info-steel-63

BIM Expert Are you ready for the BIM future? BuildSoft - www.buildsoft.eu - +32 (0)9 252 66 28 - info@buildsoft.eu T +31 (0)71-5418923 E info@dutchengineering.nl W dutchengineering.nl Staalplaat- betonvloeren Onderdeel van uitdagingen Ontw erpprogramma op onze we bsite www.dutchengineering.n l DEN_advertentie_105x141.indd 1 08-12-14 16:17 d hsc 1. introduction à la construction mixte 5 Il existe plusieurs types de connecteurs dont certains sont illustrés à la Figure 1-6. Les goujons à tête (Figure 1-7) sont les connecteurs les plus utilisés en Europe occiden- tale ; ils sont généralement souples. Différentes longueursetdiamètresdegoujons sontdisponibles sur lemarché. Legou- jondediamètre19mm est leplus courant. Lesgoujons sont soudés aupistolet sur la face externede la semelle, et/ou éventuellement sur l'âme,duprofilé en acier lorsque celui-ci est partiellement enrobé (béton présent entre les semelles) ; ils peuvent l’être au travers de la tôle profilée d’une dallemixte pour autant que l’épaisseur de tôle n’excède pas 1,25mm, que l’épaisseur totale du revêtement de zinc ne dépasse pas 0,03mm (30 µ m) et que la face du profilémétallique accueillant ces goujons soit exemptedepeinture. CORNIÒRE BARREAU ARCEAU CONNECTEUR¬(ILTI GOUJON¬Ì¬TÐTE¬POUR¬DALLE¬PLEINE¬OU¬DALLE¬MIXTE Figure 1-6 : Types de connecteurs Figure1-7 :Goujon à tête BE_staalbeton1.indd 5 14/05/2011 18:14:20 i ex c r s s i r nc e ¬E 1. introduction à la construction mixte 3 1.1 Poutresmixtes 1.1.1 Composition Une poutremixte comporte trois composants : une partie en béton, se présentant habituellement sous la forme d’une semelle enbéton à la partie supérieure de la section ; unprofilé en acier ; une connexion, assurée leplus souventpardes goujons connecteurs. La connexion vise à ceque lapartie enbéton et leprofilé en acier travaillent concomi- tammentdemanièreàapprocher le comportementd’une sectionmonolithe.Ceprin- cipeade tous tempsétémisenœuvredans les constructionsenbois ;unbelexemple est la réalisation d’une poutre en superposant deux éléments en bois de hauteur h et de largeur b et en les reliant pardes cales à leur interface. • • • La Figure 1-2 illustre l’effet de la présence d’une connexion sur les caractéristiques statiquesd’une section transversale. Par la collaboration structurale entre les éléments constitutifs, lemodule de flexion, déterminant pour la résistance, est deux fois plus grand qu’en l’absence de collaboration. Lemoment d’inertie, caractérisant la rigidité etdéterminant pour la flèche, estquant à luiquadruplé. La semelle enbétond’unepoutremixte, appelée communément"dalle", faitgénéra- lementpartie intégranted’unplancherenbéton ;elle intervientdans lecomportement de la poutre par une largeur limitée dite "largeur participante" ou encore "largeur collaborante". En pratique, ce plancherpeut être de l’un des types suivants : un planchermixte obtenu en coulant le béton sur une tôle profilée qui assure successivement le rôle de coffrage et celui d’armature inférieure (Figure 1-3a) ; un plancher enbéton coulé en place sur pré-dalles (Figure 1-3b) ; un