Savoir-faire

Le monde fascinant des piliers

En ce qui concerne notre savoir-faire, vous trouverez ici tout ce que vous souhaitez savoir sur nos piliers. Vous pourrez y lire les normes auxquelles nous nous référons et les bases de calcul selon lesquelles nous travaillons. Mais, bien évidemment, vous découvrirez aussi comment nous calculons la statique et la résistance au feu. Pas à pas, nous vous guidons de la conception et de la préparation de votre élément jusqu’à sa finition.

 

  • Spécification

    Modélisation

    L’objectif de la modélisation est de transférer les charges et les capacités portantes réelles d’un élément de construction sur un système statique simplifié, accessible et facilement compréhensible. Afin de représenter le comportement d’un pilier, il est possible de construire un modèle d’ossature avec différents degrés de précision. En réalité, la déformation d’un pilier résulte du rapport de rigidité et du détail de raccordement entre le cas 2 et 4.

    La création d’un modèle exact est un processus complexe durant lequel il est nécessaire de prendre en compte plusieurs facteurs (la rigidité du pilier, la rigidité du plafond, les propriétés du sol, etc.). Chez SACAC, nous utilisons un modèle conservateur très fortement simplifié que l’on appelle système d’appuis pendulaires. Il est calculé à l’aide d’un coefficient de longueur de flambement de 1 (cas de flambement 2). Le calcul est effectué à l’aide de la version la plus actuelle du programme PYRUS de l’entreprise CUBUS AG. Cela fait déjà longtemps que le programme a fait ses preuves et il permet un calcul conservateur, économique et rapide.

    Calcul des charges

    Les coefficients partiels de sécurité sur le côté récepteur d’effets pour la mise en évidence de la sécurité structurale comportent :

    • charges statiques γG = 1,35
    • charges variables γQ = 1,50
    • impact γacc = 1,00

    La calcul des charges d’un pilier peut également se faire à l’aide de la formule :

    Nd = Gk x 1,35 + Qk x 1,50

    Excentricités

    La norme SIA 262 relève plusieurs excentricités (excentricités de charge) pour le calcul des piliers. Les excentricités de charge augmentent la sollicitation exercée sur les piliers et sont donc un point déterminant pour le calcul.

    • e0 ... excentricité de charge résultant d’imprécisions de construction
    • e1 ... excentricité de charge résultant de moments
    • e2 ... excentricité de charge résultant de la théorie 2. Ordre

    e0 et e2 sont automatiquement mesurées par SACAC selon la norme SIA 262 et fixées pour le calcul.

    e1 est une excentricité additionnelle qui résulte des moments de tête ou de pied.

    Moments de tête ou de pied

    Des portées ou des rigidités inégales ainsi que différentes positions de charge peuvent déclencher des rotations de plafond, qui ont un effet statique défavorable sur les piliers.

    Pour cette raison, les piliers doivent être en mesure d’absorber dans de nombreux cas des moments de tête en kNm (kilonewton-mètre) comme influences en plus des efforts normaux Nd en kN (kilonewton). Ceux-ci peuvent être spécifiés comme excentricités vis-à-vis des efforts normaux, par ex. ex1 et ey1 ou comme moments Mdx et Mdy en kNm. Les moments de tête se calculent à partir des excentricités : Mdx = Nd x ey ou Mdy = Nd x ex.

    Impact

    Selon la norme SIA 261, il existe de nombreux cas d’impact. En ce qui concerne les piliers dans la construction de bâtiments, les cas suivants sont les plus importants :

    • le cas F est conçu pour les véhicules jusqu’à 3,5 t, force d’impact de 60 kN, hauteur d’impact de 600 mm (sur un sol fini)
    • le cas G est conçu pour les véhicules de plus de 3,5 t, force d’impact de 180 kN, hauteur d’impact de 1 200 mm (sur un sol fini)

    Pour les piliers Parcova, SACAC prend habituellement en compte le « petit » cas d’impact F pour le calcul.

    L’ingénieur de projet peut définir des cas d’impact indépendants pour d’autres véhicules ou d’autres géométries de véhicule. Par ex. impact de chariot élévateur.

    La force d’impact est toujours placée du côté sûr dans l’axe plus faible d’une coupe transversale.

