Slim floor - ArcelorMittal Sections

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    05-Jan-2017

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  • ArcelorMittal Europe - Long ProductsSections and Merchant Bars

    Slim Floor Un concept innovant de planchers-dalles

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    Rsistant au feu IntgrFlexible

  • Sommaire

    1. Priorit lexpression architecturale 3

    2. Les dix avantages du Slim Floor 5

    3. Poutrelles dissymtriques : une solution intelligente 9

    4. Mise en uvre 13

    5. Avantages techniques 15

    6. Slim Floor : une solution pour le dveloppement durable 19

    7. Abaques de prdimensionnement 23

    Assistance technique & parachvement 32

    Vos partenaires 33

    1

  • 3

    1. PRIORITE A LEXPRESSION ARCHITECTURALE

  • LIFB associe au Cofradal 200: La solution idale

    1. Priorit lexpression architecturale

    Dvelopp et propos par le groupe ArcelorMittal, le systme des planchers minces Slim Floor est une solution innovante, rapide et conomique, associant des dalles en bton prfabriqu des poutres intgres en acier.

    Ce concept repose sur des poutrelles particulires possdant une aile infrieure plus large que laile suprieure. Cette configuration permet daccueillir les dalles de plancher directement sur la semelle infrieure de la poutre, les deux composants constituant alors le plancher.

    Imagine pour supprimer les retombes de poutres au niveau des dalles de plafond, cette association fiable et conomique de composants prfabriqus offre aux architectes de nouvelles possibilits dexpression et une assurance de rentabilit pour des portes jusqu environ 8 mtres pour les btiments.

    Les hauteurs de dalle rduites et lavantage dune certaine rsistance au feu intgre garantissent une libert de cration maximale.

    Une bonne alternative la dalle en bton est lutilisation dun plancher sur bac acier Cofradal 200.

    1.1.1

    1.1.1 Poutre IFB sintgrant parfaitement au plancher en bton1.1.2 Poutrelle IFB et systme de plancher Cofradal1.1.3 Parking construit en IFB (Nantes, France)

    1.1.3

    1.1.2

    Porte COFRADAL200 Porte COFRADAL200

  • 5

    2. LES DIX AVANTAGES DU SLIM FLOOR

    M

    iche

    l Den

    anc

  • 2. Les dix avantages du Slim Floor

    2.1.1 Epaisseur de plancher rduit (Clinique dEich, Luxembourg)2.1.2 Intgration sous dalle des quipements techniques (Espace Ptrusse, Luxembourg)2.1.3 Montage simple de composants prfabriqus2.1.4 Coupe dun plancher Cofradal 2002.1.5 Champs dapplication du systme IFB

    Mis en oeuvre avec succs depuis vingt ans dans les pays scandinaves, le procd Slim Floor optimise le volume utile du btiment et offre de nombreux avantages.

    1. Rduction des paisseurs de plancher

    Ce concept procure une paisseur totale rduite du plancher allant de 25 40 centimtres pour la structure.

    Selon les contraintes du projet, cela autorise une plus grande hauteur sous plafond, lajout dtages supplmentaires ou une rduction de la hauteur totale du btiment notamment pour des motifs lis lurbanisme (par exemple classement IGH). Cette flexibilit altimtrique autorise une certaine souplesse dans la conception de la faade et du toit et permet de faire des conomies.

    2. Ralisation de planchers dpaisseurs variables

    Dans le cas de 2 portes trs diffrentes de part et dautre dune poutre, on rencontre des diffrences dpaisseurs de plancher atteignant parfois plus de 10 centimtres.

    Dans une telle situation, la poutre Slim Floor offre une solution pratique et lgante pour grer linterface entre les 2 planchers.

    3. Intgration sous dalle des quipements techniques

    Labsence de retombe de poutre facilite la disposition des quipements techniques sous dalle (climatisation, canalisations, rseaux lectriques et informatiques,) et simplifie la pose de faux plafonds.

    Les sous-faces des dalles prfabriques peuvent galement rester apparentes au plafond, moyennant certaines prcautions de prfabrication et lors des manutentions.

