Nouveau procédé de construction de bâtiments en préfabriqué lourd en béton antisismique

Domaine technique auquel se rapporte l’invention :

La présente invention concerne un procédé de conception mais aussi d’assemblage d’éléments préfabriqués lourds en béton qui utilise des nœuds de liaisons, poutres poteaux assurés par un ferraillage en attente en usine et qui seront coulés sur site, les nœuds sont dits « humide » ou « libre ».

Ce type de conception et de montage est l’unique moyen d’obtenir des bâtiments iperstatiques à haute résistance à la sismicité. Ce principe de conception et montage, permet d’utiliser la préfabrication lourde en béton pour la construction de bâtiments multi étagés dans n’importe quelle zone sismique.

Une structure préfabriquée hyperstatique est faite de l'union « humide » de composants partiellement préfabriqués joints avec des renforts et des intégrateurs qui conduisent à des nœuds ayant une résistance et une ductilité égales ou supérieures à celle d'une structure exécutée de manière similaire en traditionnelle.

Le principe inclut aussi la pose d’un corbeau en métal, fixé à l’endroit des nœuds sur les poteaux, permettant la tenue des poutres au niveau des nœuds de liaison lors de l’assemblage dans l’attente du coulage sur site.

Ceci répondant aux problématiques de la construction de bâtiments multi étagés notamment dans les zones de sismiques y compris les zones 2B et 3, en remettant le système constructif de préfabrication dans une configuration de construction traditionnelle.

Ce système mis au point spécifiquement pour garantir la bonne tenue des liaisons en cas de séisme y compris fort.

Ce principe est aussi le seul moyen de concevoir tous types de bâtiments en zone sismique forte y compris des bâtiments RDC, industriel, commercial, tertiaire et résidentiel. Le système classique de préfabrication n’offrant pas de résistance suffisante au séisme. (Figure 1)

Etat de la technique antérieure :

Aujourd’hui, la préfabrication lourde utilise un système dit classique qui génère des bâtiments isostatiques. Ce principe est valable pour les bâtiments RDC ou commerciaux mais ne peut être utilisé dans le cas de bâtiments multi étagés. De plus, ce principe classique ne répond pas aux exigences sismiques y compris pour les bâtiments industriels, commerciaux, tertiaire.

Ce type de bâtiment ne répond pas aux normes sismiques et tous les tests montrent les risques d’effondrement. But de l’invention :

Le but de l’invention est, entre autres, de palier aux inconvénients précités et de permettre de disposer d’un procédé de préfabrication industrielle adapté aux normes des zones à risques de sismicités, risques d’effondrement.

Mais aussi de permettre la construction de bâtiment multi étagés sans limite de hauteur.

Ce procédé révolutionnaire permet de sécuriser le bâtiment via une liaison plus rigide, et plus solide qui ne risque pas de plier lors de séisme, quel que soit l’intensité.

Enoncé des figures :

De toute façon, l’invention sera bien comprise à l’aide de la description qui suit, en référence aux dessins Figure tique annexés, représentant, à titre d’exemple non limitatifs, plusieurs formes d’exécution de ce procédé :

Figure 1 : Figure de ferraillage des jonctions poteau/poutre/dalle Figure 2 : Figure du support de fondation pour la mise en œuvre des poteaux

Figure 3 : Figure des différentes formes/section de poteaux

Figure 4 : Figure des attentes avec corbeau de support en métal pour la jonction poteau/poutre

Figure 5 : Figure du ferraillage de la jonction poteau poutre Figure 6 : Figure de différents éléments de contreventement Figure 7 Figure de différentes hauteurs de poteaux Figure 8 : Figure des différentes formes de poutres

Figure 9 : Figure de mise en œuvre d’un poteau dans le support de fondation

Figure 10 : Figure d’ancrage des poteaux avec le système Peikko Figure 11 : Figure des caractéristiques techniques positionnement des poutres sur les corbeaux en métal

Figure 12 : Figure de mise en œuvre des dalles à partir de la jonction poteau poutre

Figure 13 : Figure de mise en œuvre des dalles à partir de la jonction poteau poutre (angle)

Figure 14 Figure de montage des poteaux dans le support de fondation

Figure 15 : Figure de montage des poteaux et dalles

Figure 16 : Figure de coulage des dalles sur la première tranche Figure 17 : Figure de montage de la deuxième tranche de poteaux avec précision sur les caractéristiques de levage des poteaux.

Figure 18 : Figure de montage des poteaux et dalles de la deuxième tranche

Figure 19 : Coulage de la deuxième tranche

Présentation de l’essence (la substance) de l’invention :

Les systèmes en béton entièrement préfabriqués sont couramment utilisés dans les projets de construction. En effet, les éléments architecturaux et structuraux en béton préfabriqués peuvent être combinés afin de constituer l’ensemble d’un bâtiment. Cette approche peut prendre plusieurs formes, comme des colonnes et des poutres préfabriquées habillées de panneaux de recouvrement, ou encore de panneaux muraux porteurs préfabriqués et des doubles tés ou des dalles de planchers à âmes creuses.

