BÂTIMENTS À ÉTAGES - NOTIONS SOMMAIRES

<= Notes sur les pratiques techniques

Définition: armature composée de planchers superposés, de poteaux et contreventements horizontaux et verticaux transmettant les efforts aux fondations. les contreventements horizontaux sont le plus souvent constitués par les dalles de plancher.

ossature à étages

Types de systèmes articulés courants:

systèmes à étages

ossature articulée: tous les assemblages entre éléments porteurs sont considérés comme des articulations:

Avantages:

nœuds de conception simples et d’exécution rapide
montage rapide de l’ossature
réglage facile non sensible aux tolérances de fabrication
poteaux essentiellement comprimés

Poteaux continus et sommiers isostatiques:

Sommiers continus et poteaux interrompus à chaque étage:

inconvénients:

sommiers en poutres simples de grandes dimensions
transferts d’efforts verticaux des poteaux interrompus à travers les sommiers, ce qui n’est plus possible à partir d’un certain nombre d’étages

Noyau central: pour des raisons d’aménagement de surfaces utiles, on dispose au centre du bâtiment les locaux de service qui ne nécessitent pas d’éclairage naturel (archives, sanitaires, etc.), ainsi que les circulations de personnes (ascenseurs, escaliers) et les conduites de fluides ou d’énergie. Le noyau central constitue une structure verticale très rigide en béton armé, conçue comme une console encastrée dans les fondations ou l’infrastructure et destinée à reprendre les charges horizontales, la structure métallique ne devant reprendre que les charges verticales, étant constituée d’articulations.

On peut aussi concevoir des noyaux en acier, poutre treillis ou cadres rigides à étages multiples. Ils sont moins rigides que les précédents, mais suppriment les inconvénients crées par le vieillissement différentiel de l’acier et du béton. La conception de noyaux mixtes se rencontre parfois.

noyau central

nota: on peut réduire le déplacement horizontal des immeubles de grandes hauteur en reliant les poteaux extérieurs à une structure rigide en tête du noyau appelée chapeau.

Ossatures à cadres rigides: ces structures permettent de par leur rigidité d’éviter des contreventements gênants. Comme ils sont relativement coûteux, on conçoit d’habitude des systèmes combinés. Types:

cadres rigides dans un plan
cadres rigides dans deux plans
si de plus les solives sont rigidement liées aux sommiers, de façon à former des cadres dans le plan horizontal, on a affaire à une ossature auto stable de type cadre spatial avec nœuds rigides, et ne nécessitant pas de contreventements.

Disposition des éléments porteurs verticaux: ils ont pour fonction de transférer les charges aux fondations ; leur espacement détermine la portée des poutres et des dalles, qui peuvent par ailleurs comporter des portes à faux.

Ils peuvent être:

comprimés, en cas d’ossatures articulée
comprimés et fléchis, en cas de structures en cadres
tendus, en cas de planchers suspendus

Le noyau central, ou un mur de refend en béton, peuvent aussi constituer des éléments porteurs verticaux.

Dans un souci d’aménagement d’espace, on est souvent amené à disposer les éléments porteurs verticaux différemment, suivant que l’on traite du sous-sol, de rez-de-chaussée, ou des étages.

Contreventements: on doit tenir compte que les forces horizontales deviennent prépondérantes par rapport aux charges verticales.

les contreventements verticaux ont pour buts de transférer aux fondations les forces horizontales ; ils sont le plus souvent triangulés, on trouve parfois des parois rigides en béton armé
les contreventements horizontaux ont pour but de rigidifier les surfaces horizontales (toitures, planchers) qui doivent transmettre les forces dues au vent agissant sur les façades aux points fixes verticaux. Ils sont constitués le plus souvent par les dalles de plancher ou de toitures, considérées comme suffisamment rigides.

Nota: dans les bâtiments à étages, des contreventements provisoires sont souvent nécessaires au montage.