Poutre: Chapitre 9. Béton Armé

Chapitre 9. Béton armé

Le chaînage prenant toute l’épaisseur du mur, sans bloc d’angle, est interdit (partie gauche de la figure ci-dessous). Il n’est admis qu’en cas d’isolation par l’extérieur.

Poutre

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186

Correct

Les poutres sont des ouvrages horizontaux qui reposent sur des appuis. Il est donc primordial que ces éléments comportent de bonnes armatures.

Exemples d’armatures

Les barres de gros diamètre se situent en partie basse sur toute la longueur de la poutre (elles sont présentes en un ou deux lits) et en partie haute aux extrémités mais sur une plus petite longueur, ces dernières se nomment chapeaux. Des barres de montage servent à maintenir les cadres et étriers. Comme pour les poteaux, ce sont les cadres qui donnent la forme aux poutres (en général rectangulaires).

Armatures d’une poutre avant coulage

Poteau

Poteau

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Les poteaux comportent des aciers porteurs dans le sens longitudinal (donc sur la verticale). Pour un poteau rectangulaire, des cadres placés sur le pourtour lui donnent sa forme, ils sont complétés par des étriers ou épingles.

Plan d’armatures d’un poteau

Dans les poteaux ronds, les cadres sont remplacés par des cerces ou des frettes, qui ont la même fonction que les cadres.

Étrier

Cerce

Frette (ferraillage d’une seule pièce)

187

Les poteaux sont reliés aux fondations ou aux ouvrages inférieurs par des aciers de reprise appelés attentes (ou fers d’attente). Celles-ci doivent impérativement avoir la longueur nécessaire pour assurer le recouvrement indiqué sur les plans, et un retour d’équerre en partie basse afin de garantir l’ancrage. En partie haute, elles doivent être protégées par des cabochons ou être façonnées en crosse afin d’éviter les blessures par percement en cas de chute de plain-pied.

Dalles

Crosse

R = recouvrement

Chapitre 9. Béton armé

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Cabochon

Leur armature est généralement constituée par des treillis soudés de gros diamètre. Le recouvrement des treillis soudé est normalisé (voir page 165). L’encastrement sur les appuis, sur les 2/3 de l’épaisseur du mur, nécessite des chapeaux.

Sens de portée du plancher

Sens de portée du plancher : il est toujours dans la plus petite dimension

Nappe inférieure

Nappe supérieure (chapeaux) Chaînage horizontal

Croquis d’aciers dans une dalle pleine

Dalles

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Les aciers porteurs sont positionnés dans la zone tendue, c’est-à-dire en partie basse de la dalle, c’est le lit inférieur. Ils sont placés dans le sens de portée, donc parallèles au petit côté de la dalle. Au-dessus des appuis de rives et des appuis intermédiaires, d’autres aciers sont placés, les chapeaux. Ils forment le lit supérieur. La longueur de ces chapeaux est comprise entre le 1/4 et le 1/5 de la portée, pour assurer le lien entre les appuis et la dalle. L’espacement des aciers porteurs ne doit pas dépasser trois fois l’épaisseur de la dalle, ou 33 cm. L’enrobage est de 3 cm pour les ouvrages courants.

Plan d’armatures d’une dalle

Les aciers de répartition sont parallèles au grand côté (sens non-porteur) et s’appuient sur les porteurs (c’est l’ensemble des aciers porteurs et de répartition qui forme le treillis). Leur espacement ne doit pas dépasser quatre fois l’épaisseur de la dalle, ou 45 cm. Leur diamètre est au minimum égal au 1/4 des aciers porteurs.

Coupe sur une dalle pleine

1 - Acier porteur 2, 5 et 6 - Aciers de répartition 3 et 4 - Aciers chapeaux

189

Chapitre 9. Béton armé

Appui des planchers Comme les chaînages horizontaux, les planchers béton doivent régner sur les 3/5 de l’épaisseur des murs ≥ à 30 cm et sur les 2/3 de l’épaisseur des murs des autres parois.

Réservation

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190

Maçonnerie

Planelle 2/3 de l’épaisseur

Dans une dalle, il faut placer sur le pourtour de chaque réservation des barres de renfort (1 ou 2 barres de diamètre 8,10 ou 12 suivant le plan).

En fondation Semelle

20 20

Les semelles filantes ou continues, sous les murs, peuvent ne pas être ferraillées si le mur a une charge verticale centrée et uniforme et si la hauteur de la semelle est au moins égale à deux débords. Les aciers de chaînage d’une semelle de fondation se trouvent juste sous le mur. Ils peuvent, selon la charge, être multipliés pour former comme une poutre (schéma de droite), auquel cas ils sont reliés par des cadres. Ces aciers de chaînage sont reliés aux aciers principaux (transversaux et porteurs) de la semelle. Ils sont également reliés aux chaînages verticaux par le biais des aciers de reprise appelés attentes.

Ferraillage de la semelle • en rouge : aciers transversaux/porteurs  • en vert : aciers de chaînage • en bleu : barres de montage • en jaune : cadres reliant les lits d’aciers de chaînage

En fondation

Massif

Longrine

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Un massif de fondation est nécessaire sous un élément isolé. Ce massif peut-être de grandes dimensions selon l’ampleur de la construction qu’il soutient et les charges qui y sont appliquées (pile de pont, éolienne…). L’armature de cette fondation est aussi appelée massif, ou encore fût ou panier.

