 | Planchers composites en acier : les macrofibres STRUX® 90/40
Dans cet article :
Le présent article provient d’un bulletin technique émis par Grace Construction Products. Il traite des avantages que procurent les macrofibres STRUX® 90/40 en remplacement du treillis métallique soudé pour l’armature minimale dans la réalisation de planchers composites en acier.
Planchers composites métalliques
Les planchers composites métalliques sont une solution rentable employée dans de nombreux bâtiments à plusieurs étages. Ces planchers sont généralement conçus de manière que la tôle ondulée supporte le poids du béton frais et certaines charges de construction sans avoir à être étayée.
Une fois que le béton a acquis de la résistance, le béton et la tôle se comportent ensemble comme un élément composite. Le tablier métallique joue le rôle d’armature tendue de la dalle pour résister aux contraintes à moment positif induites par les charges mortes et vives.
La technique de conception traditionnelle oblige à disposer une armature transversale minimale pour contrôler l’apparition éventuelle de fissures provoquées par les déplacements induits par les variations de température et le retrait. Cette armature minimale était jusqu’à maintenant habituellement réalisée par du treillis métallique soudé.
Normes du Steel Deck Institute et de l’ANSI-ASCE 3-91
Dans leurs prescriptions de conception, le SDI (Steel Deck Institute) et l’ANSI-ASCE 3-91 spécifient que l’armature d’acier doit avoir une section transversale égale à 0,00075 fois la surface de béton pour répondre à ces exigences d’armature minimales.
Les nouvelles dispositions du code ANSI/SDI stipulent que les macrofibres synthétiques sont une solution de remplacement acceptable au treillis métallique soudé, aussi bien pour le béton normal que léger.
Les dispositions de la norme ANSI/SDI-C1.0 sur les planchers composites en acier, quant au code de conception de l’armature minimale pour résister aux efforts induits par les variations de température et le retrait, ont été modifiées en novembre 2006.
La norme 2.4.B6 Armature stipule maintenant que :
« L’armature visant à résister aux variations de température et au retrait, constituée de treillis métallique soudé ou de barres, doit avoir une surface minimale de 0,00075 fois la surface de béton au-dessus du platelage (par pied ou mètre de largeur), sans toutefois être inférieure à la surface offerte par un treillis métallique soudé de 6x6 W1.4/1.4. »
Des fibres sont permises comme solution de remplacement acceptable au treillis métallique soudé spécifié pour résister aux variations de température et au retrait. […] Les macrofibres synthétiques « grossières » (telles qu’elles sont définies par le sous-comité C09.42 de l’ASTM (American society for testing and material)) peuvent être employées comme armature minimale pour résister aux variations de température et au retrait si elles respectent les critères suivants :
- Fabriquées de polyoléfine vierge
- Diamètre équivalent compris entre 0,4 mm et 1,25 mm (0,016’’ et 0,05’’)
- Rapport d’élancement minimal (longueur/diamètre équivalent) de 50
- Incorporées à un dosage minimal de 2,4 kg/m3 (4 lb/vg3)
Figure 1 : installation de béton avec macrofibres sur du tablier métallique Canam P-3615 composite
Observation
Ni le treillis métallique soudé ni les fibres ne peuvent empêcher la fissuration; ils ont cependant démontré leur efficacité à contrôler les fissures. Le treillis métallique soudé doit être installé près du sommet de la dalle, recouvert de 20 à 25 mm (3⁄4’’ à 1’’) aux supports et étendu vers le centre de la dalle.
Si l’on emploie un treillis métallique soudé d’une surface correspondant à la formule ci-dessus, il ne suffira pas comme armature négative totale. Si l’on emploie la quantité minimale de macrofibres synthétiques comme armature pour résister aux variations de température et au retrait, elles ne suffiront pas comme armature négative totale.
Remarque
Les fibres STRUX® 90/40 (Figure 2), macrofibres synthétiques fabriquées de polyoléfine vierge, ont un diamètre équivalent de 0,43 mm et un rapport d’élancement de 90.
Figure 2 : macrofibres synthétiques STRUX® 90/40
Les fibres STRUX® 90/40 sont répertoriées par UL (États-Unis) et ULC (Canada) pour des cotes au feu atteignant deux heures.
Dans de nombreuses structures, le type de plancher retenu devra avoir une cote de résistance au feu. Les fibres STRUX® 90/40 sont maintenant répertoriées par UL à titre de produit de remplacement du treillis métallique soudé pour de nombreux systèmes de planchers métalliques composites. On peut consulter les répertoires UL et ULC au site www.ul.com, dossier R13667.