     

     

    Facteurs de sécurité du côté matériel

    Les coefficients de résistance pour les matériaux de construction utilisés, selon la norme SIA 262, sont :

    • coefficient de l’acier à béton γS = 1,15
    • coefficient du béton γC = 1,50
    • coefficient de l’acier de construction γS = 1,05

     

  • Définir la coupe transversale

    Après que

    et que le calcul des charges aient été définis, vous sélectionnez la forme et la coupe transversale adaptée dans notre gamme. Comme aide dans la phase de pré-dimensionnement, nous vous recommandons notre abaque pratique.

    Notre gramme

    En savoir plus sur notre abaque

     

  • Calcul statique SACAC

    Après avoir soumis l’ensemble des informations nécessaires à SACAC, le plus souvent par le biais d’une demande de devis, nous aborderons le calcul de statique. Par la suite, nous vous expliquons de quelle manière nous procédons et sur quelle base nous effectuons notre calcul. Quoi qu’il en soit, vous pouvez créer votre demande de devis en toute facilité à l’aide de notre générateur de pilier.

    Béton

    Béton standard SACAC : C75/90 fcd = fck / 1,5 = 36,8 N/mm2 (voir SIA262:2013 4.2.1.2)

    Barre d’armature

    Acier à béton

    • B500B fsk = 500 N/mm2 entre autres pour les étriers et spirales
    • B500C fsk = 500 N/mm2
    • B700B fsk = 700 N/mm2

    Acier de construction

    • S 235 fyk = 235 N/mm2
    • S 355 fyk = 355 N/mm2

    Détermination des valeurs de calcul (valeurs de conception) de la contrainte limite d’écoulement

    fsd = fsk / γs = 500 / 1,15 = 435 N/mm2

    fsd = fsk / γs = 700 / 1,15 = 606 N/mm2

    fyd = fyk / γs = 355 / 1,05 = 338 N/mm2

    fyd = fyk / γs = 235 / 1,05 = 223 N/mm2

    E-Module : 205 kN/mm2

    Armature longitudinale

    Compte tenu de la coupe transversale souhaitée par l’architecte, SACAC calcule pour vous l’armature longitudinale statiquement nécessaire selon la norme SIA 262.

    Tandis que le béton absorbe la majeure partie de la pression, l’armature garantit la fonction statique à partir du moment où la force de traction est absorbée dans les coupes transversales.

    Grâce à un couple de forces dans la coupe transversale (pression = béton, traction = acier), les moments sont transmis et le pilier reste stable.

    Règles de construction :

    La distance libre entre les barres d’armatures et les éléments tendeurs qui leur sont parallèles doit être plus importante que la granulométrie maximale de l’agrégat et le diamètre des barreaux adjacents. Elle doit être d’au moins 20 mm.

    Armature transversale

    L’armature transversale a pour fonction d’empêcher le fléchissement local de l’armature longitudinale sous la pression.

    L’armature transversale enveloppe l’armature longitudinale.

    Distance des étriers

    La distance des étriers doit être identique ou inférieure :

    • au plus petit côté (ou au diamètre) du pilier
    • 15 x le diamètre de l’armature longitudinale
    • 300 mm.

    La distance des étriers est arrondie au centimètre inférieur.

    Le diamètre des étriers

    Selon la norme SIA 262 5.5.4.9, le diamètre des étriers doit être supérieur à ølongitude/3.

    Si cela n’est absolument pas possible pour des raisons de construction ou de réalisation technique, la surface nécessaire pour une armature transversale est calculée selon la règle ci-dessus avant d’être convertie sur la base d’un étrier plus fin avec une séparation plus étroite.

    Zone d’introduction de charge

    Nos piliers sont considérés comme étant

    articulés à la base et en tête. Le mortier sans retrait à sa base et le béton du plafond coulé par la suite ont pour but de redistribuer de manière continue les tensions sur la surface des piliers, de telle sorte qu’il n’y ait pas de charge ponctuelle du béton des piliers ni, de fait, aucun effort de traction menant à la fissure sur le pilier. La transition normale de la charge par les plaques de tête et de base n’est, en conséquence, pas une condition pour ces zones d’application de force.

    Une zone d’introduction de charge avec le nombre d’étriers doublé sera seulement réalisée dans les conditions suivantes :

    • modification de la coupe transversale (voir la norme SIA 262 §5.5.4.9)
    • joint bout à bout (voir la norme SIA 262 §5.5.4.9)
    • teneur de l’armature > 8 %
    • diamètre de l’armature > 34 mm
    • hauteur du point d’impact jusqu’à la base du pilier en cas de piliers avec impact > 60 kN

    Dans la zone d’introduction de charge la distance des étriers est toujours deux fois plus petite que dans la zone centrale.

