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  • ACBPoutres alvolaires

    ArcelorMittal Europe - Long ProductsSections and Merchant Bars

  • La solution intelligentepour les grandes portes

  • 1

    Sommaire

    1

    1. Introduction 3

    2. Domaines dutilisation 4

    3. Concept - fabrication 6

    4. Tolrances des poutres ACB 13

    5. Les poutres cellulaires symtriques dans les applications de couvertures et de planchers mtalliques 15

    6. Les poutres cellulaires dissymtriques dans les applications de planchers mixtes et plateaux libres 21

    7. Stabilit au feu et scurit incendie 25

    8. Les poutrelles ACB : une solution pour le dveloppement durable 27

    9. Abaques de pr-dimensionnement ACB 29

    10. Abaques de pr-dimensionnement : Exemples dapplication 37

    Assistance technique & parachvement 40

    Vos partenaires 41

  • 3

    1. Introduction

    Les poutres cellulaires connaissent depuis une dizaine dannes un usage croissant tant dans le domaine de la construction mtallique que dans lexploration de voies structurelles nouvelles.

    Lutilisation des poutres cellulaires permet une nouvelle expression architecturale. En effet, les structures sont allges et les portes sont augmentes afin dassurer la modularit des lieux. Cette flexibilit va de pair avec la fonctionnalit du passage des quipements techniques (conduits, gaines) travers les ouvertures. Laspect arien des poutrelles cellulaires, alli leur forte rsistance, ne cesse dinspirer aux architectes des formes structurelles toujours renouveles.

    Plusieurs facteurs de progrs permettent aujourdhui le dveloppement de lutilisation des poutres cellulaires :

    FabricationLoptimisation des mthodes de fabrication (oxycoupage, cintrage, etc.) permet actuellement de sadapter aux exigences des matres douvrage afin de garantir unelivraison rapide des poutrelles cellulaires.

    NormalisationLes Eurocodes (Eurocode 3 pour les structures en acier et Eurocode 4 pour les structures mixtes acier-bton) apportent des lments de rponse pour le calcul de la rsistance en situation normale dutilisation, pour lessituations accidentelles dincendie et pour ce qui concerne lutilisation de lacier haute limite dlasticit S460.

    Construction mixteLa matrise de la construction mixte acier-bton sous ses diffrents aspects ralisation de la connexion, utilisation des bacs collaborants, plateaux libres, rsistance au feu, confort des usagers et durabilit a largement contribu la solution poutrelles cellulaires ACB dans les planchers.

    Outils de calculLe dveloppement et la mise la disposition dun outil performant de calcul et de conception (logiciel ACB) aux bureaux dtude et aux architectes favorisent lutilisation des poutrelles cellulaires. Les mthodes adoptes dansce logiciel sont bases sur lexploitation de rsultats dessais de poutres grandeur relle et de nombreuses analyses numriques.

  • 2. Domaines dutilisation

    1. Couverture

    Lutilisation des poutres ACB comme lments de couverture permet de franchir des portes importantes, avoisinant 40 mtres.Que les poutres soient utilises en tant qulments indpendants (poutrelles simplement appuyes) ou de continuit (traverse de portique), la comptitivit de lasolution ACB est confirme la fois par la conservation des fonctionnalits des poutres treillis et par la rduction des interventions sur site pour les assemblages.

    Les poutres ACB offrent aux architectes des solutions attractives et pratiques en termes damnagement de lespace sans effet dcran.Le diamtre des ouvertures peut atteindre 80 % de la hauteur totale de la poutre avec la possibilit de ne laisser quune faible distance ncessaire la fabrication entre les ouvertures.Cette configuration des ACB permet daccentuer la transparence et la fusion des poutres dans lespace et dans louvrage, notions prises des architectes.

    2. Planchers

    Les constructions modernes exigent de plus en plus lamnagement dinstallations techniques (chauffage, ventilation, conditionnement dair, etc.) lintrieur du plnum disponible.

    Figure 1 : Poutre ACB de couverture

    Lutilisation de poutrelles cellulaires ACB apporte actuellement des rponses efficaces la demande des matres douvrage. Cette solution autorise de grands plateaux libres sur une distance pouvant aller jusqu 18 mtres etpermet le passage dans le plnum, travers les alvoles, de conduits divers.

    Lpaisseur totale du plancher est infrieure de 25 40 cm par rapport des solutions lourdes conventionnelles. Pour des btiments courants hauteur impose de lordre de 35 40 mtres, un gain de seulement 20 cm sur lpaisseur du plancher permet la ralisation dun tage supplmentaire.

    Pour des btiments nombre dtages impos (de deux six niveaux de plancher), le gain rsulte dune gestion conomique de la ralisation de faades, poteaux, stabilits,murs sparatifs ainsi que des passages verticaux.

  • 5

    3. Applications particulires

    3.1. RnovationAfin de prserver lhritage architectural, les structures lgres et flexibles sur base des poutrelles cellulaires ACB sont utilises pour consolider, rutiliser ou moderniser danciensbtiments (fig 2).

    3.2. Poteaux et lments de faadeUne application plus qulgante est reprsente par les poutres-poteaux ACB (fig 3). Leur efficacit maximum est atteinte face des applications faible chargement axial.

    3.3. Poutraison de parkingQuatre raisons poussent recommander lemploi de poutres cellulaires ACB dans la construction de parkings lorsquaucune justification de rsistance au feu nest requise : Les portes traditionnelles (15 16 m) sont

    dans la gamme des portes typiques, Le drainage est facilit grce aux poutres

    lgrement cintres, Les ouvertures amliorent laspect intrieur de

    ces ouvrages, Les alvoles facilitent lvacuation des fumes

    en permettant une meilleure circulation entre compartiments.

    3.4. Poutraison dossature offshoreDans les cas o cette industrie requiert : Une ossature alliant rsistance et faible poids, La possibilit de passer des canalisations,

    les poutres cellulaires apparaissent clairement indiques compte tenu de leurs caractristiques. Dans le cas de chargements particulirement levs lutilisation des aciers HISTAR est recommande.

    .

    Figure 3 : Poutre-poteau ACB

    Figure 2 : Rnovation laide de poutrelles cellulaires ACB

    Cr

    dit

    Lyon

    nais

    Par

    is -

    Arc

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    mel

    Kha

    lfi

  • 3. Concept - fabrication

    Les poutres ACB sont fabriques dans des installations modernes dans lenceinte de lusine de laminage de grosses poutrelles dArcelorMittal Differdange (Luxembourg). La proximit de ces installations avec lusine limite les transports, augmente la ractivit et contribue la comptitivit des cots de fabrication.

    La mthode de fabrication brevete des poutres cellulaires ACB est base sur lutilisation exclusive de poutrelles lamines chaud.

    Une double dcoupe est pratique dans lme par oxycoupage. Les 2 ts ainsi forms sont ressouds aprs dcalage dune demi-onde et il en rsulte un accroissement de la hauteur (fig 4).

    Le produit structurel ainsi obtenu prsente un rapport inertie/poids incrment.

