Brevet FR3095821A1 — publié le 20201113

Description Titre de l'invention : Dalle de balcon et procédé de construction d'un bâtiment Domaine technique [0001] La présente invention concerne la construction des bâtiments et notamment l'ancrage d'une dalle de balcon dans une structure porteuse. Technique antérieure [0002] La réalisation des balcons neufs en béton passe généralement par la préfabrication d'une dalle avec un clavetage coulé en place ou par le coffrage du balcon coulé en place. [0003] En présence de rupteurs de ponts thermiques, deux solutions d'ancrage sont géné- ralement utilisées. [0004] Une première solution consiste à utiliser un rupteur filant, à travers lequel passent des aciers passifs reliant la dalle de balcon à la structure porteuse, ce qui occasionne un problème éventuel de durabilité en raison de la corrosion au niveau du rupteur. [0005] Une deuxième solution repose sur l'utilisation d'ancrages ponctuels via des sections d'appui en béton aimé fortement ferraillées, disposées entre les rupteurs, ce qui occasionne une concentration des efforts dans les sections d'appui et pose à la fois des problèmes de réalisation en raison de la densité de ferraillage et de la qualité du béton et des problèmes de flèche en raison d'une trop grande souplesse de la liaison. Exposé de l'invention [0006] Il existe par conséquent un besoin pour perfectionner la réalisation de balcons ou autres dalles s'étendant en porte-à-faux à partir d'une structure porteuse, afin notamment de disposer d'une solution compatible avec la présence de rupteurs thermiques, facile à mettre en oeuvre et offrant la durabilité recherchée. Résumé de l'invention [0007] L'invention vise à répondre à ce besoin et a pour objet, selon un premier de ses aspects, une dalle à monter en porte-à-faux sur une structure porteuse, notamment dalle de balcon, préfabriquée en béton, comportant des passages pour des armatures de précontrainte destinées à l'application d'une post-tension, ces passages étant formés dans celle-ci lors de sa fabrication. [0008] Les passages en question peuvent être sous forme de conduits. Ils peuvent recevoir des armatures telles que des torons gainés. [0009] Par rapport aux inconvénients associés à l'état de l'art rappelé ci-dessus, l'invention permet de résoudre les problèmes de flèche, de durabilité et de mise en oeuvre, sans aggraver, voire en améliorant. le rendement de construction. 2 [0010] L'invention est ainsi adaptée à la réalisation de balcons de moyenne ou grande portée, sans nécessité d'appuis complémentaires. [0011] L'invention permet la réalisation de balcons avec rupteurs thermiques, répondant à la réglementation thermique actuelle. L'invention permet notamment d'utiliser des rupteurs non structurels, moins coûteux. [0012] Dans le cas d'utilisation de rupteurs filants, c'est-à-dire s'étendant sur l'intégralité de la longueur de la dalle, et structuraux, l'invention permet: [0013] de compenser tout ou partie de la flèche sous charge permanente, cc qui permet de réduire la flèche en service et d'augmenter les portées; de ne pas fissurer ou de limiter la fissuration du béton, cc qui a un effet très favorable sur la rigidité de la structure par rapport à son équivalent en béton armé ; en empêchant l'apparition de fissures, on offre une meilleure protection vis-à-vis de l'eau affectant le joint, malgré la couche d'étanchéité, ce qui contribue à la pérennité de l'ouvrage. [0014] Dans le cas de rupteurs non structuraux s'étendant entre des sections d'appui discrètes, l'invention permet : [0015] de compenser tout ou partie de la flèche sous charge permanente, ce qui permet de s'affranchir de la souplesse consubstantielle à la discrétisation des points d'ancrage de petites dimensions ; de ne pas fissurer ou de limiter la fissuration du béton, avec les avantages indiqués ci-dessus ; de franchir des portées supérieures à celles offertes par le béton armé traditionnel. [0016] En outre, l'invention combine les avantages décrits ci-dessus à ceux liés à la préfa- brication, notamment concernant la qualité de parement et la stabilité des caractéristiques mécaniques et géométriques offertes par l'industrialisation de la fabrication. [0017] La dalle peut être livrée sur le chantier déjà équipée des armatures de précontrainte. Ces dernières peuvent être installées à la préfabrication de la dalle. La dalle peut ainsi comporter, au sein (lesdits passages, les armatures de précontrainte, destinées à l'application d'une post-tension. [0018] Les passages, qui peuvent être sous forme de conduits, peuvent avoir être formés lors du coulage du béton de la dalle, dans l'épaisseur de celle-ci, et peuvent ne déboucher qu'à une extrémité de la dalle. [0019] Les armatures peuvent avoir un ancrage passif dans la dalle. Dans ce cas, un ancrage actif est réalisé dans la structure porteuse, de manière à pouvoir mettre sous tension les armatures une fois la dalle en place. [0020] En variante, les armatures ont un ancrage actif dans la dalle, ayant par exemple une extrémité venant en appui à une extrémité de la dalle opposée à la structure porteuse. 