EP3987122B1

EP3987122B1 - Structure de plancher mixte acier-béton avec agencement optimal des dalles

Info

Publication number: EP3987122B1
Application number: EP20737283.0A
Authority: EP
Inventors: François DAUBET; Emmanuel MORISOT; Jean-Michel BOISSEEAU; Emmanuel Corre
Original assignee: Groupe Briand
Current assignee: Groupe Briand
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2023-08-09
Anticipated expiration: 2040-06-15
Also published as: EP3987122C0; EP3987122A1; FR3097577A1; FR3097577B1; WO2020254942A1

Description

Domaine de l'Invention

La présente invention se rapporte au domaine des planchers mixtes, et porte en particulier sur une structure de plancher mixte acier et béton dont les dalles sont agencées de manière optimale.

Arrière-Plan de l'Invention

Un plancher mixte acier-béton se compose de plusieurs dalles de béton reposant sur des poutres en acier d'une charpente métallique.
Afin notamment de garantir la qualité du plancher mixte, de réduire les temps et coûts d'installation, il a été proposé d'utiliser des dalles préfabriquées qui sont solidarisées sur site aux poutres par un clavetage assuré par du béton de scellement remplissant une cavité définie par les nez de deux dalles adjacentes et dans laquelle se situent des connecteurs de type goujon solidaires de la poutre respective. On peut mentionner le modèle d'utilité allemand DE 20 2007 005 523 U1 comme exemple d'une telle solution. Toutefois, ce clavetage filant est définitif et il n'est pas possible de réutiliser les dalles et les éléments de charpente.
Dans le cadre d'une tendance générale à un plus grand respect de l'environnement dans le domaine de la construction, des solutions permettant le démontage des planchers mixtes en vue d'une réutilisation/recyclage des dalles ont été recherchées.
L'invention objet de la demande internationale PCT WO 2016/135512 A1 vise ainsi à proposer une solution permettant un démontage d'un plancher mixte, tout en assurant une connexion assurant le transfert des efforts de cisaillement longitudinal entre la dalle et la poutre, empêchant le soulèvement de la dalle et réduisant le glissement entre la dalle et la poutre.
Cette solution consiste à prévoir dans chaque dalle une série de réservations traversantes et à positionner les dalles de telle sorte qu'au moins un connecteur de type goujon, solidaire d'une poutre, s'étend dans une réservation respective, et à placer dans chaque réservation des moyens de connexion puis à couler du béton de scellement pour remplir l'espace libre dans chaque réservation, ce par quoi la dalle est solidarisée à la poutre grâce au clavetage par le béton de scellement et aux moyens de connexion. Les moyens de connexion sont configurés à la fois pour transmettre aux poutres, via les connecteurs, les charges verticales appliquées aux poutres et pour autoriser un démontage de la dalle en vue de sa réutilisation ou de son recyclage.
La solution selon la demande WO 2016/135512 A1 apparaît ainsi satisfaisante pour la connexion d'une dalle à la poutre.
Le seul agencement des dalles et des poutres qui est proposé dans la demande WO 2016/135512 A1 est la mise en appui d'une dalle sur plusieurs poutres parallèles et espacées régulièrement dans la direction de la largeur de la dalle, avec une poutre s'étendant au voisinage de chaque bord longitudinal de la dalle. Cet agencement des dalles et des poutres apparaît bien répondre aux exigences en termes non seulement de transmission aux poutres des charges verticales s'exerçant sur les dalles, mais encore de transmission et de répartition, par effet diaphragme, des efforts horizontaux des façades, notamment dus au vent, vers les composants de stabilité de la charpente.
Cependant, les opérations de montage et démontage de l'ensemble des dalles supposent le montage/démontage individuel de chacune des connexions de chaque dalle. Ces opérations peuvent ainsi rester chronophages, notamment si le nombre de dalles est élevé.
La Déposante a cherché une solution permettant de réduire le temps nécessaire pour le montage et le démontage des dalles et est parvenue à une solution reposant sur le principe d'une disposition globalement en damier de premières dalles reliées aux solives par des moyens de connexion et de deuxièmes dalles chacune en simple appui sur des bords de premières dalles consécutives le long d'une ligne de la disposition en damier, sans que les deuxièmes dalles ne soient reliées aux solives par des moyens de connexion. Ces deuxièmes dalles ne participeront pas à la transmission des efforts horizontaux dans le plancher, et aucun effort horizontal ne leur sera appliqué, mais elles s'opposeront avantageusement à la flexion des premières dalles sous charge verticale.
Comme cela sera discuté ci-après, tout en permettant de transmettre les charges verticales des dalles vers les poutres et d'assurer une stabilité horizontale par effet diaphragme, la solution selon la présente invention permet non seulement de réduire les temps de montage/démontage du plancher mixte puisque le montage et le démontage des deuxièmes dalles ne nécessitent pas la mise en place et le retrait d'une connexion à une poutre, mais encore d'obtenir un comportement au feu présentant un effet membrane qui permet une augmentation de la capacité portante des dalles malgré l'affaiblissement des caractéristiques mécaniques des poutres.
Bien que le principe sur lequel repose la présente invention ait été présenté dans le contexte des moyens de connexion démontables divulgués dans la demande WO 2016/135512 A1 , la présente invention n'est pas limitée à ceux-ci et l'on pourra tout à fait utiliser d'autres moyens de connexion démontables, dont un mode de réalisation innovant sera divulgué ci-après.
Par ailleurs, la Déposante s'est aperçue qu'une telle disposition en damier n'est pas nécessairement limitée à l'utilisation de moyens de connexion démontables, mais pourrait également être appliquée dans des cas où les premières dalles sont connectées aux solives de manière non démontable.

Résumé de l'invention

La présente invention a donc pour objet une structure de plancher mixte comprenant une pluralité de dalles de béton préfabriquées formant un plancher supporté à deux extrémités par deux profilés de rive en acier et, entre ces dernières, par une pluralité de solives en acier, les profilés de rive et les solives étant parallèles et régulièrement espacés, caractérisée par le fait que les dalles comprennent des premières dalles, dites dalles connectées, des deuxièmes dalles, dites dalles portées, et des troisièmes dalles, dites dalles de rive, qui sont agencées suivant une disposition en lignes et colonnes, les lignes étant perpendiculaires aux solives, et par le fait que :

chaque colonne le long d'un profilé de rive, dite colonne de rive, comprend une alternance de dalles connectées et de dalles de rive, chacune des dalles connectées et de rive étant en appui par un premier bord sur un profilé de rive auquel elle est reliée par des moyens de connexion, chaque dalle connectée étant également en appui par un second bord, opposé au premier bord, sur la solive suivante, à laquelle elle est également reliée par des moyens de connexion ;
les lignes comprennent chacune, à partir d'un profilé de rive, une dalle de rive ou une dalle connectée, suivie d'une alternance de dalles connectées et de dalles portées, respectivement d'une alternance de dalles portées et de dalles connectées, chaque dalle connectée de ladite alternance de dalles étant en appui sur une paire de solives auxquelles elle est liée par des moyens de connexion, chaque dalle portée étant en appui, par deux bords, sur deux bords correspondants des deux dalles connectées adjacentes, qui sont en porte-à-faux vis-à-vis de la solive respective, la dalle en appui sur l'autre profilé de rive, et reliée à celui-ci par des moyens de connexion, étant une dalle de rive ou une dalle connectée ; et
le long de chaque profilé de rive et le long de chaque solive, chaque dalle connectée ou de rive est en contact avec la ou les dalles connectées ou de rive adjacentes dans la direction parallèle aux solives.

