Les semelles filantes

1. Les semelles filantes

2. Qu’est-ce que c’est? • C’est une fondation composée : • de béton uniquement (pour les habitations en général). • de béton armé (pour les plus gros bâtiments).

3. Qu’est-ce que c’est? • Elle sert à répartir les charges sur une plus grande surface afin de ne pas s’enfoncer dans le sol. • C’est une semelle continue rectiligne portant un mur ou une rangée de piliers/colonnes.

4. Qu’est-ce que c’est?

5. Pourquoi utilise-t-on des semelles filantes ? • Pour soutenir des murs • Pour soutenir des piliers rapprochés

6. Pourquoi utilise-t-on des semelles filantes ? • Pour soutenir des murs : Utilisée sous un mur continu pour répartir la charge de manière continue sur le sol.

7. Pourquoi utilise-t-on des semelles filantes ? • Facile à dimensionner car on en prend une longueur unitaire et on utilise les mêmes calculs que pour une semelle ponctuelle.

8. Pourquoi utilise-t-on des semelles filantes ? • Pour soutenir des piliers rapprochés : Utilisée lorsque les semelles ponctuelles conduiraient à utiliser plus de béton en hauteur qu’en reliant les semelles entre elles.

9. Pourquoi utilise-t-on des semelles filantes ?

10. Exemples d’utilisation

11. Exemples d’utilisation

12. Exemples d’utilisation

13. Détails de conception • Section : Elle est généralement rectangulaire, mais elle peut être en « T » inversé.

14. Détails de conception • Calculs : • Dimensionner une semelle filante pour soutenir des piliers rapprochés n’est pas aisé. • Dimensionner une semelle filante pour mur revient à dimensionner une semelle ponctuelle.  Il y a donc une grande différence dans les calculs selon le type de semelle filante.

15. Détails de conception • Décentrement : Décentrement des piliers possible • s’il s’agit d’un mur mitoyen. • si un débordement de propriété survenait.

16. Détails de conception

17. Détails de conception

18. Détails de conception • Ordre de grandeur : • Empattement minimum de 10 cm. • La hauteur de la semelle vaut généralement 30 cm. Cela dépend bien sûr de la largeur du bac utilisé pour creuser le sol.

19. Détails de conception

20. Détails de conception • Hauteur de la semelle : Il vaut mieux la couler jusqu’au bord du sol car : • Moins de terrassement • Gain de temps • Gain de main d’œuvre

21. Détails de conception

22. Influence des paramètres • Quels sont les trois paramètres principaux influençant la conception d’une semelle filante • Compressibilité du sol • Rigidité de la semelle • Répartition des forces

23. Influence des paramètres : rigidité de la semelle et compressibilité du sol • Il est prudent de faire une analyse détaillée de l’interaction entre le sol et la semelle, mais cette analyse longue et complexe n’est pas toujours nécessaire. • En pratique, on utilisera une méthode simplifiée qui permettra un dimensionnement crédible de la semelle filante selon le type de semelle et de sol.

24. Influence des paramètres : rigidité de la semelle et compressibilité du sol • Il y a quatre cas possibles selon : • La composition du sol qui est : • soit uniforme • soit variable • La nature de la semelle qui est : • soit rigide • soit flexible

25. Influence des paramètres : rigidité de la semelle et compressibilité du sol • Dans le cas d’un sol uniforme • Si la semelle est rigide, la force portante en tout point de la semelle est la même.

26. Influence des paramètres : rigidité de la semelle et compressibilité du sol • Dans le cas d’un sol uniforme • Par contre, si la semelle est flexible, la force portante est plus grande en dessous d’une colonne qu’entre deux colonnes.

27. Influence des paramètres : rigidité de la semelle et compressibilité du sol • Dans le cas d’un sol non uniforme • Si la semelle est rigide, à l’endroit où le sol est souple, la force portante de la semelle est diminuée tandis qu’elle est augmentée aux extrémités de cette section plus souple.

28. Influence des paramètres : rigidité de la semelle et compressibilité du sol • Dans le cas d’un sol non uniforme • Si la semelle est flexible, deux cas se présentent : • soit la partie plus souple se trouve entre 2 colonnes, la semelle subit alors à cet endroit une légère déformation vers le haut, ce qui y réduit la force portante et l’augmente aux extrémités de cette zone moins rigide.

29. Influence des paramètres : rigidité de la semelle et compressibilité du sol • Dans le cas d’un sol non uniforme • Si la semelle est flexible, deux cas se présentent : • soit la partie plus souple se trouve sous une colonne, on a alors une homogénéisation de la force portante.

30. Influence des paramètres : répartition des contraintes • Soit une semelle filante de 1 mètre de large avec une force portante du sol uniforme de 100 KN/m, soumise à des efforts différents dans les colonnes qu’elle supporte.

31. Influence des paramètres : répartition des contraintes • Après le calcul des moments et des efforts tranchants, on obtient les diagrammes suivants :

32. Influence des paramètres : répartition des contraintes • Une variation de la force portante, due à la rigidité de la semelle et à la compressibilité du sol, peut gravement affecter les valeurs des moments. • Par exemple : affaiblissement de la force portante au centre de la semelle (60 kN/m au lieu de 100 kN/m)

33. Influence des paramètres : répartition des contraintes • Ou encore : affaiblissement de la force portante aux extrémités de la semelle (60 kN/m au lieu de 100 kN/m)

34. Influence des paramètres : répartition des contraintes • Heureusement, ces modèles élastiques ne tiennent pas compte du comportement plastique du sol. • En réalité, la distribution de la force portante de la semelle est plus uniforme, c’est pourquoi on peut calculer les semelles avec ce modèle simplifié, tant que la composition du sol sera plus ou moins homogène.

35. En résumé • 2 types de semelles filantes : • Pour supporter les murs calculs comme pour les semelles ponctuelles • Pour supporter des colonnes calculs compliqués  utilisation d’un modèle simplifié • 4 situations de base qui influencent la force portante : • Sol uniforme et semelle rigide • Sol uniforme et semelle flexible • Sol variable et semelle rigide • Sol variable et semelle flexible

36. En résumé • En réalité, les 4 cas n’affectent pas trop le dimensionnement des semelles, malgré ce que le modèle simplifié pourrait laisser croire. Cela est dû au fait que le modèle ne tient pas compte de la plasticité du sol. • Pour minimiser les erreurs entre le modèle de calcul simplifié et la réalité, on évitera d’utiliser des semelles trop rigides et on préférera les semelles flexibles.

37. Questions - réponses

38. Questions - réponses • 1) Qu’est-ce qu’une semelle filante? C’est la partie basse des fondations, en béton armé, elle soutient les murs de soutènement. • 2) Que faut-il prendre en compte pour déterminer la largeur d’une semelle ? Les contraintes permises dans la semelle, la charge de service et les moments agissant tout le long de la semelle.

39. Questions - réponses • 3) De quels facteurs dépend la distribution de la force portante ? • de la compressibilité du sol et de ses variations possibles le long de la semelle. • de la rigidité de la semelle. • de la répartition des contraintes. • 4) Que peut-on conclure sur la force portante de la semelle si celle-ci est rigide et que le sol est uniforme ? Elle est la même partout.

40. Questions - réponses • 5) Qu’en est-il si la semelle est flexible? La force portante est plus importantes en dessous des colonnes qu’au milieu de deux colonnes • 6) Parfois il arrive que le sol soit plus mou à certains endroits qu’à d’autres autour de la semelle, dès lors, qu’en est-il de la force portante ? Elle est plus faible à l’endroit où le sol est plus mou mais elle est plus élevée de part et d’autre de cet endroit.