    Les zones d’application de force se trouvent à la tête et au pied d’un pilier.

    Longueur de la zone d’introduction de charge :

    • 1,20 x D en cas de piliers ronds
    • 1,20 x a en cas de piliers carrés et rectangulaires (a = côté le plus long)
    • 1,20 x Ac/ly en cas de piliers Parcova, ly étant le côté le plus court
    • hauteur du point d’impact jusqu’au pied du pilier en cas de piliers avec impact > 60 kN

     

     

    Enrobage

    L’enrobage en béton garantit une protection durable contre la corrosion (classe d’exposition) et une isolation contre d’éventuelles hautes températures (incendie)

    En règle générale, un enrobage cnom de 20 mm est prévu pour les piliers.

    Les exigences en terme de classes d’exposition des piliers de parking sont, selon la norme SIA

    • (« Élément de construction dans le domaine du brouillard de vaporisation des surfaces de circulation »).

    De cela ressort un cmin pour les bétons normaux de 25 mm.

    Pour le béton hautes performances (C75/90) utilisé par SACAC, avec sa haute densité, une faible perméabilité et une absorption d’eau inférieure à 4,0 %, il est possible de retrancher 10 mm conformément aux normes SIA262 propres aux éléments de constructions, permettant ainsi un cmin de 15 mm.

    Selon la norme SN EN 13369, un Δcdev de + 5 mm doit être pris en compte.

    Cela conduit à un cnom = cmin + Δcdev = 15 mm + 5 mm = 20 mm.

    Tant qu’aucune autre exigence n’est imposée, comme la classe d’exposition mentionnée ci-dessus, un enrobage de 20 mm est de fait suffisant pour les piliers.

    Dans certains cas, une plus haute classe d’exposition, ainsi que par conséquent un enrobage plus important, sont nécessaires. Par ex. :

    • les piliers pour les piscines
    • les piliers pour les bassins d’eau
    • les piliers en environnements agressifs comme les fosses sceptiques ou les fosses à lisier

    Protection contre les incendies

    Pour les classes de protection contre les incendies à partir de R90, un enrobage de 30 mm est nécessaire, selon la norme SIA 262 tableau 16.

    En respectant les conditions aux limites sur la base du calcul avec la méthode A étendue de la norme EN 1992-1-2 (2004) ainsi que selon l’annexe nationale s’y référant (SN EN 1992‐1‐2 CH NA:2014), un pilier R90 peut également être construit avec un enrobage de 20 mm.

  • Résistance au feu

    Selon la norme SIA 262 Art. 4.3.10.5.1 tableau 15, les valeurs suivantes s’appliquent pour la résistance au feu des piliers :

    Classe de résistance au feu R30 R60 R90 R120 R180
    Enrobage minimum des armatures (mm)  20 20 30 30 40
    Dimension minimum de l'élément de construction (mm)  150 200 240 280 360
    Utilisation Maison
    individuelle
    Habitation
    standard
    Par. ex.
    Hôpital
    Construction
    spéciales
    Construction
    spéciales

    Ces dimensions minimales sont habituellement respectées. Lors de cas particuliers, ces mesures peuvent être inférieures après consultation avec l’ingénieur du projet, en respectant les conditions aux limites sur la base du calcul avec la méthode A étendue de la norme EN 1992-1-2 (2004) ainsi que selon l’annexe nationale s’y référant (SN EN 1992‐1‐2 CH NA:2014).

    En savoir plus sur la protection contre les incendies

     

  • Définir les détails de base

    Sols

    Épaisseur du mortier sans retrait

    Le produit recommandé par SACAC est SIKAGROUT 314, avec une épaisseur de couche de 20 mm. Selon l’épaisseur de la couche, des mortiers différents doivent être utilisés.

    ATTENTION : maniabilité jusqu’à min. 5 °C !!! En hiver, des mesures particulières doivent être prises.

    Calcul de compression

    Afin de pouvoir effectuer les contrôles de compression au pied selon la norme SIA 262, nous avons besoin des indications suivantes de la part de l’ingénieur de projet :

    • Solidité du sol ou approfondissement (propagation 2:1)
    • Classe de béton du sol
    • Cas intérieur, bordure ou angle
    • Est-ce qu’un pilier/pieu/voile se trouve en dessous ?

