Le choix de l\u2019\u00e9paisseur d\u2019un profil collaborant ne consiste pas uniquement \u00e0 v\u00e9rifier sa r\u00e9sistance pendant le coulage du b\u00e9ton. La t\u00f4le contribue \u00e9galement au comportement structurel de la dalle mixte, et son \u00e9paisseur peut conditionner la hauteur de dalle n\u00e9cessaire pour satisfaire aux v\u00e9rifications structurelles.<\/p>\n
Dans certains projets, augmenter l\u2019\u00e9paisseur de la t\u00f4le permet de r\u00e9duire la hauteur totale du plancher, de diminuer son poids propre et d\u2019\u00e9viter l\u2019\u00e9taiement pendant la phase de mise en \u0153uvre. L\u2019exemple suivant montre comment ces variables peuvent \u00eatre combin\u00e9es afin d\u2019obtenir une solution structurelle plus performante.<\/p>\n
L\u2019\u00e9paisseur du profil collaborant intervient dans les deux phases r\u00e9sistantes du syst\u00e8me.<\/p>\n
Pendant la phase de coffrage<\/strong>, une t\u00f4le plus \u00e9paisse offre une r\u00e9sistance et une rigidit\u00e9 sup\u00e9rieures face aux charges g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par le b\u00e9ton frais, les armatures et les op\u00e9rations de mise en \u0153uvre. Son influence est particuli\u00e8rement importante pour les v\u00e9rifications de r\u00e9sistance en flexion positive et n\u00e9gative, ainsi que pour d\u00e9terminer si le plancher peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 sans \u00e9taiement.<\/p>\n Pendant la phase mixte<\/strong>, l\u2019\u00e9paisseur de la t\u00f4le influence \u00e9galement la capacit\u00e9 r\u00e9sistante de la section, tant en flexion positive qu\u2019en ce qui concerne les efforts de cisaillement longitudinal entre l\u2019acier et le b\u00e9ton.<\/p>\n Cette derni\u00e8re v\u00e9rification peut \u00eatre d\u00e9terminante pour d\u00e9finir la hauteur de la dalle. La r\u00e9sistance au cisaillement longitudinal d\u00e9pend des caract\u00e9ristiques du profil, de la conception de ses bossages et des valeurs de r\u00e9sistance \u00e9tablies \u00e0 partir des essais r\u00e9alis\u00e9s sur le syst\u00e8me acier-b\u00e9ton.<\/p>\n Par cons\u00e9quent, le choix de l\u2019\u00e9paisseur doit prendre en compte conjointement les v\u00e9rifications des deux phases r\u00e9sistantes, et non uniquement la r\u00e9sistance de la t\u00f4le pendant le coulage du b\u00e9ton.<\/p>\n Le plancher collaborant suivant est \u00e9tudi\u00e9 :<\/p>\n \nDeux configurations sont compar\u00e9es, avec des \u00e9paisseurs de t\u00f4le de 0,75 et 1,20 mm. Pour chacune d\u2019elles, la hauteur de dalle correspondante est d\u00e9termin\u00e9e et la n\u00e9cessit\u00e9 d\u2019un \u00e9taiement est v\u00e9rifi\u00e9e.<\/p>\n L\u2019objectif n\u2019est pas d\u2019atteindre une port\u00e9e maximale, mais d\u2019\u00e9tudier comment le choix de l\u2019\u00e9paisseur modifie les caract\u00e9ristiques de la solution structurelle obtenue pour des conditions de projet identiques.<\/p>\n Le rapport de calcul fournit les r\u00e9sultats suivants :<\/p>\n La solution utilisant une t\u00f4le de 1,20 mm pr\u00e9sente trois diff\u00e9rences significatives par rapport \u00e0 la configuration de 0,75 mm :<\/p>\n \nLes deux solutions satisfont aux v\u00e9rifications structurelles correspondantes et conservent le m\u00eame sch\u00e9ma d\u2019appuis, les m\u00eames charges permanentes additionnelles, la m\u00eame charge d\u2019exploitation et la m\u00eame armature sup\u00e9rieure.<\/p>\n Dans cet exemple, la r\u00e9sistance au cisaillement longitudinal constitue l\u2019une des v\u00e9rifications d\u00e9terminantes de la phase mixte.