Le ferraillage est un élément essentiel de la construction en béton armé. Il permet de renforcer le béton et de lui conférer une résistance accrue aux efforts de traction. Dans le cas des voiles en béton, le ferraillage doit être réalisé avec soin et conformément aux règles de l'art afin de garantir la stabilité et la durabilité de l'ouvrage. Cet article détaille les règles essentielles à suivre pour un ferraillage de voile en béton réussi.
Qu'est-ce qu'un treillis soudé et à quoi sert-il?
Le treillis soudé est une armature métallique constituée de fils d'acier soudés entre eux pour former un maillage. Il est utilisé pour renforcer les ouvrages en béton, notamment les dalles, les murs et les voiles. L'utilisation d'un treillis soudé dans le béton permet de réaliser une construction en béton armé.
Il existe deux principaux types de treillis soudés :
- Les treillis soudés de structure : désignés par les lettres « ST » (treillis structurel), ils ont un rôle structurel important au sein de l’ouvrage et sont utilisés pour faire du béton armé.
- Les treillis soudés de surface : désignés « PAF » (panneau anti fissuration) ou « RAF » (rouleau antifissuration), ce sont des treillis très légers qui n’ont pas de rôle structurel important au sein de l’ouvrage. Ils servent à limiter la fissuration de surface d’un ouvrage et à éviter qu’il ne se morcèle s’il fissure (rôle anti-morcèlement).
Choix du treillis soudé
Le choix du treillis soudé dépend de plusieurs facteurs, notamment :
- Le type d'ouvrage : dalles, murs, voiles, etc.
- Les charges à supporter : poids propre, charges d'exploitation, charges climatiques, etc.
- Les dimensions de l'ouvrage : longueur, largeur, épaisseur, etc.
- Les contraintes environnementales : exposition aux intempéries, présence de produits chimiques, etc.
Le plus couramment utilisé est le treillis soudé ST25 C, on le retrouve notamment dans les dalles en béton de maisons individuelles.
Lire aussi: Comprendre et appliquer le ferraillage des voiles
De plus, si votre projet a fait l’objet d’une étude de béton armé, le rapport fourni par le bureau d’étude indique non seulement le positionnement, mais aussi le type de treillis à utiliser. En cas de doute quant au ferraillage à utiliser, n’hésitez pas à demander conseil à un professionnel !
Mise en œuvre du treillis soudé
La mise en œuvre du treillis soudé doit être réalisée avec soin afin de garantir son efficacité. Les étapes principales sont les suivantes :
- Pose du treillis dans le coffrage : Si le treillis soudé est de dimension insuffisante pour recouvrir toute la surface de votre dalle, il vous faudra assembler plusieurs panneaux.
- Surélévation du ferraillage : Il ne doit pas être posé directement à même le sol ou le film polyane. Il doit être surélevé de quelques centimètres (environ 3 à 5 cm selon l’agressivité de l’environnement) afin d’être complètement enrobé de béton. Pour ce faire, placez sous le treillis des cales à béton en PVC (encore appelés distancier ou cale pour treillis soudé) de 3cm minimum à intervalles réguliers.
Le ferraillage béton est désormais prêt !
Les aciers : chapitre en construction
Dans ce chapitre, il sera question de règles à respecter concernant le façonnage et la mise en œuvre du ferraillage d’un ouvrage.
Il existe quatre catégories d’aciers qui sont différentiées par leurs caractéristiques mécaniques. La nuance d’aciers la plus courante est le Fe500. Il est important de savoir que plus la valeur est faible, plus la quantité d’aciers sera importante. Les quatre nuances sont :
Lire aussi: Plan de ferraillage d'un voile en béton armé
- S500 : Fe500 (aciers haute adhérence)
- S400 : Fe400 (aciers haute adhérence)
- S235 : Fe235 (aciers doux)
- S220 : Fe220 (aciers doux)
Les aciers doux sont souvent utilisés pour faire des boucles de levages (manutention) ou des attentes qui seront pliées et dépliées plusieurs fois (il sera quand même nécessaire de vérifier si elles répondent aux résultats de calculs).
Les aciers hautes adhérence ne peuvent être pliés plus de deux fois (toléré).
Pour les aciers doux, les diamètres de cintrage seront toujours supérieurs à 5Ø sauf pour les cadres, épingles et étriers dont les diamètres seront inférieurs à 16mm et pour lesquels on prendra 3Ø. On respectera tout de même les valeurs mini. indiquées dans le tableau ci-dessous.
Calcul d’un poteau en béton armé
Dans le cas de logements, la méthode de calcul qui suit couvre plus de 80% de cas concernant le calcul de poteaux. Les poteaux sont calculés au ferraillage minimum selon les règles suivantes :
Calcul des aciers longitudinaux
A min. = max. [0,2B/100 ; 4% du périmètre]
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A min. = Section min. des aciers en cm²
B = Aire de la section droite en cm²
Espacement max. des barres longitudinales
E <= Min.[ 15.Øl , 40 cm , a+10 ]
l = diamètre des barres longitudinales en mm
a = petit coté du poteau en cm
Semelles
Comment calculer une semelle isolée?