3 [0021] Par « ancrage passif », il faut comprendre un ancrage réalisé de telle sorte que l'extrémité de l'armature occupe dès l'origine sa position définitive au sein du béton. Par ancrage actif, on désigne un ancrage qui permet de déplacer l'extrémité de l'armature relativement au béton, pour la tendre et générer une précontrainte au sein de celui-ci. [0022] La dalle peut comporter au moins un logement de réception d'un rupteur thermique. Dans ce cas elle comporte par exemple au moins deux avancées, encore appelées sections d'appui, par laquelle elle vient en appui sur la structure porteuse. Les armatures de précontrainte passent de préférence au sein de chacune de ces sections d'appui, avec par exemple une armature de précontrainte par section d'appui. L'avantage des sections d'appui est de permettre d'utiliser des rupteurs non structuraux, disposés entre elles, n'ayant pas à transmettre un effort de compression. Ces rupteurs se logent entre les sections d'appui. Les efforts transitent par les sections d'appui en béton. [0023] La dalle peut encore comporter un rupteur filant structurel sur son côté destiné à s'appliquer sur la structure porteuse. [0024] La dalle peut être déjà prééquipée d'un garde-corps lorsqu'elle est positionnée contre la structure porteuse. [0025] La dalle est avantageusement dépourvue d'armatures passives tels que des fers, faisant saillie hors du béton de celle-ci, à noyer dans la structure porteuse. La reprise des efforts de cisaillement à l'interface est obtenue par le frottement béton-béton entre celui de la dalle de balcon et celui de la structure porteuse. Avantageusement, on donne aux surfaces de la dalle de balcon et de la structure porteuse venant en contact une forme conjuguée, avec des reliefs complémentaires, par exemple un relief en saillie sur la dalle et un relief en creux sur la structure porteuse, ces reliefs s'emboîtant, ou inversement. Une colle est de préférence disposée à l'interface, par exemple une colle du type colle à voussoir, pour éliminer les points durs. [0026] Dans une variante, le béton de la dalle de plancher de la structure porteuse est coulé au contact de la dalle de balcon, ce qui peut simplifier la réalisation du joint entre les deux. [0027] L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un bâtiment comportant une structure porteuse et au moins une dalle préfabriquée en béton s'étendant en porte-à-faux à partir de cette structure porteuse, notamment une dalle de balcon telle que définie ci-dessus, des armatures de précontrainte, destinées à l'application d'une post-tension, reliant la dalle en porte-à-faux à la structure porteuse, des passages pour les armatures de précontrainte ayant été formés dans la dalle en porte-à-faux avant assemblage à la structure porteuse. [0028] La structure porteuse peut comporter une dalle de plancher en béton armé, qui est coulée en place, après positionnement de la dalle préfabriquée en béton. Les parties libres des armatures ancrées dans la dalle en porte-à-faux sont intégrées à cette dalle de la structure porteuse. Des réservations dans lesquelles débouchent les extrémités des armatures peuvent être prévues pour la mise en place d'ancrages actifs, afin de mettre sous tension les armatures. [0029] Le bâti nient peut comporter des rupteurs discrets à l'interface entre la dalle en porte à faux et la structure porteuse, auquel cas la dalle en porte à faux vient avantageusement en appui contre la structure porteuse par des sections d'appui traversées par les armatures de précontrainte, ou en variante un rupteur filant structurel, traversé par les armatures de précontrainte et des armatures passives. [0030] De préférence, les armatures comportent des torons gainés. [0031] Les surfaces en appui de la dalle en porte-à-faux et de la dalle de la structure porteuse sont avantageusement