Dimensionnement chapes

Charge ponctuelle
Tabelle A - Sans tuyaux de chauffage sol
Tabelle B - Avec tuyaux de chauffage sol
Charge répartie
Tabelle C - Résistance à la compression
de l'isolation thermique par m2
Utilisation des tabelles de dimensionnement
Exemple 1 - Habitation
Exemple 2 - Artisanat
Exemple 3 - Industrie
Utilisation des tabelles de dimensionnement
Exemple 1: Habitation
Données:
- Hauteur totale chape avec isolation et revêtement
(entre étages) 10 cm
- Avec tuyaux de chauffage
- Charges 200 kg/m2 (habitation) uniformément répartie.
On cherche: Epaisseur de la chape ciment pour une isolation maximale thermique et phonique.
Bases:
Charge habitation 200 kg/m2 charge utile.
- Tabelle E:
- Toutes les isolations T/SE soit en rouleaux ou en panneaux sont possibles
(également 43/40).
- Tabelle C:
- Pour une charge de 200 kg/m2 uniformément répartie, il y a lieu de compter avec
max. 100 kg pour une charge ponctuelle, dans sa position la plus défavorable.
Habitation: Ø charge ponctuelle max. 5 cm
il s'en suit:
goroll-T/SE- ou gopor-T/SE isolation aux bruits d'impacts 22/20 pour une chape ciment avec
armature ≥ 70 mm
On choisit: Isolation aux bruits d'impact goroll-T/SE 22/20 1)
Chape ciment avec armature de retrait et chauffage sol
Revêtement
20
70
env. 10
mm
mm
mm
Hauteur totale
env. 100
mm
Remarques: Sans tuyaux de chauffage, l'épaisseur de la chape peut être réduite à 60 mm, ce qui permet
d'augmenter l'isolation à 30 mm.
La construction sera la suivante:
1)
Isolation aux bruits d'impact goroll-T/SE 32/30 1)
Chape ciment avec armature de retrait sans chauffage sol
Revêtement
30
60
env. 10
mm
mm
mm
Hauteur totale
env. 100
mm
20 mm = épaisseur sous charge
Utilisation des tabelles de dimensionnement
Exemple 2: Artisanat
Données:
- Hauteur totale chape avec isolation thermique
(exposition voitures) 15.6 cm.
- Sans chauffage par le sol.
- Charges: Voitures jusqu'à 3 tonnes
(charges ponctuelles jusqu'à 750 kg)
charge répartie p ≥ 600 kg/m2.
On cherche: Epaisseur et armature statique de la chape ciment.
Bases:
Charge artisanat p ≥ 600 kg/m2.
- Tabelle E:
Toutes les isolations thermiques peuvent être utillisées depuis le T/SE 11/10 jusqu'au gosol.
Contrôle: charge ponctuelle 750 kg par roue (ø ponctuelle env. 10 cm)
Dimensionnement selon tabelle A (armature statique minimale) :
charge ponctuelle P = 1000 kg (sécurité).
- Tabelle A:
En employant goroll-F30 ou gopor F30:
-> épaisseur minimale de la chape = 140 mm
En employant gosol F50:
-> épaisseur minimale de la chape = 130 mm
On choisit: gosol F50 isolation thermique
Chape ciment avec 2 x armature statique K283
Revêtement époxy
20
130
env. 6
mm
mm
mm
Hauteur totale
env. 156
mm
Remarques: La charge ponctuelle maximale (charge par roue) est d'env. 750 kg. Cette valeur se trouve
exactement au milieu des valeurs entre 500 kg et 1000 kg. Le dimensionnement de la chape
est par conséquent avec 250 kg du bon côté. Si la charge ponctuelle pouvait être réduite à
500 kg, la tabelle A (armature minimale) pourrait être prise en considération avec une chape
de 80 mm, une armature et une isolation gosol.
Une réduction de l’épaisseur de la chape est envisageable à condition de mettre en oeuvre
une armature renforcée (= nappe d’armature inférieure et supérieure !). Cas à définir avec
i’ingénieur !
Utilisation des tabelles de dimensionnement
Exemple 3: Industrie
Données:
- Hauteur totale de la dalle en béton avec isolation thermique
(halles des machines avec presses): 20 cm.
- Sans chauffage par le sol.
- Charge industrie 8000 kg/m2 uniformément répartie.
- Charge ponctuelle maximale: presse 12 to
profil d'appui 1200 mm x 400 mm -> sans influence.
- élévateur charge 1.2 to. charge utile.