La longrine est une poutre de fondation qui repose sur deux appuis : des massifs ou têtes de pieux. (Les pieux ou puits, fondations profondes, sont couronnés par des massifs, nommés têtes de pieux, afin de permettre la liaison aux longrines.) Les aciers de liaison (attentes) positionnés sur ces massifs se nomment des cheveux.

Radier

Le radier n’est pas une dalle mais une fondation à part entière (il pourra aussi servir de sol bétonné, en sous-sol par exemple). Comme l’illustre le schéma ci-dessous, les efforts subis par le béton sont inverses de ceux subis par une dalle. L’armature doit toujours être positionnée dans les zones tendues (en rouge), donc avec des barres porteuses dans le lit supérieur et des barres porteuses partielles dans le lit inférieur. Zones tendues

Pression

Barres porteuses

Barres de répartition

Nappes inférieures

191

Chapitre 9. Béton armé

Voile L’armature du voile est, comme pour la dalle, généralement en treillis soudé (TS) pour les murs courants. Que le voile comprenne une ou deux nappes, les aciers porteurs (ici en bleu) sont dans le sens vertical, les aciers de répartition (ici en rouge) sont dans le sens horizontal. Les aciers porteurs se situent toujours vers les parois extérieures. La liaison avec la semelle de fondation est assurée par les aciers d’attente (ici en vert). Le recouvrement des treillis soudé est normalisé (voir page 165). Dans un voile en béton armé, à chaque ouverture, l’armature comprend : • un linteau sur la partie supérieure de l’ouverture ; • des barres de renfort en partie basse (renfort horizontal, RH) et latéralement sur les deux côtés de l’ouverture (renforts verticaux, RV).

Chaînage vertical (CV)

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Le chaînage peut comporter 2, 3 ou 4 barres de diamètre 8, 10 à 12.

Chaînage horizontal (CH)

Pour assurer le lien dans les angles de la construction, des aciers de liaison peuvent être façonnés avec des barres, en forme de U ou en équerre (on en placera trois), toujours avec un recouvrement minimum de cinquante fois le diamètre.

Angle de mur de façade

Angle de mur de refend

Façonnage

Façonnage Le façonnage des aciers répond à des normes précises, les schémas suivants donnent un aperçu des règles à respecter. Le diamètre des aciers influe sur le façonnage.



Crosse

 

R

Angle 45°

 R

 Double courbe R

 R

Scellement Barres droites

 

Autre exemple

R = rayon de courbure

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R =   acier doux R =   acier HA





L  

    

avec R       

Retour d’équerre

  R

Pour ancrer correctement une barre dans du béton, il faut une longueur égale à au moins 44 fois le diamètre de la barre. Pour les scellements, on emploie soit des mortiers sans retrait, soit un scellement chimique.

Barres courbes

r 

Un crochet à 135° à l’extrémité d’une barre permet l’ancrage sur une distance inférieure à celle réglementaire pour le scellement droit. Cela est utile par exemple pour un ancrage dans un mur ou poteau dont l’épaisseur est limitée. Par exemple, pour une barre HA 16, 40 cm suffisent.

F

Limite de recouvrement D

r 

C

Crochet à 135



B

 A

40 cm suffit

Crochet à 135°

193

Chapitre 9. Béton armé

Exercice Béton armé Questions

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1. Pourquoi peut-on associer l’acier au béton ? 2. Dans un élément en béton armé, comment est appelée la zone soumise aux efforts de traction ou d’extension ? 3. Hormis la compression et l’extension (traction), quels sont les autres efforts qu’une pièce en béton peut subir ? Citez-en trois autres. 4. Quelles sont les trois conditions à respecter pour une bonne union acier-béton ? 5. Dans quelles zones les armatures principales doivent-elles être situées ? 6. Citez les trois types de chaînage existant dans une construction traditionnelle ? 7. Où se situent les chaînages verticaux ? 8. Quelle est la section minimale des armatures réalisée en acier HA pour un chaînage horizontal dans les deux cas suivants ? a. Pour la nuance Fe E 40 b. Pour la nuance Fe E 50 9. Les armatures doivent respecter les normes de recouvrement, ou ancrage. Quelle est la valeur de ce recouvrement ? 10. Quelle est l’épaisseur minimale d’un chaînage horizontal ?

Réponses

1. L’acier et le béton ont le même coefficient de dilatation. 2. On l’appelle la zone tendue. 3. On peut citer : flexion, cisaillement, gonflement, flambage, torsion. 4. Il faut une bonne adhérence, un bon enrobage et une bonne position des aciers. 5. Les armatures principales se situent dans les zones tendues. 6. Les trois chaînages sont : chaînage vertical (CV), chaînage horizontal (CH) et chaînage rampant. 7. Les chaînages verticaux se situent à chaque angle d’une construction et aux jonctions murs de façade et murs de refend. 8. a. Pour la nuance Fe E 40 : ≥ 1,57 cm2 ; b. Pour la nuance Fe E 50 : ≥ 1,50 cm2. 9. La longueur de recouvrement est de 50 fois le diamètre de la barre. 10. Un chaînage horizontal doit reposer sur au moins les 3/5 de l’épaisseur d’un mur supérieur à 30 cm et sur au moins les 2/3 de l’épaisseur d’un mur inférieur à 30 cm.