conjuguées, pour aider à la reprise des efforts de cisaillement. Une colle peut être disposée à l'interface. Le bâtiment peut être réalisé sans armature passive s'étendant entre la dalle de la structure porteuse et la dalle en porte-à-faux. [0032] L'invention a encore pour objet un procédé de construction d'un bâtiment, comportant une structure porteuse et au moins une dalle s'étendant en porte-à-faux à partir de la structure porteuse, notamment une dalle de balcon, procédé dans lequel on amène la dalle en porte à faux à l'état préfabriqué avec des armatures en attente s'étendant depuis la dalle, on coule une dalle de la structure porteuse de manière à y intégrer les armatures, et on met sous tension les armatures pour précontrainclre la dalle en poile à faux et assurer sa tenue sur la structure porteuse. Les armatures sont de préférence non adhérentes au béton lors de leur mise en tension. La mise en tension des armatures peut s'effectuer à l'aide d'ancrages actifs, par exemple au niveau de réservations réalisées dans la dalle de la structure porteuse. La mise sous tension peut s'effectuer à l'aide d'un ou plusieurs vérins, notamment à nez, éventuellement à nez courbe lorsque la déviation à l'ancrage actif n'est pas suffisante pour engager un vérin à nez droit. [0033] Le procédé peut comporter la réalisation de reliefs complémentaires entre la dalle de la structure porteuse et la dalle en porte-à-faux, pour aider à la reprise des efforts de cisaillement. [0034] Le procédé peut comporter l'introduction d'une colle à l'interface entre la dalle de la structure porteuse et la dalle en porte-à-faux. [0035] Le procédé peut comporter la mise en place de rupteurs thermiques entre la dalle de la structure porteuse et la dalle en porte-à-faux. Ces rupteurs thermiques peuvent être non structurels, et s'étendre entre des sections d'appui de la dalle en porte-à-faux. Brève description des dessins 100361 L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples non limitatifs de mise en oeuvre de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : [0037] [fig.1] La figure 1 représente en perspective, de manière schématique, une dalle de balcon préfabriquée, conforme à un exemple de mise en oeuvre de l'invention avec rupteur discret et mise en tension depuis l'intérieur, [0038] [fig.2] la figure 2 illustre la mise en place de la dalle de balcon préfabriquée de la figure 1, munie d'armatures de précontrainte et de leurs ancrage, préinstallés, sur une structure porteuse, [0039] [fig.3] la figure 3 est une coupe schématique et partielle au droit d'une section d'appui, [0040] [fig.4] la figure 4 est une coupe schématique et partielle au droit du rupteur, [0041] [fig.5] la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 d'une variante de mise en oeuvre avec rupteur discret et mise en tension depuis l'extérieur, [0042] [fig.6] la figure 6 représente le détail VI de la figure 5, [0043] [fig.7] la figure 7 est une vue analogue à la figure 4 de la variante de mise en oeuvre de la figure 5, [0044] [fig.8] la figure 8 représente le détail VIII de la figure 7, [0045] [fig.9] la figure 9 est une coupe schématique et partielle d'une variante avec rupteur structurel filant et mise en tension depuis l'intérieur, [0046] [fig.10] la figure 10 est une coupe schématique et partielle d'une variante avec rupteur structure filant et mise en tension depuis l'extérieur, [0047] [fig.11[ la figure 11 représente le détail XI de la figure 10, [0048] [fig.12] la figure 12 est une coupe schématique et partielle d'une variante sans rupteur et avec mise en tension depuis l'intérieur, [0049] [fig.13] la figure 13 est une coupe schématique et partielle d'une variante sans rupteur et avec mise en tension depuis l'extérieur, et [0050] [fig.14] la figure 14 représente le détail XIV de la figure 13. Description détaillée [0051] Le balcon 10 représenté sur les figures 1 à 5 comporte une dalle dc balcon II pré- fabriquée en béton armé. La dalle 11 comporte, sur son côté destiné à l'assemblage sur une structure porteuse 20, des sections d'appui 12, définissant entre elles des logements 13 dans lesquels peuvent être disposés des rupteurs non structuraux 30 (dont l'un est visible sur la figure 4). [0052] La dalle 11 peut être prééquipée d'un garde-corps 18, comme illustré, et peut comporter des anneaux de levage 16, ancrés dans le béton. [0053] Conformément à l'invention, la dalle 11 est réalisée avec des armatures de pré- 6 contrainte 