    4. Libration des plateaux

    Les caractristiques structurelles des composants - jusqu 8 mtres de porte pour les poutres en acier et jusqu 10 12 mtres pour les dalles permettent la cration de plateaux ouverts avec peu de poteaux intermdiaires. Les espaces peuvent tre amnags en fonction des besoins esthtiques et fonctionnels voluant dans le temps.

    5. Cration de circulations verticales

    Des ouvertures peuvent tre prvues ds le dpart dans les planchers prfabriqus en fonction des possibilits offertes par les fabricants de dalles.

    Dans une dalle coule, en place, les rservations au coulage ou des perages ultrieurs peuvent tre raliss.

    6. Rsistance au feu intgre

    Lintgration des mes et des semelles suprieures des poutres dans lpaisseur des dalles bton assure une protection de la structure satisfaisant le plus souvent aux exigences rglementaires, sans avoir ncessairement besoin de recourir une protection (voir chapitre 5).

    2.1.1

    2.1.2

  • Porte du bton [m]

    Porte de lacier [m]

    2.1.4

    2. Les dix avantages du Slim Floor

    7

    7. Prix comptitifs

    La quantit dacier au mtre carr de plancher est relativement peu leve (en gnral de 15 25 kg/m2 pour des trames de poutres de 5 7,50 mtres). Les dalles prfabriques sont, quant elles, disponibles sur lensemble du march des prix comptitifs. Cette association induit des prix de revient trs comptitifs dans la gamme de porte couverte par le systme.

    8. Montage ais

    Le montage de composants prfabriqus, simple et rapide est peu dpendant des conditions atmosphriques. Il facilite le respect des dlais de chantier et la rduction des cots de mise en uvre.

    9. Construction cologique

    La structure mtallique est recyclable 100 % et limite le nombre de transports et les nuisances du chantier.

    10. Allgement des structures

    La structure mtallique est constitue dlments toujours plus lgers que les lments dune structure en bton.

    Dans le cas de lutilisation dun plancher de type Cofradal 200 le poids propre de plancher est ramen 200 kg/m2.

    2.1.5

    12

    10

    8

    6

    4

    22 4 6 8 10 12

    2.1.3

    Portes standard

    Combinaison de portes adapter

    Limite en dformation et en frquence

    Limites usuelles de portedes dalles prfabriques

  • 9

    3. POUTRELLES DISSYMETRIQUES : UNE SOLUTION INTELLIGENTE 3.1 Diffrents modles de poutres Slim-Floor 103.2 Assemblage poteaux-poutres 123.3 Assemblage poutres-dalles 12

  • 3. Poutrelles dissymtriques : une solution intelligente

    Il existe des poutres IFB (Integrated Floor Beam) et SFB (Slim Floor Beam) qui sont reconstitues partir de profils lamins chaud et dune tle soude. Elles prsentent une semelle infrieure (large de 28 51 centimtres) qui sert dassise aux dalles de plancher.

    Ces poutres sont proposes avec des portes de 5 8 mtres pour des hauteurs effectives de 14 30 centimtres.

    Elles peuvent tre contreflches pour compenser la charge permanente. Elles sont ventuellement conues en poutres mixtes par soudage des goujons sur laile suprieure. Cette solution fait participer le bton additionnel coul sur les dalles et accrot la rigidit et la robustesse du systme.

    Pour une trame rectangulaire, laxe des poutres concide gnralement avec la plus petite porte.

    Les poutres de rive peuvent tre partiellement ou totalement intgres au plancher (schma 3.1.2). Cela ncessite de prvoir quelques tirants dancrage et de placer quelques tais temporaires pendant le montage pour viter la torsion. Elles peuvent aussi plus conomiquement tre des poutres classiques en retombe sous la dalle (schma 3.1.3).

    3.1 Diffrents modles de poutres Slim-Floor

    3.1.1 Coupe dune poutrelle IFB3.1.2 Poutre de rive intgre3.1.3 Poutre de rive formant retombe 3.1.4 IFB contreflche et poutre de rampe, Parking de Nantes (France)3.1.5 IFB type A et B et SFB3.1.6 Associ une tle, le profil permet de fabriquer 2x IFB type A ou 2x IFB type B ou 1x SFB

    3.1.1

    3.1.4

    3.1.33.1.2

    bton de remplissage chape flottante/bton coul sur place

    poutre de rive IFB

    tirant dancrage

    dalle alvole

    bton arm coul sur place

    cordon dancrage

    ferraillage de liaison goujon

    retombe de poutre

    dalle alvole

  • 11

    IFB TYPE B:

    Un HE recoup et une semelle suprieure soude. Elles conviennent pour des petites portes car la hauteur maximale des mes, obtenue en recoupant en deux un HP ou HD 400, est de 200 millimtres.

