Méthodologie du prescripteur
Ce que vous faites et ce que fait IronBIM
1. Données de projet
Vous spécifiez la portée transversale maximale du projet (portée)
Vous définissez la trame approximative de façades (travée) :
- soit la distance idéale entre poteaux de façade pour le projet
- soit le cas le plus critique du projet (surface la plus grande entre 4 poteaux
Vous mentionnez les conditions de charges sur les planchers
IronBIM vous propose par défaut les valeurs de la réglementation en vigueur
Vous définissez les contraintes et exigences de hauteur de votre projet :
- soit la hauteur minimale entre dessus de dalle et dessous de plafond (même si ce dernier est virtuel) et épaisseur de plénum minimum en fonction des équipements CVC à y insérer
- soit la hauteur de dessus de dalle à dessus de dalle (hauteur entre niveaux)
Vous mentionnez la hauteur requise pour le passage des réseaux CVC
par défaut, IronBIM vous propose la moyenne constatée sur les immeubles de bureaux multi-étagés récents
Vous décidez de la volonté ou non de favoriser les bureaux à plateaux libres de points porteurs : poteaux intermédiaires acceptés ou non
Vous sélectionnez enfin les typologies constructives envisagées ou vous laissez toutes typologies actives
IronBIM propose 12 typologies différentes issues des combinaisons possibles entre 3 types de planchers, 2 types de poutres et solives et 2 types de liaisons planchers-solives (construction métallique traditionnelle ou construction mixte).
2. Résultats
Vous lancez la recherche de solutions
Les solutions apparaissent de deux manières différentes :
- listées : par typologie sous forme textuelle qui mentionne le type de plancher + le sens des solives + le type de connexion + le nombre de solives entre poutres + le nombre de franchissements dans le sens portée x le nombre de franchissements dans le sens travée
Par exemple "Plancher collaborant sur solives parallèles aux poutres et avec connexion S2 2x1" décrit une structure avec un plancher collaborant qui repose sur une structure mixte constituée de 2 solives intermédiaires aux poutres et dirigées dans le sens de la portée (sens transversal), la portée ayant été divisée par 2 et la travée restant en franchissement simple.
- positionnées dans un graphique en fonction de l'épaisseur totale du plancher et le coût relatif de la solution (par référence au coût habituel constaté en charpente traditionnelle avec plancher collaborant)
3. Choix d'une solution
En cliquant sur une solution textuelle dans la liste ou sur son point dans le graphique, le détail apparaît dans les fenêtres du bas :
Au centre : la vue 3D de la solution avec profils cliquables
A gauche : la coupe de principe de l'étage, sans échelle, avec détails des dimensions
A droite : le détails de tous les profils de la structure (poutres, solives, poutres de rive, poteaux selon l'étage) avec mention de la qualité d'acier et l'icône de téléchargement de la fiche solution
Lexique
Construction métallique traditionnelle
Il s’agit d’une construction poteaux-poutres. Pour des raisons tant techniques qu’économiques, les poutres sont des profils IPE, les poteaux des profils HEA.
La terminologie constructive considère une hiérarchie entre une poutre et une solive : une poutre s'appuie sur deux poteaux et une solive repose entre deux poutres. En construction métallique, il arrive très souvent que les poutres jouent également le rôle de solive (support de plancher).
Le contreventement horizontal (croix de Saint-André) n’est pas pris en compte par IronBIM car il n'a qu'une influence économique négligeable entre les différentes solutions comparées et n’influe pas la conception de la structure en phase APS.
La terminologie constructive considère une hiérarchie entre une poutre et une solive : une poutre s'appuie sur deux poteaux et une solive repose entre deux poutres. En construction métallique, il arrive très souvent que les poutres jouent également le rôle de solive (support de plancher).
Le contreventement horizontal (croix de Saint-André) n’est pas pris en compte par IronBIM car il n'a qu'une influence économique négligeable entre les différentes solutions comparées et n’influe pas la conception de la structure en phase APS.
Construction mixte
Il s’agit d’une disposition constructive permettant de faire collaborer des planchers béton avec le solivage et les poutres métalliques. La connexion s’effectue au moyen de connecteurs fixés aux semelles supérieures des poutres et noyés dans le béton. Cette disposition apporte des avantages indéniables :
- Prise en compte du contreventement horizontal par le plancher
- Diminution des sections des solives
Le coût de cette disposition constructive est prise en compte par IronBIM dans l'évaluation économique des solutions.
- Prise en compte du contreventement horizontal par le plancher
- Diminution des sections des solives
Le coût de cette disposition constructive est prise en compte par IronBIM dans l'évaluation économique des solutions.
Plancher collaborant
Ces planchers sont constitués d’un bac acier nervuré servant à la fois de coffrage au coulage de la dalle et d’armature de dalle grâce à son profil spécifique. Les portées habituelles sont de l'ordre de 2,50 à 3,50 m et la multiplication des solives nécessaires conduit à une minimisation de leurs sections. En bureaux, les épaisseurs totales des planchers sont généralement de l’ordre de 12 à 16 cm. Cependant IronBIM calcule avec une épaisseur de 18 cm pour favoriser le confort acoustique.
Plancher en prédalles de béton armé précontraint
Les prédalles permettent des portées de 7 mètres entre solives. Elles nécessitent une dalle complémentaire de répartition et leur épaisseur totale est fonction des charges qu’elles reprennent et de leur portée entre appuis. D’une manière générale, les planchers en prédalles précontraintes varient entre 15 et 30 cm. IronBIM calcule avec une épaisseur totale de dalle de 28 cm qui garantit les résultats obtenus.