L'au moins un bord de chaque dalle connectée qui est en porte-à-faux par rapport à une solive respective peut avantageusement être en porte-à-faux d'une distance comprise entre 30 et 70 cm.
La partie de chaque dalle connectée avec laquelle est en contact une dalle connectée d'une ligne adjacente, peut avantageusement avoir une longueur de 90 cm.
Le contact entre deux dalles connectées adjacentes le long d'une solive pourra être un contact direct ou indirect. Ainsi, dans le cas d'un contact indirect, le long de chaque solive, du matériau de scellement, tel que du mortier, peut être avantageusement interposé entre toutes les dalles connectées, ainsi que le long de chaque profilé de rive, entre toutes les dalles connectées et les dalles de rive.
La longueur d'une dalle connectée peut, par exemple, être 1,5 fois plus grande que la longueur d'une dalle portée.
Selon un mode de réalisation, chaque dalle connectée présente, à chacun de l'au moins un bord sur lequel prend appui une dalle portée, un décrochement définissant une surface d'appui dirigée vers le haut, et chaque dalle portée et chaque dalle de rive présente, à chacun de l'au moins un bord en appui sur une dalle connectée, un décrochement définissant une surface d'appui dirigée vers le bas, lesdits bords en appui des dalles connectées et des dalles portées ou de rive étant de forme complémentaire de telle sorte que chaque bord des dalles portées ou de rive qui est en appui, par sa surface d'appui, sur un bord, par sa surface d'appui, d'une dalle connectée, recouvre ce dernier et que les surfaces supérieures desdites dalles appartiennent au même plan.
Les surfaces d'appui des dalles connectées et des dalles portées ou de rive peuvent être obliques.
Un joint ou un couvre-joint peut être disposé entre chaque paire de dalles en contact.
Les moyens de connexion mécanique connectant chaque dalle connectée à un profilé de rive ou une solive et/ou chaque dalle de rive à un profilé de rive peuvent être des moyens de connexion mécanique non démontables, comme par exemple un clavetage définitif.
De préférence, les moyens de connexion mécanique connectant chaque dalle connectée à un profilé de rive ou une solive et/ou chaque dalle de rive à un profilé de rive sont des moyens de connexion mécanique démontables.
Ces moyens de connexion mécanique démontables peuvent, par exemple, être tels que ceux décrits dans la demande WO 2016/135512 A1 .
Toutefois, comme cela sera expliqué plus en détail ci-après, le gain apporté par ce système de connexion à la résistance au cisaillement du connecteur apparaît plutôt modeste, de l'ordre de 20%, ce qui suppose l'utilisation de connecteur en un matériau haute performance, et ceci bien que du béton haute performance soit utilisé pour le bouchon.
Il est donc également proposé, selon la présente invention, des moyens de connexion démontables consistant en un système de connexion démontable dont la conception conduit à un apport plus important en termes de résistance au cisaillement du connecteur, afin d'autoriser l'utilisation de matériaux moins performants tout en satisfaisant aux exigences réglementaires en termes de résistance et de ductilité.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, chaque dalle connectée et chaque dalle de rive présente au moins une réservation qui traverse son épaisseur et dont la section diminue progressivement de la surface supérieure de la dalle à sa surface inférieure par laquelle la dalle est en appui sur un profilé de rive ou une solive qui comprend, pour chacune de l'au moins une réservation, au moins un connecteur de type goujon solidaire du profilé de rive ou de la solive et s'étendant dans la réservation respective, l'au moins un connecteur étant fileté au moins sur une partie de sa longueur, les moyens de connexion comprenant :

au moins un écrou tronconique fait de métal et ayant, le long de son axe, un trou traversant par lequel l'écrou est enfilé sur un connecteur respectif, avec la petite base circulaire de l'écrou en regard de la surface supérieure du profilé de rive ou de la solive, le trou traversant étant fileté au moins sur une partie de sa hauteur pour un vissage sur le connecteur,
pour chacun de l'au moins un écrou, une chemise tronconique faite de métal destinée à être placée autour de l'écrou dans une réservation,

chacun de l'au moins un écrou et chacune de l'au moins une chemise sont dimensionnés pour être assemblés l'un à l'autre par une liaison conique, et configurés pour, une fois assemblés par liaison conique, définir, autour de l'axe du trou traversant de l'écrou, un espace libre pour flexion de connecteur, l'espace libre étant délimité en partie supérieure par l'écrou, en partie inférieure par le plan imaginaire auquel appartient la petite base circulaire de l'au moins une chemise, et latéralement par l'un parmi l'au moins un écrou et l'au moins une chemise, et
les moyens de connexion comprennent en outre, pour la ou chaque réservation, une cage métallique apte à être placée dans une réservation respective et en contact avec les parois de cette dernière, sur toute l'épaisseur de la dalle, la cage présentant à cet effet des moyens de solidarisation destinés à être noyés dans le béton lors de la coulée de la dalle.