- charge ponctuelle avant 1500 kg (appui env. ø 15 cm ).
On cherche: Epaisseur et armature statique de la chape.
Preuves:
Tabelle E (charge uniformément répartie p = 8000 kg/m2)
-> seul les types d'isolation godur F40 et gosol F50 entrent en ligne de compte.
Critère charge ponctuelle: 1500 kg sur ø 15 cm.
Variante a):
Armature statique minimale - tabelle A
Construction: gosol F50
Chape avec ciment 2 x K 188
Hauteur totale
Variante b):
20
140
mm
mm
env. 160
mm
20
90
mm
mm
env. 110
mm
Armature statique maximale. Cas limite: à définir par l’ingénieur
Construction: godur F40
Chape avec ciment 2 x K 283 (70 mm)
Hauteur totale
On choisit: Isolation thermique godur F40 (Isolation augmentée d'une épaisseur de 20 à 60 mm)60 mm
Chape ciment avec 2 x armature K 188
Hauteur totale
140
mm
env. 200
mm
Remarques: Comme on le remarque ci-dessus, la qualité des armatures statiques (une armature posée
en haut et une dans le bas) influence considérablement l'épaisseur de la chape ciment.
Par principe, il est judicieux de choisir une isolation thermique plus épaisse et en contrepartie diminuer l'épaisseur de la chape, tout en la renforçant avec les armatures adéquates.
Les armatures statiques ne sont en principe employées que dans les constructions industrielles et artisanales.
Une réduction de l’épaisseur de la chape est envisageable à condition de mettre en oeuvre
une armature renforcée (= nappe d’armature inférieure et supérieure !). Cas à définir avec
i’ingénieur !
Tabelle A
Chape ciment C30-F5
– Pour constructions SANS tuyaux de chauffage de sol
selon SIA 251: 2008
Dimensionnement chape avec charge ponctuelle
– Avec armature minimale (armature de retrait en option)
– pour charge ponctuelle P en fonction du niveau de
charge et de la surface d'appui ø
Valeur selon tabelle = épaisseur minimale de la chape en ciment
(
Valable uniquement pour les produits
)
Tassement C
E
C =D
(kN/cm3)
0.0022 0.0031 0.0045 0.0059 0.0091
Isolation phonique
Rouleaux / panneaux type
La résistance à la compression augmente de
gauche à droite.
Cas de charge ponctuelle P
Charge Charge
utile P de rupture P
200
400
Charge Charge
utile P de rupture P
300
600
Charge Charge
utile P de rupture P
400
800
Charge Charge
utile P de rupture P
500
1000
Charge Charge
utile P de rupture P
1000 2000
Charge Charge
utile P de rupture P
1500 3000
Charge Charge
utile P de rupture P
2000 4000
Habitation
Artisanat
Habitation
Artisanat
300
Habitation
Artisanat
150
Habitation
Artisanat
Charge Charge
utile P de rupture P
Artisanat
200
Industrie
100
Industrie
Charge Charge
utile P de rupture P
Habitation
Artisanat
kg
Industrie
kg
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
Artisanat
2)
Habitation
Artisanat
2)
Armature de retrait en option
––
––
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
Habitation
Artisanat
2)
Armature de retrait en option
––
––
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
Habitation
Artisanat
2)
Armature de retrait en option
––
––
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
Habitation
Artisanat
0.55
0.65
0.75
Isolation thermique
T/SE T/SE T/SE T/SE T/SE F 20
11/10
50
50
godur
gosol
F 30 F 30+ F 40
épaisseur épaisseur épaisseur épaisseur
20-60 mm 20-60 mm 20-60 mm 20-60 mm 20-50 mm
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
K 71
––
––
70
60
K 71
––
––
70
60
K 71
––
––
65
55
K 71
––
––
65
55
K 71
––
––
60
50
K 71
––
––
60
50
K 71
––
––
55
50
K 71
––
––
55
50
K 71
––
––
55
50
K 71
––
––
80
75
K 71
––
––
80
70
K 71
––
––
80
70
K 71
––
––
75
70
K 71
––
––
75
70
K 71
––
––
70
55
K 71
––
––
65
50
K 71
––
––
60
50
K 71
––
––
60
50
K 71
––
––
60
50
K 131
––
––
100
90
K 131
––
––
100
90
K 131
––
––
100
90
K 131
––
––
100
90
K 131
––
––
95
90
K 131
––
––
85
65
K 131
––
––
80
65
K 131
––
––
80
60
K 131
––
––
75
60
K 131
––
––
75
60
K 131 K 131 K 131 K 131
––
––
––
––
––
––
––
––
Emplacement de l'armature:
K 131
––
––
K 131
––
––
100
80
75
K 131
––
––
95
75
70
K 131
––
––
95
75
70
K 131
––
––
90
75
70
K 131
––
––
90
70
65
K 131
––
––
––
95
85
K 131
––
––
105
90
80
K 131
––
––
105
85
75
K 131
––
––
100
85
75
K 131
––
––
100
80
70
2) Armature de retrait:
Armature statique:
milieu
en haut
en bas
Valeurs de résistance exigées de la chape
en ciment (au moins PC 275/sable 0-8):
K 131 K 131 K 131
––
––
––
––
––
––
r
σ bz ≥ 2.5 N/mm2
––
––
––
(classe de résistance C30-F5)
140
135
130
Calcul des moments de tassement (tasse130
125
120
ment elastique) selon Westergaard, H.M.