    Les programmes de dcoupe sont pilots numriquement afin dassurer un ajustement parfait des alvoles (fig 5). La fabrication en parallle de poutres permet de rduire les cots de production.

    Il apparat clairement sur les schmas que le linaire de soudure est limit. Les cordons sont contrls visuellement ou la demande, suivant les spcifications particulires du matre douvrage ou du client.

    Figure 5 : Table doxycoupage de poutrelles lamines chaud

    Figure 4 : Schma de fabrication dune poutre ACB

    tape 1 :oxycoupage

    tape 3 :rassemblage-soudage

    tape 2 :sparation des Ts

  • Fabrication des poutres ACB

    1. Choix du diamtre et de lentraxe des ouvertures

    partir dun profil de dpart, il existe une infinit de combinaisons possibles en termes de diamtres et dentraxes des cellules (fig 6). Le choix est orient suivant le principe ci-dessous :

    Lajustement final de quelques millimtres sur lentraxe permet dobtenir des dcoupes dabout en partie pleine.

    Figure 6 : Dfinition dune poutre ACB

    ao = 1,0 to 1,3 h

    S = 1,1 to 1,3 aoH1 = 1,4 to 1,6 h

    ao = 0,8 to 1,1 h

    S = 1,2 to 1,7 aoH2 = 1,3 to 1,4 h

    ao

    h

    Profil de dpart (hauteur h)

    h

    Profil de dpart (hauteur h)

    Conception type 1 Conception type 2

    SS

    H2H1

    ao

    Objectif :Optimisation du ratio hauteur/poids

    Applications :CouverturePasserellesPannes grandes portes

    Nuances frquentes :S235, S355

    Objectif :Optimisation du ratio charge/poids

    Applications :PlanchersParkingOffshorePoteaux

    Nuances frquentes :S355, HISTAR 460 (S460)

    7

  • Figure 7 : Exemple dune poutre ACB cintre

    Figure 8 : Exemple dune poutre ACB inertie variable

    2. Choix du profil en long

    2.1. Poutres cellulaires cintres ou contreflchesIl est facile, au cours du processus de fabrication, de galber les 2 ts avant reconstitution pour obtenir sans surcot notable une poutre cellulaire contreflche ou cintre (fig 7).

    La contre-flche est suffisamment marque pour viter tout risque demploi contresens.Elle est particulirement indique pour lop-timisation des poutres de plancher. La forme imprime reste remarquablement stable, mme aprs une galvanisation ventuelle.

    2.2. Poutres inertie variableLes poutres inertie variable sont ralises en inclinant laxe de dcoupe et en retournant un des deux ts (fig 8).

    Ces formes trouvent leurs applications les plus frquentes dans les cas de : Consoles longues (tribune de stade, ) Poutres continues (passerelles, ) Traverses de portiques.

  • 9

    Figure 9 : Exemple de poutre ACB dissymtrique

    Figure 11b : Exemple de poutre ACB avec alvole renforce

    Figure 11a : Exemple de poutre ACB avec alvoles obtures

    Figure 10 : Exemple de poutre ACB avec ouverture rallonge

    Exemple de poutres ACB avec alvoles obtures

    9

    2.3. Poutres dissymtriquesLes poutres dissymtriques, particulirement bien adaptes au fonctionnement mixte (en combinaison avec la dalle de plancher), sont obtenues en r-assemblant des ts de sections ou nuances diffrentes (fig 9).

    Les poutres cellulaires constituent un apport majeur la construction de planchers mixtes.

    2.4. Ouvertures allongesIl est parfois ncessaire dvider lespace entre 2 cellules. Dans la mesure du possible, cette longation doit tre place vers le milieu de la poutre (fig 10), dans la zone de faible effort tranchant. Lorsque cette longation doit se situer proximit des appuis, il est souvent ncessaire den raidir le contour.

    2.5. Obturation des alvolesSuite des contraintes defforts tranchants au niveau du raccordement ou pour des raisons de scurit-incendie, lobturation complte de certaines alvoles savre parfois ncessaire (fig 11a). cet effet, des disques en tle sontinsrs et souds des deux cts. Les paisseurs de la tle et du cordon de soudage sont optimises en fonction des contraintes locales.

    2.6. Renfort circulaireSi, pour des raisons esthtiques, louverture doit tre maintenue, une cerce soude sur le pourtour de louverture permet daugmenter la rigidit (fig 11b).

  • 2.7. Renforcement du montantLe critre de bon fonctionnement ltat limite de service ncessite une rigidit flexionnelle suffisante vis--vis des dformations et des vibrations, cest--dire des flches. Loptimisation de la charpente alvolaire est envisageable par augmentation de linertie accompagne dune diminution de lpaisseur de lme, ce qui favorise lutilisation des profils IPE et IPE A.

    Lingnieur est souvent confront des situations o loptimisation ne peut soprer efficacement compte tenu du risque de flambement dun ou de deux montants vers les appuis entre les alvoles dextrmits. Quatre solutions classiques sont envisageables :

    Obturer les alvoles, ce qui peut poser un problme de restriction de la libert de passage,

    Renforcer les ouvertures par des cerc es afin de conserver la libert de passage,

    Choisir un profil plus rsistant, Choisir une qualit dacier suprieure pour diminuer le degr

    de chargement.

    Alternativement, des tudes exprimentales ont montr lefficacit dun simple plat rigide soud au droit du montant critique (fig 12). Deux portions de cerc es peuvent galement tre utilises.

    2.8. Reprise des charges localisesUne plastification localise au droit dune ouverture quelconque (normalement, il sagit douvertures isoles prs de charges concentres ou au droit de sections sollicitation maximale) peut tre vite grce lapplication de simples plats de part et dautre de louverture (fig 13).

    3. Travaux de soudage

    Les travaux de soudage sont excuts par des soudeurs qualifis selon la norme europenne EN 287-1 pour les procds MAG 135 et MAG 136. La technique de soudage bout bout est utilise pour les poutrelles ACB standard. Lpaisseur des cordons de soudure ne ncessitegnralement pas une soudure pleine pntration.

    Une tude base sur des essais a permis de valider le modle utilis dans le logiciel ACB. Ce modle permet de calculer le cordon ncessaire afin de rsister aux sollicitations dfinies.

    Figure 12 : Dispositifs permettant dviter le flambement du montant

    Simple plat Deux portions de cerc es

    Figure 13 : Disposition de simples plats pour viter la plastification locale

    ao

    Alvoles partiellement obturespermettant le raccordement

  • Figure 14 : Possibilits de fourniture des poutres ACB

    Figure 15 : Optimisation du positionnement des alvoles

    S

    S ao2

    ao2

    ao

    L

    S ao2

    S a o

    2

    4. Types de frabrication

    Les poutrelles ACB peuvent tre commandes daprs les exemples de la figure 14.