Des essais, présentés ci-après, ont permis de démontrer que la configuration ci-dessus du système de connexion permet bien de satisfaire aux exigences réglementaires en vigueur en termes de résistance et ductilité de la connexion.
On a notamment pu observer que le comportement du système de connexion selon la présente invention diffère fortement de celui de la solution selon la demande WO 2016/135512 A1 , en ce qu'il comprend deux phases. Dans une première phase, seul le connecteur travaille, en flexion, classiquement d'abord de manière élastique puis de manière plastique, au niveau de sa longueur libre à la base du connecteur, dans l'espace libre pour flexion de connecteur. On observe ensuite une reprise de rigidité marquant le début de la seconde phase, cette augmentation de la rigidité apparaissant être due au fait, l'écrou et le connecteur étant solidarisés, que cette flexion conduit à une mise en appui de la chemise contre la poutre, créant un encastrement qui réduit ou élimine la longueur fléchie du connecteur, ce dernier étant alors sollicité également en traction, et cette mise en traction permet de tirer profit du fait que la résistance du connecteur à la traction est supérieure à sa résistance au cisaillement.
D'autres avantages du système de connexion selon la présente invention sont indiqués dans la description qui suit.
De préférence, le diamètre intérieur de chacune de l'au moins une chemise à la petite base circulaire de cette dernière est inférieur au diamètre extérieur de l'écrou à la petite base circulaire de ce dernier. De cette manière, l'avance de l'écrou dans la chemise n'est pas arrêtée par la poutre, mais bien par la chemise, ce qui permet d'assurer un serrage conique puissant, améliorant encore la transmission vers les poutres des efforts dans le plan de la dalle. De plus, le couple de serrage pourra avantageusement être choisi pour conduire à une précontrainte en traction du connecteur, ce qui comprime la chemise contre la poutre et permet donc de s'assurer que la chemise est bien en contact avec la poutre.
On pourrait prévoir que le trou traversant de l'au moins un soit à diamètre constant jusqu'à la petite base circulaire de l'écrou, auquel cas le diamètre extérieur de l'écrou à la petite base circulaire de ce dernier sera choisi de telle sorte qu'une fois l'écrou et la chemise assemblés, la distance entre la petite base circulaire de l'écrou et le plan imaginaire auquel appartient la petite base circulaire de la chemise soit suffisante pour définir un espace libre pour flexion de connecteur qui ait une hauteur autorisant effectivement une flexion du connecteur dans la première phase de travail, l'espace libre étant alors délimité latéralement par la paroi intérieure de la chemise.
Cependant, de préférence, le trou traversant de l'au moins un écrou comprend à sa partie inférieure un évidement cylindrique débouchant sur la petite base circulaire de l'écrou, l'évidement cylindrique délimitant latéralement l'espace libre pour flexion de connecteur.
Définir l'espace libre pour flexion de connecteur par un tel évidement permet de rendre maximale la hauteur de l'écrou, et donc la surface de contact entre l'écrou et la chemise, ce qui permet d'améliorer encore la transmission des efforts de la dalle vers la poutre.
De préférence, chacun de l'au moins un écrou et/ou chacune de l'au moins une chemise et/ou chacune de l'au moins une cage métallique est en acier.
De préférence, le trou traversant de chacun de l'au moins un écrou est fileté sur toute sa hauteur. En combinaison avec un connecteur fileté sur une hauteur correspondante, on augmente la rigidité de la liaison entre l'écrou et le connecteur, ce qui permet d'améliorer le transfert des efforts de la dalle à la poutre.
De préférence, la hauteur de chacune de l'au moins une chemise est supérieure à la hauteur de chacun de l'au moins un écrou dans une mesure telle que lorsqu'ils sont assemblés par liaison conique la chemise s'étend au-dessus de l'écrou. On augmente ainsi la surface de contact entre la chemise et le béton de scellement, et donc la force de frottement entre le béton de scellement et la chemise qui s'oppose au soulèvement de la dalle, tout en permettant à la chemise de répartir les efforts sur une hauteur maximale.
De préférence, chacun de l'au moins un écrou comprend une partie corps tronconique et une partie tête polygonale située sur la grande base circulaire de la partie corps, le trou traversant s'étendant à travers la partie corps et la partie tête, chacun de l'au moins un écrou étant, de préférence, une pièce monobloc.
De préférence, les parois intérieures de chacune de l'au moins une cage métallique sont enduites d'un produit de décoffrage, comme par exemple de l'huile.
La cage pourra être en forme de tronc de pyramide à base rectangulaire.
Les moyens de solidarisation de la cage à la réservation pourront, par exemple, être formés par des parties de la cage qui font saillie vers l'extérieur de façon à être aptes à être noyées dans le béton de la dalle lors de la fabrication de cette dernière. Ces parties en saillie pourront par exemple être formées par des pattes, mais l'on pourrait également envisager des nervures, etc.
De préférence, chacun de l'au moins un connecteur et le trou traversant de chacun de l'au moins un écrou sont filetés sur toute leur hauteur.
De préférence, chacune de l'au moins une réservation, et le cas échéant chacune de l'au moins une cage métallique, est en forme de tronc de pyramide à base rectangulaire.
Par exemple, deux connecteurs s'étendent dans chacune de l'au moins une réservation, le système de connexion comprenant ainsi, pour chacune de l'au moins une réservation, deux écrous et deux chemises.

Brève description des dessins

Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, un mode de réalisation particulier, avec référence aux dessins annexés.
Sur ces dessins :

[Fig.1] est une vue schématique de dessus d'une partie d'un exemple de structure de plancher selon la présente invention.
[Fig.2] est une vue en perspective d'un autre exemple de structure de plancher selon la présente invention.
[Fig.3] est une vue en perspective d'encore un autre exemple de structure de plancher selon la présente invention, montrant l'intégration d'une gaine d'escalier.
[Fig.4] est une vue de détail de côté de la zone d'appui entre une dalle connectée et une dalle portée.
[Fig.5] est une vue de dessus d'une modélisation par éléments finis des dalles liées aux profilés de rive et aux solives selon un exemple de disposition de plancher selon la présente invention, en vue de simulations du comportement du plancher pour des exemples de valeurs de charges horizontales.
[Fig.6] montre les résultats de la simulation du comportement du plancher dans le cas d'une charge horizontale, d'une valeur donnée, appliquée sur le grand côté de la structure de plancher.
[Fig.7] montre les résultats de la simulation du comportement du plancher dans le cas d'une charge horizontale, d'une valeur donnée, appliquée sur le petit côté de la structure de plancher.
[Fig.8] est une vue en perspective de dessus d'une partie d'un plancher mixte selon un mode de réalisation de la présente invention, montrant une partie du système de connexion.
[Fig.9] est une vue en perspective éclatée du système de connexion.
[Fig.10] est une vue en perspective d'un écrou du système de connexion.
[Fig.11] est une vue en coupe verticale de l'écrou de la Figure 10.
[Fig.12] est une vue en coupe verticale d'une chemise du système de connexion.
[Fig. 13] est une vue en perspective de dessus d'une cage du système de connexion.
[Fig.14] est une vue en coupe verticale à travers une réservation de la dalle, montrant le système de connexion pour deux connecteurs solidaires de la poutre.
[Fig.15] est une vue en coupe verticale d'une éprouvette intégrant le système de connexion, pour un essai push-out.
[Fig.16] est une courbe chargement-glissement moyen de l'éprouvette de la Figure 15 après essai push-out.

