Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Points d’article



La construction avec l’utilisation de structures en béton armé se caractérise par une abondance de solutions d’ingénierie, dont le principe de fonctionnement et les caractéristiques ne sont clairs que pour les spécialistes de l’architecture et de la conception de construction. Notre programme éducatif corrigera cet oubli en informant les lecteurs de la technologie des planchers préfabriqués monolithiques sans poutres (BSMP).

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Appareil et fonctionnalités

Comme d’autres types de structures préfabriquées-monolithiques, les planchers sans poutres ont une séparation claire des fonctions des parties monolithiques et préfabriquées du massif général en béton armé. Une caractéristique commune est l’utilisation d’éléments préfabriqués en béton préfabriqués comme une sorte de coffrage, dont les éléments, après monolithage, sont combinés pour une perception plus efficace des charges et des influences..

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Pour comprendre la différence entre les plafonds à poutres apparentes et les plafonds à poutres apparentes, il ne sera pas superflu de se familiariser avec le modèle physique de ces derniers. Le principal élément porteur en eux est un système de poutres unidirectionnelles ou dirigées transversalement reposant sur des colonnes verticales. Des dalles ou des panneaux de béton armé sont posés sur les poutres elles-mêmes, ainsi, la surface portante augmente en raison du support sur toute la longueur du petit côté du béton armé.

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Les plafonds sans poutres se distinguent par le fait qu’au lieu de poutres, ils utilisent des panneaux au-dessus des colonnes, sur lesquels des panneaux inter-travées sont posés. Chacune des colonnes dans de tels cas a une expansion dans la partie supérieure, appelée chapiteau, dont le but fonctionnel est d’augmenter la zone de contact entre les éléments structurels préfabriqués. La partie monolithique de la dalle peut comprendre à la fois une couverture générale en béton armé et des chevilles spéciales destinées à immobiliser les panneaux et leur fixation rigide aux chapeaux de colonne.

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Une différence caractéristique du BSMP est le refus de s’appuyer sur les murs intérieurs porteurs, les panneaux ne transférant la charge qu’aux structures d’enceinte. La partie centrale du plancher est soutenue par une grille de poteaux de même envergure. Il s’agit d’un système assez complexe, dont les fonctions sont le plus clairement exprimées lors de l’utilisation de produits en béton armé compatibles d’un seul fabricant, dont la conception prévoit un nombre suffisant et une disposition correcte des rebords technologiques et des palplanches. Les systèmes sans soudure se distinguent également par le fait qu’il s’agit de l’un des rares types de structures en béton armé dans lequel la connexion des cages de renforcement des produits est réalisée par soudage..

Nomination de planchers sans poutres

La complexité du dispositif BSMP est payée par une utilisation plus rationnelle du volume des locaux des étages inférieurs avec une résistance structurelle comparable. Le plafond est libéré d’un système de nervures qui entravent la libre conduite des communications techniques et rendent difficile la finition.

Des solutions constructives pour les planchers sans poutres avec une distance inter-travée allant jusqu’à 6 mètres dans les deux sens ont été étudiées et décrites de manière suffisamment détaillée. Cependant, l’utilisation de telles structures en génie civil est fortement limitée par la construction inutile de locaux d’une si grande longueur avec une disposition libre. Néanmoins, les fabricants de systèmes de coffrage permanents proposent assez souvent des solutions positionnées comme BBPS, mais qui ne le sont en fait pas. Dans le mode de réalisation général, les poutres de ces plafonds sont toujours disponibles, bien qu’elles soient cachées dans l’épaisseur de la dalle monolithique préfabriquée et soient représentées par une poutre en I en acier..

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Cependant, la technologie originale peut être appliquée aux propriétés commerciales et résidentielles privées. Tout d’abord, ce sont les planchers du premier étage au-dessus du socle monolithique, ainsi que les planchers inter-étages de bâtiments en panneaux de béton composite. En règle générale, dans de tels cas, la grille de colonnes ne comprend pas plus de 4 à 9 supports, c’est-à-dire que la zone de chevauchement totale avec cette méthode de l’appareil peut atteindre 300 m2. Les avantages supplémentaires d’un système sans poutre comprennent une consommation de béton réduite et, par conséquent, un poids moindre de la structure du cadre..

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Calcul et conception

La nomenclature des produits en béton armé pour les dalles plates préfabriquées monolithiques et les exigences techniques pour les produits sont énoncées dans GOST 27108–86. Une description générale du système BSMP et des instructions pour la conception et le calcul sont décrites en détail dans le manuel SNiP 2.03.01–84 « Conception de structures préfabriquées monolithiques en béton armé ».

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudureDans la pratique, des systèmes logiciels de CAO spéciaux sont utilisés pour calculer des structures monolithiques préfabriquées sans soudure

La disposition des colonnes pour le BSMP peut être considérée comme équidirectionnelle ou le long des intersections d’une grille rectangulaire, mais dans ce dernier cas, le rapport des longueurs de portée ne doit pas dépasser 1,5: 1. La fréquence d’installation des supports doit être déterminée par la capacité de charge admissible des dalles conformément à son calcul pour la flèche sous les charges opérationnelles. La tendance générale est qu’avec une augmentation du pas des colonnes, l’épaisseur du chevauchement diminue et, par conséquent, le poids spécifique de la structure devient plus petit. Ce fait doit être pris en compte lors de la conception de bâtiments sur des fondations en bandes reposant sur un sol affaibli. L’épaisseur moyenne de la dalle varie de 1/30 à 1/35 de la portée.