    Paramètre de la statique au sol

    Calcul de compression

    Formule fondamentale :

    = Nd / A

    La compression présente (Sd) ne doit pas surpasser la résistance à la compression du béton.

    Calcul de la résistance à la compression

    Classe du béton

    C25/30

    C30/37

    C75/90

    fcd (N/mm2)

    16,5

    20

    39

    Pourquoi SACAC contrôle la compression ?

    En raison de la très haute résistance à la compression, les piliers préfabriqués peuvent absorber de grandes forces avec de petites coupes transversales. Étant donné que le béton attenant ne peut pas faire preuve d’une grande résistance, une grande force exercée au travers d’une petite surface de transmission des charges peut être problématique.

    La résistance à la compression du béton du sol ou du plafond peut être augmentée sur la base de

    •   selon la norme SIA 262.

    Avec ces facteurs, une propagation de la force et un état de tension en 3 dimensions doivent être pris en compte.

    Quand est-ce que des détails de base particuliers sont nécessaires ?

    Si la résistance à la compression du béton est toujours inférieure à la compression présente même après l’augmentation avec Kc.

    • Plaque : la contrainte diminue car la surface de transmission des charges est plus grande.
    • Force transmise par des fers en attente : la contrainte diminue grâce à la de la force réduite.

    L’ensemble des détails de SACAC sont une combinaison de ces deux bases de solution.

    Goujon à la base

    Le goujon sert d’aide au montage.

    En règle générale, un goujon d 20 est ajusté de manière centrale. Dans le cas où une plaque d’acier est présente, celle-ci est soudée dans la finition. Au cas où les détails de base FD (sans plaque d’acier) sont utilisés, le goujon est plus long et bétonné dans le pilier.

    Plaques de base

    Plaques de base de fermeture

    En cas d’une teneur de l’armature supérieure à 8 %, « des mesures spéciales doivent être appliquées en termes de construction et de réalisation technique » selon la norme SIA 262 5.5.4.5. Cela prend la forme de plaques d’acier dit de fermeture.

    De plus, une plaque de fermeture peut être nécessaire par le calcul statique, dans le programme FEM, démontre que les tensions locales sont trop grandes. Également en cas de doublage ou triplage des étriers, la longueur d’ancrage augmente et des plaques doivent être posées.

    Plaques de base plus grandes que la section du pilier

    Si la surface des piliers ne suffit pas reprendre la compression ou que la plaque de fond présente un problème de poinçonnement, les dimentions des plaques seront ajustées.

    À l’aide de ces plaques de répartition en acier, la surface des piliers ou la surface circulaire critique sur la le sol est augmentées pour une répartition correcte de la charge.

  • Définir les détails de tête

    Plafond

    Calcul de compression

    Afin de pouvoir effectuer les contrôles de compression à la tête selon la norme SIA 262, nous avons besoin des indications suivantes de la part de l’ingénieur de projet :

    • Solidité du sol
    • Sorte de béton des plafonds
    • Cas intérieur, bordure ou angle
    • Est-ce qu’un pilier/voile/sommier se trouve au-dessus ?
    • Est-ce qu’un champignon en béton est souhaité ?
    • Est-ce qu’un champignon en acier est nécessaire ? (contrainte de poinçonnement)

    Profondeur d’encastrement

    Afin de simplifier les travaux de coffrage du plafond et d’obtenir un détail esthétique parfait, le pilier doit être encastré de 1 ou 2 cm dans le plafond. Cela sera défini dans le projet avec l’ingénieur de projet.

    Plaques supérieures

    Plaques supérieures planes

    En cas d’une teneur de l’armature supérieure à 8 %, « des mesures spéciales doivent être appliquées en termes de construction et de réalisation technique » selon la norme SIA 262 5.5.4.5. Cela prend la forme de plaques d’acier planes.

    De plus, une plaque plane peut être nécessaire car la statique, dans le programme FEM, montre que les tensions locales sont trop grandes. Également en cas de deuxième ou troisième étrier, la longueur d’ancrage augmente et des plaques doivent être installées.

    Plaques supérieures présentes

    Si la surface des piliers ne suffit pas pour supporter les contrôles de compression ou que le panneau de plafond présente un problème de poinçonnage, les plaques supérieures présentes seront ajustées.

    À l’aide de ces plaques d’acier, la surface des piliers ou la coupe circulaire critique sur le panneau de plafond sont artificiellement augmentées.