Description Détaillée d'un Mode de Réalisation Particulier

Description de la structure de plancher

La structure de plancher selon la présente invention, dont un exemple est partiellement représenté sur la Figure 1, est formée d'une pluralité de dalles de béton préfabriquées, agencées suivant une disposition en lignes et colonnes et définissant le plancher en tant que tel, et de poutres en acier (représentées en pointillés) supportant le plancher, à savoir deux profilés de rive Pr (dont seulement un est visible) et des solives S.
Les profilés de rive Pr et les solives S présentent chacune une surface supérieure horizontale servant de surface d'appui pour certaines des dalles. Les profilés de rive Pr et les solives S sont parallèles les uns avec les autres et sont régulièrement espacés les uns des autres. Les profilés de rive Pr et les solives S sont, par exemple, des poutres en I classiques ou des profilés reconstitués soudés (PRS). Les profilés de rive Pr et les solives S peuvent avoir des profils identiques ou différents.
Dans le mode de réalisation représenté, les dalles préfabriquées sont des dalles rectangulaires ayant une surface supérieure, une surface inférieure, deux bords longitudinaux et deux bords transversaux.
Les dalles peuvent être réalisées en béton, par exemple, de classe de résistance C40/50.
Comme on peut le voir également sur la Figure 5, les dalles comprennent au moins une série de dalles connectées Dc, une série de dalles portées Dp et une série de dalles de rive Dr, chaque série ayant des dimensions différentes et un mode de liaison et/ou d'assemblage différent.
Les dalles connectées De sont chacune en appui sur deux poutres, soit un profilé de rive Pr et une solive S, soit deux solives S, et sont liées à ces poutres par des systèmes de connexion mécanique démontables S qui seront décrits plus en détail ci-après.
Dans la partie courante, chaque dalle connectée De est en appui sur deux solives S successives avec ses bords transversaux D2 en porte-à-faux par rapport à ces solives S. En d'autres termes, les bords transversaux D2 des dalles connectées De sont décalés par rapport aux solives S sur lesquelles les dalles connectées De reposent.
Les dalles portées Dp ne sont pas liées aux profilés de rive Pr ou aux solives S. Les dalles portées Dp sont disposées entre les dalles connectées De et reposent simplement sur les bords en porte-à-faux D2 de ces dernières, notamment sans clavetage ou autre connexion mécanique.
Si l'on se réfère à la Figure 4, on peut voir qu'en particulier chaque dalle portée Dp présente dans sa face inférieure, au niveau de ses bords transversaux D5, une feuillure qui forme un décrochement définissant une surface d'appui D4 inférieure, dirigée vers le bas. Chaque dalle connectée De présente dans sa face supérieure, au niveau de ses bords transversaux en porte-à-faux D2, une feuillure complémentaire qui forme un décrochement définissant une surface d'appui D3 supérieure, dirigée vers le haut. Les décrochements des dalles connectées De et des dalles portées Dp sont configurés et dimensionnés de telle sorte que la surface d'appui D4 est apte à venir reposer sur la surface d'appui D3 et à la recouvrir. Ainsi, chaque dalle portée Dp repose sur deux dalles connectées De tout en recouvrant les bords transversaux D2 de ces dalles connectées Dc. Les surfaces d'appui D3 et D4 peuvent par exemple être obliques, comme représenté.
Dans le mode de réalisation représenté, les surfaces d'appui D3 et D4 sont chacune reliées à la face supérieure de sa dalle connectée De ou portée Dp par une paroi verticale D6, les parois verticales D6 d'une dalle connectée De et d'une dalle portée Dp étant en regard l'une de l'autre en ménageant un intervalle permettant la mise en place d'un moyen d'étanchéité, comme par exemple un couvre-joint ou un joint, intumescent ou non, ou même une combinaison d'un joint coupe-feu Jc au-dessus duquel est placé un joint souple Js, intumescent ou non, comme représenté sur la Figure 4.
Dans la partie courante du plancher, si l'on considère une succession de dalles De et Dp suivant une ligne le long de la direction longitudinale des dalles De et Dp, on peut voir que la structure de plancher comporte une alternance de dalles connectées De et de dalles portées Dp. Autrement dit, deux dalles connectées De successives sont séparées par une dalle portée Dp.
De la même manière, dans la partie courante du plancher, si l'on considère une succession de dalles De et Dp suivant une colonne le long de la direction perpendiculaire aux solives S, on peut voir que la structure de plancher comporte là encore une alternance de dalles connectées De et de dalles portées Dp.
Ainsi, dans la partie courante, on peut considérer que deux dalles connectées De successives sont séparées par une dalle portée Dp dans les directions parallèle et perpendiculaire à la direction longitudinale des solives S. En d'autres termes, dans la partie courante du plancher les dalles connectées De et les dalles portées Dp forment un motif du type damier.
Les dalles de rive Dr sont disposées en bout de ligne. Chaque dalle de rive Dr est liée, au niveau d'un premier bord transversal, par des moyens de connexion mécanique, à un profilé de rive Dr sur lequel elle repose, et est en appui, au niveau de son second bord transversal, sur un bord D2 d'une dalle connectée Dc. En particulier, chaque colonne Clr le long d'un profilé de rive Pr comprend une alternance de dalles connectées De et de dalles de rive Dr.
Dans l'exemple illustré sur la Figure 5, pour chaque ligne de dalles, si la ligne débute par une dalle de rive Dr à un premier profilé de rive Pr, alors cette même ligne s'achève par une dalle connectée De à l'autre profilé de rive Pr.
Toutefois, comme illustré sur la Figure 2, montrant un autre exemple de disposition des dalles au niveau des profilés de rive Pr, une même ligne pourra comprendre un même type de dalle (dalle connectée De ou dalle de rive Dr) au niveau de chaque profilé de rive Pr.
Dans l'exemple représenté, les profilés de rive Pr et les solives S sont tenus par des poteaux Pt répartis régulièrement le long de chaque côté longitudinal du plancher, côté parallèle à la direction longitudinale des dalles Dc, Dp et Dr. De plus, un profilé supplémentaire Pc, dont la section transversale est en forme de C, s'étend entre chaque paire de poteaux Pt, avec l'ouverture du C dirigée côté plancher.
La configuration du second bord transversal des dalles de rive Dr est analogue à celle des bords transversaux des dalles portées, pour un appui entre la dalle de rive Dr et la dalle connectée Dc de la même manière que celle représentée sur la Figure 4, notamment sans clavetage ou autre connexion mécanique.
De plus, chaque dalle de rive Dr peut facultativement être reliée à une dalle connectée De par l'intermédiaire de deux liaisons par barres en acier (non représentées), avec un degré de liberté dans la direction longitudinale des dalles, de sorte qu'il n'y ait pas de reprise d'efforts de traction/compression, ce qui permet de ménager un jeu de pose sur chantier par trous oblongs dans la direction longitudinale des dalles. Ces liaisons par barres d'acier subiront donc uniquement des efforts de cisaillement en Y. Dans un mode de réalisation particulier, les deux barres d'acier viennent se fixer au niveau de la surface inférieure des dalles connectées De et de rive Dr, notamment au moyen d'une platine de liaison à visser.
La structure de plancher selon la présente invention peut également comprendre des ouvertures, par exemple pour l'intégration de gaines d'escalier G comme illustré sur les Figures 3 et 5, d'une manière permettant de conserver une disposition en damier des dalles connectées De et portées Dp dans la partie courante du plancher.
Pour cette intégration on pourra utiliser un quatrième type de dalle supplémentaire Ds, reposant ou non sur une solive S, et liée ou non à celle-ci, comme illustré sur la Figure 3. En variante, cette intégration peut être réalisée sans faire appel à des dalles supplémentaires Ds, mais uniquement avec des dalles connectées De et de rive Dr, comme illustré sur la Figure 5.
On constate donc que selon la présente invention le plancher est connecté aux profilés de rive Pr tout le long de ces derniers, ainsi que le long des solives S.
Il convient de souligner ici que le long de chaque solive S les dalles connectées De sont en contact les unes avec les autres, soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire d'un clavetage, par exemple au mortier sans retrait, sur la distance de contact entre les dalles connectées Dc, laquelle distance sera avantageusement égale à 90 cm.
On obtient ainsi, le long de chaque solive S, une bande de clavetage, centrée sur l'axe des solives S, permettant d'obtenir un comportement en poutres mixtes au niveau des solives S, comportement en poutres mixtes également obtenu le long des profilés de rive Pr du fait de la connexion des dalles connectées De et de rive Dr. Cette bande de clavetage permet d'assurer la transmission des contraintes de compression régnant dans le béton des dalles, dirigées selon l'axe des solives S, induites par le fonctionnement des solives en poutres mixtes.
De plus, grâce à cet agencement spécifique, les dalles connectées De et de rive Dr se comporteront comme un réseau de poutres échelles type Vierendeel et les dalles portées Dp ne se verront appliquer aucun effort horizontal. Toutefois, on comprendra aisément que, de manière très avantageuse, les dalles portées Dp s'opposeront aux flexions des dalles connectées De sous charge verticale, et ce d'autant plus que la longueur des dalles portées Dp sera plus faible et que ces dernières seront elles-mêmes moins sujettes à la flexion.
Cet agencement particulier des dalles connectées De et de rive Dr a été modélisé comme représenté sur la Figure 5, pour un calcul par éléments finis du comportement du plancher en cas de charge horizontale, afin de contrôler que la transmission et la répartition des efforts horizontaux des façades se font bien par un effet diaphragme du plancher. Les espaces vides entre les dalles correspondent aux emplacements des dalles portées Dp, lesquelles, comme indiqué ci-dessus, ne participent pas à la transmission des efforts horizontaux.
La modélisation est réalisée pour une structure de plancher de 50 mètres de longueur par 30 mètres de largeur. Chaque dalle connectée Dc et de rive Dr est connectée à une solive S ou un profilé de rive Pr par douze connecteurs.
La Figure 6 montre les résultats obtenus pour le calcul avec une charge horizontale de 500 daN/ml sur le grand côté de la structure de plancher.
La valeur du déplacement horizontal augmente progressivement de la valeur minimale de 0 cm le long des deux profilés de rive Pr, à la valeur maximale de 3,1 cm au milieu du grand côté du plancher. Dans ce cas de charge, L'EUROCODE 2 prescrit une limite à 5,7 cm pour le déplacement horizontal.
En effectuant la composition vectorielle des deux efforts de cisaillement maximaux dans le sens perpendiculaire aux solives et dans le sens des solives, on trouve que la valeur enveloppe du cisaillement maximal auquel est soumis le connecteur le plus chargé est de 2630 daN.
La Figure 7 montre les résultats obtenus pour le calcul avec une charge horizontale de 500 daN/ml sur le petit côté de la structure de plancher.
La valeur du déplacement horizontal est minimale (0 cm) ou très proche de la valeur minimale le long des grands côtés du plancher, et augmente progressivement dans la partie courante du plancher, jusqu'à la valeur maximale de 1,95 cm au milieu du petit côté opposé du plancher. Dans ce cas de charge, L'EUROCODE 2 prescrit une limite à 3,7 cm pour le déplacement horizontal.
La valeur enveloppe du cisaillement maximal auquel est soumis le connecteur le plus chargé est de 2084 daN.
Dans les deux cas de charge, le déplacement maximal calculé est acceptable et la valeur enveloppe du cisaillement maximal peut être reprise par des moyens de connexion classiques.
Par conséquent, la structure de plancher selon la présente invention permet bien de transmettre les charges verticales des dalles vers les poutres et d'assurer la stabilité horizontale par effet diaphragme.
Le temps requis pour l'opération de montage, ainsi que pour l'opération de démontage dans le cas de moyens de connexion démontables, est réduit du fait qu'aucune connexion n'est utilisée pour les dalles portées Dp, qui sont simplement en appui sur les dalles connectées Dc.
Par ailleurs, du fait des connexions assurées entre les dalles et les profilés de rive Pr et les solives S, et du fait de la présence de la bande de compression le long de chaque solive S, notamment une bande d'une largeur égale à au moins 90 cm, en cas d'incendie sous situation de feu réel, le plancher pourra également bénéficier de l'effet membrane observé pour les structures classiques de plancher mixte acier-béton, suivant lequel, malgré la perte des propriétés mécaniques de l'acier de la solive la plus sollicitée, le report de charge sur les solives adjacentes permet de conserver une capacité portante suffisante pour l'ensemble de la structure.
En d'autres termes, dans le cas de l'affaiblissement d'une poutre (profilé de rive Pr ou solive S) en raison d'un incendie, les dalles auxquelles elle est connectée exerceront sur la poutre un effet de rappel élastique vers le haut, à la manière d'une membrane élastique tendue qui serait tirée vers le bas au niveau d'un point ou d'une ligne.
Cet effet membrane de la structure de plancher en cas d'incendie permet d'éviter, ou à tout le moins de limiter, l'application de protections au feu (peintures intumescentes, etc.) sur les poutres, pour des économies de temps et de coût, ainsi qu'un respect encore amélioré de l'environnement.
Cet effet membrane permet également d'optimiser la structure de charpente, par exemple en autorisant une réduction des dimensions des poutres ou en évitant l'utilisation de poutres mixtes acier/béton, à savoir de poutres intégrant du béton au niveau de leur âme.
La structure de plancher selon la présente invention est donc très performante.
Le principe d'agencement des dalles décrit ci-dessus peut être appliqué avec des moyens de connexion non démontables ou des moyens de connexion démontables, tels que ceux divulgués dans la demande WO 2016/135512 A1 .
On va maintenant décrire un mode de réalisation particulier d'un système de connexion démontable selon la présente invention