10.1 Poteau BA Poutre

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Chapitre 10 Ossature poteaux-poutres en BA

Plancher

Poteau

1 - Arase 2 - Section 3 - Hauteur de la poutre 4 - Portée de la poutre 5 - Retombée 6 - Hauteur sous poutre 7 - Longueur d’appui 8 - Clavetage 9 - Épaisseur du plancher 10 - Sous-face du plancher

Terminologie de l’ossature poteaux-poutres Longueur d’appui 

Poutre

Poteau

Clavetage

Principe du clavetage

Les poteaux BA sont des éléments porteurs verticaux avec armature incorporée. Ce sont les points d’appui et les éléments porteurs des poutres, linteaux et planchers ; ils transmettent des charges concentrées jusqu’aux fondations. Ils servent aussi de chaînages verticaux et contribuent ainsi à la stabilité de l’ossature, donc de la construction.

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

Ils travaillent surtout en compression mais doivent également supporter des efforts horizontaux et obliques, donc travailler en flexion. C’est pourquoi leur armature est composée de barres longitudinales et de cadres, et éventuellement d’étriers en armature transversale.

10.1.1 Principes de mise en œuvre international.scholarvox.com:RUSTA:959777838:88866085:154.234.247.166:1553342779

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Dans une construction, on peut trouver plusieurs sortes de poteaux BA : • isolés ; • incorporés dans l’épaisseur d’un mur de blocs béton ; • en extrémité d’un mur (en about) ; • adossés à un mur.

Poteau adossé

Poteau isolé

Poteau incorporé

Poteau d’about

Leur section peut être carrée, circulaire ou rectangulaire.

Section carrée

Section rectangulaire

Section circulaire

Poteau BA

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Pour les poteaux isolés, l’implantation, précise et d’équerre par rapport au reste de la construction, se fait sur la semelle de fondation ou le plancher. Une talonnette, ou amorce, de 3 à 4 cm facilite la mise en place et la stabilité du coffrage. Elle est réalisée à l’aide d’un petit coffrage en lattes. La rigidité des panneaux de coffrage est obtenue grâce aux raidisseurs horizontaux – plus rapprochés en partie basse car la pression du béton y est plus importante – et à des raidisseurs verticaux servant au serrage, soit par serre-joints soit par tiges filetées, plaques et papillons.

La stabilité de l’ensemble est assurée par des contrefiches en bois ou étais tirants-poussants. Dans les ossatures poteaux-poutres, les arêtes sont généralement chanfreinées, grâce à une baguette en plastique ou en bois installée dans les angles intérieurs du coffrage. Ceci permet de ne pas avoir d’arêtes vives et rend le coffrage plus étanche, donc il y a moins de perte de laitance. L’armature du poteau est présentée au chapitre « béton armé ».

Aciers d’attente (poteau)

Semelle isolée Talonnette

197

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

10.1.2 Flambage du poteau La hauteur d’un poteau se calcule par rapport à sa plus petite dimension selon la formule : l × 15 ≥ h ≥ l × 20 où : l : largeur du poteau ; h : hauteur du poteau. Autrement dit, la hauteur du poteau doit être comprise entre 15 et 20 fois sa largeur. Au-delà de la plus grande dimension, il y aura un risque de déformation et de flambage.

} Exemple

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La dimension la plus courte d’un poteau est de 0,15 m. 15 × 0,15 = 2,25 m et 20 × 0,15 = 3 La hauteur de ce poteau doit idéalement se situer entre 2,25 et 3 m.

10.1.3 Méthode de réalisation

Pour le coffrage on réalise deux demi-coquilles, chacune constituée de deux pans assemblés perpendiculairement. Les demi-coquilles sont parfaitement identiques afin de s’imbriquer l’une dans l’autre en laissant en leur centre la géométrie du poteau désiré. Les pointes de fixation des butées sont plus rapprochées en partie basse, pour une question de résistance. Elles dépassent de quelques millimètres pour le décoffrage. Mise en œuvre d’une demi-coquille : 1. les planches de la face large du coffrage sont maintenues par deux serre-joints, les raidisseurs primaires sont positionnés, plus rapprochés en partie basse car la pression du béton y est plus importante ; Partie haute

Partie basse

Poteau BA

2. l’élément est retourné pour tracer sur la face interne, à l’axe, la dimension du poteau ;

Traçage du béton par rapport à l’axe du panneau

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Arrière des joues transversales Les butées sont positionnées à l’extérieur de ce trait

3. la première butée est positionnée et fixée sur le panneau ;

4. la joue transversale de coffrage est fixée sur la deuxième butée ;

5. la joue transversale est fixée sur la joue principale, ce qui forme une demi-coquille.

Fixation de la joue

Haut

Bas

Demi-coquille

199

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

L’autre demi-coquille est assemblée de la même manière mais attention ces deux pièces sont symétriques et non pas identiques : sur les joues principales les raidisseurs sont resserrés vers le bas, donc la joue transversale de la seconde demi-coquille doit être fixée à l’inverse de la première demi-coquille.

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200

L’armature du poteau est mise en place, ligaturée sur les barres en attente. Des cales d’armature sont positionnées, elles ont pour rôle de conserver à l’armature sa place exacte lors du coulage du béton. Les demi-coquilles sont huilées pour faciliter le décoffrage et assemblées autour de la talonnette.