    SFB:

    Une semelle infrieure soude sous un HE ou un IPE. Le cot de fabrication dune SFB est plus faible que le cot de fabrication dune IFB. Cette solution convient pour de petits projets standards avec une disponibilit immdiate des lments.

    On distingue trois types de poutrelles dissymtriques (cf. croquis ci-contre) :

    IFB TYPE A:

    Une semelle infrieure soude sur un demi HE ou IPE. Exemple : le t suprieur peut tre constitu dun IPE 500 ou 600 coup en deux, soit 250 ou 300 millimtres de hauteur de poutre. La cte bp doit tre au moins gale b+200 millimtres pour assurer de part et dautre du t un appui minimum pour les dalles de 70 millimtres. En fait, la largeur dappui doit tre tablie en conformit avec les prescriptions particulires relatives aux dalles de plancher.

    3.1.6

    3.1.5IFB type A

    heff = h/2

    b

    bp

    tp

    tfr

    z2

    z

    y

    1

    t

    3.1.5IFB type B

    tf

    tpz2

    z1h/2

    bp

    b

    r

    heffy

    t

    3.1.5SFB

    tw

    b

    heff

    bp

    tf

    pt

    rz

    z

    y

    2

    1

    IFB type A

    2x 2x

    SFB

    IFB type B

  • 3.2.1 Connexion poteau-poutre3.3.1 Plancher avant btonnage, Parking de Nantes (France)3.3.2 Section dun plancher-dalle sur IFB type A

    3.2 Assemblage poteaux-poutres

    3.3 Assemblage poutres-dalles

    Les poutres sont assembles sur des poteaux acier en H de manire classique, soit par platines dextrmit, soit par cornires boulonnes sur lme, soit encore par appui direct sur le poteau comme sur un voile.

    Des systmes permettant un positionnement rapide des poutres peuvent galement tre utiliss. Grce des dcoupes dans les platines, les poutres sont directement dposes sur des tiges filetes traversant les poteaux.

    Les dalles sont poses sur les talons de poutres et lensemble est solidaris par un bton de clavetage.

    Pour augmenter la robustesse du plancher, les dalles en vis--vis doivent tre relies entre elles par des armatures de liaison qui traversent ou chevauchent les poutres dans le sens de porte des dalles. Les armatures sont ancres entre deux lments dans les joints du plancher ou dans des alvoles ouvertes.

    Une chape de bton dune paisseur minimum de 5 centimtres sur lensemble est recommande pour augmenter la rigidit et la robustesse du systme. Elle est ncessaire pour le transfert des efforts horizontaux par effet de diaphragme et pour amliorer la rsistance au feu du plancher.

    Les dalles sont proposes avec des portes de 6 12 mtres. Une combinaison idale des portes vise obtenir des hauteurs de dalles et de poutres relativement voisines.

    Des dalles prfabriques en bac acier type Cofradal 200 peuvent galement tre utilises.

    3.3.1

    3.3.2

    Chape

    Ferraillage de liaison des dalles

    Bton de clavetage Dalle prfabriques

    Tle

    3.2.1

  • 4. MISE EN UVRE

    M

    iche

    l Den

    anc

    13

  • 4. Mise en uvre

    Le montage des planchers seffectue tage par tage, pour une manipulation aise des dalles et pour faciliter le coulage du bton de clavage et des chapes.

    Les poteaux, souvent continus sur deux trois tages, sont aligns laide de contreventements dfinitifs ou provisoires durant la phase de construction. Ceux-ci sont, le plus souvent, boulonns sur les poteaux.

    Les poutres en acier sont montes et fixes sur les poteaux et reoivent les dalles. Les poutres de rives et celles qui sont soumises des contraintes de chargement dissymtrique sont pralablement tayes pour les prmunir contre les effets de torsion. Aprs clavetage du plancher et prise du bton, les tais sont retirs.

