DESIGN OF PRECAST CONCRETE BUILDING STRUCTURES

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CONCEPTION DE CONSTRUCTIONS PREFABRIQUEES EN BETON
Leçon 1 Considérations générales
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Avantages de la préfabrication

• Produits fabriqués en usine
• Utilisation optimale des matières premières
• Délai de construction fortement réduit
• Construction possible en période hivernale
• Qualité élevée

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Produits fabriqués en usine

• Industrialisation de la construction

? Procédé de construction rationnel et
efficace ? Béton précontraint ? Ouvriers
qualifiés ?Travail en série ? Automatisation, etc
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Utilisation optimale des matières premières

• Béton à haute résistance
• ? Utilisé couramment dans la préfabrication
• ? Résistance sur cylindre de 100 N/mm²
• Evolution de la résistance du béton
  depuis 1950
• Capacité portante des colonnes en fonction de la
  résistance du béton

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Utilisation optimale des matières premières

• Béton autoplaçant
• ? Pas de bruit durant bétonnage et compactage
• ? Moins de pression sur le coffrage
• ? Bétonnage rapide
• ? Moins de bulles dair
• ? Résistance du béton
• normale ou élevée
• Colonne en béton précontraint
• Fabrication courante dans diverses
  usines
• Pieux de fondation

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Béton autoplaçant

• Produits et réalisations
• Poutres cintrées pour une salle
  de sport
• Colonnes pour un bâtiment
• de bureaux

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Utilisation optimale des matières premières

• Emploi rationnel de matières premières
• Consommation de matières premières pour dalles
  alvéolées, comparée avec celle dune dalle pleine
  coulée en place

Poids propre
Granulats et acier
Dalles alvéolées
Poids propre
Granulats et acier
Ciment
Ciment
Eau
Eau
Economie totale en matières premières
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Délai de construction réduit

• ? Rentabilité rapide du capital investi
• ? Les décisions sont reportées jusquau dernier
  moment
• ? La fabrication est indépendante des
  intempéries
• Montage de dalles alvéolées
• en plein hiver
• Construction
  dun hall de hockey sur glace pour
  40.000 spectateurs en 6 mois en Finlande

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Qualité élevée

• Principes de base
• ? Autocontrôle sous supervision dune tierce
  partie
• ? Produits bien étudiés, systèmes et services
• ? ISO - 9000 label de qualité
• Essais fréquents sur
• matériaux et produits
• Exemple dun produit de haute qualité
• en béton architectonique

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Possibilités de la préfabrication

• Architecture souple
• Performance structurelle
• Flexibilité à lusage
• Résistance élevée au feu
• Méthode de construction écologique

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Architecture

• ? La préfabrication se prête bien aux
• projets darchitecture moderne
• Bâtiments de bureaux
• Bâtiments dappartements

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Performance structurelle

• ? Grandes portées
• ? Colonnes élancées
• ? Sections de béton réduites
• ? Grands espaces intérieurs ouverts
• Parking avec maille de 9,60 x 16
  m
• Colonnes rondes élancées et
• épaisseur de plancher réduite

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Adaptabilité

• ? Possibilité dadapter les bâtiments aux
  nouveaux besoins des utilisateurs
• Surtout pour bureaux, mais dans
  lavenir également pour des
  maisons, appartements, etc.
• Grand espace ouvert sans
• limitations toutes subdivisions
• possibles

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Construction écologique

• Grâce à la préfabrication
• ? Moins de matières premières
• ? Moins dénergie
• ? Recyclage des déchets de production
• Possibilité dutiliser des banques de
• données pour l analyse du cycle de vie
• Granulats
  recyclés
• Concassage de béton durci dans une usine de
  préfabrication

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Principes de base pour le projet

• Respectez la philosophie de conception spécifique
  à la préfabrication en béton
• ? Systèmes de stabilité appropriés
• ? Grandes portées
• ? Intégrité structurelle

Action diaphragme du plancher
Noyau de stabilité et murs transversaux
Liaisons simples
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Principes de base pour le projet

• Utilisez des solutions standardisées
• ? Systèmes de préfabrication spécifiques
• Produits standardisés
• Liaisons standards
• Consignes dusine pour les détails

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Solutions standards

• Possibilités
• ? Programmes de calcul
• ? Résistance du béton
• ? Armatures
• ? Liaisons
• ? Pièces auxiliaires
• ? Procédures de travail etc.

Armature standardisée
Liaisons et détails standardisés
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Principes de base pour le projet

• Les détails doivent être simples
• Les consoles en couronne
• sont plus difficiles à fabriquer
• Des formes complexes ne sont pas
• nécessaires pour une bonne liaison

Neoprène
Colonne avec détail trop complexe
Risque de mauvaise exécution et fragilité
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Les détails doivent être simples

• Conception de larmature
• ?Limitez le nombre de diamètres de barres dans un
  projet
• ?Utilisez autant que possible des treillis
• ? Respectez les rayons de courbure
• ?Evitez la surcharge de détails
• Des liaisons complexes se justifient uniquement
  en cas de risques
• sismiques

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Principes de base pour le projet

• Ne prévoyez pas absolument tous les détails en
  préfabrication
• Il est souvent préférable de couler
  en place les petits morceaux étant donné la
  difficulté de fabrication et de manipulation
  de petits éléments

A bétonner avec les joints ou la dalle de
compression
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Principes de base pour le projet

• Tenez compte des tolérances dimensionnelles
• ? Des tolérances peuvent être absorbées dans les
  assemblages
• ? Les matériaux de support sont nécessaires dans
  la plupart des cas
• ? Tenez compte des contreflèches et des écarts
  entre contreflèches
• ? Des mouvement dus au retrait, fluage,
  déformations thermiques, etc. doivent être
  possibles

Lajustage dune liaison doit être possible en 3
dimensions
Des matériaux dappui sont toujours nécessaires
pour localiser les réactions dappui et
uniformiser les contraintes
Plancher avec contreflèche en 2 dimensions
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Industrialisation

• Opportunités
• ? Production sur longs bancs
• ? Béton précontraint
• ? Standardisation
• ? Automatisation
• ? Qualité dexécution
• ? Eviter des modifications de dernière minute

Production sur bancs de précontrainte
Finition semi-automatique
Polissage au robot
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Modulation

• Des projets modulés sont fortement conseillés
• ? Facteur économique important
• ? Module de base 3M (300 mm)
• ? Les colonnes sont implantées sur laxe
  modulaire
• ? La longueur des planchers est en principe libre
• ? Les noyaux sont de préférence implantés avec
  les faces extérieures sur les axes modulaires
• ? La modulation nest pas obligatoire mais
  influence le coût de fabrication
• Solutions pour Exemple dun
  plancher avec
• les angles implantation
  non-modulée

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Standardisation

• Eléments préfabriqués standardisés
• Colonnes Poutres de toiture Poutres de
  plancher Planchers
• Dalles alvéolées sur
• le terrain de stockage

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Equipement technique

• Produits à techniques intégrées
• ? Incorporation de conduites et boites
  électriques, rainures, etc.
• ? Descentes deau dans les colonnes
• ? Couche détanchéité placée en usine
• ? etc.
• Elément de toiture avec étanchéité
  placée en usine
• Tuyau de descente deau dans une colonne

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Equipement technique

• Techniques intégrées
• Echange de chaleur par circulation de
• lair de ventilation dans un labyrinthe
• formé dans les alvéoles du plancher
• Installation de tuyaux et conduites
  électriques dans les alvéoles du plancher