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Auteur(s)
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Michel Crisinel : Ingénieur civil diplômé de l'École polytechnique fédérale de Lausanne - Chargé de cours à l'École polytechnique fédérale de Lausanne, Suisse
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Une dalle mixte est un élément de construction des bâtiments métalliques à ossature mixte. Elle est composée d'une tôle nervurée sur laquelle on coule une dalle en béton comportant un léger treillis d'armature destiné à limiter la fissuration du béton due au retrait et aux effets de la température. Dans ce type de dalles (appelées aussi planchers collaborants), la tôle nervurée sert de plate-forme de travail lors du montage, de coffrage pour le béton et d'armature inférieure pour la dalle après durcissement du béton. Elle peut également servir de contreventement horizontal provisoire lors du montage de la structure porteuse du bâtiment, à condition qu'elle soit fixée à la poutraison de façon adéquate.
Cet article comprend une partie consacrée à la conception des planchers mixtes, ainsi qu"une partie dédiée à l"analyse et au dimensionnement des tôles et des dalles mixtes proprement dites. Le stade de construction, où seule la tôle contribue à la résistance, et le stade définitif, où la dalle constitue un élément mixte grâce à la contribution du béton durci, sont clairement différenciés. Les méthodes exposées sont en conformité avec les normes européennes actuelles sur le calcul des structures porteuses, les « Eurocodes structuraux » (normes EN 1991 à EN 1994).
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Calcul de la tôle nervurée
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1. Conception des planchers mixtes à tôle nervurée
1.1 Planchers de bâtiment à ossature en acier
Le plancher, constitué de la poutraison et de la dalle ainsi que des revêtements inférieur (faux-plafond) et supérieur (isolation, chape, revêtement de sol), a pour fonction structurale principale de supporter les forces verticales qui lui sont appliquées et de les transmettre aux appuis (les poteaux). Une fonction structurale secondaire importante est celle que les planchers jouent dans la transmission des forces horizontales : ils conduisent aux contreventements verticaux ou au noyau central les forces du vent et des séismes et agissent ainsi comme contreventement horizontal de la structure porteuse du bâtiment.
Leur fonction protectrice consiste à assurer les protections contre le bruit (isolation phonique), le feu (fonction coupe-feu), la chaleur ou les différences de température (isolation thermique) et l'humidité (étanchéité, pare-vapeur). C'est aussi dans l'épaisseur du plancher que passent les conduites horizontales destinées à alimenter le bâtiment et l'étage concerné en fluides et énergie pour les besoins du chauffage, de la ventilation, du sanitaire, de l'électricité et de la télématique. Enfin, c'est le plancher qui délimite optiquement et esthétiquement les faces horizontales supérieure et inférieure des locaux.
Du point de vue de sa construction, un plancher est composé de trois parties (figure 1) :
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le système porteur, comprenant la poutraison et la dalle ;
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la partie supérieure, comprenant isolation, étanchéité, chape et revêtement de sol ;
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la partie inférieure, comprenant le plafond (faux-plafond ou revêtement de la surface des poutres et de la dalle) et l'espace vide entre les poutres.
Les planchers sont des éléments répétitifs dans la structure d'un bâtiment élevé ; il est donc avantageux de prévoir des planchers de faible épaisseur, de faible poids propre et de montage rapide.
La poutraison est un réseau de poutres métalliques horizontales qui transmet aux poteaux les forces qui sollicitent la dalle. Ce réseau, le plus souvent orthogonal, est constitué des poutres secondaires (ou solives ), en général parallèles entre elles, qui reçoivent directement les charges verticales de la dalle et les transmettent aux poutres primaires (ou...
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Conception des planchers mixtes à tôle nervurée
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BISCH (Ph.), CALGARO (J.-A.) - Eurocodes – Codes européens de conception des constructions. - [C 60] Base « Construction. Généralités » (2004).
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(2) - ARIBERT (J.-M.) - Construction mixte acier-béton. Généralités. Caractéristiques des matériaux. - [C 2 560] Base « Structure et gros œuvre » (2004).
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(3) - ARIBERT (J.-M.) - Construction mixte acier-béton. Calcul des poutres mixtes. - [C 2 561] Base « Structure et gros œuvre » (2004).
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(4) - ARIBERT (J.-M.) - Construction mixte acier-béton. Calcul des poteaux mixtes. - [C 2 562] Base « Structure et gros œuvre » (2005).
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(5) - ARIBERT (J.-M.) - Construction mixte acier-béton. Calcul des assemblages mixtes. - [C 2 563] Base « Structure et gros œuvre » (2007).
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...
STARK (J.W.B.), BREKELMANS (J.W.P.M.) - Plastic design of continuous composite slabs. - J. Construct. Steel Research, 15, p. 23-47 (1990).
PORTER (M.L.), ECKBERG (C.E.Jr.) - Design recommendations for steel deck floor slabs. - ASCE Journal of the Structural Division, New York, vol. 102, no 11, p. 2121-2136 (1976).
BODE (H.) et al - Design of composite slabs with partial shear connection. - Annex to Eurocode, 4, second draft, Janv. 1990. Universität Kaiserslautern (1990).
HAUT DE PAGE
Association française de normalisation Afnor http://www.afnor.fr/
Comité européen de normalisation CEN http://www.cen.eu/
NF EN 1994-1-1 (06-05), Eurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier et béton – Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments.
NF EN 1991-1-1 (03-03), Eurocode 1 : Actions sur les structures – Partie 1-1 : Actions générales – Poids volumiques, poids propres, charges d'exploitation des bâtiments.
NF EN 1991-1-6 (11-05), Eurocode 1 : Actions sur les structures – Partie 1-6 : Actions générales – Actions en cours d'exécution.
NF EN 1993-1-3 (03-07), Eurocode 3 : Calcul des structures en acier – Partie 1-3 : Règles générales...
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