6  Ancrage des armatures sur des éléments porteurs sans ou à faible retombée ou sur des consoles courtes dans l'épaisseur du plancher

Les éléments porteurs sans ou à faible retombée sont des éléments tels que des poutres noyées ou des poutres extradossées.

NOTE

Les dispositions qui suivent exigent une attention toute particulière de la part du bureau d'études chargé du calcul des supports entraînant une conception et des dispositions d'armatures particulières et de la part de l'entreprise chargée de l'exécution. Cet article n'a pas la prétention de traiter de façon exhaustive les problèmes relatifs à ces types de structures. Il appartient au bureau d'études de l'entreprise de gros oeuvre d'analyser l'ensemble des conséquences liées à de telles dispositions.

L'ensemble des conceptions d'appui particulières traitées dans le présent article ne s'applique pas dans les cas suivants :

  • aux éléments supportant des revêtements fragiles, sauf justifications particulières ;

  • lorsque la rigidité des ouvrages adjacents (voiles, poutres, etc.) ne peut pas être appréciée avec une précision suffisante pour maîtriser la répartition des moments.

Un élément de béton armé coulé en place entre les dalles alvéolées et l'élément porteur ne doit pas être considéré comme la continuation des dalles alvéolées. Il doit être conçu en console courte suivant les dispositions de 6.2.2.

Figure 22  Ancrage des armatures sur des éléments porteurs sans ou à faible retombée

6.1  Dispositions communes aux divers types d'appuis

Les armatures sortant en attente aux extrémités des dalles alvéolées sont situées au-dessus d'une armature longitudinale de l'élément porteur, de diamètre minimal 12 mm. La longueur à considérer pour l'ancrage des armatures est mesurée à partir du nu extérieur de cette armature jusqu'à l'extrémité des armatures dépassantes (longueur x sur les figures 23 et 24).

Les considérations d'enrobage des armatures peuvent conduire dans certains cas à ménager une légère retombée en sous-face du plancher. Une distance minimale de 50 mm entre la sous-face de l'élément porteur et les armatures sortant en attente des dalles est nécessaire. En outre, les armatures transversales de l'élément porteur doivent être conçues de telle sorte que :

  • chaque armature ou groupe d'armatures de précontrainte à ancrer soit affectée à une armature transversale ;

  • la distance de chaque armature de précontrainte à l'axe de l'armature transversale qui lui est affectée n'excède pas 75 mm ;

  • les brins proches de l'about de la dalle soient dimensionnés pour assurer le relevage de la charge en partie haute de l'élément porteur.

NOTE

Les efforts résultant de ce fonctionnement viennent se cumuler avec ceux issus du rôle d'armatures de cisaillement d'effort tranchant et de torsion ou de flexion qu'assurent également ces armatures.

L'effort ancré est calculé selon le paragraphe 8.10.2.3 de la norme NF EN 1992-1-1 avec son annexe nationale française (NF EN 1992-1-1/NA).

Pour les dalles alvéolées dont les alvéoles ne sont pas rebouchées à la fabrication, les bouchons des alvéoles des dalles appuyées sur de tels supports sont reculés de quelques centimètres afin de permettre la pénétration du béton à l'intérieur des alvéoles.

Figure 23  Dispositions d'appui avec poutre noyée

Figure 24  Dispositions d'appui en consoles courtes

6.2  Dispositions particulières aux divers types d'appuis

6.2.1  Cas de poutre porteuse sans ou à faible retombée

Les points de moment nul des dalles alvéolées doivent être situés obligatoirement dans ces dalles ou, au plus loin, à leurs extrémités pour s'affranchir des risques de rupture par flexion-glissement.

Quelle que soit la position des points de moment nul, respectant la condition précédente, le plancher à dalles alvéolées est calculé en isostatique pour une portée égale à la longueur des dalles alvéolées.