<\/p>\n Le syst\u00e8me doit transmettre les efforts entre la t\u00f4le collaborante et le b\u00e9ton gr\u00e2ce \u00e0 la g\u00e9om\u00e9trie du profil et \u00e0 ses bossages. La r\u00e9sistance disponible est \u00e9tablie \u00e0 partir des r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux correspondant aux caract\u00e9ristiques du profil.<\/p>\n Dans les deux configurations \u00e9tudi\u00e9es, la v\u00e9rification du cisaillement longitudinal se situe \u00e0 proximit\u00e9 de sa limite de r\u00e9sistance. Toutefois, la solution de 1,20 mm permet d\u2019adopter une hauteur totale de dalle de 160 mm, contre 210 mm pour la solution de 0,75 mm.<\/p>\n Cette diff\u00e9rence montre que la hauteur de dalle n\u00e9cessaire ne d\u00e9pend pas exclusivement de la capacit\u00e9 r\u00e9sistante en flexion de la dalle. La r\u00e9sistance au cisaillement longitudinal du syst\u00e8me acier-b\u00e9ton peut \u00e9galement avoir une influence d\u00e9terminante sur la g\u00e9om\u00e9trie finale du plancher.<\/p>\n Le choix de l\u2019\u00e9paisseur de la t\u00f4le modifie \u00e9galement les conditions de mise en \u0153uvre.<\/p>\n Avec une t\u00f4le de 0,75 mm et une hauteur totale de dalle de 210 mm, le calcul n\u00e9cessite un \u00e9taiement provisoire pour supporter les charges correspondant au coulage du b\u00e9ton.<\/p>\n En revanche, la solution de 1,20 mm avec une hauteur de dalle de 160 mm peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9e sans \u00e9tais, selon les hypoth\u00e8ses consid\u00e9r\u00e9es.<\/p>\n Ce r\u00e9sultat s\u2019explique par l’effet combin\u00e9 de deux facteurs : la capacit\u00e9 r\u00e9sistante sup\u00e9rieure de la t\u00f4le et la r\u00e9duction des charges li\u00e9e au volume moins important de b\u00e9ton frais.<\/p>\n Par cons\u00e9quent, les avantages li\u00e9s \u00e0 l\u2019augmentation de l\u2019\u00e9paisseur ne doivent pas \u00eatre \u00e9valu\u00e9s uniquement en fonction de l\u2019am\u00e9lioration des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du profil, mais \u00e9galement en fonction de ses cons\u00e9quences sur la hauteur de dalle et le processus de mise en \u0153uvre.<\/p>\n Bien que la t\u00f4le de 1,20 mm contienne une plus grande quantit\u00e9 d\u2019acier, la r\u00e9duction de 50 mm de la hauteur de dalle entra\u00eene une diminution du volume de b\u00e9ton.<\/p>\n En cons\u00e9quence, le poids propre calcul\u00e9 passe de 3,31 \u00e0 2,24 kN\/m\u00b2.<\/p>\n Cette r\u00e9duction peut \u00eatre favorable en termes de charges transmises \u00e0 la structure porteuse et de consommation de b\u00e9ton du projet.<\/p>\n Toutefois, une solution structurellement plus l\u00e9g\u00e8re n\u2019implique pas n\u00e9cessairement un co\u00fbt \u00e9conomique inf\u00e9rieur. Pour d\u00e9terminer sa rentabilit\u00e9 globale, il convient \u00e9galement de prendre en compte le prix de la t\u00f4le, du b\u00e9ton, des armatures, de l\u2019\u00e9taiement et les conditions de mise en \u0153uvre.<\/p>\n Les r\u00e9sultats pr\u00e9c\u00e9dents correspondent \u00e0 une configuration sp\u00e9cifique et ne peuvent pas \u00eatre directement extrapol\u00e9s \u00e0 d\u2019autres port\u00e9es ou niveaux de charge.<\/p>\n Par exemple, en conservant une port\u00e9e de 4,50 m et en augmentant la charge d\u2019exploitation jusqu\u2019\u00e0 5,00 kN\/m\u00b2, le calcul n\u00e9cessite une hauteur de dalle de 200 mm avec une t\u00f4le de 1,20 mm, ainsi qu\u2019un \u00e9taiement provisoire dans certaines trav\u00e9es.<\/p>\n Par cons\u00e9quent, augmenter l\u2019\u00e9paisseur de la t\u00f4le ne garantit pas, \u00e0 elle seule, une r\u00e9duction d\u00e9termin\u00e9e de la hauteur de dalle ni la suppression de l\u2019\u00e9taiement<\/strong>.