veille ! (sauf s'il I'oublie lui-même... ) Etant actuellement dans une période transitoire en matière de réglementation, la présente version prend en compte les Eurocodes mais également les recommandations antérieures en particulier celles relatives au CPT planchers et aux DTU, ces derniers n'ayant pas été systématiquement mis à jour.

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I . Plan de coffraqe A. Généralités ll est souligné l'importance de la qualité du dessin de coffrage qui est la base de I'activité du BE (Bureau d'Etudes). De cette qualité, et donc du respect des principes cités ci-dessous, dépend I'appréciation des utilisateurs des plans. D'une certaine façon, elle constitue donc un élément essentiel de la politique commerciale de la société émettrice du plan ! L'activité du BE consiste à

Réceptionner les données d'entrée

Traiter ces données

Produire un dessin (le plus souvent)

ll est essentiel que I'ingénieur, avec le projeteur, s'implique dans les 3 phases de cette activité Une qualité de dessin médiocre génère l'insatisfaction du client Représentation approximative Lisibilité faible Erreur d'interprétation Erreur chantier Lltlge Retard paiement ou pas de paiement Om ission d'information Le PROCESS suivant est donc à respecter

B, Process Une préparation commune à toutes les affaires est l'élaboration de la charte graphique avec son manuel explicatif " procédure " Simple Pratique Logique

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L'arborescence type à respecter est la suivante (ing) = ingénieur

Commande

(proj)= projeteur

Revue données entrée J analyse critique

o

Programme

¡$*À.yl

C

Plan architecte Rapport de sol et rapport diagnostic

(lng)

g

Dessins autres corps d'état (étanchéité, fluides, menuiserie) Rapport bureau de contrôle Demande com plémentaire Ø

Préparation production

Liste prévisionnelle document Planning études

(lng)

Moyens

Note hypothèses Client

@

(lng)

(proi)

@

Calculs Croquis

Etablissement plan

Tirage pour vérification

O

Vérification plan

(lns)

@

Approbation plan

(proi)

Ø

Diffusion

(lng+proj)

Reprise plan

Client

ISBATP Module

I

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C, Gesfion des dessrns ef des éléments structuraux Les dessins en gras sont des vues par-dessous. NIVEAU

PLAN DE COFFRAGT Pieu

Fondation

Fondation + dallage éventuel Plancher haut VS

RDC

Plancher haut RDG

R+1

Plancher haut R+1

Dernier niveau R+n

Haut R+n ou

Plancher haut R+n

PLAN DE FERRAILLAGE Carnet pieu Carnet Fondation (S SF TT LG. ) Carnet soubassement (V poutres, P, L) Plancher haut VS Carnet éléments RDC (V P L poutres) Plancher haut RDC Carnet éléments R+1 (V P L poutres) Plancher haut R+1 Carnet éléments R+n (V P L poutres) Haut R+n ou Plancher haut R+n

Elaborer une liste de plan conviviale.

A I'intérieur de ces dessins, les éléments structuraux sont repérés sur le plan coffrage par une lettre dépendant de leur type + leur numéro afin de les retrouver sur les plans de ferraillage. Ce repérage, qui doit être logique par rapport à la localisation dans I'ouvrage (corps de bâtiment, niveau) est ensuite utilisé pour l'étiquetage des cages d'armatures par le ferrailleur. V = voile ex"Y 21"

voiles $ = semelle isolée SF = semelle filante TT = tête de pieu LG = longrine P = poteau PV

-

poutres

ex "PV 32" ex "S 6" ex "SF 6" ex "TT 15" ex "LG 03"

ex"P 24" poutres Les sont repérées seulement par leur numéro, sans lettre préalable. Ex : "3" est la poutre n'3. Si cette poutre comporte plusieurs travées, par exemple 2, elle repose sur 3 appuis. Les tronçons sont alors numérotés "3.1" et "3.2".

D. Technique de dessin DAO Les plans sont, en principe, établis en deux dimensions. Certains bureaux d'études travaillent déjà en 3D. Mais le développement de tels logiciels adaptés à la structure des bâtiments est ralenti par le fait qu'il n'y a que peu de bureaux d'études structures comparativement, par exemple, au nombre de cabinets d'architecture. Dans ce qui suit, il ne sera donc considéré que la 2D. ll convient d'établir des dessins correctement avec une cotation conforme aux cotes figurant sur le tirage papier du plan architecte. Si I'ouvrage est compliqué : bien choisir les axes (files communes aux différents niveaux, ascenseur ou escalier qui restent des repères forts entre niveaux !), ces axes doivent rester peu nombreux pour garantir leur gestion simple. N'utiliser les fichiers de I'Architecte que pour les entités structures et dans le but de contrôler son propre plan, le risque de "pollution" par cotes non arrondie est trop grand. La précision requise sur un plan de coffrage est le demi centimètre, les cotes relatives à des triangles, angles, cercle, peuvent, en revanche, s'afficher au mm près.

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Matériaux

A. Murs a. Maçonnerie La maçonnerie est I'activité traditionnelle et de base du métier de maçon. Elle relève du DTU 20.1 et de I'Eurocode 6. Elle utilise plusieurs matériaux pour la construction des murs. De façon générale, la maçonnerie reprend les efforts verticaux et horizontaux dans son plan, mais

supporte très mal les flexions e et les efforts horizontaux perpendiculaires à son plan. En revanche, elle a un très bon comportement vis-à-vis du feu (voir chapitre 1 1). L'Eurocode 6 distingue 4 groupes

Groupe 1 : blocs pleins, pierre massive, blocs à bancher remplis de béton Groupes 2 et 3 : blocs à alvéoles verticales Groupe 4 : blocs à alvéoles horizontale l.Pierres ll en existe 3 types : Moellons : le plus souvent constitue des murs d'épaisseur 50 cm. Les moellons sont des blocs non taillés de pierre liés avec des mortiers chaux, ciment ou bâtard. C'est le mur le plus répandu dans les bâtiments existants. Ce type de mur n'est plus utilisé dans les constructions neuves. Prévoir des boutisses pour lier les deux faces externes du mur et éviter l'éclatement de ce dernier

U*e beul¡ss€

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Fiq 3-1 : Principe des boutisses Pierres massives (de taille) pour édifices historiques mais utilisées également dans I'architecture contemporaine. Attention au choix suivant leur usage en fonction de la capillarité, la gélivité, la compression ou la flexion. Certaines pierres ne sont pas utilisables en porte à faux par exemple car leur utilisation serait dangereuse en cas d'éclatement au gel. Les pierres sont dites massives lorsque l'épaisseur est supérieure à B cm. Voir méthodes de calcul ci-après.

Q

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Habillaqe non porteur, fixé par patte d'agrafage sur un support (béton en général)

Âxê d* lixåt¡çn ñarrclelle incx Ext¡rårnité déla¡mée

Ëçrou ìncx

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Tige lisee inox

*çuille de ÞbesËe ;. at:./:¿

Månrhrn plartiquc

Plat inpx

Fiq 3-2 : exemple d'aqrafaqe pour habillaqe pierre

ll.Blocs béton Les éléments standard font 50 cm x 20h avec des épaisseurs variables, types creux perforés ou pleins Les joints au mortier sont plus ou moins épais.

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