Structure

 ● 2.3. Les poutres

Les IPE et les PRS sont les produits sidérurgiques les plus couramment utilisés pour former une poutre.

Il est aussi possible d'employer des profils de gamme HE A/B et UAP.
La disposition des poutres en double nappe (poutres principales et solives perpendiculaires) est la plus connue. Cependant, pour améliorer les coûts et la rapidité du chantier tout en respectant les caractéristiques géométriques des volumes de bâtiments d'habitations, le référentiel PRISM2 préconise l'utilisation d'une nappe simple de poutres, solution plus économique.
En effet, dans le cas des bâtiments d'habitation, la portée de la poutre (et donc sa dimension) est directement dépendante de l'épaisseur du plancher et conditionne son implantation.

2 Ossature poteaux-poutres
2.1 Conception des structures
2.2 Les poteaux
2.3 Les poutres
  • Portée des poutres
  • Implantation de la poutre
  • Approche dimensionnelle
2.4 Les assemblages
2.5 La stabilité
2.6 Le plancher

1 Principes généraux de conception
3 Schéma unifilaire

→ PRISM2 acier

Portée des poutres

L'acier, grâce à ses performances, autorise des portées importantes dans les ossatures de type filaire.
Des portées longues sont permises, couramment entre 12 et 15 mètres et jusqu'à 20 en structure mixte. Les franchissements importants conviennent aux équipements publics (salles de spectacle, halls, ...) et aux bâtiments d'activités (plateaux de bureaux, lieux d'exposition).
Des portées courtes ou moyennes sont utilisées pour des locaux dont la densité de cloisonnement est importante ou lorsque l'épaisseur du plancher est un critère déterminant. Le nombre de poteaux est alors élevé mais en revanche leurs sections sont assez faibles. Cette disposition est bien adaptée pour des ossatures à trame répétitive basées sur des modules de petite dimension (3 à 6 mètres).

Ce dernier cas convient aux contraintes présentes dans les projets de bâtiments à usage résidentiel : le logement collectif et les lieux d'hébergement (hôtels, maisons d'accueil, résidences universitaires, ...).

Implantation de la poutre

Deux implantations sont possibles.
La poutre est positionnée sous la dalle.
• La dalle portée peut être mince (en fonction de la capacité porteuse de l'élément et des contraintes acoustiques).
• La poutre apparente doit être incluse en cloisons ou habillée pour la sécurité incendie.
• L'addition de connecteurs permet d'exploiter les capacités des structures mixtes.

Dans cette configuration, un profil IPE 270 de nuance S355 permet les portées maximales suivantes :
4 m = longueur de la poutre épaisseur de dalle : 16 à 18 cm
6 m = élément perpendiculaire charges d'exploitation : logement.

Lorsque les poutres sont disposées sous la dalle, le plenum peut être utilisé pour le passage des canalisations, gaines et fileries. Il convient en outre de prendre certaines dispositions au droit des parois verticales, notamment en matière de protection au feu et d'acoustique.

La poutre est incorporée dans la dalle.
• 40 à 50 mm mini au-dessus de la poutre sont nécessaires pour l'enrobage des aciers.
• La poutre ainsi enrobée possède une stabilité au feu de 30 à 60 min selon l'exposition de la semelle inférieure.
• Les éléments du plancher prennent appui sur l'aile inférieure de la poutre.

La poutre de rive
Dans le sens porteur, un profil en U placé en rive permet de jouer à la fois le rôle porteur et la fonction d'arrêt de coulée.
Dans le sens perpendiculaire aux files porteuses, l'arrêt de coulée est généralement assuré par une tôle pliée.

Poutre sous dalle
16 logements (Audun-le-Tiche)

Poutre à talon incorporée
31 logements (La Rochelle)

Approche dimensionnelle

Le recours à des produits longs à âmes pleines permet d'effectuer un dimensionnement rapide pour l'avant-projet. Selon la destination de la poutre au sein de l'ouvrage, une approche approximative peut être donnée par le rapport de la portée à la hauteur de l'élément.

2 Ossature poteaux-poutres
2.1 Conception des structures
2.2 Les poteaux
2.3 Les poutres
  •Portée des poutres
  •Implantation de la poutre
  •Approche dimensionnelle
2.4 Les assemblages
2.5 La stabilité
2.6 Le plancher

1 Principes généraux de conception
3 Schéma unifilaire