L'élaboration de la Note de Calcul d'un bâtiment de cinq étages (R+5) est une étape critique qui justifie la conception et le dimensionnement de tous les éléments structuraux. L'utilisation d'une feuille de calcul Excel permet d'automatiser et de structurer cette démarche complexe, garantissant la conformité aux normes (comme l'Eurocode ou les règles BAEL selon le contexte).
1. Pré-dimensionnement des Éléments (Poteaux, Poutres et Planchers)
La première étape est le pré-dimensionnement des éléments porteurs. Elle consiste à déterminer des dimensions initiales (sections des poteaux, des poutres et épaisseur des planchers) qui permettront une estimation des charges et une vérification rapide de la faisabilité :
Poteaux : Leur section est généralement estimée en fonction de la surface de plancher qu'ils reprennent et de la contrainte admissible du béton. Pour un R+5, la section est critique au niveau du rez-de-chaussée.
Poutres : La hauteur est souvent fixée par un ratio de la portée pour maîtriser la déformation (flèche) et les efforts de flexion.
Planchers : L'épaisseur de la dalle ou du plancher (par exemple, un plancher à corps creux) est choisie en fonction de la portée libre entre appuis et des charges d'exploitation.
2. Calcul Forfaitaire de Caquot (Méthode de Répartition des Moments)
Le Calcul forfaitaire de Caquot est une méthode simplifiée (souvent utilisée pour les bâtiments courants et les portées modérées) pour la répartition des moments fléchissants dans les poutres continues ou les dalles.
Cette méthode permet de déterminer les moments sur appuis et en travée en utilisant des coefficients forfaitaires basés sur les charges et les conditions d'appui.
Bien que simplifiée, elle est indispensable dans une note de calcul pour évaluer rapidement les efforts internes des éléments continus, en particulier les poutres des niveaux intermédiaires.
3. Calcul du Ferraillage : Poutrelle et Dalle
Une fois les efforts (moments fléchissants et efforts tranchants) déterminés, l'étape suivante est le Calcul du ferraillage (dimensionnement des armatures en acier) pour les éléments du plancher :
Poutrelle : On calcule la section d'acier longitudinale nécessaire pour résister au moment de flexion à l'État Limite Ultime (ELU) et les armatures transversales (étriers) pour reprendre l'effort tranchant.
Dalle : Le ferraillage est déterminé pour reprendre les moments fléchissants dans les deux directions (selon la direction de la portée). Une vérification à l'État Limite de Service (ELS) est effectuée pour limiter l'ouverture des fissures et la flèche.
Feuille Excel : Le tableur est programmé pour prendre en entrée les dimensions des sections et les efforts, puis appliquer les formules réglementaires pour sortir la section d'acier requise, facilitant l'optimisation et les vérifications.
4. Note de Calcul pour les Escaliers
L'escalier est un élément structurel soumis à des charges importantes (exploitation, poids propre) et nécessite une note de calcul dédiée. Cette note doit couvrir :
Modélisation : L'escalier est souvent modélisé comme une dalle inclinée (paillasse) avec des conditions d'appui spécifiques (encastrement ou appui simple aux paliers).
Calcul des charges : Détermination des charges permanentes et des charges d'exploitation.
Dimensionnement et Ferraillage : Calcul des moments fléchissants pour déterminer la section d'armatures principales (parallèles à la volée) et les armatures de répartition.
L'ensemble de ces calculs, structuré sur une feuille Excel, forme la Note de Calcul complète qui sera soumise pour approbation, attestant de la stabilité et de la sécurité du bâtiment R+5.