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1 1 Stabilité Introduction Introduction à la construction la construction mixte dans les bâtiments mixte dans les bâtiments Dr. Dr. Ir Ir. . Ph Ph. . Boeraeve Boeraeve 2 Généralités Complémentarité acier / béton Efficacit Efficacité : : Acier Acier résistant sistant en traction / en traction / béton ton en en compression compression Le Le béton ton peut peut réduire duire le danger de le danger de voilement voilement Le Le béton ton peut peut assurer assurer une une protection protection contre contre corrosion et corrosion et feu feu Acier Acier apporte apporte ductilit ductilité 3 Généralités Comportement Comparez Comparez : : σ et I et I 4 Généralités Comportement Non Non mixte mixte Mixte Mixte 5 Généralités Comportement Connecteurs rigides Aucun connecteur Non Non mixte mixte Mixte Mixte Connecteurs souples Aucune interaction Aucune interaction Interaction compl Interaction complète te Interaction partielle Interaction partielle 6 Généralités Comparaison Non Non mixte mixte Mixte Mixte Poutre mixte Section métallique IPE 400 IPE 550 HE 360 B Hauteur [mm] 560 710 520 Charge 100% 100% 100% Poids d'acier 100% 159% 214% Hauteur totale 100% 127% 93% Rigidité 100% 72% 46% Poutre métallique sans connexion au cisaillement h h h

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1

Stabilité

Introduction Introduction àà la construction la construction mixte dans les bâtimentsmixte dans les bâtiments

Dr. Dr. IrIr. . PhPh. . BoeraeveBoeraeve

2

Généralités

Complémentarité acier / béton

EfficacitEfficacitéé : : AcierAcier rréésistantsistant en traction / en traction / bbéétonton en en compressioncompression

Le Le bbéétonton peutpeut rrééduireduire le danger de le danger de voilementvoilement

Le Le bbéétonton peutpeut assurerassurer uneune protection protection contrecontre corrosion et corrosion et feufeuAcierAcier apporteapporte ductilitductilitéé

3

Généralités

Comportement

ComparezComparez : : σσ et Iet I

4

Généralités

Comportement

Non Non mixtemixte MixteMixte

5

Généralités

Comportement

Connecteurs rigidesAucun connecteur

Non Non mixtemixte MixteMixte

Connecteurs souples

Aucune interactionAucune interaction Interaction complInteraction complèèteteInteraction partielleInteraction partielle

6

Généralités

Comparaison Non Non mixtemixteMixteMixte

Poutre mixte

Section métallique IPE 400 IPE 550 HE 360 B

Hauteur [mm] 560 710 520

Charge 100% 100% 100%

Poids d'acier 100% 159% 214%

Hauteur totale 100% 127% 93%

Rigidité 100% 72% 46%

Poutre métallique sans connexion au cisaillement

h h h

2

7

Généralités

Comparaison BBéétonton armarmééMixteMixte

Dimensions [cm] 70 / 70 80 / 120

Dimensions [cm] 160 / 40 160 / 120

Poutre

Poteau

8Clou HILTI X-DSH32 P10

Types de connexion

9

Types de connexion

GoujonsGoujons

10

Méthodes de construction

Béton armé

++ libertlibertéé de style et de style et formeforme

++ facilitfacilitéé exexéécutioncution

++ resistance resistance thermiquethermique

-- coffragecoffrage et et durcissementdurcissement lentslents

-- mauvaismauvais en tractionen traction

++ grand rapport grand rapport capacitcapacitééportanteportante sursur poidspoids

++ prprééfabricationfabrication

++ grandegrande prpréécisioncision

-- mauvaisemauvaise rréésistance au sistance au feufeu

-- MO MO qualifiqualifiééee

Construction métallique

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Eléments de construction

poteau mixte plancher=poutre+dalle

poutre mixte

dalle mixte

12

Eléments de construction

Dalles en béton armé

3

13

Eléments de construction

Dalles mixtes (tôle profilée + béton)

Liaison par frottement

14

Eléments de construction

Dalles mixtes (tôle profilée + béton)

Liaison mécanique

15

Eléments de construction

Dalles mixtes (tôle profilée + béton)

Ancrage d'extrémité

16

Eléments de construction

Poutres mixtes

Slim floor

17

Eléments de construction

Colonnes mixtes

18

Eléments de construction

Colonnes mixtes

Poteau tubulaire avec clous tirés au pistolet comme connecteur de cisaillement et armatures sur chantier (Citibank Duisburg, Allemagne)

4

19

Exemples de construction mixte

Millenium tower (Vienne)

33,05 m

Cœur en béton

Poutre mixtes avec planchers slim-floor

Dalle de béton

42,3 m

Structure mixte

20

Exemples de construction mixte

Millenium tower(Vienne)

Temps total de construction : 8 Temps total de construction : 8 moismoisvitessevitesse max. 2 max. 2 àà 2.5 2.5 éétagestages par par semainesemaine!!