    11

    5. Raccordement des poutrelles ACB

    Lors de la conception de la charpente, un soin particulier devra tre apport au positionnement des alvoles afin dviter des obturations inutiles (fig 15). Dans un premier temps, la poutrelle est optimise au point de vue

    structurel. La seconde tape sert adapter la distance entre les alvoles, de ma-

    nire avoir des mes pleines aux extrmits des poutrelles. La distance entre les alvoles est calcule suivant la formule : S = L +ao / (n+1) [n = nombre dalvoles]

    S

    ACB livr brut avec surlongueur

    ACB livr brut avec surlongueuret alvoles bouches

    ACB livr avec mise longueur

    ACB livr avec mise longueuret 1 demi-alvole bouche

    ACB livr avec mise longueuret alvoles bouches

    1/2 Disque Disque entier

    Croquis de principe ArcelorMittal Cellular Beam (ACB)

  • Figure 16 : Exemples dobturation partielle des alvoles pour la ralisation des assemblages

    Poids max.du profil

    kg/m

    Rayon min.ralisable

    (m)

    Exemples de contreflche maximale (mm) en fonction de la longueurde la poutre ACB (m)

    10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00

    90 40 314 453 617 808 1 026 1 270 1 542 1 842

    110 50 251 361 492 644 817 1 010 1 225 1 461

    130 65 193 278 378 494 626 774 938 1 117

    150 75 167 240 327 428 542 670 811 966

    170 90 139 200 273 356 451 557 675 804

    190 100 125 180 245 321 406 501 607 723

    210 115 109 157 213 279 353 436 527 628

    230 125 100 144 196 256 324 401 485 577

    250 140 89 129 175 229 290 358 433 515

    Tableau : Rayons minimaux ralisables pour les poutres ACB contreflches

    6. Ralisation des assemblages

    Lors de la conception, lcartement des alvoles et les zones dabout sont dfinir de manire prendre en compte la prsence et lexcution correcte des assemblages.Pour des cas de figure spcifiques o lobturation dune ou de deux alvoles simpose, il est facile et conomique de ne prvoir quune obturation partielle (fig 16).

    7. Cintrage des poutres ACB

    Le cintrage des poutres ACB peut tre intgr sans problme dans le processus de fabrication de la poutrelle.Il peut tre dict par les aspects suivants : Exigences architecturales pour les lments

    de couverture Compensation de la flche rsultant du poids

    propre pour les planchers.

    Dautres formes de cintrage ou de contre-flchage peuvent tre proposes sur demande, la contreflche minimale tant de 15mm.

    Limassol Sports Hall,Cyprus

  • Hauteur finale ACB : H

    H < 600600 H < 800

    H 800

    + 3 / - 5 mm+ 4 / - 6 mm+ 5 / - 7 mm

    Pliage de lme : FH 600H > 600

    F 4 mmF 0,01 H

    Dsalignement des Ts : T(de laxe du T suprieur laxe du T infrieur) T 2 mm

    Entraxe : SDistance de la 1re

    la dernire alvole : B

    + / - 0,01 S

    + / - 0,02 S

    4. Tolrances des poutres ACB

    ACB droit

    T

    ACB hybride

    T

    B

    S

    H

    F

    Tolrances ACB

    13

  • Diamtre : ao + 5 / - 2 mm

    Longueur : LDistance de la 1re

    alvole lextrmit : A

    + / - 2 mm

    + /- 0,02 S

    Dcalage montants : V

    V 0.03 % LExemple :

    Si L = 10000 mm V 3 mm

    Contreflche : CF+ / - 0,05 CFCF min. 5 mm

    CF

    VV

    ao

    A SL

  • 15

    5. Les poutres cellulaires symtriques dans les applications de couvertures

    et de planchers mtalliques

    Les poutres alvolaires ACB employes dans les couvertures et les planchers mtalliques sont sections doublement symtriques; la membrure suprieure et la membrure infrieure sont issues du mme profil de base (fig 17).

    Larchitecte dispose dune grande libert dans le choix du diamtre et de lespacement des alvoles. Ces deux valeurs permettront de dterminer le profil de base et dinduire la hauteur finale de la poutre ACB.

    Le cheminement peut seffectuer dans lautre sens : pour une hauteur finale impose et des caractristiques prdfinies pour les ouvertures, lingnieur peut facilement obtenir le profil de base permettant de satisfaire cette configuration.

    1. Aide la conception

    Comme pour les profils lamins, il est indispensable de fonder la conception dun projet en poutrelles ACB sur des critres et des limites permettant de tirer un profit optimal des performances offertes par ce type dlments.

    1.1. Choix de la hauteur de la poutrelle ACBLa hauteur H de la poutrelle ACB est dtermine en fonction de (fig 18) : La porte (L) et de lespacement des poutrelles (B), Lintensit des charges (utilisation en couverture ou en plancher acier), Lutilisation des ACB en poutres principales (situation A) ou solives

    (situation B), Des critres de dformation (limite de flches pour situations courantes

    ou pour un projet particulier).

    Figure 17 : Constitution dune poutre ACB symtrique

    h H

    Profil de base

    S

    ao Hh

    Profil de base

    Figure 18 : Utilisation des poutres ACB dans les planchers

    B

    B

    B

    L

    Poutres principales(Situation A)

    B

    L

    Poutrelle ou solive(Situation B)

    15

    ArcelorMittal Cellular Beam

    ArcelorMittal Cellular Beam

  • Pour les projets courants de toitures, les poutres peuvent avoir un lance-ment (rapport porte/hauteur de la poutre) variant de 20 40 selon les conditions dappui. Une valeur intermdiaire gale 30 peut tre adopte au stade de la conception pour les solives et pour les poutresencastres de portiques (fig 19)

    Pour les poutres de planchers de btiments, llancement varie entre 10 et 20. Pour les charges normales dutilisation, la valeur intermdiaire gale 15 peut tre utilise lors de la conception.

    1.2. Choix du diamtre et de lespacement des alvolesLe choix du diamtre et de lespacement des alvoles est normalement guid par des exigences architecturales (transparence et jeu de lumire) et fonctionnelles (passages dquipements travers les ouvertures).Il convient toutefois de respecter les limites gomtriques ncessaires au bon comportement mcanique de la poutre ACB. Ces limites concernent :

    Figure 19 : Hauteur de la poutre ACB en fonction de la porte

    Figure 20 : Limites gomtriques des alvoles des poutres ACB

    ao H

    Arcelor Cellular Beam

    h

    min

    min

    ao/2

    Profil de base

    tf

    r

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    1,2

    1,4

    1,6

    1,8

    0 10 20 30 40 50

    Porte L (m)

    ACB de couverture

    ACB de planchermtallique

    Hau

    teur

    H d

    e la

    pou

    trel

    le A

    CB

    (m

    )

    Les valeurs min et sont lies la fabrication.

  • 17

    W

    W

    H

    ACB

    ao

    Hao

    Figure 21 : Limites gomtriques pour les espacements entres les alvoles des poutres ACB

    Le diamtre (fig 20) : Par rfrence la poutrelle ACB finie Par rfrence la poutrelle de base

    Lespacement (fig 21) : Certaines rgles doivent tre observes lors du choix de lespacement des alvoles.