Plancher en dalles alvéolées
Les dalles alvéolées ont l’avantage d'une portée pouvant atteindre 17 m pour un poids contenu ; elles sont également très performantes dans leur fonction coupe-feu entre deux niveaux. Leur inconvénient majeur réside dans leur appui aux abouts qui nécessite une surface d’appui importante conduisant à la mise en place de poutres et solives en profils H d’un poids supérieur aux profils I. Pour ces raisons, les dalles alvéolées sont généralement réservées aux planchers séparatifs entre parkings et zones de bureaux. IronBIM calcule avec des planchers en dalles alvéolées d’une épaisseur totale de 37 cm.
Poutres pleines et poteaux de forme I ou H
Parmi la large gamme de profils disponibles sur le marché, IronBIM propose par défaut l’usage des IPE pour les poutres et solives et des HEA pour les poteaux, ce qui correspond aux cas habituels. Il est cependant possible pour des raisons de performances mécaniques de jouer sur 2 paramètres :
- Le type de profil : à hauteur de poutre équivalente, un HEB est plus performant qu’un HEA, lui-même plus performant qu’un IPE. De même un poteau HEB est plus performant qu’un poteau HEA, lui-même plus performant qu’un poteau IPE. Si la hauteur du profil est équivalente, en revanche le poids du profil s’accroît et le prix augmente.
- La nuance d’acier : la nuance habituelle est un acier S275. Pour les poutres ou les poteaux fortement sollicités, il peut s’avérer utile d’augmenter la performance de l’acier (il s’agit ici de sa limite d’élasticité) et de choisir un acier S355 ou mieux encore un acier S460. Le choix de la nuance a également un impact économique sur le profil. Si cet impact est relativement faible (prix de l’acier plus élevé mais diminution du profil et donc du poids), il ne faut pas négliger la possible augmentation de délai de mise à disposition de ces aciers sur le marché.
Les profils de type H (HEA et HEB) sont plus performants mais ne se justifient qu’en cas de charges importantes ou pour limiter les retombées de poutres. IronBIM a développé une « calculette » qui permet de comparer, à fonction égale (charge + portée) les différentes solutions (types de profil et nuances). On peut donc, après le calcul par défaut (IPE ou HEA) faire un choix de variante. Pour mémoire, pour le poids ou le coût, IPE < HEA < HEB.
Concernant les poteaux, la logique est identique mais IronBIM amorce les variantes lorsque la solution calculée est trop discriminante. Par exemple, si un poteau HEA 1000 en S275 est possible, IronBIM proposera par défaut un profil n’excédant pas une valeur habituellement acceptable, par exemple un HEB 550 en S355.
- Le type de profil : à hauteur de poutre équivalente, un HEB est plus performant qu’un HEA, lui-même plus performant qu’un IPE. De même un poteau HEB est plus performant qu’un poteau HEA, lui-même plus performant qu’un poteau IPE. Si la hauteur du profil est équivalente, en revanche le poids du profil s’accroît et le prix augmente.
- La nuance d’acier : la nuance habituelle est un acier S275. Pour les poutres ou les poteaux fortement sollicités, il peut s’avérer utile d’augmenter la performance de l’acier (il s’agit ici de sa limite d’élasticité) et de choisir un acier S355 ou mieux encore un acier S460. Le choix de la nuance a également un impact économique sur le profil. Si cet impact est relativement faible (prix de l’acier plus élevé mais diminution du profil et donc du poids), il ne faut pas négliger la possible augmentation de délai de mise à disposition de ces aciers sur le marché.
Les profils de type H (HEA et HEB) sont plus performants mais ne se justifient qu’en cas de charges importantes ou pour limiter les retombées de poutres. IronBIM a développé une « calculette » qui permet de comparer, à fonction égale (charge + portée) les différentes solutions (types de profil et nuances). On peut donc, après le calcul par défaut (IPE ou HEA) faire un choix de variante. Pour mémoire, pour le poids ou le coût, IPE < HEA < HEB.
Concernant les poteaux, la logique est identique mais IronBIM amorce les variantes lorsque la solution calculée est trop discriminante. Par exemple, si un poteau HEA 1000 en S275 est possible, IronBIM proposera par défaut un profil n’excédant pas une valeur habituellement acceptable, par exemple un HEB 550 en S355.
Poutres cellulaires
Ce sont des poutres reconstituées soudées issues de profilés standard. L’avantage réside dans l’obtention d’un profil plus haut (inertie augmentée) pour un poids identique au profil d’origine. Les ouvertures ainsi obtenues permettent le passage des fluides et ne justifie plus la présence d’un plénum. Ce gain d’espace dans la hauteur d’étage conduit à une économie en façade et une maintenance aisée des réseaux CVC. D’un point de vue économique, les poutres cellulaires sont intéressantes à partir d’une dizaine de mètres de portée (coût de production amorti par le gain de poids).
Profilés du commerce
Ce sont des profilés métalliques normalisés destinés à la construction. On les nomme parfois profilés ouverts.
On distingue les gammes principales I et H, au sein desquelles il existe d'autres gammes habituelles : IPE-A, IPE, IPE-O, HE-AA, HE-A, HE-B et HE-M. En phase de conception APS, les 3 gammes IPE, HE-A et HE-B suffisent amplement ; IronBIM ne propose donc que ces 3 gammes.
On distingue les gammes principales I et H, au sein desquelles il existe d'autres gammes habituelles : IPE-A, IPE, IPE-O, HE-AA, HE-A, HE-B et HE-M. En phase de conception APS, les 3 gammes IPE, HE-A et HE-B suffisent amplement ; IronBIM ne propose donc que ces 3 gammes.