Planchers et types de planchers

Les dalles sont des éléments structurels qui transfèrent les charges verticales agissant sur elles aux poutres, colonnes ou rideaux. Outre les charges verticales, les dalles ont également pour tâche de transférer les charges horizontales, telles que les effets des tremblements de terre, d’un élément vertical (colonne, rideau) à un autre.

Les dalles en béton armé sont classées en dalles à poutres, dalles nervurées, dalles à cassettes et dalles sans poutres. L’un des types de dalles susmentionnés est choisi en fonction de la sismicité de la région où se trouve le bâtiment, de l’importance de l’ouverture à franchir, de la charge à appliquer à la dalle, de la sensibilité des biens et des dispositifs à transporter par la dalle, du coût de la dalle, etc.

Les systèmes de planchers à poutres et à cassettes sont utilisés dans les bâtiments commerciaux et industriels où de grandes portées doivent être franchies, mais, en raison de ces systèmes de planchers, la profondeur de la poutre et le poids de la structure augmentent à mesure que la portée augmente et que la hauteur nette du plancher diminue. L’augmentation du poids de la structure augmente la force sismique sur la structure.

VtE = mt SaR (TBDY 2018 4.7.1 )

VtE = Charge sismique équivalente agissant sur l’ensemble du bâtiment (force de cisaillement de base)

mt = Masse totale du bâtiment

SaR = Accélération spectrale réduite calculée pour la période dominante du bâtiment

L’augmentation des forces sismiques s’accompagne d’une augmentation des dimensions de la section transversale des éléments structurels du bâtiment et du coût de la construction en proportion directe.

Systèmes de plancher sans poutre

Les systèmes de dalles sans poutre sont appliqués en raison de la diminution de la hauteur nette du plancher et des conditions indésirables qui peuvent survenir dans la conception architecturale lors de l’application des poutres. Dans les systèmes de dalles sans poutres, le problème de l’agrafage se pose au niveau des colonnes. Les fractures qui se produisent dans la structure à la suite de l’agrafage sont extrêmement soudaines et fragiles et peuvent provoquer l’effondrement de toute la structure en quelques secondes. Afin de résoudre le problème de l’agrafage dans les dalles sans poutre, des solutions telles que la fabrication de chevêtres pour les colonnes, l’utilisation d’armatures d’agrafage, etc. sont utilisées. Cependant, d’un point de vue architectural, le chapeau de colonne est un problème sur les surfaces planes. Dans le TS500-2000, il est demandé d’appliquer la contrainte de calcul de l’armature multipliée par 0,5 lors du calcul de l’armature d’agrafage requise dans les dalles d’une épaisseur supérieure à 250 mm. Cela montre que seulement 50% de l’armature d’agrafage est efficace.

Une solution innovante : La dalle creuse sans poutre…

Ces situations indésirables dans les dalles sans poutre ont conduit les esprits orientés vers les solutions à trouver des solutions optimales. Tout d’abord, un système de dalle creuse sans poutre a été développé dans le bâtiment Milinium Tower à Rotterdam, aux Pays-Bas, en 1999. Depuis cette première application jusqu’à aujourd’hui, les systèmes de plancher creux ont été utilisés dans des projets aux États-Unis, en Allemagne, en Autriche, aux Pays-Bas, en Iran, à Singapour, en Malaisie et dans de nombreux autres pays, y compris la Turquie, et continuent d’être utilisés.

Propriétés et application des systèmes de dalles creuses

Grâce aux matériaux plastiques placés dans la dalle, le poids est réduit de 35 % par rapport à un système de dalles sans poutre de taille similaire.

Avec l’allègement de la structure, le bâtiment sera exposé à des forces sismiques plus faibles, et les dimensions de l’élément porteur conçues en fonction de la force sismique plus faible seront réduites au même rythme. La réduction des dimensions des sections réduira le coût total comme les maillons d’une chaîne. En outre, la réduction du poids du bâtiment diminue les forces axiales sur les colonnes et élimine le problème de l’agrafage, qui est un problème dans les systèmes de dalles sans poutres.

Dans les applications de dalles creuses, la zone d’agrafage est conçue en béton armé sans laisser de vide.

Les matériaux plastiques utilisés entre les armatures supérieure et inférieure dans les systèmes de dalles creuses sans poutre restent sous le bloc de pression, et comme la résistance à la traction du béton n’a pas d’effet sur le calcul de la flexion, le comportement en flexion est proche de celui des dalles sans poutre.

Bien que le comportement en flexion des dalles creuses sans poutre soit similaire à celui des dalles sans poutre (dalles en liège), les études indiquent que la capacité de cisaillement et la rigidité sont inférieures à celles des dalles en liège.

Évaluation

Avec l’application de systèmes de dalles creuses sans poutre ;

La structure est 35% plus légère que la dalle sans poutre d’épaisseur similaire ; les charges sismiques auxquelles la structure doit faire face sont réduites et le coût est significativement réduit grâce à la réduction des dimensions de la section transversale. En outre, le problème d’agrafage rencontré dans les dalles sans poutre est éliminé.

Les grandes ouvertures qui doivent être franchies peuvent l’être facilement, les surfaces planes souhaitées par l’architecte et les caractéristiques spéciales peuvent être prévues.

Il convient de veiller à ce que les conceptions soient adaptées au fait que la capacité de cisaillement et la rigidité sont inférieures à celles des revêtements de sol en liège.