Particularites du beton arme

Le beton arme est un element de construction resultant de l'association de l'acier et du beton. Le role de l'acier est de permettre a l'ouvrage de resister aux efforts de traction tandis que celui du beton est de resister aux efforts de compression. Par exemple, dans une piece, dalle ou poutre, la partie superieure est comprimee tandis que la partie inferrieure est tendue. Dans le cas d'un porte-a-faux, d'un balcon ou d'une console, les efforts sont inverses c'est-a-dire que la partie superieure est tendue et la partie inferieure est comprimee.

L'association du beton et de l'acier permet d'obtenir un materiau economique et de grande longevite, sans frais d'entretien.

Les avantages du beton arme sont multiples:

• Il peut epouser des formes variees
• Il est monolithique c'est-a-dire qu'il assure la liaison entre dalle, poutres et poteaux.
• Il resiste aux incendies. 

La longevite du beton depend de deux facteurs:

• La distance des barres d'acier au coffrage. Celle-ci doit etre de 2,5 cm minimum pour les ouvrages interieurs. Elle varie de 2.5 cm ou 3cm suivant les regions.
• L'absence de nid de sable ou de gravier.

Composition

La composition du beton doit etre soignee en tenant compte des conditions suivantes. La resistance du beton a l'ecrasement est de 300 kg/cm carre. La contrainte admissible est de 100 kg/cm carre au maximum. Les proportions utilissees pour l'oblention d'une composition convenable de beton sont les suivantes:
2 brouettes de gravier + une brouette de sable + un sac de ciment.
La contenance des engins et outils utilisee dans les chantiers est la suivante:
- une pelle contient environ 5 litres.
- une brouette contient environ 60 litres.
- un seau de macon contient environ 12 a 15 litres
-une caisse a mortier contient environ 40 a 50 litres.

Adherence

L'adherence est la liaison entre le beton et l'armature. Il faut eviter que l'acier soit couvert d'une trop grande quantite de rouille. Certaines asperites ou reliefs a la surface de l'acier favorisent l'adherence. Cependant dans la preparation du beton arme il faut eviter que l'acier soit recouvert de toute couche de peinture, d'huile ou de tout element pouvant empecher l'adherence.

Remarque

Les armatures disposees dans le beton arme ne servent pas seulement a resister aux efforts de traction mais aussi aux dangereux efforts tranchants existant au niveau des appuis. D'ou la necessite d'utiliser des etriers et de relever les barres d'acier dans cette partie de l'ouvrage.

Metre/Etude de prix d'un projet de construction

Le but de l'etude des prix est de calculer les prix de vente unitaires hors taxes (P.V.H.T) des ouvrages elementaires (O.E) de la construction afin d'en deduire a l'aide du devis quantitatif le montant total ou partiel des travaux a realiser hors taxes (H.T) et toutes taxes comprises (T.T.C).

Cette etude est realisee a l'aide des etapes suivantes:

1) Recherche de quantites elementaires de differents composants
2) Calcul des couts horaires de main d'oeuvre
3) Calcul des couts hors taxes de materiaux de chantier
4) Calcul des couts d'utilisation des materiels de production affectables aux O.E.
5) Calcul des sous-details de prix
6) Calcul du coefficient de vente P.V.H.T (Prix de Vente Hors Taxes) et calcul des P.V.T de chaque O.E.

Les elements decrits plus hauts seront etudies a l'aide de formules simples et de theories de mathematiques elementaires et en tenant compte du modele decrit dans le tableau de devis precedent. Commencons par l'etude de la premiere etape.

Recherche de quantites elementaires de differents composants.

Les principaux elements de cette etape sont: recherche des temps unitaires de la main d'oeuvre (M.O), rcherche des quantites unitaires de materiaux, recherche des unitaires du materiel de production.