Pose de la première demi-coquille

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Poteau BA

Fermeture du coffrage par pose de la deuxième demi-coquille

Le coffrage est stabilisé et mis d’aplomb par la pose des raidisseurs secondaires et la mise en place de serre-joints, d’étais simples, d’étais tire-pousse ou de contrefiches fixées sur des lests.

Stabilisation par des étais

Fixation de la planche Fixation après plombage

Stabilisation par des contrefi ches lestées

201

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

Avec ou sans étais réglables, on procède à la mise à l’aplomb de deux faces perpendiculaires : 1. Mise à l’aplomb par réglage des étais : • placer deux pointes sur le raidisseur supérieur ; • mesurer la longueur du fil à plomb jusqu’au niveau du raidisseur inférieur et faire un nœud au cordeau sur le chas du fil à plomb ; • poser le chas sur les pointes du raidisseur supérieur ; • régler l’aplomb en vissant ou dévissant les étais.

Nœud

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202

Pointes sur le raidisseur supérieur

Le plomb sur le raidisseur inférieur

Vérification sur coffrage

2. Mise à l’aplomb et stabilisation sans étais : • placer deux lests (blocs béton) en regard de deux faces perpendiculaires du poteau ; • fixer fermement une planche sur un des lests à l’aide d’un serre-joint et en la posant au sol, elle doit être suffisamment longue pour pouvoir rejoindre le poteau ; • régler l’aplomb du poteau et clouer la planche en partie haute sur le coffrage du poteau ; • renouveler l’opération pour la deuxième face. Une fois le béton préparé selon les préconisations, il peut être coulé dans le coffrage et vibré. Lors du coulage, le coffrage peut légèrement bouger. Il est donc impératif de vérifier les aplombs dans les deux sens (perpendiculairement) avant que le béton n’ait commencé sa prise. On peut alors procéder au nettoyage du chantier. Après le décoffrage, les éléments de coffrage seront nettoyés en vue d’une réutilisation.

Exercice : Les poteaux

Exercice Questions

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Les poteaux 1. Au vu de l’image ci-dessous, indiquer pour les éléments listés à droite le numéro correspondant. 5

4

1

2

3

Poteau

___ - Plancher ___ - Portée ___ - Arase ___ - Section ___ - Poutre

2. Au vu de l’image ci-dessous, indiquer pour les éléments de coffrage listés à droite le numéro correspondant. Vue de dessus

4

1

6

5

___ - Serre-joints ___ - Butées

2

___ - Raidisseur primaire ___ - Raidisseur secondaire ___ - Joue

3

___ - Baguette de chanfrein

203

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

3. Au vu de l’image ci-dessous, indiquer dans la liste des poteaux les numéros correspondants.

2

1

___ - Poteau incorporé ___ - Poteau adossé

Réponses

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204

3

4 ___ - Poteau d’about ___ - Poteau adossé

1. Section : n° 1 ; arase : n° 2 ; portée : n° 3 ; poutre : n° 4 ; plancher : n° 5. 2. Joues : n° 1 ; raidisseur primaire : n° 2 ; butées : n° 3 ; raidisseur secondaire : n° 4 ; serre-joints : n° 5 ; baguette de chanfrein : n° 6. 3. Poteau incorporé : n° 3 ; poteau adossé : n° 2 ; poteau d’about : n° 4 ; poteau isolé : n° 1.

10.2 Poutre BA

La poutre en béton armé reçoit les charges de l’ossature supérieure (plancher et murs) et les transmet aux fondations par l’intermédiaire des poteaux ou des murs inférieurs. Elle peut remplacer un mur de refend afin d’économiser de la place tout en supportant le plancher. C’est pourquoi son exécution doit être soignée. Elle peut prendre appui sur les murs (façades, refends) ou sur des poteaux. La poutre comme le linteau sont des ouvrages horizontaux qui reposent sur des appuis. Il est donc primordial que ces éléments soient très bien ferraillés. L’armature doit permettre au béton de résister aux efforts dus aux charges et surcharges : traction, extension, cisaillement et flambage. L’armature de la poutre est présentée au chapitre « béton armé ».

Poutre BA

10.2.1 Types de poutres

Poutre noyée

Épaisseur de la dalle

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Dans une construction, on peut trouver plusieurs types de poutres : • La poutre avec retombée : c’est la plus commune des poutres. Comme son nom l’indique elle comporte une retombée, c’est-à-dire que sa hauteur est plus importante que la dalle, elle dépasse donc sous la dalle. • La poutre noyée, ou bande noyée  : c’est une poutre dont la hauteur est égale à l’épaisseur de la dalle. Exemple : poutre de maintien d’un chevêtre pour une trémie d’escalier. • La poutre avec rehausse (retroussée) : elle est nécessaire lorsque la hauteur de poutre est plus grande que l’épaisseur de la dalle mais qu’aucune retombée ne doit être présente en plafond. Le complément de hauteur de poutre se trouve donc sur le plancher haut. Poutre avec retombée

Poutre avec rehausse

Retombée sous la dalle

Les poutres peuvent être coffrées sur place ou préfabriquées.