plancher constitué d’éléments préfabriqués (hourdis) enbéton (Figure 1-3c) ; unplancher en béton coulé enplace sur coffrage traditionnel (Figure 1-3d). • • • • ABSENCE¬DE¬COLLABORATION¬GLISSEMENT¬RELATIF INTERACTION¬COMPLÒTE¬COMPORTEMENT¬MONOLITHE W= 2 bh 2 = bh 2 1 6 1 3 I= 2 bh 3 = bh 3 1 12 1 6 W= b(2h) 2 = bh 2 1 6 2 3 I= b(2h) 3 = bh 3 1 12 4 6 Figure 1-3 :Divers types de planchers dans les poutresmixtes A¬$ALLE¬MIXTE BÏTON¬COULϬEN¬PLACE PRÏDALLE B¬"ÏTON¬COULϬSUR¬PRÏDALLES D¬"ÏTON¬COULϬEN¬PLACE C¬%LÏMENTS¬DE¬PLANCHER¬PRÏFABRIQUÏS ÏLÏMENT¬PRÏFABRIQUÏ BÏTON¬COULϬEN¬PLACE BÏTON¬COULϬEN¬PLACE TÙLE¬PROFILÏE Figure 1-2 : Effet d’une interaction complète entre deux poutres identiques à section rectangulaire sur lemodule de flexion W et sur lemoment d’inertie I BE_staalbeton1.indd 3 14/05/2011 18:14:19 e nu a r i c Construction mixte Constructionmixteacier-bétondans lesbâtiments : Conception etdimensionnement à températureordinaire et en situation d'incendie selon l'Eurocode 4 RenéMaquoi,RikDebruyckere, Jean-FrançoisDemonceau et Lincy Pyl ruction mixte èglesde calculde l’Eurocode 4, applicables aux constructionsmixtes acier-béton, commentées. décrit lesparticularitésde la constructionmixte etondégage lesprincipesgéné- onception et l’exécution des divers types d’éléments constitutifs des bâtiments: anchersmixtes,poteauxmixtes et assemblagesmixtes. mensionnement de ces éléments, tant à température ordinaire qu’en situation espectivement exposés aux chapitres 2 à 5. Lesméthodes de calcul et les règles conformes aux normes belgesNBN EN 1994-1-1 etNBN EN 1994-1-2. Elles sont nsungrandnombred’exemples très largementdocumentés. de l’ossaturemixte d’un complexe de cinéma érigé à Rotterdam fait l’objet du n contenu, ce livre constitue un outil fort utile pour les praticiens des bureaux eauxde contrôle ainsiqu’unguidepour tous les intervenantsdans la chaînede Stark,qui sont à la foisdes enseignants (TUDelft et TU Eindhoven) etdes ingé- s, en ont préparé la version originale en néerlandais pour compte de Bouwen assure la diffusion aux Pays-Bas. Sur base d’une convention en bonne et due et Staal a cédé ses droits à Infosteel qui souhaitait préparer une édition appro- ge, tantnéerlandophoneque francophone. Lapréparationde celle-ciaainsiété onceau et R.Maquoi (Université de Liège), pour l’adaptation francophone, et à CO)et L.Pyl (LessiusMechelen,CampusDeNayer),pour l’adaptationnéerlando- efois été conduite en étroite symbiose afindegarantir laplusgrande cohérence es. Constructionmixte Guidesde constructionmétallique 14/05/2011 18:11:11 L 0 L t n n (1 ) ZK ˜ (2-1) 2 u Rd V d 0,8f P 4 Q H ˜ ˜ ˜ (2-2) 2 ck cm Rd V f E P 0,29 d B H ˜ ˜ ˜ ˜ (2-3) sc sc sc 1 alssi h 4d h 0,2 1 alssi 3d h 4d d B B ! § · ˜ d d ¨ ¸ © ¹ (2-4) 0 sc t t,max p p r 0,7 b h k 1 k h h n § · ˜ ˜ d ¨ ¸ ¨ ¸ © ¹ (2-5) 0 sc l sc p p p b h k 0,6 1 1,0 metavec h h 75mm h h § · ˜ ˜ d d ¨ ¸ ¨ ¸ © ¹ (2-6) y a f 235f en et d h 2t 2r F ˜ ˜ (2-7) S t ˜ s s c A A (2-8) y ctm s c sk f f k 235 f S E ˜ ˜ ˜ (2-9) eff 0 e,i e,i e i eff 0 e,i e,i e i e e,i b b b metavec b L/8 b b b b metavec b L/8 b metavec (0,55 