Recherche des temps unitaires de la main d'oeuvre (M.O)

Ce sont des temps d'execution, exprimes en heures de presence productives necessaires a la main d'oeuvre pour la realisation d'une unite ouvrage elementaire (O.E).

Dans le cas d'une main d'oeuvre realisee en equipe le temps unitaire d'ouvrier s'obtient en multipliant le temps unitaire d'equipe par le nombre d'ouvriers composant l'equipe. Ceci se comprend aisement puisque les ouvriers de l'equipe realisent le travail pendant la meme duree de temps.

Temps unitaire d'ouvrier ou temps temps unitaire de la main d'oeuvre = Temps unitaire d'equipe * le nombre d'ouvriers. T.U d'ouvrier = T.U d'equipe * le nombre d'ouvriers.

Exemple: Sachant que le temps unitaire d'une equipe de 5 ouvriers est de 0,50 h calculer le temps unitaire d'ouvrier.
Appliquant la formule precedente le temps unitaire d'ouvrier est: 0,50*5 = 2,50 h.
Le besoin en main d'oeuvre s'obtient en multipliant le temps unitaire ouvrier par la quantite d'ouvrage elementaire. Besoin en M.O = T.U d'ouvrier * Quantite d'O.E.
Exemple: Sachant que le temps unitaire de fabrication et de mise en oeuvre d'un metre cube de dalle est 2.50h/metre cube et la quantite de beton pour l'O.E est 0,200 metres cubes/metre carre, calculer le besoin en main d'oeuvre (M.O) pour un metre carre de dalle.
Solution: Besoin en M.O = 2,50 * 0,200 = 0,50 h.

Recherche des quantites elementaires de materiaux

Ce sont les besoins reels en materiaux y compris les pertes servant a la realisation d'une unite O.E. (sable, armatures, briques, etc)
Les pertes, chutes, casses, entrainent une majoration des frais engages par une majoration des quantites approvisionnees. Elles sont exprimees en pourcentage a partir de statistiques d'entreprises ou d'etudes precises du besoin reel en materiaux. Le coefficient servant a la determination de la quantite elementaire differe suivant que les pertes sont exprimees en fonction des quantites en oeuvre ou en fonction des quantites approvisionnees.
Quantites approvisionnees = Quantites en oeuvre + pertes

Exemple: Calculer la quantie de beton entrant en compte dans la realisation d'un metre carre de plancher en B.A de 20 cm d'epaisseur sachant que la perte pour le beton est estimee a 5% et exprimee en fonction des quantites en oeuvre
Solution: La quantite de beton en oeuvre est 1*1*0.20 = 0,200 metre cube par metre carre de plancher. Calculons les pertes: 0,200*5% = 0.01
D'ou en appliquant la formule de quantites approvisionnees on a: 0,200 + 0.01 = 0,210 metre cube (a suivre).

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Modele d'avant-metre et cout de la construction precedente

Le tableau suivant presente les resultats du devis quantitatif des divers elements de la construction en metres cubes. Le prix total de chaque element de la construction se calcule en multipliant la quantite de metres cubes correspondante par le prix par metre cube. Le prix total de la construction se calcule en additionnant les prix totaux de tous les elements.

Reference	Designation des ouvrages	Unite	Quantite	Prix unitaire	Prix total
B1	Fouilles en rigoles	metre cube	6.290
B3	Fondation beton cyclopeen	metre cube	6,290
B11	Chainage, linteaux, piliers, beton arme	metre cube	1,550
D8	Maconnerie: parpaings de 20	metre carre	68,74
D7	Maconnerie:parpaings de 15	metre carre	21,96
D11	Maconnerie:claustras	metre carre	3,72
G3	Enduits: exterieur et interieur	metre carre	201,37
B13	Planchers en beton	metre carre	31,61
H1	Chape d'usure	metre carre	31,61
I1	Charpente en bois mise en place	metre cube	0,124
I2	Pannes en bois mises en place	metre cube	0,292
I5	Toiture en Eternit	metre carre	59,43
E	Menuiserie: portes exterieures	metre carrre	10,40
F	Porte interieure	metre carre	1,60
G	Fenetre	metre carre	1,40
I7	Plafonnage en bois	metre carre	31,61
I6	Planche de rive	metre	15,20
I12	Peinture au carbolineum	metre carre	23,50
I9	Peinture a l'huile de lin	metre carre	39,40
1	Prix total sans frais generaux
2	Frais generaux:environ 20%
3	Prix de revient
4	Benefice:10%
5	Prix total avec frais generaux et benefice