14 ancrées dans celle-ci, noyées dans le béton de la dalle 11. [0054] Ces armatures 14 sont de préférence des torons non adhérents au béton de la dalle, ancrés dans celle-ci à une extrémité 14a, et qui dépassent à l'autre extrémité des sections d'appui 12, avec par exemple une armature 14 par section d'appui 12, comme illustré. [0055] Les armatures 14 sont par exemple des torons à 7 fils T15S (A=150mm2, fRG=1860 MPa. FRG= 279kN) de type TGG (Toron Gainé Graissée), de préférence des torons à 7 fils enduits de graisse et gainés de PEHD. [0056] Les ancrages de ces armatures 14 dans le béton de la dalle de balcon 11 constituent des ancrages passifs 31 (visibles sur la figure 5). [0057] La structure porteuse 20 comporte par exemple, comme illustré à la figure 2, une dalle de plancher 22 en béton armé et un voile 24 pourvu d'une ouverture 23 d'accès au balcon 10. [0058] La dalle 11 est fixée à la dalle de plancher 22 à l'aide des armatures 14. [0059] La dalle de plancher 22 est coulée en place, de façon conventionnelle. [0060] Sur le chantier de construction, la dalle 11 est présentée et maintenue provisoirement au nu de la dalle de plancher 22 de la structure porteuse, et les armatures 14 sont déployées dans celle-ci. Des boîtes de réservation sont positionnées dans le coffrage de la dalle de plancher 22 à chacun des emplacements destinés à recevoir les ancrages actifs 15 des armatures 14 dans la dalle de plancher 21 (non représentés sur la figure 5). [0061] Sur la figure 2, la dalle de plancher 22 est représentée après le coulage du béton et l'on voit les réservations 21 destinées à accueillir les ancrages actifs 15 des armatures 14. [0062] Après coulage du béton de la dalle 22, et durcissement de celui-ci, les armatures 14 sont mises en tension à partir des ancrages actifs 15, afin de générer une précontrainte dans les dalles 11 et 22. [0063] Afin de limiter le volume de ces réservations 21, les armatures 14 sont mises en tension à l'aide de vérins munis d'un nez courbe, qui permettent une mise en tension déviée au-dessus de la dalle de plancher 22. [0064] Les ancrages actifs 15 des armatures 14, après mise en tension, sont protégés par capotage et/ou cachetage (non représenté). [0065] Du fait de la mise en précontrainte de la dalle de balcon 11,11 n'est pas nécessaire de prévoir un ferraillage pour assurer la liaison entre la dalle de balcon 11 et la dalle de plancher 22. [0066] On peut prévoir une conjugaison à l'interface entre la dalle 11 et la dalle 22, ainsi qu'une colle, par exemple du type colle à voussoir, pour éliminer les points durs. [0067] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'être décrit. 7 [0068] Par exemple, il est possible d'installer des ancrages passifs des armatures 14 au sein de la dalle 22 de la structure porteuse. Les ancrages actifs peuvent alors être disposés dans des réservations 34 débouchant à l'about de la dalle préfabriquée 11, puis utilisés pour mise en tension avec un vérin, comme illustré aux figures 5 à 7. [0069] On peut disposer à l'interface entre les sections d'appui 12 et la dalle 22 une couche de résine, comme visible sur la figure 6. [0070] Les ancrages actifs présents à l'about de la dalle peuvent ensuite être noyés dans le béton, par exemple, ou protégés autrement. [0071] On peut encore utiliser un rupteur structurel filant 50, tel qu'illustré à la figure 9. [0072] Dans ce cas, la dalle de balcon 11 est réalisée sans les sections d'appui 12 et vient en appui sur toute sa longueur contre le rupteur structurel 50, qui s'interpose entre les dalles 11 et 22 et transmet les efforts de compression entre les deux. [0073] Le rupteur 50 est traversé par les armatures 14 et par des armatures passives struc- turelles. [0074] Dans l'exemple de la figure 9, la mise en tension s'effectue depuis l'intérieur, grâce aux réservations 21, à l'instar de l'exemple de la figure 3. [0075] Dans la variante des figures 10 et 11, la mise en tension s'effectue depuis l'extérieur, par exemple depuis l'about de la dalle de balcon 11, à l'instar de l'exemple de la figure 5 précédemment décrit. [0076] On voit sur la figure 11 que des couches de résine 51 et 52 peuvent être interposées entre le rupteur structurel 50 et les dalles 11 et 22 respectivement. [0077] Sur la figure 12, on a illustré la possibilité d'appliquer l'invention à un balcon sans rupteur thermique. [0078] Dans ce cas, la dalle de balcon 11 vient en appui sur toute sa longueur directement contre la dalle 22. [0079] La mise en tension des armatures 14 s'effectue depuis l'intérieur, comme dans l'exemple des figures 1 à 4. [0080] Dans la variante des figures 13 et 14, la mise en tension des armatures 14 s'effectue depuis l'extérieur, par exemple depuis l'about de la dalle ii, comme illustré. [0081] Une couche de résine 35 peut être interposée entre les dalles 11 et 22. 