    Lespacement minimal est dfini afin de garantir un assemblage adquat des deux parties de la poutrelle ACB et dviter la prsence dun point faible dans le comportement local de la poutre.

    Lespacement maximal rsulte la fois de considrations conomiques lors de la fabrication des poutrelles ajoures, et du comportement mcanique de la poutre, qui se rapproche de celui de la poutre alvoles isoles.

    2. Pr-dimensionnement et tables de performances

    Selon la dfinition gomtrique, la section ACB utiliser dans le projet peut tre dtermine partir des courbes de performances (voir pages 30 34 pour les applications de couvertures et de planchers mtalliques) suivant les hypothses suivantes :

    Chargement :

    Figure 22 : Variables dterminer pour lutilisation des tables

    B

    B

    B

    Poutres ACB dfinir

    L

    L

    qdim en kN/m

    La charge de dimensionnement qdim est comparer avec la charge ultime qu. La charge qdim se calcule facilement partir de la formule de pondration : qdim = (1,35G + 1,5Q)

    o :B = espacement des poutres,G = charge permanente par mtre carr,Q = charge dexploitation par mtre carr.

    Wmin a0 / 12

    Wmin 50mm

    Wmax a0 / 1,25

  • Mthodes :

    Le concepteur dispose de trois procdures pour la mise en place de son projet.

    1) Identification de la section partir de la charge qdim qu et de la porte L pour les nuances dacier S355 ou S460 et pour des valeurs courantes de ao et S (diamtre et espacement des alvoles).ao = 1,05 h; S = 1,25 ao ou S = 1,5 ao.Les courbes permettent dobtenir le profil adquat, lintersection de deux lignes didentification de qdim et de L.La valeur de H est la hauteur finale du profil ACB.

    2) Identification de qu pour un profil ACB donn en fonction de L.En reprant la courbe (qu , L) du profil ACB en question, la charge ultime qu sera identifie. Il suffit ensuite, de sassurer que qdim qu

    3) Identification de la porte maximale L en fonction de qdim qu pour un profil ACB donn.

    La mthode est facilite par lidentification rapide de la porte maximale entre les poteaux.

    Flche admissible

    Les courbes proposes respectent une limitation de flche gale L/250 sous qdim/2 (fig 23).

    Pour une valeur de charge diffrente de celle utilise lors de ltablissement de ces courbes, la mthode suivante peut tre applique au stade de pr-dimensionnement.

    La condition de flche adopte lors de ltablissement des courbes de pr-dimensionnement suppose des conditions normales dans les couvertures (charge permanente quivalente la charge dexploitation). Pour une valuation rapide de la flche aprs lidentification de la section ACB, les formules suivantes peuvent tre appliques :

    K1 est un coefficient permettant de prendre en compte llancement de la poutre ajoure (L/H). Sa valeur est donne par la variation de la figure 24a. partir dun lancement suprieur 30, on retiendra un coefficient K1 = 1,05.

    K2 est un coefficient prenant en compte la sensibilit de la poutre en fonction du nombre douvertures (L/S). Sa valeur est donne par la variation de la figure 24b. partir dun rapport L/S suprieur 15, on retiendra un coefficient K2 = 1,05.

    E = module dlasticit de lacier = 210 kN/mm2.Iy,ACB = moment dinertie de la section ACB au droit de louverture autour de laxe y-y.qSLS = charge ltat limite de service (non pondre)

    L

    qSLS

    Flche

    Figure 23 : Calcul de la flche mi-porte pour une poutre ACB uniformment charge et de porte L

    ACB = 5 qSLS L

    4 * K1 * K2

    384EIy,ACB

  • 19

    Remarque importante : Les courbes de pr-dimensionnement tiennent compte de leffet favorable d la prsence du cong de raccordement me-aile de la poutrelle lamine chaud (fig 25).

    Ce cong correspondant une surpaisseur au raccord me-aile assure un encastrement de la partie libre de lme permettant dviter ainsi le voilement des montants. La largeur de lencastrement de lme des poutres ACB peut atteindre 5 6 fois lpaisseur de lme de la poutrelle.

    Figure 24a : Dtermination du coefficient K1

    Figure 24b : Dtermination du coefficient K2

    Coe

    ffic

    ient

    K2

    1

    1,05

    1,1

    1,15

    1,2

    0 5 10 15 20 25 30

    L/S

    1

    1,05

    1,1

    1,15

    1,2

    1,25

    0 5 10 15 20 25 30 35 40

    Coe

    ffic

    ient

    K1

    L/H

    5 6 x tw

    rtw

    Figure 25 : Cong de raccordement des poutrelles lamines assurant un encastrement des montants par les ailes

  • 21

    6. Les poutres cellulaires dissymtriques dans les applications de planchers mixtes et plateaux libres

    Lutilisation de poutrelles ACB dissymtriques dans les planchers mixtes (fig. 26) permet la fois de maximiser la hauteur libre sous plafond et les portes libres, sans poteaux intermdiaires. Ainsi, les portes ralisables laide de cette solution vont jusqu 30 mtres. Pour les planchers dimmeubles de bureaux, les portes usuelles sont de lordre de 18 mtres.

    Ces poutres offrent des performances mcaniques permettant doptimiser la consommation dacier tout en rpondant aux exigences de confort et de durabilit.

    Les poutres sont espaces de 2,5 3 mtres dans le cas de dalles bac collaborant et de 3 6 mtres dans le cas de pr-dalles, suivant les possibilits dtaiement. Les ouvertures sont espaces de lordre de 1,25 1,5 fois lediamtre, qui atteint 300 mm dans les cas courants.

    Figure 26 : Poutres ACB dissymtriques dans lapplication plancher

    1. Aide la conception

    1.1. Choix de la hauteur de la poutrelle mixte ACB

    Outre les critres dfinis prcdemment pour les poutres de couverture, il est important de prendre en compte la collaboration acier-bton, afin de remdier aux ventuels effets que le bton est susceptible de subir au cours dubtonnage et durant lexploitation de louvrage, en particulier lors du retrait et du fluage.

    La hauteur H de la poutrelle ACB sera dfinie en fonction de :

    La porte L

    La porte L peut varier entre 8 et 30 mtres selon le cas de figure. Dans lhypothse de portes isostatiques, la dalle en bton est comprime sur la totalit de la porte, parrapport des situations de continuit o le bton est fissur sur les appuis intermdiaires.