Pour assurer la position des points de moment nul selon l'objectif énoncé ci-avant, la rotation par torsion de la poutre porteuse doit être limitée. De plus, comme la rigidité de torsion d'une poutre en béton est très affectée par sa fissuration, l'ensemble des conditions qui suivent donne une solution permettant d'atteindre l'objectif.

  1. pour limiter la fissuration, les poutres porteuses sont armées longitudinalement et transversalement conformément au paragraphe 6.3 de la norme NF EN 1992-1-1 avec son annexe nationale française (NF EN 1992-1-1/NA) en doublant la valeur du coefficient partiel de sécurité γs sur les armatures ;

  2. on limite la rotation θ possible des poutres porteuses comme indiqué ci-après, la rotation étant calculée par intégration :

avec T = V b/2, V étant l'effort tranchant calculé à l'état limite de service, T le moment de torsion par unité de longueur de la poutre porteuse et b la largeur de la poutre.

Dans le cas de charges uniformément réparties, la rotation maximale vaut

et se trouve à mi-portée de la poutre, où l représente la portée de la poutre porteuse, G le module de cisaillement de la poutre et J le moment d'inertie de torsion calculée sur la section pleine non fissurée.

À la rotation θ précédente, il convient d'ajouter la rotation éventuelle des appuis des poutres porteuses. On limite θ par :

avec :

  • fa la flèche active des dalles alvéolées, en considérant pour origine l'instant où est réalisée la liaison poutre-dalle alvéolée ;

  • la portée utile des dalles alvéolées, égale à leur longueur ;

  • φ la rotation du plancher sur appui ;

  • 1,25 un coefficient de sécurité destiné à sous-évaluer la valeur calculée de φ par rapport au φ réel du plancher.

Les conditions a) et b) du paragraphe 6.2.1 sont satisfaites dans les deux cas suivants :

  • si la poutre porteuse porte deux travées sensiblement équilibrées ;

  • pour les chevêtres et les linteaux d'élancement au plus égal à 10 et de portée au plus égale à 2,50 m, à condition que la structure porteuse de ces chevêtres ou linteaux soit suffisamment rigide pour en assurer l'encastrement à la torsion.

NOTE

On rappelle que pour déterminer le ferraillage des poutres porteuses, la charge est supposée appliquée à l'about des dalles alvéolées. Ce principe conduit à développer dans ces poutres porteuses des moments de torsion qui nécessitent des dispositions de ferraillage adéquates. Ainsi, la section d'armatures transversales mises en oeuvre dans l'élément support est égale à la somme des sections ci-dessous :

  • section d'armature nécessaire vis-à-vis des cisaillements d'effort tranchant ;

  • section d'armature nécessaire vis-à-vis des cisaillements de torsion ;

  • section d'armature nécessaire pour assurer la suspension des charges amenées par la dalle (seul le brin proche de l'about de la dalle est efficace dans ce fonctionnement).

6.2.2  Cas de console courte dans l'épaisseur du plancher

Compte tenu des incertitudes liées à ce mode constructif, il est nécessaire de majorer les quantités d'armature issues du calcul afin de garantir le respect des dispositions évoquées au paragraphe 6.1, notamment en ce qui concerne la proximité des armatures longitudinales à ancrer et des armatures transversales.

Le calcul de la dalle est basé sur une portée mesurée depuis l'about.

Le dimensionnement de la console courte ainsi que celui de l'élément résistant qui la supporte est effectué en considérant que la charge amenée par les dalles est transmise à la console à l'extrémité de celles-ci.

La section totale d'armatures transversales mises en oeuvre dans la console courte est égale à la somme à la section d'armature nécessaire au fonctionnement en console à laquelle est ajoutée la section d'armature nécessaire pour assurer la suspension des charges amenées par les dalles.

La rigidité de l'élément résistant support de la console doit être suffisante pour garantir que le point de moment nul est situé dans les dalles alvéolées. Lorsque le support présente une grande rigidité, cette condition est automatiquement vérifiée.

