Comment Le Coffrage Affecte La Qualité Du Béton ?
La disposition générale (GA) ou disposition structurelle est un dessin qui spécifie clairement la disposition des éléments structurels dans un bâtiment tels que les colonnes, les poutres, les panneaux des dalles de plancher, etc., sur lesquels la conception de la structure est basée. En examinant l'AG d'un bâtiment, d'autres ingénieurs peuvent identifier le modèle du bâtiment, la forme et le type des éléments structuraux, et les hypothèses possibles faites dans la conception.
Afin de mener à bien une conception, l'ingénieur concepteur doit être capable d'idéaliser adéquatement la structure afin d'obtenir le comportement théorique et pratique le plus proche de la structure sous charge. Cette interprétation est généralement faite à partir de dessins architecturaux standard et bien préparés du bâtiment proposé.
Les dessins architecturaux permettent à l'ingénieur de préparer ce que l'on appelle normalement « l'agencement général » du bâtiment, communément appelé « GA » ou « Schéma structurel ». Le GA contient également l'étiquetage des axes et des éléments, des lignes de grille uniques, des niveaux structurels du bâtiment, etc. Après avoir terminé le dessin d'agencement général, l'ingénieur effectue un dimensionnement préliminaire des éléments structurels qui peuvent être régis par l'expérience passée ou par des exigences de déviation basées sur sur le code de pratique. Après le dimensionnement, l'ingénieur est confronté au défi de charger la structure. Mais revoyons brièvement comment nous procédons à l'AG.
Idées générales sur la préparation de l'arrangement général (AG)
Il n'y a pas de règles strictes sur la façon de sélectionner la disposition générale appropriée d'une structure. À notre connaissance, une présentation adéquate du plan d'ensemble est davantage liée aux années d'expérience en conception et en construction. Cependant, soulignons quelques lignes directrices importantes qui sont très nécessaires.
(1) Respecter la disposition originale de l'architecte : Lors de la préparation d'un plan d'ensemble, essayez autant que possible de respecter la conception de l'architecte. Les dessins architecturaux remplacent les dessins structurels pour les projets de construction, par conséquent, le dessin structurel doit être conforme au dessin architectural et non l'inverse.
Par exemple, lors de l'agencement de vos colonnes, ne placez pas de colonnes là où l'architecte souhaite un espace libre/ininterrompu, peu importe à quel point le placement des colonnes affectera positivement le comportement structurel. Par implication, aucun de vos éléments structurels ne doit interrompre l'interaction des espaces. En plus de cela, vos colonnes et poutres ne doivent pas dépasser ou tomber là où l'architecte a prévu des murs simples ou des plafonds affleurants, etc. Votre disposition des éléments structurels doit être cohérente avec la forme originale du bâtiment.
(2) Sélectionnez un modèle stable :
le modèle ou la disposition générale que vous adoptez doit être statiquement stable et pleinement représentatif du comportement de la structure. Il ne devrait y avoir aucun problème de stabilité ou d'équilibre à aucun joint ou emplacement dans le bâtiment.
(3) Définir clairement le chemin de charge
Le chemin de charge est le chemin par lequel les charges du bâtiment traversent les parties connectées de la structure avant d'être transmises à la fondation. Dans un bâtiment conventionnel, le chemin de charge va normalement de la dalle de plancher aux poutres, puis aux colonnes et enfin aux fondations. Toutes les situations particulières telles que l'utilisation de colonnes de tension ou de structures de transfert doivent être soigneusement planifiées.
(4) Tenez compte de la constructibilité et des conséquences de la construction :
Le modèle structurel adopté doit être constructible. Cela commence par considérer les capacités techniques des entrepreneurs qui exécuteront la conception à partir de votre modèle. Par exemple, dans une région où les machines à cintrer les armatures et les grues ne sont pas facilement disponibles, vous ne devez pas fournir de modèles et d'agencements structurels nécessitant la fourniture de barres d'armature de 32 mm à haut rendement, ni recommander l'utilisation d'éléments préfabriqués ou précontraints. Ceci est pratique en empêchant de très grandes portées aussi pratiquement que possible.