<\/p>\n Le choix doit \u00eatre effectu\u00e9 en comparant des configurations compl\u00e8tes, en v\u00e9rifiant le comportement r\u00e9sistant de la t\u00f4le pendant la phase de coffrage et celui de la dalle pendant la phase mixte, ainsi que les exigences de r\u00e9sistance au feu et les conditions de mise en \u0153uvre.<\/p>\n Cet exemple d\u00e9montre que le choix de l\u2019\u00e9paisseur de la t\u00f4le peut avoir une influence d\u00e9terminante sur le dimensionnement global du plancher collaborant.<\/p>\n Pour des conditions identiques de port\u00e9e et de charge, la configuration avec une t\u00f4le de 1,20 mm permet de r\u00e9duire la hauteur totale de dalle, de diminuer le poids propre et de r\u00e9aliser le plancher sans \u00e9taiement, par rapport \u00e0 la solution calcul\u00e9e avec une t\u00f4le de 0,75 mm.<\/p>\n La r\u00e9sistance au cisaillement longitudinal pendant la phase mixte constitue un facteur particuli\u00e8rement important dans cette comparaison, au m\u00eame titre que les v\u00e9rifications de r\u00e9sistance de la t\u00f4le pendant le coulage du b\u00e9ton.<\/p>\n Par cons\u00e9quent, le choix de l\u2019\u00e9paisseur doit prendre en compte simultan\u00e9ment la capacit\u00e9 r\u00e9sistante pendant les deux phases, la hauteur de dalle, la consommation de b\u00e9ton et la n\u00e9cessit\u00e9 d\u2019un \u00e9taiement<\/strong>, en \u00e9vitant de s\u00e9lectionner le profil uniquement sur la base de son \u00e9paisseur nominale.<\/p>\n Les r\u00e9sultats pr\u00e9sent\u00e9s ont un caract\u00e8re technique et indicatif et correspondent aux hypoth\u00e8ses structurelles sp\u00e9cifi\u00e9es.<\/p>\n Le dimensionnement d\u00e9finitif n\u00e9cessite un rapport de calcul sp\u00e9cifique v\u00e9rifiant les \u00e9tats limites ultimes et de service pendant les phases de coffrage et mixte, la r\u00e9sistance au feu ainsi que les conditions r\u00e9elles de mise en \u0153uvre.<\/p>\n Le D\u00e9partement Technique d\u2019Incoperfil \u00e9labore des rapports justificatifs adapt\u00e9s aux caract\u00e9ristiques de chaque projet, conform\u00e9ment aux Eurocodes 3 et 4.<\/p>\nHypoth\u00e8ses de calcul de l\u2019exemple<\/h2>\n
<\/p>\n
Comparaison des solutions calcul\u00e9es<\/h2>\n
\n\n
\n Param\u00e8tre<\/th>\n Solution A<\/th>\n Solution B<\/th>\n<\/tr>\n \n Profil<\/strong><\/td>\n INCO 100.3 Collaborant<\/td>\n INCO 100.3 Collaborant<\/td>\n<\/tr>\n \n \u00c9paisseur de t\u00f4le<\/strong><\/td>\n 0,75 mm<\/strong><\/td>\n 1,20 mm<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n \n Port\u00e9e entre appuis<\/strong><\/td>\n 4,50 m<\/td>\n 4,50 m<\/td>\n<\/tr>\n \n Hauteur totale de dalle<\/strong><\/td>\n 210 mm<\/td>\n 160 mm<\/td>\n<\/tr>\n \n \u00c9paisseur de la couche de compression<\/strong><\/td>\n 110 mm<\/td>\n 60 mm<\/td>\n<\/tr>\n \n Armature sup\u00e9rieure<\/strong><\/td>\n 150\u00d7150\u00d78<\/td>\n 150\u00d7150\u00d78<\/td>\n<\/tr>\n \n Poids propre du plancher<\/strong><\/td>\n 3,31 kN\/m\u00b2<\/td>\n 2,24 kN\/m\u00b2<\/td>\n<\/tr>\n \n \u00c9taiement<\/strong><\/td>\n N\u00e9cessaire<\/td>\n Non n\u00e9cessaire<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n <\/p>\n
Interpr\u00e9tation structurelle des r\u00e9sultats<\/h2>\n
1. R\u00e9sistance au cisaillement longitudinal et r\u00e9duction de la hauteur de dalle en phase mixte<\/h3>\n
2. Comportement pendant la phase de coffrage<\/h3>\n
3. R\u00e9duction du poids propre du plancher<\/h3>\n
Limites de l\u2019optimisation par l\u2019\u00e9paisseur de la t\u00f4le<\/h2>\n
Conclusion<\/h2>\n
Rapport de calcul du plancher collaborant<\/h2>\n