    4.1.1 Etaiement temporaire 4.1.2 Sous-face dun plancher fini

    4.1.1 4.1.2

    Le plus souvent les structures de base sont simples, isostatiques et contreventes par des croix de Saint-Andr ou par des noyaux en bton arm (cages descalier,).

    Pour augmenter la robustesse du systme, il est recommand de relier entre elles les files de poutres par des lments susceptibles de rsister en traction des effets accidentels (chocs, etc., voir EN 1991-1-7).

    Cette liaison peut tre assure par des armatures ou des pices mtalliques de faible hauteur (H ou T) noyes dans lpaisseur du plancher. Cette dernire solution prsente lavantage dassurer une liaison efficace durant le montage et de rduire le nombre de contreventements provisoires.

  • 5. AVANTAGES TECHNIQUES 5.1 Protection incendie 165.2 Protection contre la corrosion 165.3 Isolation thermique et acoustique 175.4 Joints de dilatation du plancher 175.5 Entraxes de poutres 17

    15

  • 5.1 Protection incendie

    La rsistance au feu des poutres est relativement facile assurer car seule laile infrieure est directement expose au feu. Une rsistance de 60 minutes peut tre atteinte sans aucune protection de cette aile, en ajoutant ventuellement des armatures dans les chambres des poutres. Au-del de 60 minutes, on protge laile infrieure par panneaux, flocage ou peinture intumescente.

    En fait la rsistance densemble de ce systme est gouverne par la rsistance au

    feu des dalles (livrables jusqu R120) et par leur capacit sadapter la dformation des poutres. La rsistance globale est augmente par lintgration darmatures longitudinales soutenues sur des goujons dans les chambres des poutres, par des armatures de liaison entre les dalles et par la prsence dune chape arme sur les dalles.

    Le Cofradal 200 assure des R et REI jusqu 120 minutes.

    En gnral, laile infrieure des poutres est protge par un grenaillage SA 2,5 et lapplication dune peinture classique.

    Il nest pas ncessaire de traiter les surfaces noyes dans le bton.

    Dune manire gnrale, il nest pas ncessaire de traiter les surfaces dacier si elles sont places lintrieur des btiments.

    5.1.1

    5.2 Protection contre la corrosion

    5.2.1

    Coupe A-A

    Armature de liaison au choix

    Chape de compression

    Bton de clavetage

    GoujonDalle prfabrique

    Ronds HA = renforts feux (uniquement en section courante)

    Cofradal 200

  • CHAPE DE COMPRESSION

    DALLE MINCE DALLE EPAISSE

    CORNIRE DE RIVE

    SUPPORT PR-BTONN BTON DE CLAVETAGE

    haut

    eur v

    aria

    ble,

    <

    15cm

    20

    25c

    m

    17

    5.1.1 Protection incendie intgre5.2.1 Assemblage de poutrelles IFB sur poteau5.3.1 Plancher Cofradal 2005.5.1 Compensation des diffrences altimtriques

    5.3 Isolation thermique et acoustique

    5.4 Joints de dilatation du plancher

    5.5 Entraxes de poutres

    Grce au volume dair quelles contiennent, les dalles alvolaires offrent une meilleure isolation thermique que les dalles en bton arm de mme paisseur. Linfluence des poutres est ngligeable. Leur intgration ne modifie pas sensiblement les caractristiques thermiques et acoustiques des dalles alvolaires.

    Le systme de plancher lger Cofradal 200 rpond aux normes en vigueur sans couche isolante complmentaire.

    Joint de dilatation (parallle la poutre talon):

    Celui-ci sera ralis par ddoublement de

    la poutrelle porteuse en 2 poutres de rive, symtriques lune par rapport lautre.

    Sil y a lieu, le joint de la chape de compression sera ralis classiquement avec des joints souples placs suivant les rgles habituelles pour les planchers bton.

    Joint de dilatation parallle aux lments de plancher (perpendiculaires la poutre talon):

    Un joint ncessaire pour le seul bton peut tre ralis entre deux dalles alvolaires. Deux bandes noyes coules en place encadrent gnralement le joint.

    On privilgie un entraxe rgulier des poutres talon pour raliser des poutres symtriques non soumises...

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