Hypothèses de calcul
Les valeurs et ordres de grandeur énoncés dans les tableaux ci-dessous sont soit issus de :
- la norme NF EN 12812 (basé sur l’Eurocode 1) ;
- la norme NF EN 13374 ;
- le Fascicule 65 ;
- le Guide du constructeur en bâtiment ;
soit ils sont donnés de manière indicative et ils doivent être complétés, au besoin, d’une étude particulière.
Ils sont valables pour une hauteur d’étaiement d’un niveau de plancher « standard » de 2,80 m.
Actions verticales
*Prévoir une majoration du poids si rajout de poutrelles secondaires (resserrées pour prévenir le risque de chutes de hauteur).
**Surcharge équivalent béton pour un plancher de 20 cm : 8 cm de béton (ou 40 % du poids propre).
Actions horizontales
Calcul de la charge à l’élément
- Contrainte sur les éléments porteurs
Chaque composant servant au coffrage (étais, poutrelle, tour d'étaiement) doit :
- résister à l’effort de compression normal (calculé par répartition des charges) ;
- résister au flambement (longueur libre de flambement) ;
- résister à la dilatation ;
- résister à la vibration ;
- garantir une déformation acceptable (pour une flèche maximale tolérée de L/500).
Pour les coffrages industriels et semi-industriels, il est nécessaire de se référer à la notice pour vérifier l’adéquation des matériels en fonction des épaisseurs de planchers.
A contrario, pour les planchers « traditionnels », il est nécessaire de calculer les charges pour l’ensemble des éléments.
Pour les prédalles / DAP / hourdis (coffrage « perdus »), le calcul des charges est établi pour les poutrelles, les éléments verticaux et les appuis.
- Spécificités par type d’élément
Peau coffrante
Sauf spécificité (notamment en génie civil), la peau coffrante ne fait pas l’objet d’un dimensionnement particulier. Il est néanmoins nécessaire de s’assurer que la résistance de la peau est adaptée à l’espacement prévu entre les poutrelles secondaires.
Poutrelles
Afin d’éviter la rupture des poutrelles primaires et secondaires, notamment en bois, dus aux efforts tranchants au droit des jonctions entre poutrelles et avec les étais, plusieurs paramètres doivent être respectés :
les caractéristiques propres de la poutrelle et de son domaine d’emploi ;
les limites de détérioration (fissures, éclats, coupures, trous, moisissures, etc.) admissibles, définies par le fabricant sur les différentes parties de la poutrelle (âme, talon) ;
l'assemblage et le calage des poutrelles.
Étais : l'effet de continuité
L'effet de continuité dans le dimensionnement des étaiements de plancher fait référence à la manière dont les dispositifs d’étaiement sont disposés et interagissent pour soutenir un plancher. Ceux-ci sont positionnés de manière à former un réseau ou un système cohérent qui répartit efficacement la charge du plancher au-delà de la simple répartition géométrique.
Cela garantit à la structure, dans son ensemble, une stabilité, ainsi que la capacité à supporter les charges prévues sans risque de déformation excessive ou de défaillance structurelle, lié par exemple à la concentration d’efforts ponctuels (coulage du béton, etc.).
L’objectif est de concevoir l’étaiement comme un ensemble solidaire plutôt que comme un ensemble d’appuis isolés.
Lorsqu’une poutre (ou une filière) continue repose sur 3 appuis et supporte une charge uniformément répartie « p » par mètre, la charge transmise entraîne une réaction sur :
Les appuis d'un étaiement.
l’appui central de : yi = 1,25 pl
chaque appui de rive de : Yr = 0,375 pl
« l » désigne chaque portée partielle.
Appui intermédiaire
Si l’étaiement est constitué de 2 systèmes de raidissement orthogonaux (poutrelles béton et filières, prédalle armée et filières, etc.), les effets de continuité orthogonaux se conjuguent.
La charge uniformément répartie est de « q daN/m2 ». Le rectangle de plancher supporté par un étai intermédiaire a une longueur « l » et une largeur « a ».
La charge supportée par cet étai intermédiaire est :
Le CPT « Planchers » demande une majoration minimale de 20 % pour prendre l’effet de simple continuité, soit N = 1,44 qla en double continuité. En calcul simplifié, il est donc raisonnable de prendre :
Ni = 1,5 qla sur un appui intermédiaire.
Appui de rive
Lorsque le bétonnage en cours n’est réalisé que sur une travée, l’appui de rive et l’appui intermédiaire reçoivent chacun une charge voisine de :
yi = yr = 0,5.q.a
Si l’appui de rive n’est pas dans un angle du plancher*, dans la direction orthogonale, il supporte l’effet de continuité. La charge reçue est donc de :
Nr = 0,5 x 1,2 5 q.a.l = 0,625 q.a.l
Les appuis de rive sont constitués :
soit par des étais qui supportent une filière de manière excentrée, ce qui réduit la capacité portante des étais d’au moins 20 % ;
soit par un dispositif d’étaiement placé à une petite distance de l’ossature porteuse (mur ou poutre), ce qui entraîne une majoration des charges transmises sur ce dispositif, de l’ordre de 20 %, d’où Nr = (0,625 q.l.a) x 1,2
Effort sur l'étai intermédiaire (cas le plus défavorable) :
N = 1,56 x q x a x l