Mise en place d’une poutre préfabriquée

Rehausse au-dessus de la dalle

205

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

10.2.2 Méthode de réalisation Les grandes étapes de la réalisation d’une poutre béton sont les suivantes : 1. Traçage de l’étaiement. 2. Pose des étais. 3. Pose des raidisseurs primaires. 4. Pose des raidisseurs secondaires. 5. Pose du fond de moule. 6. Pose de l’armature avec cales d’enrobage. 7. Pose des joues. 8. Serrage de l’ensemble. 9. Coulage et vibration. 10. Nettoyage.

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206

Entretoise Serre-joint Joue Raidisseur Poutre Fond de moule Butée Raidisseur Support Poteau

Étai

Coupe sur le coffrage d’une poutre

Pour le coffrage d’une poutre, il est nécessaire de maintenir le coffrage à la bonne hauteur et d’assurer la sécurité des travailleurs : des bastings portés et réglés par des étais servent de support du coffrage (raidisseurs primaires). Sur ces bois sont placés des raidisseurs afin que le fond de moule (coffrage de la sous-face de la poutre) ne se déforme pas sous la poussée du béton. Le niveau supérieur du fond de moule est réglé à la hauteur voulue (hauteur de passage sous poutre), à partir du trait de niveau de 1 m, en vissant ou dévissant les étais. Le fond de moule doit tenir compte d’une marge de décoffrage côté appuis de 1 cm sur la longueur (5 mm de chaque côté). Ce jour est bouché par un joint de silicone pour éviter au béton de s’échapper lors du coulage. La longueur du fond de moule est donc le vide entre appuis – 1 cm.

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Poutre BA

Trait de 1,00 m

Espacement des étais ≤ à 1,20 m

Espacement des raidisseurs l’épaisseur du fond de moule (planche ≤ 40 cm)

Lors de la pose de l’armature en aciers, des cales d’enrobage sont utilisées, en dessous et latéralement, afin que les armatures soient suffisamment écartées de la peau de coffrage. Pour la réalisation des joues de coffrage, plusieurs planches sont assemblées si la hauteur de la poutre est supérieure à la largeur d’une seule planche. Les raidisseurs sont positionnés suivant l’épaisseur des bois utilisés et en les positionnant en vis-à-vis. Une planche de butée posée sur les raidisseurs horizontaux vient maintenir les joues en partie basse. Cette planche est clouée ou vissée sur les raidisseurs. Les extrémités de la poutre sont fermées par de petites joues transversales.

207

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

Les panneaux ainsi formés sont serrés par des serre-joints en veillant à placer au moins une entretoise sur la longueur de la poutre. Coffrage about

Butons

10.3 Linteau BA

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208

Espacement suivant les bois utilisés. Identique sur les deux joues.

Le linteau est un type de poutre, c’est un élément en béton armé qui sert à soutenir la maçonnerie ou les matériaux du mur au-dessus d’une baie, d’une porte ou d’une fenêtre. Le linteau reporte le poids du mur sur les jambages. Il existe des linteaux isolés (concernant un seul percement) ou continus (filant pour couronner plusieurs ouvertures ). Linteaux continus

Appuis sur jambages

Linteau isolé

Linteau BA

} Exemples 25

2,50

Linteau

Appui = 1/10 de la portée Portée

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Pour être aux normes, le linteau doit répondre à des caractéristiques intrinsèques et de liaison avec la structure du bâtiment (chaînage, etc.). La hauteur d’un linteau doit correspondre au 1/10 de sa portée, avec un minimum de 20 cm. Pour répondre aux contraintes dues aux charges du linteau sur la paroi, la longueur d’appui du linteau est aussi égale au 1/10 de la portée, avec un minimum de 20 cm. Pour un linteau de portée inférieure à 2 m, l’appui sera de 20 cm ; pour un linteau de portée supérieure à 2 m, l’appui sera égal au 1/10.

25

20

1,20

Linteau

Croquis de linteaux

Sans ferraillage, des fissures apparaîtraient dans les angles des linteaux (selon un angle de 45°).

Les habillages extérieurs des linteaux peuvent être réalisés en utilisant des éléments de blocs spéciaux (en zone non sismique).

20

209

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

Exercice Poutres et linteaux Questions

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210

1. Au vu de l’image ci-dessous, indiquer pour les éléments listés à droite le numéro correspondant. Poutre

5

2

1

4

3

___ - Plancher ___ - Hauteur de la poutre ___ - Hauteur sous poutre ___ - Section ___ - Retombée de la poutre

2. Au vu de l’image ci-dessous, indiquer pour les éléments de coffrage listés à droite le numéro correspondant. Entretoise

Serre-joint

___ - Étai ___ - Raidisseur primaire ___ - Fond de moule ___ - Joue

4

___ - Butées

3

Poutre

2

1 Raidisseur Support Poteau

5

Exercice : Poutres et linteaux

3. Au vu de l’image ci-dessous, indiquer dans la liste des poutres les numéros correspondants. 1

2

3

___ - Poutre retroussée ___ - Poutre noyée

Épaisseur de la dalle Retombée sous la dalle

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___ - Poutre avec retombée Rehausse au-dessus de la dalle