Realisation d'un projet de construction: execution des travaux

Dans l'article precedent ont ete definis les premiers elements de la construction d'un immeuble de trois pieces. Les demarches a entreprendre et les premiers elements du  cahier de charges ont ete definis. Ces elements sont: l'objet de la constrution, son emplacement, son niveau, sa structure et la nature des materiaux.Dans cet article sont precisees les specifications des differents elements concernant l'execution des travaux.

Implantation

Le piquetage et l'alignement du batiment seront faits sous le controle de........................................

Fouilles

Les fouilles seront oeuvrees suivant le plan etabli par assises horizontales. La terre sera emportee.

Foundations 

Les fondations seront executees en beton cyclopeen. Ce beton sera dose a 125 kg de C.H.F pour 1 metre cube de beton mis en oeuvre, soit: 0,500 metre cube de cailloux, 0,625 metre cube de gravier tout-venat et 63 kg de C.H.F., dame directement dans la rigole sans recours aux coffrages.

Maconnerie en elevation 

La maconnerie des murs exterieurs sera executee en parpaings (blocs) creux de 20.20.40, celle des murs interieurs en parpaings creux de 15.20.40, doses a 200 et 250 kg de C.P.A. Dans la maconnerie seront amenages (laisses libres) les emplacements des piliers, 4 fois 20.20 et 2 fois 15.20 cm.

Beton arme

Le beton arme des piliers, chainages et linteaux est dose a D.350, 350 kg C.P.A. pour 0,850 metre cube de gravier et 0,400 metre cube de sable.
Epaisseur du chainage 10 cm; armature: 4 fers de 10 mm.
Epaisseur de linteaux de la petite porte et de la fenetre 12 cm; armature: 4 fers de 8 mm
Epaisseur du linteau de la grande porte 25 cm; armature: 2 fers de 14 et 2 fers de 10 mm
Piliers 20.20 et 15.20; armature: 4 fers de 10 mm chacun.

Plancher

Le plancher des trois locaux sera execute sur un lit de pierres de 15 a 20 cm recouvert d'un beton de forme de 6 cm, compose de 1,250 metre cube de gravier tout-venant pour 250 kg de C.H.F., le tout parfaitement pilonne. Ce beton de forme sera muni d'une chape en mortier de ciment, 300 kg C.P.A pour 1 metre cube de sable, lissee et bouchardee; epaisseur 2 cm.

Enduits 

Les enduits interieurs et exterieurs seront appliques en dux couches d'une epaisseur de 1.5 a 2 cm. On emploiera un mortier de ciment de M.C. 200.

Plafonnage

Le plafonnage sera realise par une ossature en bois rigide et des plaques planes en Eternit de 4mm d'epaisseur, dimensions 1m par 1m. Les plaques seront fixees sur le bord avec des clous ordinaires. Les joints, pouvant atteindre au maximum 5 mm, seront dissimules par des couvre-joins (lattes rabotees en bois rouge de 1cm par 4cm).

Toiture

La toiture sera executee conformement au plan no......... et aux regles de calcul de l'art. Les madriers de 5 par 15 cm seront en bois rouge de bonne qualite. La couverture sera realisee en Eternit, plaques ondulees.

Planche de rive

Le plancher de rive sera en bois rouge, rabote et de premiere qualite.