     

    Fers en attente

    Les fers des armatures du pilier, qui sont intégrés aux plafonds les recouvrant ou aux murs de béton coulés sur place, peuvent supporter des charges verticales et donc réduire les compressions. Les barres d’acier étant nervurées, elles s’adaptent parfaitement à un alliage d’acier et de béton. Selon la norme SIA 262, la longueur d’ancrage est de 50 x D pour C20/25 et C25/30, et 40 x D pour C30/37 jusqu’à C50/60. Au cas où cette longueur n’est pas réalisable, le ratio de longueur peut être calculé.

    Si la teneur de l’armature des piliers > 8 %, il est nécessaire que l’armature longitudinale soit ancrée dans le plafond.

    Transmission de force

    Un acheminement de charge est prévu pour les détails de tête KBA, KBBA, KVBA, KBAS et KKBA. Cela signifie que la charge provenant des étages est acheminée au travers du plafond en béton au moyen de profilés en acier. Le dimensionnement des parties en acier se fait en prenant en considération l’utilisation maximale de la résistance à la compression du plafond en béton coulé sur place dans ce domaine, selon les normes SIA 262 et SIA 263.

    Champignons en béton

    SACAC possède divers coffrages (acier) pour la fabrication de structures champignons sur les piliers (corniches). Ceux-ci s’adaptent à certains dimensionnements de piliers et sont enregistrés dans le générateur de pilier.

    Sélectionnez simplement la coupe transversale souhaitée et le détail de tête KK et vous aurez un aperçu des différents champignons standard disponibles.

    Statique

    Les champignons SACAC sont conçus de manière à ce qu’aucune défaillance de poinçonnage ne puisse survenir. Une condition préalable à cela est une liaison monolithique avec le plafond en béton coulé de manière à ce qu’il en résulte un élément de constructif massif. Condition préalable pour une liaison monolithique :

    • l’armature des champignons est ancrée dans le plafond
    • la surface du champignon en béton présente une rugosité qui permet une liaison. (Selon la norme 262 § 4.3.4.2, la rugosité doit être 1/4 de la granulométrie maximale. Nous utilisons la granulométrie maximale standard de 8 mm -> rugosité de 2 mm)

    La désignation des détails des champignons en acier est KK ou KKBA.

    Champignons en acier

    Les champignons en acier sont une mesure idéale et appréciée pour augmenter la résistance au poinçonnage des plafonds sans nuire à l’esthétique du plafond.

    Du point de vue de SACAC, il est impératif que, pour des champignons en acier, le pilier présente une plaque supérieure plane. Cela empêche des défaillances locales du béton sous la traverse du champignon.

    SACAC mesure les forces de la plaque plane à l’aide de la géométrie du champignon et des charges qui sont introduites depuis le plafond surplombant le champignon et la plaque supérieure directement dans le pilier.

    SACAC recommande la livraison de champignons en acier en accord avec le programme de production de SACAC. SACAC soude ensuite les champignons conformément aux tolérances d’exécution directement sur les piliers concernés. Cela empêche les confusions et les soudures sur chantier.

    Ancrage de manutention

    Pour chaque pilier, nous sélectionnons pour vous une base spécifique pour le transport et le montage. Pour les détails KBA, KBBA, KVBA, KBS et KBAS, aucune disposition particulière n’a besoin d’être prise, puisqu’ils peuvent directement être fixés aux plaques d’acier/constructions d’acier.

    Autrement, des ancrages à douille sont nécessaires.

    En cas de

    • -dormant- et en cas d’utilisation de béton en forme de douille ronde et d’ancrage en V

    En cas de béton auto-plaçant comme disques d’ancrage.

    Les douilles, l’armature des piliers et les œillets de corde utilisés par SACAC sont conçus et dimensionnés pour l’installation des piliers (traction oblique à 90°).

  • Composants additionnels

    Les composants additionnels suivants peuvent être sélectionnés auprès de SACAC

    • Protection des arêtes
    • Protection de surface/traitement hydrofuge
    • Pièces électroniques
    • Parafoudre/mise à la terre

     

  • Disposition « Finish »

    Surfaces

    Le client peut obtenir les surfaces suivantes sur demande.

    • Finition lisse
    • Talochée : la surface est rainée une fois
    • Lissée : la surface est travaillée à plusieurs reprises et les pores sont bouchés
    • Traitement spécial pour béton noble

    Plaques

    Les plaques peuvent être galvanisées au besoin.

    Conditionnement

    Pour les exigences particulières, les piliers peuvent être emballés.