Chaque projet de construction a un budget et vos conceptions doivent en tenir compte. Par exemple, il est tout à fait normal de limiter la taille des barres de renfort à un maximum de 16 mm pour une conception résidentielle simple en duplex, à moins que le modèle de bâtiment ne puisse s'en empêcher. Ceci peut être réalisé en modérant la portée des éléments structuraux, sachant pertinemment que la charge utile dans les bâtiments résidentiels n'est pas si lourde.
(5) Connaître les conséquences économiques et structurelles de votre montage :
Entre plus d'armatures en acier et plus de béton, laquelle est la plus économique dans la région ? Par exemple, considérons une poutre externe qui aurait dû mesurer 8 m de long sous des hypothèses simplement appuyées. S'il n'y a pas d'ouvertures au niveau des panneaux muraux sous la mi-portée de la poutre, vous pouvez confortablement y cacher une colonne intermédiaire, ayant ainsi deux portées de 4 m chacune.
La portée originale de la poutre de 8 m aurait nécessité plus de renforts en acier, des sections plus profondes ou les deux pour satisfaire aux exigences de l'état limite ultime et de service. Cependant, si vous introduisez une colonne à mi-portée, il y aura une redistribution des contraintes, avec un moment de monopolisation à mi-portée étayée, et donc, généralement moins de renforts, de section de béton et de déviation.
Cependant, vous devez noter que vous allez maintenant construire une nouvelle colonne et une nouvelle base isolée (nécessitant du béton, des armatures et des coûts d'excavation supplémentaires). Entre les deux options, laquelle vous a donné la solution la plus économique ? Le coût de construction d'une fondation dans cette zone est-il bon marché ou cher ? Y a-t-il des problèmes d'eau souterraine, etc.? Ce sont tous des facteurs d'influence et, comme souligné précédemment, les années d'expérience en conception comptent.
Étude de cas sur la préparation du dessin d'arrangement général
Dans cet article, un petit immeuble d'habitation sur un terrain de 10m x 15m a été présenté dans le but de préparer l'agencement général structurel. Les plans du rez-de-chaussée et du premier étage du bâtiment sont illustrés dans les figures ci-dessous. Du point de vue architectural, le bâtiment est un arrangement d'occupation bifamiliale, chaque famille occupant un étage. Le 1er étage du bâtiment dispose d'un balcon dans le coin cuisine, d'un coin salon en porte-à-faux et d'un petit balcon près de la cage d'escalier. En dehors de cela, l'arrangement général est à peu près le même.
Comment préparer l'agencement général d'un bâtiment
Le dessin architectural d'un bâtiment peut venir à un ingénieur en structure dans de nombreux formats tels que copie papier ou copie électronique (dessin pdf ou cad) ou les deux. S'il s'agit d'une copie électronique d'un dessin CAO, le travail est simplifié et plus précis. S'il s'agit d'une copie papier, veuillez demander une copie électronique, sinon vous aurez un travail plus long à faire.
Passons donc rapidement en revue le style de Structville pour préparer le dessin d'agencement général d'un bâtiment, lorsque le dessin est en format AUTOCAD.
(1) Il est conseillé de placer le plan du rez-de-chaussée côte à côte avec les plans d'étage des étages suivants sur la fenêtre de l'interface utilisateur graphique de votre AUTOCAD (voir la figure ci-dessous).
Notez que les dessins architecturaux sont livrés avec leurs propres lignes de grille uniques. Dans le bâtiment que nous essayons de concevoir ici, certains détails (comme les lignes de grille) ont été supprimés du dessin architectural dans le but de clarifier des détails très nécessaires comme les lignes de cote. Après avoir placé les plans d'étage côte à côte sur la fenêtre, vous pouvez commencer à remarquer immédiatement quelques choses différentes sur les plans d'étage. Pour faciliter la mise en place de la construction, il est important que les dessins architecturaux et structurels aient des étiquettes de quadrillage cohérentes.
(2) Copiez les plans d'étage à un autre emplacement sur la fenêtre (en laissant toujours ceux que vous avez placés côte à côte pour une référence rapide).