Menuiserie

Les deux portes exterieures seront en bois dur. La porte interieure en bois rouge sera a panneaux en triplex. La fenetre a deux vantaux et son cadre seront en bois rouge egalement.

Realisation d'un projet de construction

Monsieur X veut construire un immeuble de trois pieces probablement a des fins commerciales. Il commence d'abord par entreprendre des demarches pour l'obtention d'un permis de construire. Pour cela il demande a un architecte ou un entrepreneur d'etablir un dossier. Le professionnel choisi va d'abord consulter le plan de cadastre et etablit un plan d'execution (generalement a l'echelle de 1:50 ou 1:100). Avec ce plan de base il etablit ensuite le plan de situation dans lequel on voit l'implantation et l'alignement avec d'autres constructions eventuelles, a l'echelle 1:1000 ou 1:2000.

L'autorisation de construire une fois recue, l'ingenieur etablit le devis descriptif contenant les elements suivants: resistance du terrain au cm carre, materiaux a acquerir, etc. Le devis descriptif generalement appele cahier de charges mentionne ce qui n'est reporte sur le plan.

Cahier de charges

Le cahier de charges se divise en trois parties. La premiere partie definit l'objet de la construction, son emplacement, certaines generalites et le niveau de la construction puis les caracteristiques de la structure. La seconde partie definit la nature des materiaux. La troisieme partie mentionne certaines specifications pour l'execution des travaux. Le modele suivant est donne a titre d'exemple.

Objet: travaux a effecuer pour la construction d'un immeuble pour le compte de Monsieur........de la commune de...........suivant le plan numero.......delivre par.........

Emplacement: la construction sera effectuee sur le terrain de la parcelle numero.............du cadastre de................... Le dit terrain est classe a 2kg par centimetre carre.

Generalites, niveau: cette construction se compose de trois pieces sur terre pleine. Le pave de la construction considere comme cote 0 est 10 cm au-dessus du sol naturel.

Structures et caracteristiques: fondation en beton cyclopeen. Ossature en beton arme ayant un chainage sur la fondation et en haut sur les murs. Les linteaux sur la fenetre et la petite porte, le linteau sur la grande porte et les six piliers reliant les chainages et maintenant la maconnerie sont dans les ouverures laissees libres lors de l'execution de la maconnerie.

Maconnerie en blocs de 20.20.40, 15.20.40 et claustras de 20.20.20. Charpente en bois rouge de 5.15. Les pannes depassant la construction, 50 cm devant et 20 cm derriere, sont rabotees.
Planche de rive: bois rouge premiere qualite, rabote.
Couverture en Eternit, plaques ondulees.
Plafond en Eternit, plaques planes de 4 mm d'epaisseur.

Il est a noter que les specifications donnees plus haut sont donnees a titre d'exemple et peuvent varier.

Nature et Provenance des materiaux.

Les specifications pour les liants. les agregats, les aciers et les agglomeres peuvent varier. Pour cette construction on a choisi les specifications suivantes:

Liants. Pour ce type de construction on a choisi le C.P.A-315 pour beton arme, travaux en elevation et enduit et C.H.F. 160 pour le beton cyclopeen

Agregats. Les agregats choisis sont le sable silicieux d carriere, le gravier de carriere, le tout-venant et des moellons.

Aciers: aciers en barres, ronds, acier doux du commerce

Agglomeres: ils doivent etre vibres et doses a 250 kg et mis en oeuvre parfaitement secs

(a suivre)

Troisieme etape pour l'organisation d'un chantier: organisation et preparation du travail