0,025L/b ) 1 C C 6 d 6 d ˜ d (2-10a) (2-8) (2-9) L 0 L t ( ) ˜ 2 u Rd d 0,8f P ˜ ˜ ˜ 2 ck c d f , H ˜ ˜ ˜ ˜ ) sc sc sc 1 l i , 1 l i d B § ˜ © 0 sc t t, ax p p r 0, 1 k h n § ˜ ˜ d ¨ ¸ ¨© ¹ 0 sc l sc p p p ,6 1,0 mtavec h § · ˜ ˜ d ¨ ¸ ¨© ¹ (2-6) y a f 5f en t t r ˜ ˜ ˜ s c A y ct s c sk f f f S E ˜ ˜ ˜ ( ) eff 0 e,i e,i e i eff 0 e,i e,i e i e e,i b metavec L/8 b b b t ec b / metavec (0,55 , / ) 1 6 d 6 d ˜ d (2 8 2. staal-betonliggers met: en:  : gelijkaan1,0alsdedoorsnede vanklasse2 isenaan1,1alsdedoorsnede van klasse1 is (klassewaarvoor een plastische rotatiecapaciteit is vereist); k c : coëfficiënt die rekening houdtmet de verdeling van spanningen in de door- snede juist voorhet scheuren (NBN EN 1994-1-1, 7.4.2) De flenzen en het lijf van een gedeeltelijk omstort profiel vertonen een kleiner risico voor plooi dan in het geval zonder omstorting. De criteria voor de classificatie van flenzen vangedeeltelijk omstorte doorsneden zijn gegeven in tabel2-4. Tabel 2-4 :Classificatiecriteria van flenzen van gedeeltelijk omstorte doorsneden bc t b gewalstprofiel gelast profiel c t c bc b 0,8≤ ≤1,0 bc b t c + doorsnedeklasse type grenswaarde c/t 1 gewalst ófgelast profiel £ 9  2 £ 14  3 £ 20  Als voldaan is aan de regelsmet betrekking tot constructieve schikkingen bepaald in 5.5.3(2) vanNBN EN 1994-1-1,mag een lijf van klasse 3 omstort door beton, opge- waardeerdworden tot een lijf van klasse 2. 2.1.5 Meewerkendebreedte Bijdeberekening van staal-betonliggersgaatmenuit vandehypothese vanbehoud van vlakkedoorsnedennaarhet voorbeeld vanhetgeenwordtgedaanbij andere typen van liggers.Debovenflensdiebestaatuitdebetonplaat isnormalerwijzegroot invergelijking metdeoverspanning vande ligger;hij isdusonderhevig aan"shear lag". In eendwars- doorsnede zullende rekkenendusde spanningen indebetonplaat verkleinennaarmate men zich verwijdert vande as vande ligger (figuur2-8).Om toch verderberoep te kun- nendoenopde klassieke liggertheorie, en inhetbijzonderopde formule vanNavier, is hetgebruikelijkomdeflensbreedte b te reduceren tot een"meewerkendebreedte" b eff (somsook"effectievebreedte"genoemd);dezelfdekunstgreep is trouwens van toepas- sing voorT-balken ingewapendbeton (ziefiguur5.3 vanNBNEN1992-1-1). Voor de elastische algemene berekening van liggers in gebouwen is het toegestaan, als vereenvoudiging, om een constante meewerkende breedte toe te passen over de gehele lengte van elke overspanning.Dezewaardewordt gelijk genomen aan de Figuur 2-8 : Principe vanmeewerkende breedte bv beff s max b0 be2 be1 b0 be2 be1 b2 b1 betonnenT-balk staal-betonligger BE_staalbeton2.indd 8 14/05/2011 18:18:16 we 1. inleiding tot staal-betonconstructies 1.2 Staalplaat-betonvloeren 1.2.1 Opbouw Een staalplaat-betonvloer bestaat uit een geprofileerde dunne staalplaat die ontwor- pen is om op een efficiëntemanier constructief samen tewerkenmet het beton van de vloerplaat dat erin komt. Staalplaat-betonvloeren zijn zeer geschikt voor toepas- sing in de staalbouwwaarbij zij,middels een verbinding, kunnen samenwerkenmet de stalen vloerliggers (figuur1-12). Staalplaat-betonvloeren kunnen