(3) Copiez le plan du premier étage et collez-le sur le plan du rez-de-chaussée, afin que les dimensions et les axes correspondent parfaitement. Tout comme je l'ai laissé entendre plus tôt, les lignes de la grille sont uniques. La ligne de quadrillage (axe) A-A au rez-de-chaussée représente toujours l'axe A-A au 4e étage, qu'ils contiennent ou non les mêmes éléments.
ASTUCE : vous devez choisir un coin proéminent du bâtiment comme point de collecte pour votre opération de copier-coller (c'est pour que votre axe corresponde plus correctement). Pour plus de clarté, vous pouvez modifier la couleur ou l'épaisseur (ou les deux) des éléments du rez-de-chaussée et des éléments et du quadrillage du premier étage, afin que vous puissiez correctement distinguer les deux, mais ne dérangez pas les calques de dessin sur votre AUTOCAD au cours de ce processus.
(4) Après avoir superposé le premier étage au rez-de-chaussée, vous devriez voir l'interaction entre les deux étages. Tous les axes avec des éléments coïncidents doivent être visibles, et tous les axes avec des membres qui ne sont pas coïncidents doivent également devenir visibles.
CONSEIL : Les dessins architecturaux peuvent être obscurcis par de nombreux détails qui ne sont pas importants pour un ingénieur en structure. Pour vous aider à y voir plus clair et à prendre vos décisions plus rapidement, vous pouvez désactiver les couches de détails non pertinents tels que les meubles, les sanitaires, etc., selon le cas. Chaque fois que vous êtes confus, regardez les sections du bâtiment pour plus d'informations, et lorsque les détails fournis ne sont toujours pas clairs, vous pouvez contacter l'architecte pour plus de précisions. À ce stade, vous pouvez également voir le contour des parpaings au premier étage, ce qui peut être plus critique pour la disposition générale de la dalle du premier étage. Il vous guidera correctement sur la sélection de l'axe de la poutre de plancher. Les ingénieurs préfèrent généralement que leurs principaux blocs de construction reposent directement sur des poutres, à moins qu'ils ne puissent s'en empêcher. Cela permet d'éviter que les principales charges de murs en blocs ne reposent directement sur les panneaux de dalle (notez que cela peut être conçu pour) D'autre part, l'axe parpaing du rez-de-chaussée vous aidera dans la conception de l'implantation des fondations, notamment pour les bandes. Ne travaillez pas seul au rez-de-chaussée sans regarder le premier étage - la dernière chose que vous voudriez qu'il se passe est de placer une colonne quelque part au rez-de-chaussée et de la voir impuissante sortir du hall du premier étage (à moins que le colonne se terminera au premier étage). Faites donc soigneusement vos sélections en fonction d'axes correspondants et d'une uniformité équitable. Et comme indiqué précédemment, votre arrangement doit être cohérent avec ce que l'architecte a en tête. Donc, cela ressemble beaucoup à de l'art, et vous devez utiliser votre ingéniosité ici.
"MON SUPERVISEUR DURANT MA FORMATION INDUSTRIELLE M'A DIT UNE FOIS QUE LA PRÉPARATION DE L'AMÉNAGEMENT STRUCTUREL EST LE TRAVAIL MAJEUR À FAIRE EN CONCEPTION STRUCTUREL. CINQ INGÉNIEURS PEUVENT PRÉPARER L'ARRANGEMENT GÉNÉRAL D'UN BÂTIMENT À L'AIDE D'UN MÊME DESSIN, ET PROPOSER CINQ AMÉNAGEMENTS DIFFÉRENTS QUI SONT PLAUSIBLES . MAIS LORS D'UNE ÉVALUATION CRITIQUE, CERTAINES SOLUTIONS PEUVENT ÊTRE MEILLEURES QUE D'AUTRES."