120
11 5
11 0
Armature statique = Armature de
3) et Hahn, J.:
Armature statique: haut
haut:
K 188 K 188 K 188
Armature statique: bas
bas:
K 188 K 188 K 188
3
P
E• h
––
––
m (milieu de la plaque)
(1+ γ )lg
Ø 5
(
4
)
2
1
.
8
C
•
r
M
––
––
Ø 10
1
P
Ø 12
160
160
m (bord de la pl.) 7 . 5 (4 • lg a • r + 0.688 a • r -0.033)
Ø 15
145
145
R
––
Armature statique = Armature de
3)
1.2
P
Armature statique: haut
haut:
K 188 K 188
1
(a
•
r
2
)
m (coin de la pl.)
(
)
√
E
2
Armature statique: bas
bas:
K 188 K 188
––
––
Ø 5
P bord
P milieu
4
––
––
Ø 10
2
P coin
(1- γ ) • 12 • c
a=
Ø
––
––
Ø 12
E• h3
Ø 15
180
175
––
Armature statique = Armature de
3)
Isolation
Armature statique: haut
haut:
K 188 K 188
(élastique)
Chape en ciment
Armature statique: bas
bas:
K 188 K 188
Armature de retrait en option
––
––
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
––
F 50
épaisseur
K 71
––
––
70
60
Armature de retrait en option
––
––
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
0.40
goroll - goroll - goroll - goroll - goroll - goroll - goroll gopor- gopor- gopor- gopor- gopor- gopor- gopor43/40 32/30 22/20 17/15
60
60
55
50
50
50
50
50
Habitation
Armature de retrait en option
––
––
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
0.25
K 131
––
––
––
Index 2): Pas néçessaire, selon la norme SIA 251 : 2008. Recommandé en présence de revêtements en carrelages rigides et sensibles.
Index 3): Poser de préférence des nappes d’armature statique supérieures et inférieures.
K 131
––
––
––
130
120
11 0
retrait
K 188
K 188
––
––
160
140
retrait
K 188
K 188
––
––
––
170
retrait
K 188
K 188
Version 2008
Tabelle B
Chape ciment C30-F5
– Pour constructions AVEC tuyaux de chauffage de sol
selon SIA 251: 2008
Dimensionnement chape avec charge ponctuelle
– Avec armature minimale (armature de retrait recommandé)
– pour charge ponctuelle P en fonction du niveau de
charge et de la surface d'appui ø
Valeur selon tabelle = épaisseur minimale de la chape en ciment
(
Valable uniquement pour les produits
)
Tassement C
E
C =D
(kN/cm3)
0.0022 0.0031 0.0045 0.0059 0.0091
Isolation phonique
Rouleaux / panneaux type
La résistance à la compression augmente de
gauche à droite.