Avantages des fibres STRUX® 90/40
Les fibres STRUX® 90/40 ont un meilleur rendement et une facilité de mise en œuvre. L’emploi de ces fibres dans la réalisation de planchers métalliques composites présente de nombreux avantages par rapport au treillis métallique soudé, aussi bien du point de vue de l’ingénieur que de l’entrepreneur.
Le béton armé de macrofibres synthétiques :
- Donne un meilleur rendement
- Gagne en durabilité
- Donne des dalles de meilleure qualité
Puisque les fibres sont uniformément réparties dans la masse du béton (Figure 3), le rendement n’est plus tributaire de l’exécution sur le chantier d’un positionnement exact de l’armature. Les efforts internes se manifestant dans le béton par suite du séchage, de la température et du retrait plastique sont contrecarrés dès leur point d’origine, ce qui améliore considérablement le contrôle des fissures.
Figure 3 : les macrofibres sont uniformément réparties dans la masse du béton
C’est pourquoi l’emploi des fibres STRUX® 90/40 permet de :
- Réaliser des planchers de qualité supérieure
- Diminuer le coût de revient
- Raccourcir les délais
Tableau des équivalences
Épaisseur de béton au-dessus des crêtes (po) | Treillis métallique soudé recommandé pour obtenir la surface d’acier minimale exigée par ANSI/SDI C1.0 | Dosage équivalent de STRUX® |
Béton léger | Béton normal |
50,0 | 152 x 152 MW 9,1 / MW 9,1 | 3,0 | 2,7 |
75,0 | 152 x 152 MW 9,1 / MW 9,1 | 2,4 | 2,4 |
100,0 | 152 x 152 MW 9,1 / MW 9,1 | 2,4 | 2,4 |
125,0 | 152 x 152 MW 13,3 / MW 13,3 | 2,4 | 2,4 |
150,0 | 152 x 152 MW 13,3 / MW 13,3 | 2,4 | 2,4 |
175,0 | 152 x 152 MW 13,3 / MW 13,3 | 2,4 | 2,4 |
200,0 | 152 x 152 MW 18,7 / MW 18,7 | 2,4 | 2,4 |
225,0 | 152 x 152 MW 18,7 / MW 18,7 | 2,4 | 2,4 |
250,0 | 152 x 152 MW 18,7 / MW 18,7 | 2,4 | 2,4 |
Note 1 : Les armatures, constituées de treillis métallique soudé ou de barres, destinées à résister aux variations de température et au retrait doivent avoir une surface minimale de 0,00075 fois la surface de béton au-dessus du tablier, sans toutefois être inférieure à la surface offerte par un treillis métallique soudé de 152 x 152 – MW 9,1 / MW 9,1 (ANSI/SDI-C1.0).
Note 2 : Des fibres sont permises comme solution de remplacement acceptable au treillis métallique soudé spécifié pour résister aux variations de température et au retrait. […] Les macrofibres synthétiques « grossières » (telles qu’elles sont définies par le sous-comité C09.42 de l’ASTM), fabriquées de polyoléfine vierge, d’un diamètre équivalent compris entre 0,4 mm et 1,25 mm (0,016 po et 0,05 po), d’un rapport d’élancement minimal (longueur/diamètre équivalent) de 50, incorporées à un dosage minimal de 2,4 kg/m3 (4 lb/vg3) peuvent être employées comme armature minimale pour résister aux variations de température et au retrait.
Note 3 : Pour les types de planchers et de treillis métallique soudé non couverts par ce tableau, contacter le représentant local de Grace pour connaître le dosage recommandé de fibres STRUX 90/40.
STRUX® 90/40, vendu par W.R. Grace & Co.–Conn., est répertorié par les Underwriters Laboratories Inc. pour utilisation comme produit de remplacement ou pour utilisation en supplément d’un treillis soudé ayant une cote plancher-plafond de 1 heure, 1,5 heure et de 2 heures dans les assemblages des séries D700, F700, D800, F800 et F900 (sauf 909). Les fibres doivent être ajoutées à la gâchée à un dosage maximal de 3,0 kg/m3 (5 lb/vg3).
Renseignements
Pour tout renseignement, communiquez avec les experts de :
Canam Canada
- Par téléphone : 1 877 499-6049
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