    Lespacement B

    Lespacement des poutres dpend de trois paramtres :

    Utilisation de dalles bac collaborant B = 2,5 3 mtres sans tais B = 3 5 mtres avec tais Utilisation de pr-dalles en bton prcontraint

    B = 2,7 7 mtres avec tais suivant ncessit

    Epaisseur structurelle autorise du plancher HT HT correspondant la hauteur de la section

    mixte (hauteur H de la poutrelle ACB plus lpaisseur de la dalle)

    Il convient despacer les poutres ACB en observant les rapports suivants :L/HT > 20 : B = 2,5 3 mtresL/HT < 15 : B = 3 5 mtres

    Figure 27 : Application mixte acier-bton des poutres ACB dans les planchers

    B

    B

    B

    L

    Poutres ACB mixtes

    Poutrelles alvolaires

  • Figure 28 : Hauteur H de la poutrelle ACB en fonction de la porte

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    1,2

    1,4

    0 5 10 15 20 25 30 35

    Hau

    teur

    H (

    m)

    de la

    pou

    trel

    le A

    CB

    Porte L (m)

    Poutre ACB mixteEspacement B = 2,5 3 mtres

    Figure 29 : Poutrelle ACB mixte section mtallique dissymtrique

    Le confort des usagers et la vibration

    Il sagit ici de garantir au plancher une frquence fondamentale propre, suprieure une valeur limite de lordre de 3 4 Hz. Plus le poids propre et les charges dexploitation sont importants, plus linertie de la poutre ACB mixte doit tre leve. Pour un espacement de poutres ACB de 2,5 3 mtres, un rapport L/HT = 20 peut tre adopt.

    1.2. Choix du diamtre et de lespacement des alvolesLe choix du diamtre et de lespacement des alvoles est normalement guid par les exigences relatives au passage des conduits. Dans les planchers de bureaux, un diamtre de lordre de 250 350 mm permet de rpondre la plupart des cas de figure.Lespacement des alvoles S est de lordre de 1,5 fois le diamtre ao.

    En ce qui concerne les valeurs minimales et maximales relatives au diamtre ao et lespacement S en fonction du profil de base, les rgles prcdemment donnes pour les poutres ACB en acier seul sont observer galement pour les poutres mixtes ACB.La possibilit dutiliser des sections dissymtriques constitue la particularit des poutres mixtes ACB (fig. 29). Il est donc important de prendre en compte les dimensions du profil, en partie suprieure, pour dfinir les dimensions des alvoles.

    De plus, afin de conserver un comportement mcanique optimal, il convient de limiter le rapport de dissymtrie 4,5 (il sagit du rapport entre laire de la semelle infrieure et laire de la semelle suprieure).

  • o :B = espacement des poutres,G = charge permanente par mtre carr,Q = charge dexploitation par mtre carr.

    2. Pr-dimensionnement et tables de performances

    Pour une utilisation adquate de ces courbes (voir pages 35-36 pour les applications de planchers mixtes), les hypothses suivantes doivent tre respectes :

    Chargement

    La charge de dimensionnement qdim est comparer avec la charge ultime qu.qdim = (1,35G + 1,5Q)B

    Figure 30 : Variables dterminer pour lutilisation des tables

    B

    B

    B

    Poutres ACB dfinir

    L

    L

    qdim en kN/m

    Matriaux

    Les courbes couvrent lutilisation de lacier de nuance S355 et S460 et deux classes de bton normal C25/30 et C30/37.

    23

    Dalle et connexion

    Une dalle mixte bac collaborant a t prise en compte lors de llabora-tion de ces tables. Deux paisseurs (12 et 14 cm) sont considres pour la dalle (il sagit de lpaisseur totale pour une hauteur de nervures gale 60 mm). Lhypothse dune connexion complte entre la dalle et le profil ACB est considre dans llaboration des tables de performances. Le type de connexion est dfinir par lutilisateur.

    Diamtre et espacement

    Les courbes couvrent des valeurs courantes de diamtre ao et despacement S des alvoles. (ao = 1,05 h, S = 1,25 ao et S = 1,5 ao)

    Mthodes

    Les mmes mthodes que celles prcdemment exposespeuvent tre appliques. noter que :La charge ultime qu a t tablie en considrant :B = 3 mtresG = G1 + G2

    G1 reprsente le poids propre de la poutre ACB et le poids propre de la dalle en bton normal dune paisseur de 12 cm (gdalle = 2 kN/m

    2) ou 14 cm (gdalle = 2,5 kN/m

    2) (bac nervures de 6 cm de hauteur),G2 reprsente les charges permanentes additionnelles dontla valeur est 0,75 kN/m2.

    La charge de dimensionnement qdim = (1,35G + 1,5Q) B est comparer avec la charge ultime qu.Il suffit ensuite de sassurer que qdim qu

    Phase de coulage

    Lhypothse dune poutre taye et entretoise est considre lors de llaboration des tables de pr-dimensionnement.

    Flche admissible

    Les courbes proposes respectent une limitation de flche gale L/350 sous charges dexploitation Q.

  • 25

    7. Stabilit au feu et scurit incendie

    La stabilit au feu requise pour les profils alvolaires peut tre assure par enduit projet ou par peinture intumescente.

    Dans les immeubles de bureaux o la rglementation exige le plus souvent une rsistance au feu dune heure, la solution la mieux adapte est dassurer la scurit au feupar flocage si les poutres ne sont pas visibles (fig. 31).

    Il est normal de prvoir des diamtres douverture suprieurs de 3 5 cm par rapport ceux des gaines, afin de ne pas abmer la protection autour des alvoles lors de la mise en place des installations techniques.De mme, il convient dtre particulirement vigilant au moment de la pose des gaines, conduits ou faux plafonds. Dans certains cas, le produit peut tre projet sur la structure en acier brut non traite contre la corrosion.

    La surface protger contre lincendie est presque identique celle du profil de base.

    Une sur-paisseur de couche protectrice, de 2 3 cm, savre parfois ncessaire autour de louverture afin dassurer la protection du contour.

    Dans le cas dlments cellulaires visibles cest--dire de poteaux de faade ou de poutres de toiture lapplication dune peinture intumescente assure la rsistance au feu tout en prservant lesthtique architecturale de llment.

    Lapplication de lisolant pour poutrelles cellulaires est faite de faon identique aux poutrelles mes pleines. Lpaisseur appliquer se dtermine en gnral laide des abaques des fournisseurs de protection en fonction du facteur de massivit adquat dpendant du

    Figure 31 : Protection par flocage dune poutrelle ACB

    Figure 32 : Analyse de la poutrelle chaud avec le logiciel F.E. SAFIR.

    mode de ruine. Cette paisseur peut tre aussi dtermine par simulation numrique.Le service dAssistance Technique dArcelorMittal utilise le logiciel SAFIR spcialement adapt au calcul des poutres cellulaires.

    La protection passive (enduit projet, peinture intumescente) peut tre rduite ou parfois mme vite si une tude base sur le concept du feu naturel selon la EN1991-1-2 dmontreque la scurit est garantie.

  • 27

    8. Les poutrelles ACB : une solution pour le dveloppement durable

    Poutrelles ACB avec des connecteurs souds

    La politique environnementale du groupe ArcelorMittal sinscrit dans un objectif de dveloppement durable visant tablir un quilibre long terme entre lenvironnement, le bien-tre social et lconomie.

    Les sites de production des produits longs dArcelorMittal oprent sous les critres du systme de management environnemental tels que dfinis par la norme ISO 14001: 1996. Les usines de produits longs dArcelorMittal utilisent en grande majorit la ferraille recycle comme matire premire.