21

Exemples de construction mixte

Millenium tower (Vienne)

33,05 m

Cœur en béton

Poutre mixtes avec planchers slim-floor

Dalle de béton

42,3 m

Structure mixte

6026

0 200

22

Exemples de construction mixte

Usine pour l’industrie automobile

23

Erection de Erection de colonnescolonnesmixtesmixtes sursur deuxdeux éétagestages

MiseMise en place de en place de dallesdalles bbéétontonprprééfabriqufabriquééeses

Exemples de construction mixte

Parking deck Parking deck ““DEZDEZ”” (Innsbruck (Innsbruck -- AutricheAutriche))

24

Raisons d’utiliser des structures mixtes

AspectsAspectsarchitecturalarchitectural

5

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Raisons d’utiliser des structures mixtes

Aspect architectural:Aspect architectural:

Plus Plus longueslongues portportééeses

DallesDalles mixtesmixtes plus mincesplus minces

ColonnesColonnes mixtesmixtes plus plus éélanclancééeses

Plus de Plus de possibilitpossibilitééss dansdans la conceptionla conception

26

Raisons d’utiliser des structures mixtes

AspectsAspectsarchitecturalarchitectural

ééconomiqueconomique

27

Raisons d’utiliser des structures mixtes

Aspect Aspect ééconomiqueconomique ::

Hauteur Hauteur ééconomiesconomies sursur hauteur hauteur totaletotale

PortPortééeses avec avec mêmemême hauteur hauteur moinsmoins de de colonnescolonnesTemps de construction plus courtTemps de construction plus court

ÉÉconomiesconomies en personnel, en personnel, matmatéérielriel

CoCoûûtt de de financementfinancementRentabilitRentabilitéé

28

Raisons d’utiliser des structures mixtes

AspectsAspectsarchitecturalarchitectural

ééconomiqueconomique

fonctionnelfonctionnel

29

Raisons d’utiliser des structures mixtes

Aspect Aspect fonctionnelfonctionnel ::

Protection Protection incendieincendieselonselon principeprincipe B.A. B.A.

30

Raisons d’utiliser des structures mixtes

AspectsAspectsarchitecturalarchitectural

ééconomiqueconomique

fonctionnelfonctionnel

ééquipementsquipements and and FlexibilitFlexibilitéé

6

31

Raisons d’utiliser des structures mixtes

Aspect Aspect ééquipementsquipements et et flexibilitflexibilitéé ::

Structures Structures adaptablesadaptables

Modification pendant la vie Modification pendant la vie dudu bâtimentbâtimentModification des Modification des ééquipementsquipements sans sans perturberperturbertoustous les occupantsles occupantsPlacement des Placement des ééquipementsquipements

dansdans les fauxles faux--plafondsplafondsentreentre les les semellessemelles de la de la poutrepoutre mixtemixte

32

Raisons d’utiliser des structures mixtes

AspectsAspectsarchitecturalarchitectural

ééconomiqueconomique

fonctionnelfonctionnel

ééquipementsquipements and and FlexibilitFlexibilitéé

montagemontage

33

Raisons d’utiliser des structures mixtes

Aspect montage :Aspect montage :

TôleTôle profilprofilééee = plate= plate--formeforme de travail de travail

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Raisons d’utiliser des structures mixtes

Aspect montage :Aspect montage :

TôleTôle profilprofilééee = = coffragecoffrage permanent permanent

TôleTôle profilprofilééee = armature= armature

VitesseVitesse et et simplicitsimplicitéé de construction : de construction : •• 1500 m1500 m²² de de plancherplancher par camionpar camion•• 400 m400 m²² de de plancherplancher placplacééss par jour pour 4 par jour pour 4

hommeshommes

ProduitsProduits àà qualitqualitéé contrôlcontrôlééee

N p

cf

35

Construction mixte dans les bâtiments

Convaincu?

Alors, allons-y, construisons en mixte!

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Application

Fig. 2: Façade B

Plancher 2ème étage (poutre isostatique)

Plancher 1er étage (poutre continue)

12m 12m

X: colonne

Vue en plan (1er étage)

Poutre continue àcalculer

Poutre de renvoi

4m4m

12m

12mDalle mixte continue àcalculer

5m

5m

5m4m 4m