1. Plan d'installation d'un chantier

L'etude des plans, des devis, du terrain de la construction et la prise de connaissance de tous les renseignements necessaires permettent d'etablir un plan de chantier.
Un baraque pour l'outillage et le stockage du ciment sont generalement suffisants dans le cas d'un petit chantier.
Un atelier d'entretien est prevu pour un grand chantier.
Le plan contient les elements suivants:
-les chemins d'acces
-l'emplacement des baraques, du bureau, des magasins,etc
-l'emplacement pour le stockage des materiaux
-l'emplacement de la betonniere et l'endroit de preparation du mortier
-l'emplacement pour le ferrailage et les coffrages
-l'emplacement pour la preparation des linteaux, hourdis, etc.
-l'emplacement des appareils de lavage

2. La nomenclature des materiaux

La liste des beoins en materiaux peut facilement etre etablie en servant des devis descriptifs et quantitatifs Elle est representee sous la forme d'un tableau dans lequel chaque colonne correspond a un materiau. La quantite de chaque materiau forme egalement une colonne. Les lignes representent les travaux ou ouvrages a executer.

3. L'engagement de la main d'oeuvre

L'entreprise est responsable du personnel de la main d'oeuvre engagee. De ce fait ceci ne doit pas etre pris a la legere. Un contrat de travail lie les employes a l'employeur. L'emploi d'un nombre important de travilleurs favorisant l'embauchage de chomeurs et du meme coup diminuant le chomage genere un effet positif global. Cependant il est accompagne d'interruptions de travail.

Elements de base pour l'organisation d'un chantier

Un ingenieur ou une firme de construction entreprend les demarches suivantes pour l'organisation d'un chantier afin de realiser la construction d'un batiment.

1. Etudier le dossier et faire les demarches necessaires
2. Etude du dossier par l'entreprise
3. Organisation du chantier
4. Devis quantitatif, prix de revient et prix d'engagement.

Ces quatre elements constituent ce qu'on pourrait appeller la gestion de la construction du batiment.  Ils constituent aussi des modules de la rubrique "Gestion de la Construction du batiment" dans ce blog et que je pourrais definir dans d'autres articles. La rubrique "Gestion de la Construction du batiment" est aussi liee dans ce blog aux rubriques de Structures du batiment ( building structure), Conception du beton renforce (reinforced concrete design), Construction du batiment et Construction  parasismique. Prealablement au developpement de chacun des modules de la gestion de la construction je commence par definir certains mot-cles.

Beton cyclopeen: beton contenant des blocs de pierre, des moellons, des gallets, etc. Il est generalement utilise pour de gros volumes ne demandant pas de resistance mecanique elevee (ouvrage massif, remplissage par exemple). En outre il necessite un materiel de malaxage adapte.

Moellon: pierre de petite dimension

Gallet: morceau de pierre

Liant: produit liquide qui agglomere des particules solides sous forme de poudre

Agregat: sable silicieux de carriere

Agglomere: materiau constitue de fibres ou de particules de bois presseees et collees ou des elements de maconnerie prefabriques constitues d'agregats et de ciment.

Menuiserie: ensemble de techniques aboutissant a la fabrication d'elements du batiment ou de mobilier en bois mais aussi en PVC ou en aluminium. Les fenetres et les placards de mur sont des elements de menuiserie.

PVC: polychlorure de vinyle. Matiere plastique tres courante. Les formes flexibles du PVC sont utilisees pour la fabrication des tuyaux de jonction, isolants, chaussures, vetements, etc. Les formes rigides du PVC sont utilisees pour des articles moules.

Chainage: armature metallique de soutien et de renforcement d'une construction en maconnerie. Installation de cette armature. Arpentage.

Linteau: element architectural servant a soutenir la maconnerie ou les materiaux du mur au-dessus d'une baie, d'une porte ou d'une fenetre. Un linteau necessite un appui suffisant (25-30 cm) a chaque extremite. Il peut etre coule dans un coffrage ou fourni par un element prefabrique.

Parpaing: materiau de construction utilise en maconnerie. Il est taille ou moule et peut ainsi designer des blocs de beton ou encore des briques. Appele agglomere c'est un materiau creux utilise dans la construction des murs.