Les objectifs précités dans le chapitre 4 sont essentiellement atteints selon l’invention par un procédé pour renforcer les nœuds de liaisons, poutres poteaux assurés par un ferraillage.

Détails du principe

Mise en place d’insert dans les socles de fondation pour la réception de l’armature des poteaux.

Mise en place dans la fondation d’inserts métalliques permettant de recevoir l’armature à nu du poteau. L’utilisation de cet insert permettra de positionner le poteau dans son socle de fondation avant le coulage du nœud de liaison poteau/fondation avec un béton anti retrait de type MACO. Cela est un point spécifique et permet la création d’un nœud humide propre à un bâtiment hyperstatique. L'insert métallique de fondation peut être produit sous diverses formes et tailles liées au pilier et à la base et servira de guide pour la mise en place des poteaux (Figure 2)

Mise en place des poteaux dans les fondations

Les poteaux peuvent être simple niveau, double niveau, triple niveau et plus, selon les exigences du projet. Les sections peuvent être de formes diverses : carrées, circulaires, rectangulaires.

L’armature à nu est introduite dans les socles de fondation

Exemple de poteau multi niveau. (Figure 3)

Complément de fondation / Pieds de poteau Peikko:

Connexions mécaniques boulonnées :

La rigidité de la connexion avec pieds de poteau HPKM est vérifiée par des tests expérimentaux comme étant au moins aussi rigide que celle des poteaux coulés en place.

La mise en place des poteaux est facile et rapide avec des possibilités de réglages importantes

Pas besoin d’étaiement provisoire en phase de montage

Pas de soudure sur site

Facile à dimensionner grâce au logiciel Peikko Designer®

Première connexion sur le marché à être analysée et agréée

(Rigidité, Résistance à la flexion au cisaillement et en cas d’incendie)

Agrément Technique Européen ETA- 13/0603 approuvé par EOTA La connexion entre les poteaux s’effectue au niveau de la dalle. Le coulage entre les deux éléments scellera le nœud de liaison.

Ce système Peikko est aussi utilisé pour l’attache des poteaux dans la fondation initiale via la présence de tirefonds dans le socle de fondation

Les tirefonds sont conçus pour supporter uniquement les actions de montage du poteau, car le socle de fondation doit être fait avant de poser les objets préfabriqués sur le poteau.

Le système de fixation des joints PEIKKO améliore la performance du nœud à la fois en termes de résistance et de ductilité Existence sur les poteaux de corbeau en métal permettant de poser les poutres au niveau des nœuds avant coulage

Les supports en acier, sont de petite taille et n'ont que la fonction de supporter les poutres pendant le montage (avant coulage). Ils peuvent également être conçus pour disparaître ou rester (Figure 4) La connexion entre les poteaux multi niveaux est réalisée via le système Peikko.

La connexion entre les poteaux multi niveaux est réalisée via le système Peikko.

La connexion entre les poteaux s’effectue au niveau de la dalle. Le coulage entre les deux éléments scellera le nœud de liaison.

Ce système Peikko est aussi utilisé pour l’attache des poteaux dans la fondation initiale via la présence de tirefonds dans le socle de fondation (Figure 5)

Pour améliorer le comportement physique du bâtiment mise en place de contreventement

Les contreventements peuvent être mono niveau, bi niveaux, tri niveaux et plus, selon les exigences du projet et des calculs du bureau d’étude. Les sections peuvent être de formes diverses :

rectangulaires, L ... (Figure 6)

Type de contreventement et d’appui avec le même principe que les poteaux, les nœuds étant laissés en attente pour être coulé sur place. Figure 7)

Mise en place des poutres auto portante

Les poutres sont à bras ouvert, conçus pour une intégration efficace avec les autres composants du système et pour supporter les charges de montage et d'usage (Figure 8)

Mise en place des dalles

La dalle est un alvéolaire pré-comprimé, capable de satisfaire aux exigences de la connexion autoportante avec les poutres.

Mode de réalisation de l’invention : Figure de montage

Fondations avec socle d’encastrement (Figure 9)

Fondation empilable avec système PEIKKO (Figure 10) Détails du nœud de liaison poteau -poutre (Figure 11) Détails nœud poutre-dalle (Figure 12 / Figure 13)

Pose de Poteaux multi niveaux (Figure 14)

Pose des poutres et dalles par niveau (Figure 15)

Pose des treillis et coulage des nœuds et dalles (Figure 16) Pose d’un second jeu de poteaux multi niveaux (Figure 17)

Pose d’un 2 ^nd niveau de poutres et dalles (Figure 18) Pose des treillis et coulage des nœuds et dalles (Figure 19) Il faudrait pouvoir annexer la présentation de la solution hybride complète.