Charge Charge
utile P de rupture P
200
400
Charge Charge
utile P de rupture P
300
600
Charge Charge
utile P de rupture P
400
800
Charge Charge
utile P de rupture P
500
1000
Charge Charge
utile P de rupture P
1000 2000
Charge Charge
utile P de rupture P
1500 3000
Charge Charge
utile P de rupture P
2000 4000
Habitation
Artisanat
Habitation
Artisanat
300
Habitation
Artisanat
150
Habitation
Artisanat
Charge Charge
utile P de rupture P
Artisanat
200
Industrie
100
Charge Charge
utile P de rupture P
Industrie
kg
Industrie
kg
Habitation
Artisanat
Cas de charge ponctuelle P
Habitation
Ø 5
Ø 10
Artisanat
Ø 12
Ø 15
4)
Armature de retrait
––
––
Habitation
Ø 5
Ø 10
Artisanat
Ø 12
Ø 15
4)
Armature de retrait
––
––
Habitation
Ø 5
Ø 10
Artisanat
Ø 12
Ø 15
4)
Armature de retrait
––
––
Habitation
Ø 5
Ø 10
Artisanat
Ø 12
Ø 15
4)
Armature de retrait
––
––
Habitation
Ø 5
Ø 10
Artisanat
Ø 12
Ø 15
4)
Armature de retrait
––
––
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
4)
Armature de retrait
––
––
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
––
3)
Armature statique: haut
Armature statique: bas
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
3)
––
Armature statique: haut
Armature statique: bas
Ø 5
Ø 10
Ø 12
Ø 15
––
3)
Armature statique: haut
Armature statique: bas
0.25
0.40
0.55
0.75
Isolation thermique
goroll - goroll - goroll - goroll - goroll - goroll - goroll gopor- gopor- gopor- gopor- gopor- gopor- gopor-
T/SE T/SE T/SE T/SE T/SE F 20
43/40 32/30 22/20 17/15
75
75
70
70
70
70
70
70
0.65
11/10
70
70
godur
F 30 F 30+ F 40
épaisseur épaisseur épaisseur épaisseur
gosol
F 50
épaisseur
20-60 mm 20-60 mm 20-60 mm 20-60 mm 20-50 mm
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
K 71
––
––
85
75
K 71
––
––
85
75
K 71
––
––
85
75
K 71
––
––
80
70
K 71
––
––
80
70
K 71 4 )
––
––
75
70
K 71
––
––
75
70
K 71
––
––
70
70
K 71
––
––
70
70
K 71
––
––
70
70
K 71
––
––
95
90
K 71
––
––
95
85
K 71
––
––
95
85
K 71
––
––
90
85
K 71
––
––
90
85
K 71
––
––
85
70
K 71
––
––
80
70
K 71
––
––
75
70
K 71
––
––
75
70
K 71
––
––
75
70
K 131
––
––
11 5
105
K 131
––
––
11 5
105
K 131 K 131
––
––
––
––
11 0
100
105
75
K 131
––
––
95
75
K 131
––
––
95
75
K 131
––
––
90
75
K 131
––
––
90
75
K 131 K 131
––
––
––
––
11 5
95
90
milieu
K 131
––
––
en haut
––
11 0
en bas
100
K 131
––
––
11 0
90
85
K 131
––
––
11 0
90
85
K 131
––
––
105
90
85
K 131
––
––
105
85
80
K 131
––
––
120
105
95
K 131
––
––
120
100
90
K 131
––
––
11 5
100
90
K 131
––
––
11 5
95
85
K 131 K 131
––
––
––
––
11 5 3 ) 11 5
105
105
K 131 K 131 K 131 K 131
––
––
––
––
––
––
––
––
Emplacement de l'armature:
Armature de retrait:
déterminant!
Armature statique:
déterminant!
Valeurs de résistance exigées de la chape
en ciment (au moins PC 275/sable 0-8):
K 131 K 131 K 131
––
––
––
––
––
––
r
σ bz ≥ 2.5 N/mm2
––
––
––
(classe de résistance C30-F5)
140
135
130
Calcul des moments de tassement (tasse130
125
120
ment elastique) selon Westergaard, H.M.
120
11 5
11 0
et Hahn, J.:
Armature statique = Armature de
haut:
K 188 K 188 K 188
bas:
K 188 K 188 K 188
3
P
E• h
––
––
m (milieu de la plaque)
(1+ γ )lg
( C• r4 )
21.8
M
––
––
1
P
1
6
0
1
60
m (bord de la pl.) 7 . 5 (4 • lg a • r + 0.688 a • r -0.033)
145
145
R
Armature statique = Armature de
1.2
P
haut:
K 188 K 188
1
(a
•
r
2
)
m (coin de la pl.)
(
)
√
E
2
bas:
K 188 K 188
––
––
P bord
P milieu
4
––
––
2
P
coin
(1- γ ) • 12 • c
a=
Ø
––
––
3
E• h
180
175
Armature statique = Armature de
Isolation haut:
K 188 K 188
(élastique)
Chape en ciment
K 188 K 188
bas:
Index 3): De préférence utiliser une armature statique en haut et en bas !