    Cette nouvelle technologie permet des rductions substantielles dmission et de consommation dnergie primaire.

    Lutilisation des poutrelles ACB permet de :

    Rduire la quantit de matriaux de construction grce au rapport favorable rsistance/poids, la possibilit dutilisation de poutrelles asymtriques et lemploi daciers haute rsistance,

    Limiter le nombre de transports grce lallgement des structures et assurer le minimum de nuisances,

    Acclrer la construction grce la prfabrication,

    Rduire les dchets et autres nuisances sur chantier en utilisant des assemblages secs,

    Concevoir un btiment susceptible dtre dconstruit et rutilis dautres fins, Augmenter la surface utilisable,

    Satisfaire aux exigences environnementales travers des produits recycls et 90 % recyclables.

  • Btim

    ent

    adm

    inis

    trat

    if po

    ur la

    vill

    e de

    Lux

    embo

    urg.

    Roc

    ade

    de B

    onne

    voie

    P

    aczo

    wsk

    i et

    Frits

    ch a

    rchi

    tect

    es.

  • 29

    9. Abaques de pr-dimensionnement ACB

    Les abaques de pr-dimensionnement ont t raliss en considrant les valeurs caractristiques dfinies sous les chapitres 5.2 resp. 6.2.

    Un catalogue complet des configurations tudies est disponible sur notre site :

    .arcelormittal.com

    Trois catgories dabaques ont t dfinies :

    Abaques de pr-dimensionnement pour couvertures

    Qualit de lacier S355.Pour ces abaques une largeur de montant gale S = 1.25a0 est optimale.Les sections retenues sont les IPE pour les charges faibles, les HEA pour les charges moyennes, les HEM pour les charges importantes ainsi que pour les configurations ou une limitation de la hauteur finale H doit tre respecte.

    Abaques de pr-dimensionnement pour planchers mtalliques

    Qualits de lacier S355 et S460.Pour ces abaques une largeur de montant gale S = 1.5a0 est optimale.Les sections retenues sont les IPE pour les charges faibles, les HEA pour les charges moyennes, les HEM pour les charges importantes ainsi que pour les configurations ou une limitation de la hauteur finale H doit tre respecte.

    Abaques de pr-dimensionnement pour planchers mixtes

    Qualits de lacier S355 et S460.Pour ces abaques une largeur de montant gale S = 1.5a0 est optimale.Les configurations retenues varient en fonction des charges appliques.

    aoH

    S

  • 0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    200

    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A B

    CD

    L

    M

    N

    O

    J

    GH

    EF

    I

    K

    Porte (m)

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    0

    20

    40

    60

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    Porte (m)

    A B

    C

    E F

    K

    IJ

    H

    D

    G

    Abaque 1 : Section Acier - Profil de base IPE. S = 1.25a0 - Nuance S355

    Abaque 2 : Section Acier - Profil de base HEA. S = 1.25a0 - Nuance S355

    A = IPE 200 (a0=210, S=260, H=294)B = IPE 240 (a0=250, S=310, H=353)C = IPE 300 (a0=315, S=390, H=445)D = IPE 330 (a0=345, S=430, H=489)E = IPE 360 (a0=380, S=480, H=535)F = IPE 400 (a0=420, S=530, H=594)G = IPE 450 (a0=475, S=590, H=672)H = IPE 500 (a0=525, S=660, H=745)I = IPE 550 (a0=580, S=730, H=822)J = IPE 600 (a0=630, S=790, H=896)K = IPE 750X147 (a0=790, S=990, H=1127)

    A = HEA 200 (a0=180, S=230, H=268)B = HEA 220 (a0=220, S=280, H=307)C = HEA 240 (a0=240, S=300, H=338)D = HEA 280 (a0=285, S=360, H=399)E = HEA 320 (a0=325, S=410, H=459)F = HEA 360 (a0=370, S=460, H=521)G = HEA 400 (a0=410, S=510, H=581)H = HEA 450 (a0=460, S=580, H=654)I = HEA 500 (a0=515, S=640, H=732)J = HEA 550 (a0=565, S=710, H=805)K = HEA 600 (a0=620, S=780, H=881)L = HEA 650 (a0=670, S=840, H=956)M = HEA 700 (a0=725, S=910, H=1032)N = HEA 800 (a0=830, S=1040, H=1183)O = HEA900 (a0=935, S=1170, H=1334)

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    Table de performances pour couvertures et planchers mtalliques

  • 31

    0

    20

    40

    60

    80

    100

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    AB

    C

    D

    L M

    NO

    I

    J K

    E

    F HG

    Porte (m)

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    Abaque 3 : Section Acier - Profil de base HEM. S = 1.25a0 - Nuance S355

    Abaque 4 : Section Acier - Profil de base IPE. S = 1.5a0 - Nuance S355

    A = HEM 200 (a0=190, S=240, H=303)B = HEM 220 (a0=220, S=280, H=337)C = HEM 240 (a0=250, S=310, H=383)D = HEM 280 (a0=320, S=400, H=457)E = HEM 300 (a0=340, S=430, H=496)F = HEM 320 (a0=375, S=470, H=532)G = HEM 360 (a0=415, S=520, H=587)H = HEM 400 (a0=455, S=570, H=644)I = HEM 450 (a0=500, S=630, H=711)J = HEM 550 (a0=600, S=750, H=854)K = HEM 600 (a0=650, S=810, H=927)L = HEM 650 (a0=700, S=880, H=998)M = HEA 700 (a0=750, S=940, H=1070)N = HEA 800 (a0=855, S=1070, H=1219)O = HEA 900 (a0=955, S=1190, H=1365)

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    A = IPE 220 (a0=225, S=335, H=309)B = IPE 240 (a0=250, S=370, H=340)C = IPE 270 (a0=285, S=425, H=385)D = IPE 300 (a0=315, S=470, H=428)E = IPE 330 (a0=345, S=515, H=469)F = IPE 360 (a0=380, S=570, H=515)G = IPE 400 (a0=420, S=630, H=573)H = IPE 450 (a0=475, S=710, H=647)I = IPE 500 (a0=525, S=785, H=719)J = IPE 550 (a0=580, S=865, H=793)K = IPE 600 (a0=630, S=940, H=865)L = IPE 750X147 (a0=790, S=1170, H=1090)0

    20

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    100

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A BC D

    I J

    K

    L

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    FE

    Porte (m)

    Cha

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    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

  • Abaque 5 : Section Acier - Profil de base HEA. S = 1.5a0 - Nuance S355

    Abaque 6 : Section Acier - Profil de base HEM. S = 1.5a0 - Nuance S355

    0

    20

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    60

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A B

    C DE

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    M

    N

    O

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    K

    Porte (m)

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    0

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    180

    200

    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A B

    C D

    E F

    GH

    I J

    K L

    MN

    O

    Porte (m)