Dimensions du coffrage :
La surface de la semelle devra satisfaire la relation suivante :
S : surface de la semelle en cm²
Nu : effort amené par l’ouvrage sur la semelle en daN
q : taux de travail du sol en bars
Base de la semelle :
Si on choisit une semelle carrée, on prendra la racine de la surface et on arrondira les cotés par tranche de 5 cm. Exemple : si on trouve 122cm on prendra 125cm, et pour 118cm, on prendra 120cm.
Si on choisit un coté de la semelle, on le divisera à la Surface et on arrondira de la même manière que l’exemple cité ci-dessus.
Si la largeur de la semelle est supérieure à 150cm, on pourra réaliser des glacis pour économiser du béton mais la mise en œuvre sera plus difficile (étude de prix à réaliser). Dans ce cas, la hauteur du piémont (partie verticale) aura une hauteur mini. qui sera égale à :
Hp = 6ø+6cm
ø : diamètre de l’acier
Hauteur de la semelle :
Soit une semelle de dimensions AxB avec un poteau de dimensions a’xb’, on prendra la hauteur la plus élevée entre A et B :
Coté de la semelle a’ et b’ : Coté du poteau
h : hauteur de la semelle
Calcul du ferraillage :
Une attention particulière sera apportée sur l’utilisation des unités employées . On calculera les aciers dans les deux sens de la semelle. On utilisera la relation suivante :
Dans le sens A de la semelle :
- Nu : Effort normal amené par la structure en daN
- A : Coté de la semelle (en cm)
- a’ : Coté du poteau (en cm)
- d : hauteur de la semelle sans l’enrobage des aciers (en cm)
- fe : limite élastique de l’acier (prendre 5000)
- Ys : coefficient = 1.15
Si la semelle et le poteau sont carrés, la section d’aciers sera la même dans les deux sens. Si la différence de section d’aciers est faible, on considérera la même section dans les deux sens en prenant la section la plus élevée.
Vérification du poinçonnement :
- Nu : Effort normal amené par la structure en daN
- h : hauteur de la semelle (en cm)
- a’ et b’ : Cotés du poteau (en cm)
- A et B : cotés de la semelle (en cm)
- d : hauteur de la semelle sans l’enrobage des aciers (en cm)
- fc28 : résistance du béton à la compression.
On compare les deux valeurs. Si elles sont vérifiées, la semelle est bonne. Sinon, on change l’épaisseur (par exemple).
Comment calculer une semelle filante?
La méthode de calcul d’une semelle filante est la même que pour une semelle isolée sauf que le calcul se fait dans un sens : Le sens transversal.
Les armatures principales sont les aciers transversaux, les armatures secondaires servent de chaînages et d’aciers de répartition. Le calcul est fait pour un mètre de longueur de semelle, la hauteur est calculée de la même manière que pour une semelle isolée.
Calcul du ferraillage :
On calculera les aciers dans le sens transversal. On utilisera la relation suivante :
Aciers de répartition (Les aciers filants) : Ar = (max As/4,section mini pour un chaînage)
On choisira la valeur la plus élevée
- Nu : Effort normal amené par la structure en daN
- A : Coté de la semelle (en cm)
- a’ : Coté du poteau (en cm)
- d : hauteur de la semelle sans l’enrobage des aciers (en cm)
- fe : limite élastique de l’acier (prendre 5000)
- Ys : coefficient = 1.15
- Section mini. : 3cm² pour aciers Fe E215
- 2cm² pour aciers Fe E400
- 1.6cm² pour aciers Fe E500
Vérification du poinçonnement :
- Nu : Effort normal amené par la structure en daN
- h : hauteur de la semelle (en cm)
- a’ : Cotés du poteau (en cm)
- A : cotés de la semelle (en cm)
- d : hauteur de la semelle sans l’enrobage des aciers (en cm)
- fc28 : résistance du béton à la compression.
Choix des armatures
Le choix des armatures sera fonction de la section d’aciers calculée en cm². Il ne faut pas dépasser un espacement 30cm et il est déconseillé de choisir des diamètres de barres inférieurs à 8mm.
Dans le cas de semelle filante, le recouvrement des barres ne sera en aucun cas inférieur à 50 fois le diamètre des barres et 75 fois dans le cas ou le bâtiment est en zone sismique.
DTU 23.1 - Murs en béton banché
Le DTU 23.1 “Murs en béton banché” vise à donner les conditions de mise en œuvre des ouvrages en béton verticaux, coulés dans des coffrages à leur emplacement définitif dans la construction (façades, pignons, refends, etc.).