Index 4): Il est recommandé de prévoir une armature, vu que la chape avec
chauffage au sol est en plus soumise à des contraintes thermiques.
K 131
––
––
K 131
––
––
––
130
120
11 0
retrait
K 188
K 188
––
––
160
140
retrait
K 188
K 188
––
––
––
170
retrait
K 188
K 188
Version 2008
Tabelle C
6)
Détermination de la résistance à la compression de l'isolation thermique et phonique
sous charge uniformément répartie
4)
Valeur tabelle = affaissement de longue durée s ( t = 1 - 2 années) en mm.
Sous charge constante p (charge utile uniformément répartie) et g (poids propre de la chape).
(
Valable uniquement pour les produits
Tassement
C = E (kN/cm3)
D
C
)
0.0022 0.0031 0.0045 0.0059 0.0091
Rouleaux / panneaux type
La résistance à la compression augmente de
gauche à droite.
Charge uniformément répartie P
p en kg/m2
200
300
400
600
800
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1)
2)
3)
g+p
d
U
≈ 320 kg/m2
= 50 mm
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
g+p
≈
440 kg/m2
= 60 mm
560 kg/m2
= 70 mm
810 kg/m2
= 90 mm
1040 kg/m2
= 100 mm
1300 kg/m2
= 120 mm
2350 kg/m2
= 140 mm
3350 kg/m2
= 140 mm
4350 kg/m2
= 140 mm
5400 kg/m2
= 160 mm
6400 kg/m2
= 160 mm
7400 kg/m2
= 160 mm
8450 kg/m2
= 180 mm
9450 kg/m2
= 180 mm
10450 kg/m2
= 180 mm
0.25
5)
0.40
Isolation phonique
5)
0.55
5)
5)
0.75
5)
Isolation thermique
goroll - goroll - goroll - goroll - goroll - goroll - goroll gopor- gopor- gopor- gopor- gopor- gopor- gopor-
T/SE T/SE T/SE T/SE T/SE
43/40 32/30 22/20 17/15
0.65
11/10
F 20
épaisseur
godur
F 30 F 30+
épaisseur
épaisseur
F 40
épaisseur
gosol
F 50
épaisseur
20-60 mm 20-60 mm 20-60 mm 20-60 mm 20-50 mm
s ≈ 2.2
s ≈ 1.5
s ≈ 1.0
s ≈ 0.8
s ≈ 0.5
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s ≈ 3.1
s ≈ 2.2
s ≈ 1.5
s ≈ 1.2
s ≈ 0.8
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s ≈ 4.2
s ≈ 2.9
s ≈ 2.0
s ≈ 1.5
s ≈ 1.0
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s ≈ 6.6
s ≈ 4.6
s ≈ 3.1
s ≈ 2.4
s ≈ 1.6
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
--
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
-- mise en
-- oeuvre
Limite de la
--
--
--
--
--
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
--
--
--
--
--
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
--
--
--
--
--
s ≈ 0.2
s ≈ 0.1
s < 0.1
s < 0.1
s < 0.1
--
--
--
--
--
s ≈ 0.3
s ≈ 0.1
s ≈ 0.1
s < 0.1
s < 0.1
--
--
--
--
--
s ≈ 0.4
s ≈ 0.2
s ≈ 0.1
s ≈ 0.1
s < 0.1
--
--
--
--
--
--
s ≈ 0.2
s ≈ 0.2
s ≈ 0.1
s ≈ 0.1
--
--
--
--
--
--
s ≈ 0.3
s ≈ 0.2
s ≈ 0.2
s ≈ 0.1
--
--
--
--
--
--
s ≈ 0.4
s ≈ 0.3
s ≈ 0.2
s ≈ 0.2
--
--
--
--
--
--
--
--
s ≈ 0.3
s ≈ 0.3
--
--
--
--
--
--
--
--
s ≈ 0.4
s ≈ 0.4
Version 2008
Charge utile
1) - Pour habitations, locaux commerciaux, locaux de service, terrasses et locaux de garage pour voitures légères.
200 kg/m2
2) - Pour escaliers, balcons, salles de classes.
300 kg/m2
3) - Pour locaux de vente, couloirs, escaliers dans des lieux publiques, garages pour voitures jusqu'a 6 tonnes.
400 kg/m2
4) - Ces indications sont des valeurs moyennes.
5) - Moment de tassement avec une épaisseur D = 20 mm
6) - Ce cas de charge n’est pas déterminant pour le dimensionnement de la chape. Se référer impérativement aux tabelles A ou C (Charges ponctuelles !)