Description du système de connexion démontable

Si l'on se réfère aux Figures 8 et 9, on peut voir que l'on y a représenté une partie d'un plancher mixte selon la présente invention, montrant notamment une poutre P, correspondant à un profilé de rive Pr ou à une solive S, et une dalle D, correspondant à une dalle connectée De ou une dalle de rive Dr, en appui sur la surface supérieure P1 de la poutre P et connectée à cette dernière par un système de connexion 1 selon la présente invention.
La dalle D présente une série de réservations D1 traversantes qui sont réparties uniformément sur la largeur de la dalle D et la dalle D est positionnée par rapport à la poutre P de telle sorte que chaque réservation D1 débouche sur la surface supérieure P1 de la poutre P. Chaque réservation D1 est en forme de tronc de pyramide à base rectangulaire inversé, à savoir que les deux ouvertures rectangulaires qui définissent respectivement la grande base et la petite base du tronc de pyramide se situent respectivement à la surface supérieure et à la surface inférieure de la dalle D. La dalle D comprend un nez de dalle D2 présentant un décrochement définissant une surface d'appui D3 sur laquelle prendra appui un nez de dalle, de forme complémentaire, d'une dalle adjacente, à savoir une dalle portée Dp ou une dalle de rive Dr.
Dans le mode de réalisation représenté, la poutre P est une poutre en I classique sur la surface supérieure P1 de laquelle une série de paires de connecteurs C sont prévues, réparties le long de la poutre P de telle sorte que chaque paire de connecteurs C se situe à l'intérieur d'une réservation D1 respective. Les connecteurs C sont ici des goujons soudés, comprenant une base C1 par laquelle ils sont soudés à la poutre P et une tige C2 filetée au moins sur une partie de sa hauteur. Ces connecteurs étant bien connus en soi, ils ne seront donc pas décrits plus en détail.
Les dalles D sont des dalles en béton préfabriquées et les poutres P sont en acier, comme cela est également bien connu dans la technique.
Les différentes pièces composant le système de fixation 1 sont reçues à l'intérieur des réservations D1 et ces dernières sont ensuite chacune fermées en partie supérieure par une trappe T, et sur la Figure 1 une trappe T a été omise afin de révéler une partie du système de connexion 1.
Le système de connexion 1 comprend, pour chaque connecteur C, un écrou 2 tronconique et une chemise 3 et, pour chaque réservation D1, une cage 4, tous faits de métal.
Si l'on se réfère plus particulièrement aux Figures 10 et 11, on peut voir qu'un écrou 2 se présente sous la forme d'une pièce monobloc comprenant une partie corps 20 de forme tronconique, présentant une paroi circonférentielle 20a, et une partie tête 21 située au-dessus de la partie corps 20, au centre de celle-ci. La partie tête 21 est de forme extérieure 21a polygonale, ici hexagonale, et sert à coopérer avec un outil de type clé pour visser l'écrou 2 sur un connecteur C.
Un trou traversant 22 s'étend sur toute la hauteur de l'écrou 2, le long de l'axe de ce dernier. En partie inférieure de l'écrou 2, autrement dit dans la région du trou traversant 22 proche de la petite base circulaire de la partie corps 20, le trou traversant 22 présente un évidement cylindrique 22a dont le diamètre est supérieur à celui du reste 22b du trou traversant 22, dont le diamètre est constant et qui est pourvu d'un filetage sur une majeure partie de sa hauteur. Le diamètre du trou traversant 22, dans sa partie filetée 22b, sera choisi pour permettre un vissage sur la tige filetée C2 d'un connecteur C et le diamètre de l'évidement 22a sera choisi pour ménager un intervalle tout autour de la base C1 du connecteur C. Cet intervalle, délimité latéralement et en partie supérieure par les parois intérieures de l'évidement 22a, est également délimité en partie inférieure par le plan imaginaire auquel appartient la petite base circulaire de la chemise 3, décrite ci-après, et constitue ainsi l'espace libre 23 pour flexion de connecteur.
L'écrou 2 pourra être avantageusement fait d'acier.
Dans le mode de réalisation illustré, l'écrou 2 a les dimensions suivantes :