Lorsque le support ne présente pas une rigidité importante, le plancher comporte obligatoirement des armatures en partie supérieure. On tient alors compte du fonctionnement réel de la structure pour vérifier que le point de moment nul est situé au moins au-delà de l'extrémité de la console.

NOTE

Cette vérification peut être menée par analogie avec celle développée au paragraphe 6.2.1 en substituant à la rotation de torsion de la poutre porteuse la rotation résultant de la flexibilité du support.

Figure 25  Rigidité du support : exemples du voile

Les dépassements d'armatures prévus à l'article 6.1 sont augmentés de 50 mm et sont tels que x (figures 23 et 24) est toujours supérieur à 150 mm :

Des armatures sont disposées dans les joints entre dalles alvéolées et dans des alvéoles ouvertes (avec un entraxe moyen de 0,60 m). Positionnées en partie inférieure, elles sont ancrées de part et d'autre du plan passant par l'about de la dalle et sont susceptibles d'équilibrer un effort égal à 30 % de l'effort tranchant. Il est également nécessaire de prévoir des armatures en partie supérieure pour équilibrer un moment égal à 0,15 fois le moment maximal en travée.

6.3  Cas de repos effectif insuffisant

Lorsqu'il est constaté sur le chantier que les prescriptions d'appui définies sur les plans de préconisation de pose ne sont pas respectées, le bureau d'études du fournisseur de dalles alvéolées doit définir les dispositions particulières à adopter.

Dans le cas d'un repos d'appui insuffisant, la vérification de l'ancrage peut encore être effectuée conformément aux paragraphes 4.1.1 et 4.2 du présent document.

Dans le cas de repos d'appui inexistant, les prescriptions particulières de mise en oeuvre données au paragraphe 6.4 de la norme NF DTU 23.2 P1-1 doivent être appliquées. La capacité d'ancrage peut être vérifiée à condition que l'about de la dalle ne se trouve pas éloigné de l'appui de plus de 50 mm et que la pénétration de l'armature dépassante sur l'appui soit au moins égale à 50 mm (longueur à considérer pour le calcul). Lorsque cette vérification n'est pas satisfaite, il est possible d'augmenter la capacité d'ancrage de la dalle alvéolée en mettant en place des suspentes relevant la totalité de l'effort tranchant sur les appuis. Ces suspentes doivent entourer les armatures sortant en attente de la dalle alvéolée, le plus près possible de l'about de cette dernière, leurs branches horizontales venant enserrer les barres supérieures de l'élément porteur (par exemple l'armature longitudinale du chaînage).

6.3.1  Cas d'un appui libre

La longueur a de l'armature sortant en attente de la dalle alvéolée par rapport au brin de suspension doit être suffisante pour assurer l'ancrage des 3/4 de la réaction d'appui.

En outre, une armature dimensionnée pour une force égale à 3/4 de Ru ancrée sur appui et au-delà du brin de suspension est scellée dans l'alvéole qui a été ouverte en partie supérieure sur la longueur de scellement.

Cette armature doit pouvoir être disposée dans la moitié inférieure de la hauteur, faute de quoi cette disposition n'est plus acceptable (soit d'< h/2 de la figure 26).

Figure 26  Exemple de disposition sur appui libre

6.3.2  Cas d'un appui de continuité

La longueur a doit être suffisante pour que la moitié de la réaction d'appui soit ancrée. Les armatures longitudinales complémentaires scellées dans l'alvéole doivent être prévues dès que la réduction M/0,9d devient inférieure à 3/4 de Ru.

Les armatures de suspension peuvent être remplacées par des cadres entourant les chapeaux.

Figure 27  Exemple de disposition sur appui de continuité

6.4  Torons détoronnés

La valeur de la contrainte d'adhérence issue des calculs indiqués au paragraphe 8.10.2.3 de la norme NF EN 1992-1-1 avec son annexe nationale française (NF EN 1992-1-1/NA) est majorée de 50 % pour tenir compte du fait que les armatures ont été épanouies.