(5) Après avoir étudié les deux étages, la prochaine chose à faire est de créer une boîte rectangulaire ou carrée (disons 230 x 230 mm) sur AUTOCAD et de la hachurer avec n'importe quel motif qui vous plaît (j'utilise normalement SOLID). Cela représente vos colonnes sur le plan d'étage. Maintenant, copiez soigneusement cet élément et commencez à le coller aux emplacements où vous avez décidé de placer vos colonnes (cela se produit généralement aux intersections entre les axes). Personnellement, je commence normalement par les angles du bâtiment car le plus souvent, les colonnes doivent être là quelle que soit la disposition. Après cela, vous pouvez vous déplacer vers les intérieurs et placer vos colonnes comme vous le souhaitez.
(6) Une fois que vous êtes satisfait de ce que vous avez fait, vérifiez soigneusement l'interaction de l'arrangement et assurez-vous qu'il est raisonnable. À ce stade, vous pouvez commencer à voir comment vos poutres de plancher se connecteront. Les zones, où les faisceaux primaires et secondaires vont interagir, vont maintenant devenir visibles, et c'est une autre étape de la réflexion critique pour voir s'il existe de meilleures solutions et alternatives. Une fois que vous avez connecté vos poutres de plancher de manière appropriée, le travail de dessin de la disposition générale est essentiellement effectué. Vous pouvez maintenant l'affiner et ajouter d'autres détails pertinents.
Exemple de processus de réflexion dans la création d'un arrangement général
Pour clarifier certains points, examinons une partie du plan que nous considérons dans ce texte (voir la figure ci-dessous).
Nous souhaitons placer des colonnes le long de la grille A. Un peu de considération montrera que nous pouvons placer des colonnes aux points A1, A3 et A5. En outre, nous pouvons également placer des colonnes aux points A1, A2, A4 et A5. Sans lire plus loin, réfléchissez à cet arrangement et voyez l'alternative que vous préférerez.
Si je devais choisir de placer une colonne aux points A1, A3 et A5 (en négligeant A2 et A4), voici quelques-unes des implications ;
(1) J'aurai une portée plus grande pour A:1-3 et A:3-5. Mais notez que les portées sont considérablement modérées pour une telle structure RC dans notre étude de cas.
(2) J'aurai une poutre de plancher longeant la ligne de grille 3 (la poutre devra probablement descendre jusqu'à la ligne de grille B ou C avant de rencontrer un autre support.
(3) J'aurai peut-être besoin d'avoir des poutres secondaires le long des lignes de quadrillage 2 et 4 pour supporter la charge du mur au-dessus.
(4) Si j'ignore l'utilisation de poutres secondaires le long des quadrillages 2 et 4, les dalles de plancher de la chambre et de la cuisine seront soumises à une charge de mur de bloc des murs sur les axes 2 et 4 qui doit être conçue pour. Si je dois choisir la deuxième alternative (placer des colonnes aux points A1, A2, A4 et A5);
Si je dois choisir la deuxième alternative (placer des colonnes aux points A1, A2, A4 et A5);
(1) J'aurai des travées plus courtes et bien sûr il y aura trois travées au lieu de deux. Le moment de flexion sur Span A:2 4 sera probablement accaparant en raison de sa courte portée par rapport aux autres.
(2) J'aurai un mur le long de l'axe 3, mais par proximité et compte tenu de l'implication du partage de charge, cela ne sera pas critique et n'affectera pas mes conceptions comme l'alternative précédente.
(3) Ma poutre de plancher à l'axe 2 s'arrêtera à l'axe B, et ma poutre de plancher à l'axe 4 s'arrêtera au mur près de l'axe B. Je n'aurai donc pas à gérer un arrangement complexe. - Compte tenu de toutes ces conséquences, j'ai préféré la seconde alternative. J'ai l'impression que cela donne plus de robustesse au bâtiment.
Cependant, si le bâtiment doit être situé dans une zone où le sol est si mauvais que la construction de fondations coûtera très cher, nous pouvons nous contenter de l'alternative 1 car nous voulons le moins de points de fondation possible. Le GA I final adopté pour l'ensemble du modèle est présenté dans la figure ci-dessous.
Cependant, si le dessin se présente sous la forme d'un travail sur papier, alors rien ne change dans l'approche. Placez les plans d'étage côte à côte et prenez manuellement vos décisions comme indiqué ci-dessus, avant de vous lancer dans la rédaction.