4. Au vu de l’image ci-dessous, indiquer pour les éléments d’armature listés à droite le numéro correspondant. 3

5

1

___ - Barres de renfort

4 2

___ - Barres de montage ___ - Chapeaux ___ - Cadres ___ - Barres porteuses

5. Au vu de l’image ci-dessous, indiquer pour les éléments listés à droite le numéro correspondant. 1

2

___ - Linteau isolé ___ - Linteau continu ___ - Appuis sur jambages

3

211

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

6. Sur l’image ci-dessous, indiquer la longueur d’appui A du linteau sur le jambage. 20 A

≤1,20 2,00

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212

20 A

Linteau

7. Sur l’image ci-dessous, indiquer la longueur d’appui B du linteau sur le jambage. 25 B

2,50 2,80

25 B

Linteau

Appui = 1/10 de la portée

Réponses

Portée

1. Section : n° 1 ; hauteur de poutre : n° 2 ; retombée de poutre : n° 3 ; hauteur sous poutre : n° 4 ; plancher : n° 5. 2. Butées : n° 1 ; fond de moule : n° 2 ; raidisseur primaire : n° 3 ; joue : n° 4 ; étai : n° 5. 3. Poutre noyée : n° 1 ; poutre avec retombée : n° 2 ; poutre avec rehausse : n° 3. 4. Barres porteuses : n° 1 ; chapeaux : n° 2 ; barres de montage : n° 3 ; cadres : n° 4 ; barres de renfort : n° 5. 5. Linteau continu : n° 1 ; appuis sur jambages : n° 2 ; linteau isolé : n° 3. 6. La longueur d’appui est de 20 cm. 7. La longueur d’appui est de 28 cm.

Pose de poutres préfabriquées

POU R EN SAVOI R PLUS

Pose de poutres préfabriquées international.scholarvox.com:RUSTA:959777838:88866085:154.234.247.166:1553342779

! ATTENTION Les protections collectives périphériques doivent être positionnées sur la poutre avant l’accrochage de la pose de celle-ci. Les élingues se placent sur les boucles de levage de la poutre et non pas sur l’armature. Un seul ouvrier guide le grutier après avoir communiqué avec ses collègues. Le plan de pose et les consignes sont indispensables. Il faut connaître certains éléments, notamment la hauteur sous poutre. 1. Nettoyer la zone de travail ; tracer l’étaiement. 2. Tracer les points de niveau de référence + 1,00 m. 3. a. Vérifier la hauteur des appuis (et ajuster l’arase si nécessaire) ; b. vérifier la longueur de la poutre et de la portée (distance entre poteaux) ; c. vérifier les aciers de la poutre et des attentes de poteau. NOTA Il est interdit de chauffer ou de couper les aciers.

4. Approvisionner le matériel. Installer le matériel d’étaiement comme indiqué sur le plan de pose. 3c

3b

3b

2

1

2

3a

213

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

5. Les tours doivent être de niveau. Poser les poutrelles et les bloquer aux fourches. 6. Régler à la bonne hauteur à l’aide du laser et d’une pige en T.

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214

6

5

7. Avant d’accrocher la poutre, il faut installer sur celle-ci les garde-corps périphériques. Choix de la poutre et accroche (avec un angle de 60° maxi entre les élingues et la poutre). Positionner la poutre dans le bon sens. Poser la poutre contre les guides (chevrons). 8. Descendre la poutre. • Le guidage du grutier est effectué par une seule personne, mais attention de bien communiquer avec chaque collègue avant toute décision de descendre définitivement : un doigt est vite coupé entre deux aciers. • Décrochage des élingues. • Réglage de l’aplomb et de l’alignement de la poutre. 8

7

7

Pose de poutres préfabriquées

10

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9. Coffrage des clavetages (liaisons entre les poteaux et la poutre) avec le plus grand soin, car les finitions sont longues quand le coffrage n’est pas correctement réalisé.

9

La joue d’extrémité doit être bloquée contre le béton existant, un raidisseur est placé contre cette joue avec une cale plus épaisse que celle-ci : le serrage par serre-joint (placé entre la joue et la cale) bloquera correctement la base de la joue contre le béton. De l’autre côté du poteau, un bois doit être positionné entre le valet du serre-joint et le béton pour ne pas l’endommager.

Si les joues ne sont pas bien ajustées au béton existant, une surépaisseur et des bavures vont être produites lors du coulage.

Surépaisseur

Bavures

Mauvais serrage du coffrage

10. Couler et vibrer les clavetages. Le béton doit être d’une excellente qualité : c’est ce nœud qui relie les ossatures. 11. Nettoyer.

215

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

Poutre coffrée sur place Sur les chantiers, on est amené à réaliser de grandes poutres. Le principe reste le même que pour des poutres de faible portée, mais on ne pourra pas utiliser du bois brut. Le coffrage se réalisera à l’aide de panneaux manuportables (aussi appelés banches). 1. Le coffrage d’une poutre coulée en place nécessite une sécurité accrue. Il faut donc monter un échafaudage à la hauteur de la poutre, en même temps que l’étaiement de celle-ci ou à l’aide de tours d’étaiement.

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216

2. Le traçage de la poutre est effectué, au sol et au mur.

3. Une fois l’échafaudage réalisé, on procède à la pose du fond de moule.

Poutre coffrée sur place

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4. Les arêtes des poutres et poteaux sont protégées par des baguettes de chanfrein, ce qui permet d’étanchéifier le coffrage et de ne pas avoir d’arêtes vives.

5. Avant de mettre en place l’armature dans le moule, des cales d’enrobage sont placées. Elles garantissent la distance voulue entre l’armature et les parois du moule (fond et joues).