hauteur totale : 113 mm,
hauteur de la partie corps 20 : 88 mm,
hauteur de la partie tête 21 : 25 mm,
diamètre minimal de la partie corps 20 (petite base circulaire) : 55 mm,
diamètre maximal de la partie corps 20 (grande base circulaire) : 64,20 mm,
angle de conicité de la partie corps 20 : 3°,
diamètre du trou traversant 22 dans sa partie 22b à diamètre constant : 24 mm (pour vissage sur un goujon M24),
hauteur et diamètre de l'évidement : 11 mm et 34 mm, et
longueur du filetage (hauteur du trou traversant 22 sur laquelle le filetage s'étend) : 92 mm.

Si l'on se réfère maintenant à la Figure 12, on peut voir que la chemise 3 est une pièce tronconique creuse définissant un espace intérieur 30 destiné à recevoir l'écrou 2.
En particulier, l'écrou 2 et la chemise 3 sont dimensionnés pour un assemblage par liaison conique l'un à l'autre, avec la paroi circonférentielle 20a de la partie corps 20 de l'écrou 2 en contact avec la paroi intérieure 31 de la chemise 3. L'angle de conicité de la chemise 3 sera donc égal à celui de la partie corps 20 de l'écrou 2 et, afin de garantir le bon serrage de l'écrou 2 dans la chemise 3, le diamètre de la chemise 3 à sa petite base circulaire est inférieur au diamètre extérieur de l'écrou 2 à sa petite base circulaire, ce qui permet de garantir un bon serrage conique et de s'assurer que l'écrou 2 sera bien en contact avec la chemise 3 sur toute la hauteur de la partie corps 20 de l'écrou 2.
La chemise 3 pourra également être avantageusement faite d'acier.
Dans le mode de réalisation illustré, la chemise 3 a les dimensions suivantes :

hauteur totale : 115 mm,
diamètre minimal (petite base circulaire) : 54,80 mm,
diamètre maximal (grande base circulaire) : 72,90 mm,
angle de conicité : 3°, et
épaisseur : 3 mm.