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    A = HEA 200 (a0=170, S=250, H=256)B = HEA 240 (a0=230, S=340, H=322)C = HEA 280 (a0=285, S=425, H=385)D = HEA 300 (a0=305, S=455, H=414)E = HEA 340 (a0=345, S=515, H=471)F = HEA 360 (a0=370, S=550, H=502)G = HEA 400 (a0=410, S=610, H=560)H = HEA 450 (a0=460, S=680, H=633)I = HEA 500 (a0=515, S=765, H=706)J = HEA 550 (a0=565, S=845, H=776)K = HEA 600 (a0=620, S=925, H=851)L = HEA 650 (a0=670, S=1000, H=922)M = HEA 700 (a0=725, S=1085, H=995)N = HEA 800 (a0=830, S=1240, H=1142)O = HEA 900 (a0=935, S=1395, H=1288)

    A = HEM 260 (a0=260, S=385, H=395)B = HEM 280 (a0=280, S=420, H=422)C = HEM 300 (a0=310, S=460, H=466)D = HEM 320 (a0=340, S=505, H=498)E = HEM 340 (a0=380, S=560, H=535)F = HEM 360 (a0=410, S=605, H=566)G = HEM 400 (a0=450, S=670, H=619)H = HEM 450 (a0=500, S=745, H=687)I = HEM 500 (a0=540, S=810, H=749)J = HEM 550 (a0=600, S=900, H=823)K = HEM 600 (a0=650, S=970, H=894)L = HEM 650 (a0=700, S=1050, H=962)M = HEM 700 (a0=750, S=1125, H=1031)N = HEM 800 (a0=855, S=1280, H=1176)O = HEM 900 (a0=955, S=1430, H=1315

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

  • 33

    Abaque 7 : Section Acier - Profil de base IPE. S = 1.5a0 - Nuance S460

    Abaque 8 : Section Acier - Profil de base HEA. S = 1.5a0 - Nuance S460

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    AB

    C

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    Porte (m)

    Charg

    e ul

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    /m)

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A

    B C D

    FE

    GH

    I J

    K L

    M

    N

    O

    Porte (m)

    Charg

    e ul

    time

    qu

    (kN

    /m)

    A = IPE 500 (a0=525, S=785, H=719)B = IPE 550 (a0=580, S=865, H=793)C = IPE 600 (a0=630, S=940, H=865)D = IPE 750X147(a0=790, S=1170, H=1090)

    A = HEA 260 (a0=265, S=385, H=359)B = HEA 280 (a0=285, S=425, H=385)C = HEA 300 (a0=305, S=455, H=414)D = HEA 320 (a0=325, S=485, H=442)E = HEA 340 (a0=345, S=515, H=471)F = HEA 360 (a0=370, S=550,H=502)G = HEA 400 (a0=410, S=610, H=560)H = HEA 450 (a0=460, S=680, H=633)I = HEA 500 (a0=515, S=765, H=706)J = HEA 550 (a0=565, S=845, H=776)K = HEA 600 (a0=620, S=925, H=851)L = HEA 650 (a0=670, S=1000, H=922)M = HEA 700 (a0=725, S=1085 H=995)N = HEA 800 (a0=830, S= 1240, H=1142)O = HEA 900 (a0=935, S= 1395, H=1288

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

  • 0

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A B

    C D

    EF

    GH

    IJ

    K L

    M

    N

    O

    Porte (m)

    Charg

    e ul

    time

    qu

    (kN

    /m)

    Abaque 9 : Section Acier - Profil de base HEM. S = 1.5a0 - Nuance S460

    A = HEM 260 (a0=260, S=385, H=395)B = HEM 280 (a0=280, S=420, H=422)C = HEM 300 (a0=310, S = 460, H=466)D = HEM 320 (a0=340, S=505, H=498)E = HEM 340 (a0=380, S=560, H=535)F = HEM 360 (a0=410, S=605, H=566)G = HEM 400 (a0=450, S=670, H=619)H = HEM 450 (a0=500, S=745, H=687)I = HEM 500 (a0=540, S=810, H=749)J = HEM 550 (a0=600, S=900, H=823)K = HEM 600 (a0=650, S=970, H=894)L = HEM 650 (a0=700, S=1050, H=962)M = HEM 700 (a0=750, S=1125, H=1031)N = HEM 800 (a0=855, S=1280, H=1176)O = HEM 900 (a0=955, S=1430, H=1315)

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

  • 35

    0

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A BC

    D

    E

    F

    I G

    J

    H

    K

    Porte (m)

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    0

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A B

    C D

    E F

    G

    H

    I

    JK L

    M

    N

    Porte (m)

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    Abaque 10 : Section mixte Acier-Bton - Profil de base IPE & HEA-B. S = 1.5a0 - Nuance S355.

    Abaque 11 : Section mixte Acier-Bton - Profil de base HEA & HEB. S = 1.5a0 - Nuance S355

    Epaisseur dalle = 12 cm. Bton C25/30

    Epaisseur dalle = 12 cm. Bton C25/30

    A = IPE 300-HEA 280 (a0=260, S=390, H=388)B = IPE 330-HEA 300 (a0=280, S=420, H=422)C = IPE 360-HEA 340 (a0=310, S=465, H=470)D = IPE 400-HEA 400 (a0=350, S=525, H=537)E = IPE 450-HEA 450 (a0=400, S=600, H=609)F = IPE 500-HEA 550 (a0=480, S=720, H=719)G = IPE 550-HEA 650 (a0=560, S=840, H=828)H = IPE 600-HEA 800 (a0=640, S=960, H=963)I = IPE 500-HEB 550 (a0=480, S=720, H=724)J = IPE 550-HEB 650 (a0=560, S=840, H=833)K = IPE 600-HEB 800 (a0=640, S=960, H=968)

    A = HEA 260-HEB 260 (a0=230, S=345, H=345)B = HEA 280-HEB 280 (a0=250, S=375, H=374)C = HEA 300-HEB 300 (a0=270, S=405, H=403)D = HEA 320-HEB 320 (a0=290, S=435, H=431)E = HEA 340-HEB 340 (a0=300, S=450, H=456)F = HEA 360-HEB 360 (a0=320, S= 480, H=484)G = HEA 400-HEB 400 (a0=360, S=540, H=542)H =HEA 450-HEB 450 (a0=410, S=615, H=613)I = HEA 500-HEB 500 (a0=460, S=690, H=685)J = HEA 550-HEB 550 (a0=500, S=750, H=752)K = HEA 600-HEB 600 (a0=550, S=825, H=824)L = HEA 650-HEB 650 (a0=600, S=900, H=896)M=HEA 700-HEB 700 (a0=650, S=975, H=967)N=HEA 800-HEB 800 (a0=740, S=1110, H=1106)

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    Table de performances pour planchers mixtes

  • Abaque 12 : Section mixte Acier-Bton - Profil de base IPE & HEA-B. S = 1.5a0 - Nuance S460.

    Abaque 13 : Section mixte Acier-Bton - Profil de base HEA & HEB. S = 1.5a0 - Nuance S460.