Armature de poutre munie de cales d’enrobage – Cale vue de face et de profil

217

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

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218

Armature mise en place sur le fond de moule

6. Après avoir installé l’armature, les joues sont réalisées avec des panneaux manuportables.

Poutre coffrée sur place

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7. L’aplomb et l’alignement des panneaux doivent être vérifiés. Un butonnage est nécessaire pour la mise à l’aplomb.

Butonnage pour mise à l’aplomb des banches

8. L’alignement des panneaux s’effectue après avoir plombé les extrémités de la joue à l’aide d’un cordeau tendu le long des panneaux à aligner et de trois cales de même épaisseur. Deux de ces cales sont posées aux extrémités entre le panneau et la ficelle, la troisième se positionne tous les mètres pour vérifier son passage ou non entre le panneau et le cordeau. Si le passage (ligne de jour) est trop grand, on rapproche le panneau en serrant les butons ; s’il est plus petit que la cale, on desserre les butons.

9. Le serrage, à l’aide de serre-joints ou de tiges et de papillons, viendra achever le coffrage.

219

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

Détails sur l’armature d’une poutre Les notions principales d’armature de la poutre sont vues au chapitre « béton armé ». Les aciers principaux sont placés dans les parties tendues, c’est-à-dire en bas, disposés en un ou deux lits. Le premier lit est prolongé sur les appuis ; le second est d’une longueur égale à 1/8 de la portée. Souvent, les poutres ont pour rôle de porter des poutrelles. Dans ce cas, des barres de renfort sont placées à la hauteur du plancher inférieur. Des chapeaux (en partie haute) sont disposés sur les appuis. La longueur de ces chapeaux est équivalente à 1/5 de la portée en chapeaux de rive et 1/4 de la portée en chapeaux sur piliers.

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220

Armatures transversales des poutres Dans les poutres, les cadres, étriers et épingles constituant les armatures transversales ne sont pas à écartement constant : serrés à l’approche des appuis, ces intervalles s’élargissent ensuite. Ces écartements sont déterminés par calcul. Ainsi, les espacements seront cotés : • en précisant l’implantation du premier cadre par rapport à l’appui de la poutre ; • en donnant ensuite le nombre et la valeur des espaces identiques (dans le plan ci-dessous : 3 × 8, 3 × 10, 2 × 16, 1 × 24) ; • en utilisant la symétrie pour simplifier. Le nombre total des cadres, étriers et épingles sera indiqué soit sur une coupe transversale (voir coupe AA), soit dans un tableau récapitulatif.

Plan d’armatures d’une poutre

Coupe AA de la poutre ci-dessus

Linteau courbe

Linteau courbe

Coffrage courbe

Arc surbaissé

international.scholarvox.com:RUSTA:959777838:88866085:154.234.247.166:1553342779 Montée

Certains linteaux ont des formes courbes. La technique de réalisation est identique à celle d’un linteau droit, avec l’ajout d’un coffrage courbe posé sur le fond de moule ou à la place du fond de moule.

Vue intérieure du coffrage courbe

L’arc surbaissé est une forme courante que l’on trace suivant la méthode ci-dessous. La portée AB et la montée CD sont connues : la distance AB correspond à la largeur de l’ouverture, la montée CD est choisie en fonction de l’aspect voulu. Tracer AD et BD puis les médiatrices de AD et BD : leur intersection donne le centre de l’arc.

A

90°

Milieux

D C

90°

Portée

Perpendiculaires

Point de rencontre sur l’axe de la portée

O

B

221

222

Chapitre 10. Ossature poteaux-poutres en BA

Anse de panier

M A

• • • • • •

A’’ O1

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Une autre forme courbe est l’anse de panier à trois centres. La méthode de tracé est la suivante. AB est la longueur de la portée. CO est la hauteur de l’anse de panier à trois centres. A’

C M’ B

O O3

O2

De O pour centre, tracer un arc de cercle de rayon OA qui coupe l’axe vertical en A’. De C pour centre, tracer un arc de cercle de rayon A’C qui coupe AC en A’’. Tracer la médiatrice de AA’’ qui coupe l’axe vertical en O2 et la ligne OA en O1. Le tracé est symétrique par rapport à l’axe vertical A’O2. De O1 pour centre, tracer l’arc de cercle AM (de rayon O1A). De O2 pour centre, tracer l’arc de cercle MM’ (de rayon O2M). De O3 pour centre, tracer l’arc de cercle M’B (de rayon O3B).

Chapitre 11 Banches

1

2

4 5

8

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La banche est un panneau métallique offrant une surface plane et propre. Les banches se positionnent en vis-àvis afin de réaliser un moule pour le béton. 1 - Compas 2 - Passerelles de travail

3

3 - Garde-corps amovibles 4 - Échelles d’accès 5 - Béquilles (tire-pousse) 6 - Coffrage d’about 7 - Barrette d’about 8 - Pieds de béquilles 9 - Peau coffrante 10 - Marchepied

6 7 10 9

Chapitre 11. Banches

Lorsqu’elles sont utilisées en petite hauteur, les banches sont équipées de compas qui permettent de gagner en stabilité mais également en temps (pour la grue). 1

