44 0 5MB
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CCIMARSEILLE
NOGLO
PROVENCE
Lestio
CONCEPTION DES MODULES
CCI.MP
2015
-
rêv 01
DF
l
-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.
CONCEPTION BATIMENTS
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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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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
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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
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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
{séeuritê)
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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