Si l'on se réfère maintenant à la Figure 13, on peut voir que la cage 4 se présente sous la forme d'une coque creuse en forme de tronc de pyramide à base rectangulaire inversé, ouverte à ses deux extrémités. La forme de la cage 4 est complémentaire de celle des réservations D1 de la dalle D et la cage 4 est dimensionnée pour que sa paroi latérale 40 soit en contact avec la paroi intérieure d'une réservation D1 respective sur une partie de la hauteur de cette dernière.
La cage 4 est destinée à être rendue solidaire de la dalle D lors de la fabrication de cette dernière, et à cet effet la cage 4 comporte des moyens de solidarisation comprenant des pattes 41, ici au nombre de quatre, chacune au niveau d'un coin de la cage 4, s'étendant à l'horizontale vers l'extérieur à partir du bord supérieur de la cage 4. Un manchon 41a s'étend vers le haut à partir de chaque patte 41, en alignement avec un trou traversant dans cette dernière, dont la fonction sera explicitée ci-après. Avant la coulée du béton formant la dalle D, la cage 4 sera positionnée dans le coffrage de telle sorte que les pattes 41 seront noyées dans le béton. La cage 4 sera ainsi dimensionnée pour que sa hauteur soit inférieure à l'épaisseur de la dalle D. Dans le mode de réalisation représenté, la hauteur de la cage 4 est égale à celle de la chemise 3.
Comme moyens de solidarisation supplémentaires et/ou alternatifs, on peut également prévoir dans la paroi latérale 40 de la cage 4 des trous traversants 40a recevant chacun une première partie d'un goujon 40b dont la seconde partie est elleaussi noyée dans le béton de la dalle D.
La cage 4 pourra également être avantageusement faite d'acier.
On se réfère maintenant à la Figure 14, dans laquelle on a représenté en vue en coupe le système de fixation 1 en position d'utilisation, sur laquelle il lie à la poutre P la dalle D qui aura été préalablement positionnée sur la poutre P comme illustré sur la Figure 8, et avec une cage 4 présente dans chaque réservation D1.
Une fois la dalle D positionnée de cette manière, une chemise 3 est placée autour de chaque connecteur C, avec la petite base circulaire de la chemise 3 reposant sur la surface supérieure P1 de la poutre P. L'écrou 2 est ensuite vissé sur la tige filetée C2 du connecteur C, en étant entouré par la chemise 3, jusqu'à obtenir un assemblage par liaison conique avec la chemise 3, où le bord inférieur extérieur de l'écrou 2 est en contact avec la paroi intérieure 31 de la chemise 3 à hauteur de sa section dont le diamètre est égal au diamètre minimal de l'écrou 2.
Dans cette position, l'évidement 22a dans l'écrou 2 ménage un intervalle tout autour de la base C1 du connecteur C. Par ailleurs, du fait du dimensionnement de la partie corps 20 de l'écrou 2 et de la chemise 3, l'écrou 2 ne vient pas en contact avec la poutre P, mais là encore un léger intervalle est présent entre la petite base circulaire de l'écrou 2 et la poutre P.
Ensuite, on remplit de béton de scellement B (Figures 8 et 9) l'espace libre entre la paroi latérale 40 de la cage 4 et les parois circonférentielles extérieures des chemises 3, par exemple jusqu'au bord supérieur de la cage 4 et des chemises 3.
On peut ensuite fermer la réservation D1 par une trappe T à l'aide de quatre vis traversant chacune la trappe T, à chaque angle, puis s'étendant dans un manchon 41a à travers la couche de béton de la dalle D jusqu'à une patte 41, un trou traversant respectif, puis du béton de la dalle D sous la patte 41.
La dalle D est ainsi solidarisée à la poutre P par clavetage (béton de scellement B) et par le système de connexion 1.
Le montage du système de connexion 1 est très aisé et rapide, notamment puisque seul l'écrou 2 nécessite d'être vissé sur le connecteur C, ce qui se fait depuis le dessus, et aucune opération depuis le dessous, qui est plus fastidieuse pour les opérateurs, n'est requise. Il n'est par exemple pas nécessaire de réaliser l'opération fastidieuse consistant à couler du béton de scellement dans un intervalle entre le connecteur et le bouchon, comme requis dans la demande WO 2016/135512 A1 .
Le système de connexion 1 est également très aisément et rapidement démontable, puisqu'il suffit de retirer l'écrou 2 en le dévissant et de casser le béton de scellement B pour permettre le décoffrage de la cage 4 et de la dalle D. Pour faciliter ce décoffrage, on pourra enduire la paroi intérieure de la cage 4 d'un produit de décoffrage, comme par exemple de l'huile.
La dalle D peut par conséquent être séparée aisément et rapidement de la poutre P sans endommagement de la dalle D, qui pourra ensuite être réutilisée sur un autre site.
Par ailleurs, comme cela sera expliqué plus en détail ci-après, l'écrou 2 lui-même ne sera endommagé ni par les efforts qui seront transmis par la connexion entre la dalle D et la poutre P, ni par l'opération de démontage puisqu'il est simplement dévissé du connecteur C. L'écrou 2 est donc lui aussi réutilisable.
La capacité à réutiliser/recycler les dalles et les écrous favorise l'émergence d'une économie circulaire respectueuse de l'environnement.
De plus, l'assemblage par liaison conique, associé à la coopération par filetage entre l'écrou 2 et le connecteur C sur une grande partie de la hauteur de ce dernier, permet d'obtenir une liaison très rigide et résistante aux vibrations, ce qui est particulièrement utile dans le cas où le plancher mixte est un plancher de parking.
Egalement, de par sa hauteur, sur la totalité de laquelle la chemise 3 est en contact avec le béton de scellement B, la force de frottement présente entre le béton de scellement B et la chemise 3 et qui s'oppose au soulèvement de la dalle est augmentée, tout en permettant à la chemise 3 de répartir les efforts sur toute la hauteur du connecteur C.
On peut également souligner que, mis à part le béton de scellement B qui doit être coulé sur site, l'ensemble des pièces du système de connexion peuvent être préfabriquées suivant une production en filière sèche, pour des chantiers moins longs, consommant beaucoup moins d'énergie et d'eau et donc là encore davantage respectueux de l'environnement.
Enfin, on peut également mentionner l'absence de matières plastiques dans le système de connexion 1 selon la présente invention, matières plastiques dont les propriétés mécaniques seront affectées par le feu dans une mesure telle qu'il n'est pas possible de prévoir la tenue au feu de la connexion dans son ensemble. La solution selon la présente invention ne fait appel qu'à du béton pour le clavetage et à des métaux, notamment l'acier.
Afin d'évaluer le comportement du système de connexion 1, un essai de type push-out, analogue à celui présenté dans la demande WO 2016/135512 A1 et également bien connu dans la technique, a été conduit sur trois éprouvettes, qui sont chacune composées, comme on peut le voir sur la Figure 15, d'une section de poutre acier en I à laquelle sont liées deux plaques de béton présentant chacune deux réservations D1 dans chacune desquelles se situent une paire de connecteurs, avec un système de connexion 1 tel que décrit ci-dessus.
L'essai a été réalisé avec des vérins d'une capacité théorique de 2000 kN et deux phases de chargement. La première phase est réalisée pour 25 cycles entre 5 et 40% de la charge ultime, avec pilotage en force. La seconde phase est effectuée jusqu'à la ruine en contrôlant les vérins en vitesse de déplacement en vue de capter la phase postrupture.
On a représenté sur la Figure 16 la courbe force-glissement du chargement à la rupture.
Les résultats montrent une résistance par connecteur de 195 kN (moyenne sur les trois essais) et une déformation maximale de 9,6 mm. Par comparaison, les résultats d'essai rapportés dans la demande WO 2016/135512 donnent, pour la solution basée sur un bouchon en béton, une résistance par connecteur de 186 kN et une déformation maximale de 17,4 mm.
Le système de connexion 1 selon le présent mode de réalisation apparaît donc légèrement plus résistant et moins déformable, tout en respectant la ductilité minimale exigée par la réglementation.
Toutefois, le connecteur C du système de connexion 1 qui a subi les essais est un goujon M24 dont la partie cisaillée est la partie lisse d'un diamètre de 20 mm, soit une section résistante de 314 mm², et fait d'un acier ayant une limite d'élasticité de 504 MPa et une résistance ultime en traction de 516 MPa.
La résistance à la rupture par cisaillement pour les goujons en acier dur est donnée par la formule : $0,8 \times section résistante \times rupture ultime en traction$
La résistance à la rupture par cisaillement du connecteur C est donc de 129,6 kN.
Par comparaison, le boulon de la solution WO 2016/135512 est un boulon M16 de classe 8.8, dont la partie cisaillée est la partie lisse avec un diamètre de 16 mm, soit une section résistante de 201 mm², et est fait d'un acier dont la limite d'élasticité est de 824 MPa et une résistance ultime en traction de 946 MPa. La résistance à la rupture par cisaillement du boulon est donc de 152,1 kN.
Par conséquent, la résistance au cisaillement par connecteur obtenue lors de l'essai pour la demande WO 2016/135512 est donc supérieure de 22% à celle du boulon, ce gain étant en partie expliqué par l'effet du frottement du bouchon sur la poutre.
Avec la solution selon la présente invention, la résistance au cisaillement par connecteur est supérieure de 50,5% à celle du goujon. La présente invention apporte donc un gain de résistance plus de deux fois plus important que celui de la demande WO 2016/135512 .
Ce gain apparaît être le résultat du comportement très spécifique du système de connexion 1, qui suit deux phases visibles sur la courbe de la Figure 16 : dans un premier temps, du fait de l'espace libre ménagé autour de la base C1 du connecteur C, le connecteur C travaille seul en flexion au niveau de sa longueur libre au-dessous de l'écrou 2. Cette flexion conduit ensuite à un effet de moment / bras de levier qui induit à la fois un écrasement d'une région du bord inférieur de la chemise 3 sur la poutre P et une traction sur le connecteur C. Le connecteur C étant plus résistant en traction qu'en cisaillement, cette mise en traction du connecteur C en association avec l'encastrement du bord inférieur de la chemise 3 contre la poutre P, conduit à une reprise de la résistance de la connexion que l'on peut observer sur la Figure 16 à une valeur de glissement légèrement inférieure à 3 mm.
Par ailleurs, les écrous 2 des éprouvettes sont faits d'un acier dont la limite élastique est de 233 MPa et ont chacun un volume de 317,1 cm³. Dans la demande WO 2016/135512 , les bouchons sont en béton haute performance non armé avec une résistance à la compression de 73,87 MPa et un volume de 587,1 cm³.
La solution pour les moyens de connexion démontable selon la présente invention présente ainsi comme autres avantages d'occuper un volume beaucoup plus réduit, facilitant le stockage, le transport et la manipulation par les opérateurs lors de l'installation, et de ne pas requérir l'utilisation d'un matériau haute performance, puisqu'elle autorise, du fait du gain plus important qu'elle fournit en termes de résistance, l'emploi de nuances d'acier que l'on rencontre habituellement dans la construction, ce qui facilite encore davantage l'industrialisation de la fabrication du système de connexion 1.
Par conséquent, le système de connexion 1 selon la présente invention permet d'assurer, entre une dalle béton et une poutre en acier, une connexion mécanique :

dont le montage et le démontage sont très rapides et aisés,
qui permet une production des pièces en filière sèche et une réutilisation/ recyclage des dalles et des écrous, pour un cycle de vie plus long et un plus grand respect de l'environnement,
qui conduit à une liaison très rigide et résistante aux vibrations,
dont la résistance au feu peut être évaluée et assurée, et
dont la résistance et la ductilité sont suffisantes tout en autorisant l'emploi de connecteurs de résistance moins élevée et de matériaux de construction (béton, acier) classiques déjà couramment utilisés, avec les avantages qui en découlent en termes d'industrialisation, coûts, stockage, transport, manipulation, etc.