8 REVENDICATIONS[Revendication 1] Dalle (11) à monter en porte-à-faux sur une structure porteuse (20), notamment dalle de balcon, préfabriquée en béton, comportant des passages pour des armatures de précontrainte (14) destinées à l'application d'une post-tension, ces passages étant formés dans celle-ci lors de sa fabrication. [Revendication 2] Dalle selon la revendication 1, comportant au sein desdits passages les armatures de précontrainte (14) destinées à l'application d'une post-tension. [Revendication 3] Dalle selon la revendication 2, les armatures (14) ayant un ancrage passif (31) dans celle-ci. [Revendication 4] Dalle selon la revendication 2, les armatures (14) ayant un ancrage actif dans celle-ci, ayant de préférence une extrémité venant en appui à une extrémité de la dalle opposée à la structure porteuse (20). [Revendication 5] Dalle selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins un logement (13) de réception d'un rupteur thermique (30). [Revendication 6] Dalle selon la revendication 5, le logement (13) s'étendant entre deux sections d'appui (12) en béton de la dalle (11). [Revendication 7] Dalle selon l'une des revendications 1 à 4, comportant un rupteur filant structurel (50) sur son côté destiné à s'appuyer sur la structure porteuse (20). [Revendication 8] Dalle selon l'une des revendications 1 à 4, étant dépourvue de rupteur thermique et venant directement en appui sur toute sa longueur contre la structure porteuse (20). [Revendication 9] Bâtiment comportant une structure porteuse (20) et au moins une dalle (11) préfabriquée en béton s'étendant en porte-à-faux à partir de cette structure porteuse, notamment une dalle selon l'une quelconque des revendications précédentes, des armatures (14) de précontrainte destinées à l'application d'une post-tension reliant la dalle en porte-à-faux à la structure porteuse, des passages pour les armatures de précontrainte de post-tension ayant été formés dans la dalle en porte-à-faux (11) avant assemblage à la structure porteuse (20). [Revendication 10] Bâtiment selon la revendication précédente, comportant des rupteurs thermiques discrets non structurels s'étendant entre des sections d'appui (12) des dalles de balcon (il). [Revendication ii]Bâtiment selon la revendication 9, comportant des rupteurs structurels 9 [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] [Revendication 15] [Revendication 16] [Revendication 17] [Revendication 18] filants (50) s'étendant entre les dalles de balcon et la structure porteuse. Bâtiment selon la revendication 9, les dalles de balcon venant directement en appui contre la structure porteuse, avec interposition éventuelle d'une couche de résine. Procédé de construction d'un bâtiment, comportant une structure porteuse (20) et au moins une dalle (10) s'étendant en porte-à-faux à partir de la structure porteuse, notamment une dalle de balcon, procédé dans lequel on amène la dalle en porte à faux à l'état préfabriqué avec des armatures (14) en attente s'étendant depuis la dalle, on coule une dalle (22) de la structure porteuse de manière à y intégrer les armatures (14), et on met sous tension les armatures (14) pour précontraindre la dalle (10) en porte à faux et assurer sa tenue sur la structure porteuse. Procédé selon la revendication 13, la mise en tension s'effectuant à l'aide d'au moins un ancrage actif (15), de préférence au niveau de chaque réservation (21) réalisée dans la dalle de la structure porteuse. Procédé selon la revendication 13, la mise sous tension s'effectuant à l'aide d'au moins un vérin à nez, notamment à nez courbe. Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, une colle étant disposée à l'interface entre la dalle de la structure porteuse et la dalle en porte-à-faux. Procédé selon l'une (les revendications 13 à 16, des rupteurs thermiques étant disposés dans des logements (13) s'étendant entre des sections d'appui (12) de la dalle (11). Procédé selon l'une des revendications 13 à 16, au moins un rupteur thermique structurel filant (50) étant interposé entre la dalle de balcon (11) et la structure porteuse (20).