    0

    20

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    B C

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    Porte (m)

    Cha

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    kN/m

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A B

    C D

    EF

    GH

    I

    L

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    Porte (m)

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    A = IPE 300-HEA 280 (a0=260, S=390, H=388)B = IPE 330-HEA 300 (a0=280, S=420, H=422)C = IPE 360-HEA 340 (a0=310, S=465, H=470)D = IPE 400-HEA 400 (a0=350, S=525, H=537)E = IPE 450-HEA 450 (a0=400, S=600, H=609)F = IPE 500-HEA 550 (a0=480, S=720, H=719)G = IPE 550-HEA 650 (a0=560, S=840, H=828)H =IPE 600-HEA 800 (a0=640, S=960, H=963)I = IPE 500-HEB 550 (a0=480, S=720, H=724)J = IPE 550-HEB 650 (a0=560, S=840, H=833)K = IPE 600-HEB 800 (a0=640, S=960, H=968)

    A = HEA 300-HEB 300 (a0=270, S=405, H=403)B = HEA 320-HEB 320 (a0=290, S=435, H=431)C = HEA 340-HEB 340 (a0=300, S=450, H=456)D = HEA 360-HEB 360 (a0=320, S=480, H=484)E = HEA 400-HEB 400 (a0=360, S=540, H=542)F = HEA 450-HEB 450 (a0=410, S=615, H=613)G = HEA 500-HEB 500 (a0=460, S=690, H=685)H = HEA 550-HEB 550 (a0=500, S=750, H=752)I = HEA 600-HEB 600 (a0=550, S=825, H=824)J = HEA 650-HEB 650 (a0=600, S=900, H=896)K = HEA 700-HEB 700 (a0=650, S=975, H=967)L = HEA 800-HEB 800 (a0=740, S=1110, H=1106)

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

    qdim = 1,35G + 1,5Q qu

  • 37

    10. Abaques de pr-dimensionnement : exemples dapplication

    Les solives en poutrelles cellulaires ACB sont dimensionner pour un plancher mixte avec une porte de L=16m et un espacement de B=3 m. Pour des raisons architecturales, la hauteur finale du plancher est limite Ht=700 mm. Ceci permet une hauteur maximale du profil ACB de H=580mm avec une dalle de 120mm.

    Paramtres considrer :L = 16 mB = 3 mEpaisseur de la dalle gale 12 cm.Qualit du bton C25/30Bac collaborant par dfaut avec 60 mm dhauteur de nervure.

    Charges considrer :qdim = (1.35G+1.5Q)B avecG = G1+G2G1= Poids propre de la dalle et poids propre de la poutrelle ACB.Pour une dalle de 12cm dpaisseur sur bacs nervurs, le poids gdalle 2kN/m

    2

    Le poids de la poutrelle ACB a t forfaitairement fix 1kN/m gal : gACB = 0.33kN/m

    2.

    G2= Charge permanente additionnelle, admise = 0.75kN/m2

    Q = Charge dexploitation, valeur choisie pour cet exemple : 6kN/m2

    G1 = gdalle + gACB = 2.33kN/m2

    G2 = 0.75kN/m2

    Q = 6kN/m2

    qdim = 39.5kN/m

    En utilisant les abaques de pr-dimensionnement en fonction de la charge et de la porte, le profil ncessaire peut tre estim. Etant donnquune hauteur finale maximale a t impose, le premier choix dabaque se porte sur la gamme HEA&HEB avec les deux nuances dacier S355et S460.

    Voir page suivante : exemple 1.Le choix se porte sur la courbe G base HEA400/HEB400 avec a0 = 360mm et H = 542mm en qualit S355. En faisant la mme opra-tion sur le tableau avec la nuance dacier S460, il savre que le profil ncessaire est identique. Ceci est d au fait que le critre de dimension-nement pour cette configuration est la flche et que linertie ne change pas avec une nuance dacier plus leve. Si la limitation de la hauteur finale nest pas vraiment stricte, on peut considrer lutilisation de laba-que avec la configuration IPE&HEA/-B.

    Voir page suivante : exemple 2.Le profil ncessaire est alors un IPE450/HEA450 (courbe E) avec a0 = 400mm et H = 609mm. Cette solution est plus lgre que la prcdente. Le profil connu, il est recommand dintroduire les valeurs dans le logiciel de pr-dimensionnement ACB afin daffiner les rsultats et deffectuer les diffrents contrles en ELS et en ELU.

    3*3 m

    16 m

  • Exemple 1.

    Exemple 2.

    Section mixte Acier-BtonProfil de base :HEA & HEA-B,S = 1.5a0 - Nuance S355.Epaisseur dalle = 12 cm.Bton C25/30

    A = HEA 260-HEB 260 (a0=230, S=345, H=345)B = HEA 280-HEB 280 (a0=250, S=375, H=374)C = HEA 300-HEB 300 (a0=270, S=405, H=403)D = HEA 320-HEB 320 (a0=290, S=435, H=431)E = HEA 340-HEB 340 (a0=300, S=450, H=456)F = HEA 360-HEB 360 (a0=320, S= 480, H=484)G = HEA 400-HEB 400 (a0=360, S=540, H=542)H =HEA 450-HEB 450 (a0=410, S=615, H=613)I = HEA 500-HEB 500 (a0=460, S=690, H=685)J = HEA 550-HEB 550 (a0=500, S=750, H=752)K = HEA 600-HEB 600 (a0=550, S=825, H=824)L = HEA 650-HEB 650 (a0=600, S=900, H=896)M =HEA 700-HEB 700 (a0=650, S=975, H=967)N =HEA 800-HEB 800 (a0=740, S=1110, H=1106)0

    20

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    A B

    C D

    E F

    G

    H

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    N

    qdim

    = 39.5 kN/m

    L = 16 m

    Porte (m)

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    kN/m

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    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

    A BC

    D

    E

    F

    I G

    J

    H

    K

    qdim

    = 39.5 kN/m

    L = 16 m

    Porte (m)

    Cha

    rge

    ulti

    me

    q u (

    kN/m

    )

    Section mixte Acier-BtonProfil de base :IPE & HEA-B,S = 1.5a0 - Nuance S355.Epaisseur dalle = 12 cm.Bton C25/30

    A = IPE 300-HEA 280 (a0=260, S=390, H=388)B = IPE 330-HEA 300 (a0=280, S=420, H=422)C = IPE 360-HEA 340 (a0=310, S=465, H=470)D = IPE 400-HEA 400 (a0=350, S=525, H=537)E = IPE 450-HEA 450 (a0=400, S=600, H=609)F = IPE 500-HEA 550 (a0=480, S=720, H=719)G = IPE 550-HEA 650 (a0=560, S=840, H=828)H = IPE 600-HEA 800 (a0=640, S=960, H=963)I = IPE 500-HEB 550 (a0=480, S=720, H=724)J = IPE 550-HEB 650 (a0=560, S=840, H=833)K = IPE 600-HEB 800 (a0=640, S=960, H=968)

  • 39

  • Assistance technique & parachvement

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