Il est bien entendu que les modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits ont été donnés à titre indicatif et non limitatif, et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant de la présente invention.

Claims

Structure de plancher mixte comprenant une pluralité de dalles de béton préfabriquées (Dc, Dp, Dr) formant un plancher supporté à deux extrémités par deux profilés de rive (Pr) en acier et, entre ces dernières, par une pluralité de solives (S) en acier, les profilés de rive (Pr) et les solives (S) étant parallèles et régulièrement espacés, caractérisée par le fait que les dalles (Dc, Dp, Dr) comprennent des premières dalles (Dc), dites dalles connectées, des deuxièmes dalles (Dp), dites dalles portées, et des troisièmes dalles (Dr), dites dalles de rive, qui sont agencées suivant une disposition en lignes et colonnes, les lignes étant perpendiculaires aux solives (S), et par le fait que :
- chaque colonne le long d'un profilé de rive (Pr), dite colonne de rive (Clr), comprend une alternance de dalles connectées (Dc) et de dalles de rive (Dr), chacune des dalles connectées et de rive (Dc, Dr) étant en appui par un premier bord sur un profilé de rive (Pr) auquel elle est reliée par des moyens de connexion, chaque dalle connectée (Dc) étant également en appui par un second bord, opposé au premier bord, sur la solive (S) suivante, à laquelle elle est également reliée par des moyens de connexion ;

- les lignes comprennent chacune, à partir d'un profilé de rive (Pr), une dalle de rive (Dr) ou une dalle connectée (Dc), suivie d'une alternance de dalles connectées (Dc) et de dalles portées (Dp), respectivement d'une alternance de dalles portes (Dp) et de dalles connectées (Dc), chaque dalle connectée (Dc) de ladite alternance de dalles (Dc, Dp) étant en appui sur une paire de solives (S) auxquelles elle est liée par des moyens de connexion, chaque dalle portée (Dp) étant en appui, par deux bords, sur deux bords correspondants des deux dalles connectées (Dc) adjacentes, qui sont en porte-à-faux vis-à-vis de la solive (S) respective, la dalle en appui sur l'autre profilé de rive (Pr), et reliée à celui-ci par des moyens de connexion, étant une dalle de rive (Dr) ou une dalle connectée (Dc) ; et

- le long de chaque profilé de rive (Pr) et le long de chaque solive (S), chaque dalle connectée ou de rive (Dc, Dr) est en contact avec la ou les dalles connectées ou de rive (Dc, Dr) adjacentes dans la direction parallèle aux solives (S).
Structure de plancher mixte selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'au moins un bord de chaque dalle connectée (Dc) qui est en porte-à-faux par rapport à une solive (S) respective est en porte-à-faux d'une distance comprise entre 30 et 70 cm.
Structure de plancher mixte selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la partie de chaque dalle connectée (Dc) avec laquelle est en contact avec une dalle connectée (Dc) d'une ligne adjacente, a une longueur de 90 cm .
Structure de plancher mixte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le long de chaque solive (S), du matériau de scellement, tel que du mortier, est interposé entre toutes les dalles connectées (Dc), ainsi que le long de chaque profilé de rive (Pr), entre toutes les dalles connectées (Dc) et les dalles de rive (Dr).
Structure de plancher mixte selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la longueur d'une dalle connectée (Dc) est 1,5 fois plus grande que la longueur d'une dalle portée (Dp).
Structure de plancher mixte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que chaque dalle connectée (Dc) présente, à chacun de l'au moins un bord (D2) sur lequel prend appui une dalle portée (Dp), un décrochement définissant une surface d'appui (D3) dirigée vers le haut, et chaque dalle portée (Dp) et chaque dalle de rive (Dr) présente, à chacun de l'au moins un bord en appui sur une dalle connectée (Dc), un décrochement définissant une surface d'appui (D4) dirigée vers le bas, lesdits bords en appui des dalles connectées (Dc) et des dalles portées (Dp) ou de rive (Dr) étant de forme complémentaire de telle sorte que chaque bord des dalles portées (Dp) ou de rive (Dr) qui est en appui, par sa surface d'appui (D4), sur un bord, par sa surface d'appui (D3), d'une dalle connectée (Dc), recouvre ce dernier et que les surfaces supérieures desdites dalles (Dc, Dp, Dr) appartiennent au même plan.
Structure de plancher mixte selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les surfaces d'appui (D3, D4) des dalles connectées (Dc) et des dalles portées (Dp) ou de rive (Dr) sont obliques.
Structure de plancher mixte selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'un joint ou un couvre-joint est disposé entre chaque paire de dalles (Dc, Dp, Dr) en contact.
Structure de plancher mixte selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que les moyens de connexion mécanique connectant chaque dalle connectée (Dc) à un profilé de rive (Pr) ou une solive (S) et/ou chaque dalle de rive (Dr) à un profilé de rive (Pr) sont des moyens de connexion mécanique démontables.
Structure de plancher mixte selon la revendication 9, caractérisée par le fait que chaque dalle connectée (Dc) et chaque dalle de rive (Dr) présente au moins une réservation (D1) qui traverse son épaisseur et dont la section diminue progressivement de la surface supérieure de la dalle (Dc, Dr) à sa surface inférieure par laquelle la dalle (Dc, Dr) est en appui sur un profilé de rive (Pr) ou une solive (S) qui comprend, pour chacune de l'au moins une réservation (D1), au moins un connecteur de type goujon (C) solidaire du profilé de rive (Pr) ou de la solive (S) et s'étendant dans la réservation (D1) respective, l'au moins un connecteur (C) étant fileté au moins sur une partie de sa longueur, les moyens de connexion (1) comprenant :
- au moins un écrou (2) tronconique fait de métal et ayant, le long de son axe, un trou traversant (22) par lequel l'écrou (2) est enfilé sur un connecteur (C) respectif, avec la petite base circulaire de l'écrou (2) en regard de la surface supérieure du profilé de rive (Pr) ou de la solive (S), le trou traversant (22) étant fileté au moins sur une partie de sa hauteur pour un vissage sur le connecteur (C),

- pour chacun de l'au moins un écrou (2), une chemise (3) tronconique faite de métal destinée à être placée autour de l'écrou (2) dans une réservation (D1),
moyens de fixation (1) dans lesquels :
- chacun de l'au moins un écrou (2) et chacune de l'au moins une chemise (3) sont dimensionnés pour être assemblés l'un à l'autre par une liaison conique, et configurés pour, une fois assemblés par liaison conique, définir, autour de l'axe du trou traversant (22) de l'écrou (2), un espace libre (23) pour flexion de connecteur, l'espace libre (23) étant délimité en partie supérieure par l'écrou (2), en partie inférieure par le plan imaginaire auquel appartient la petite base circulaire de l'au moins une chemise (3), et latéralement par l'un parmi l'au moins un écrou (2) et l'au moins une chemise (3), et

- les moyens de connexion (1) comprennent en outre, pour la ou chaque réservation (D1), une cage (4) métallique apte à être placée dans une réservation (D1) respective et en contact avec les parois de cette dernière, sur toute l'épaisseur de la dalle (Dc, Dr), la cage (4) présentant à cet effet des moyens de solidarisation (40a, 40b, 41) destinés à être noyés dans le béton lors de la coulée de la dalle (Dc, Dr).