1 - Barre d’arase

3

12

2 - Aimant de maintien

10

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224

3 - Banche 4 - Mannequin 5 - Cônes 6 - Ségrégation 7 - About de voile 8 - Bullage 9 - Boîte d’attente

4

11

7

5

8

10 - Crochet de levage 11 - Trait de 1 mètre 12 - Huisserie métallique

2 9

6

Voiles béton et banches

11.1 Description de la banche Les banches sont composées d’éléments standards de 2,40 m de large (dimension liée au transport) pour une hauteur variant, selon les fabricants, de 2,70 à 3 m. Ces panneaux sont composés : 1. d’une face coffrante métallique d’une épaisseur moyenne de 4 mm ; 3 2. de raidisseurs primaires et de doubles raidisseurs secondaires ; 3. d’une plate-forme de travail avec trappe, munie de gardecorps ; 4. d’une échelle d’accès ; 1 2 5. de deux béquilles et pieds de béquille servant à la mise à l’aplomb vertical (étais tirants-poussants) ; 4

5

Description de la banche

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6. de deux vérins servant de mise à l’aplomb horizontal ;

7. de vis et d’écrous spéciaux d’accouplement latéral ;

8. des réservations bouchonnées (boulons spéciaux) pour la superposition ;

9. de crochets de manutention d’origine en position verticale ;

225

226

Chapitre 11. Banches

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10. de marchepieds.

Hauteur standard

Le matériel de banches comprend également : • des éléments de calepinage en longueur, avec des panneaux de 120 à 125, 90, 60 ou 62,5, 30 cm (suivant les constructeurs) ;

1,20 à 1,25

0,90

0,60 à 0,625

Compléments en longueur •

des éléments d’angles intérieurs et extérieurs ;

•

des éléments de complément en hauteur.

0,30

Stabilisation

0,50

Les rehausses (pour panneau standard ou complément) se positionnent au-dessus du panneau standard.

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Longueur standard

L = complément

1,00 à 1,50 m

Des sous-hausses, ou mini-banches, se placent en dessous du panneau.

Longueur standard

11.2 Stabilisation 11.2.1 Accessoires

L = compléments

Les éléments suivants participent à la stabilité de la banche.

Étai

227

Chapitre 11. Banches

Lest

Barrette d’about

Cônes

Clé de banches

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228

Araignée

Tiges traversantes

Compas

Éléments magnétiques

Stabilisation

11.2.2 Règles de sécurité

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Les banches sont des éléments lourds (environ 150  kg/m2), mais peu stables. Il est donc indispensable de respecter les règles de sécurité. Une banche doit impérativement être bien stabilisée.

Une banche tombe = accident mortel

Une banche peut tomber facilement si l’on tente de la déplacer avec une barre à mine ou si elle reçoit un choc.

229

230

Chapitre 11. Banches

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Mais un simple coup de vent peut coucher une banche. Le vent est le plus grand danger lors de l’utilisation des banches.

! ATTENTION Avec un vent supérieur à 72 km/h, l’arrêt total et immédiat de la grue est obligatoire. Une réglementation spéciale interdit la manipulation des banches avec un vent supérieur à 50  km/h voire moins suivant la surface du train de banches à lever.

11.2.3 Principes de stabilisation

Toute banche relevée doit être maintenue par deux stabilisateurs. Les étais de stabilité sont accrochés sur le haut de la banche et sur les lests prévus à cet effet.

Partie basse

Partie haute

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Stabilisation

Banche relevée Elle est obligatoirement maintenue par deux stabilisateurs.

Grâce au linguet amovible, ils sont simples d’utilisation.

231

Chapitre 11. Banches

Les lests sont placés 2 à 3 m en arrière des panneaux, voire plus suivant la hauteur du voile, et les étais de stabilité seront de force différente, adaptés au poids à retenir. Le poids des lests variera également, de 1 à 4 tonnes, suivant la hauteur du voile. Ils peuvent donc être accouplés.

1t

2,00 m 1 hauteur de banche

2t

4,00 m 3 hauteurs de banche

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232

1,5 t

3,00 m 2 hauteurs de banche ou 1 + une sous-hausse

2 × 1,5 t

4,50 m 4 hauteurs de banche

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Stabilisation

Lors du décoffrage d’un mur d’une grande hauteur fraîchement coulé, il faut impérativement maintenir celui-ci par des étais.

Toutes les banches n’offrant pas la possibilité d’être stabilisées par deux stabilisateurs (par exemple, panneaux < 1,20 m) doivent impérativement être couchées au sol.

233

Chapitre 11. Banches

Les banches munies d’un compas peuvent être positionnées sans stabilisateur sur une hauteur d’une banche standard ou d’une banche plus une sous-hausse.

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234

Aucun stabilisateur

Même avec un compas, il y a obligation de poser des stabilisateurs lorsque la hauteur sera de deux panneaux standard.

Stabilisation obligatoire

Pour une parfaite stabilisation, il faudra toujours se reporter à la notice du constructeur.

Déchargement

11.3 Déchargement

60° 4,00 m 4,00 m

60° 60° 4,00 m

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Le déchargement d’un plateau de camion s’effectue par colisage de trois panneaux de banches par élingue quatre brins avec un angle de 60° maximum. Utiliser les points d’accrochage prévus sur les banches.

Le colis est posé sur des bois positionnés perpendiculairement aux raidisseurs des panneaux, sur une aire propre.

235