La méthodologie de calcul généralement acceptée est basée sur la détermination d’une section transversale suffisante d’éléments porteurs en fonction de la résistance requise pour les états limites du premier groupe. Lors du calcul, une épaisseur suffisante de la section droite des éléments, normale à l’axe longitudinal, est établie, en fonction de diverses conditions. Après cela, le calcul des sections inclinées par rapport à l’axe longitudinal est effectué pour résister aux charges de déplacement et aux moments de flexion obliques..

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudureUn exemple de calcul pour la répartition des colonnes et la taille du capital

Puisque nous parlons du calcul des structures préfabriquées monolithiques, une section distincte de l’annexe décrit la méthodologie de calcul de la résistance des joints de contact du béton de scellement séparément pour les supports intermédiaires et d’extrémité. Le but de ce calcul est de déterminer à la fois la surface suffisante du point de contact et les méthodes de communication appliquées de la structure préfabriquée-monolithique: retrait des éléments de renforcement, disposition des goujons, assurer la rugosité de surface dans la zone de contact. Ces calculs, y compris la détermination de l’endurance, sont également effectués selon la méthode des états limites du premier groupe..

A l’issue des études de conception, la stabilité opérationnelle est déterminée, c’est-à-dire que le calcul est effectué en utilisant la méthode des états limites du second groupe. Cela comprend la détermination de la largeur d’ouverture de fissure autorisée et le calcul des forces de compression et de traction de compensation; dans les deux cas, les indicateurs dans le plan normal et incliné par rapport à l’axe longitudinal de l’élément en béton armé sont déterminés séparément. Le calcul se termine par la détermination de la courbure et des déformations admissibles conformément aux exigences de l’équilibre complexe du système de cadre.

Types de dalles et poteaux utilisés

Lors de la construction du BSMP, des produits standard conformes à GOST 27108–86 et des produits spécialement conçus peuvent être utilisés. Ce dernier, bien sûr, est très rare dans la construction privée. En règle générale, nous parlons de trois types de produits standardisés: les colonnes, les dessus pour eux, ainsi que les dalles d’une configuration spéciale.

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure1 – colonne; 2 – capital; 3 – dalle de plancher

Pour commencer, les colonnes et les chapiteaux adaptés à une utilisation dans des plafonds sans poutres doivent avoir des connexions rainure-languette et rainure. Cette exigence est dictée par le manuel susmentionné, où il est noté que le calcul est effectué en fonction de l’état de la structure préfabriquée-monolithique avant la fixation de la résistance de calcul par le béton coulé en place. En fait, la fixation temporaire des colonnes et des chapiteaux avec des pinces en acier est autorisée, qui sont retirées après le durcissement final des chevilles en béton, mais cette technologie est plus complexe et est rarement utilisée dans la pratique..



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Les plaques pour BSMP sont de deux types. Les piliers ont des dépressions spéciales qui empêchent leur déplacement latéral et sont conçus pour l’amarrage technologique avec les sommets des colonnes. En règle générale, les dalles de pilier ont des armatures dénudées le long d’au moins deux bords opposés. Moins fréquemment, des plaques à brides sont utilisées, conçues pour se joindre à des rainures dans les chapiteaux. Les dalles de portée peuvent être fabriquées soit dans l’espoir d’enrober uniquement des coutures technologiques et avoir un renfort nu sur tous les côtés, soit elles peuvent être coulées avec une couche de revêtement commune, auquel cas toutes leurs extrémités seront lisses..

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Les produits en béton armé pour BSMP sont généralement constitués de béton lourd de grade non inférieur à B25 avec armature précontrainte. Au cours d’essais réels, la possibilité d’utiliser du béton sur un granulat léger (poreux) avec une portée limitée, ainsi que des produits creux avec des cavités sphériques a également été établie..

Procédure d’installation pour SMP sans poutre

La construction de bâtiments avec BSMP est réalisée strictement étage par étage. Directement, le dispositif de chevauchement est effectué à la fin de l’installation des colonnes, qui est précédée par l’installation de pièces encastrées dans le chevauchement de l’étage inférieur. Les colonnes peuvent également être montées selon le principe de la division, cependant, cette technologie est souvent abandonnée en raison de la longueur considérable de la connexion à languette et rainure.

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Après avoir installé et aligné la grille de supports, les têtes sont installées sur leurs élargissements. Ensuite, l’installation du coffrage de ceinture est effectuée, conçue pour maintenir la masse de béton lors du coulage des chevilles. Au sommet des chapiteaux, des piliers sont posés au sommet de la colonne et assemblés de la manière prévue par la configuration des produits en béton. Au-dessus des sous-dalles, des dalles inter-travées sont posées, ayant généralement un rétrécissement dans la zone de support pour faciliter l’exécution des travaux monolithiques.

Planchers monolithiques préfabriqués sans soudure

Une fois les éléments préfabriqués installés, des cages de renforcement supplémentaires sont attachées dans les joints de jointoiement et encastrées sous les colonnes de l’étage suivant, si nécessaire, sont installées. Après cela, les rainures technologiques sont coulées avec du béton de qualité B15, qui se rétracte par la méthode des vibrations. A ce stade, toute la complexité de la construction des chevauchements selon la technologie BSMP devient évidente: outre le fait qu’il est nécessaire de sélectionner soigneusement les produits de la gamme, sur le chantier, il est nécessaire de fournir toutes les conditions pour effectuer des travaux sur deux processus technologiques différents en utilisant une large gamme d’engins de chantier, souvent lourds.

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