samenwerkenmet liggers van anderematerialen zo- alsbijvoorbeeldgewapendbeton ofhout. Degeprofileerde staalplaat vervult verschillende functies: zebiedt eenwerkvloer tijdens deuitvoering; zedient alsbekistingbijhetbetonneren vande vloerplaat; ze vervultde rol vanonderwapening voorhetbeton vande vloerplaat. Erbestaateengroteverscheidenheidaangeprofileerde staalplaten indehandel (figuur 1-13).Dezeplatenonderscheidenzichdoorhunvorm,hunhoogte,deafstand tussende golven,de verstijving vanhunwanden,dewijze vanoverlappingwanneernaastmekaar liggendendemanierwaaropde samenwerkingmethetbetonwordt verzekerd. • • • Figuur 1-12 :Voorbeeld van een staalplaat-betonvloer Figuur 1-13 : Enkele typen van geprofileerde platen voor staalplaat-betonvloeren OP¬DE¬BOUWPLAATS GESTORT¬BETON WAPENING GEPROFILEERDE STAALPLAAT STALEN¬LIGGER DEUVEL BE_staalbeton1.indd 9 26/05/2011 8:51:34 : r Staal-betonconstructies Toepassing enberekeningvan staal-betonconstructies voorgebouwen volgens Eurocode 4bijnormale temperatuur enbrand RenéMaquoi,RikDebruyckere, Jean-FrançoisDemonceau en Lincy Pyl -betonconstructies t over en becommentarieert de rekenregels van Eurocode 4, van toepassing op staal- s. chrijftdebijzonderheden van staal-betonconstructiesenbehandeltdealgemeneprin- king tot het berekenen en het uitvoeren van verschillende types van samenstellende bouwen: staal-betonliggers, staalplaat-betonvloeren, staal-betonkolommen en staal- en. n 2 tot 5behandelen indetaildeberekening vandeze elementenbijnormale tem- brand.De rekenmethoden en toepassingsregels zijn conformNBN EN 1994-1-1 en 2. Zeworden uiteengezet in een groot aantal uitvoerig gedocumenteerde reken- ft een volledige berekening van de staal-betonconstructie van een bioscoopcomplex erdam. nzijn inhoudvormtditboekeenzeernuttighulpmiddelvoor studiebureausencontro- seengidsvoorallebetrokkenen indebouwwereld. R.J. Stark die tegelijkertijd lesgevers (TUDelft en TU Eindhoven) zijn en ontwerpinge- eorigineleNederlandse versie voorbereid voorBouwenmet Staaldie instaat voorde Nederland.Op basis van een volgens de regels opgesteld contract heeft Bouwenmet rechten overgedragen aan Infosteel die een uitgave afgestemd op het Belgische pu- bereiden, zowel in hetNederlands als in het Frans.De voorbereiding van dezewerd wd aan R. Debruyckere (SECO) en L. Pyl (LessiusMechelen, Campus De Nayer) voor lige aanpassing, en aan J.F.Demonceau en R.Maquoi (Universiteit van Luik), voor de assing. Zij is evenwel tot standgekomen innauwe symbiose teneindedegrootste sa- de twee teksten tegaranderen. 05 Staal-betonconstructies RenéMaquoi,RikDebruyckere, Jean-FrançoisDemonceau en Lincy Pyl Handboeken staalconstructies 14/05/2011 18:10:06 Staal-betonconstructies Toepassing en berekening volgens Eurocode 4 bij normale temperatuur en bij brand Publicatie in de reeks Handboeken staalconstructies Bestel nu ! - www.infosteel.be/publicaties Construction mixte Conception et dimensionnement selon l’Eurocode 4 (température ordinaire/situation incendie) Publication dans la série Guides de construction métallique Commandez-la maintenant ! - www.infosteel.be/publications