12.Machines Et Outils

CHAPITRE 12

Dans ce chapitre, tu vas apprendre à résoudre lesproblèmes liés à l'utilisation des outils

et des machines de chantier A la fin de ce chapitre, tu seras capable de calculer le rendement d'une bétonnière, de déterminer les charges qu'il est possible de soulever avec des engins de levage et de contrôler la charge sur des

étais

Calcul d'une gâchée de béton

Pour calculer les quantités de matériaux que vous devez introduire dans une bétonnière, il faut multiplier la quantitéde chacun des matériaux nécessaires pour la fabrication de 1 m3 (voir tableau chapitre 10 page 78) par le rapport descontenances.

Rapport des contenances: RC = Rapport des contenancesb = Capacité de la bétonnièreB = Somme des quantités théoriques de chacun des matériaux

que l'on introduit dans la bétonnière pour 1 m3 de béton.(voir tableau page 78)

bB

RC =

Contenance des récipients de chantierPour calculer le nombre de récipients, ondivise le volume total en litres par le volumedu récipient choisi.

Exemple: Combien de brouettes contiennent720 litres de mortier:

Exemple: Vous devez préparer du béton CP 300 pervibré.Vous disposez de granulats séparés (sable 0 - 8 et gravier 8 -32) et d'une bétonnière de 180 litres de capacité. Vous allezdoser vos matériaux en volume (litres).

ciment

Caissettede dosage

sable 0 - 8

gravier 8 - 32

180 lcapacité

Quantités de matériaux à introduire dans une bétonnièrede 180 litres pour obtenir une gâchée de béton CP 300:

Après malaxage et pervibrage de ces 180 litres dematériaux on obtient:

Quantités de matériaux pour 1 m3 de béton CP 300pervibré mis en place selon le tableau de la page 78:

Après malaxage et pervibrage de ces 1565 litres dematériaux on obtient 1000 litres de béton mis en place. RC = = = 0,115

bB

180 litres

1565 litres

ciment: 240 litressable 0 - 8: 570 litres

gravier 8 - 32: 755 litres

somme: 1565 litres

ciment: 240 · 0,115 = 27 litressable 0 - 8: 570 · 0,115 = 66 litres

gravier 8 - 32: 755 · 0,115 = 87 litres

somme: 1565 · 0,115 = 180 litres

1000 · 0,115 = 115 litres de béton mis en place.

Exercice

On arrondit généralement le résultat au nombre supérieur ou à unefraction de celui-ci. Exemple: 2 seaux et demi

½ caisse à mortier1 brouette ¼

72060

= 12 brouettes

Pelle:Seau de maçon:Caisse à mortier:Brouette:Poussette:

5 litres10 à 15 litres40 à 60 litres60 litres180 à 200 litres

Calculez le nombre de brouettes nécessaires pour transporter lesvolumes suivants:

420 litres de sable: 620 litres de gravier:

Combien de pelletées seront-elles nécessaires pour charger1,2 m3 de sable sur une camionette:

Combien doit-on préparer de mortier pour remplir 8 caisses à mor-tier de 50 litres pleines.

123456789012345678123456789012345678123456789012345678

Granulats mélangés 8 - 32

silo àciment

litres450

Exemple: Vous devez préparer du béton CP 350 pervibré.Vous disposez de granulats mélangés 0 - 32 etd'une bétonnière avec skip de 450 litres, silo àciment et balance automatique.Vous allez doser les granulats en litres et leciment en kg.

Quantités de matériaux à introduire dans le skip de 450litres de la bétonnière et masse de ciment à placer sur labalance pour obtenir une gâchée de béton CP 350:

Après malaxage et pervibrage de ces 555 litres dematériaux on obtient:

Quantités de matériaux pour 1 m3 de béton CP 350pervibré mis en place selon le tableau de la page 78:

Après malaxage et pervibrage de ces 1475 litres dematériaux on obtient 1000 litres de béton mis en place. RC = = = 0,375

bB

450 litres

1200 litres

ciment: 280 · 0,375 = 105 litres

granulats 0 - 32: 1200 · 0,375 = 450 litres

somme: 1475 · 0,375 = 555 litres

ciment en kg: 350 · 0,375 = 131 kg

1000 x 0,375 = 375 litres de béton mis en place.

Exercice

Calculez les quantités de granulats et de ciment à introduire dans une bétonnière, ainsi que la quantité debéton mis en place par gâchée.

Le rapport des contenances sera calculé entre le skip de 450 litreset les matériaux que l'on y introduit. Dans le cas présent ce sont uniquement les granulats que l'on introduit dans le skip.

Béton CP 400 pervibréGranulats séparés (sable 0 - 8 et gravier 8 - 32)Bétonnière avec silo à ciment et balance automatiqueCapacité du skip de la bétonnière: 500 litres

ciment: 280 litres

granulats 0 - 32: 1200 litres

somme: 1480 litres

Exercices

Calculez les quantités de granulats et de ciment à introduire dans une bétonnière, ainsi que la quantité debéton mis en place par gâchée.

Béton CP 350 pervibréGranulats mélangés 0 - 32Petite bétonnière de 210 litresCiment dosé au sac ou à la caissette de dosageGranulats dosés à la brouette

Vous devez réaliser le radier d'un garage de 5,50 m par 6,00 m.L'épaisseur du radier est de 20 cm et le béton utilisé est un CP300 pervibré.Pour exécuter ce travail, vous disposez d'une petite bétonnièrede 150 litres, de granulats mélangés 0 - 32 et d'une caissette dedosage.Calculer les quantités de matériaux que vous allez introduiredans la bétonnière à chaque gâchée et la quantité de gâchéesnécessaire à l'exécution de ce radier.

6.00

Radierépa isseur 20 cm 5.

50

La masse correspond à la quantité de matière qui compose un corps. L'unitéde la masse est le kilogramme, kg.La terre exerce une force verticale sur cette masse appelée force depesanteur. L'unité de la force de pesanteur est le newton, N.

Sur la terre: g = 9,81 m/s2

Sur la lune: g = 1,63 m/s2

Force de pesanteur

m = masse en kgF = force de soulèvement en Ng = accélération de la pesanteur en m/s2

F = m · gF

gm =

Exemple:

Quelle force de pesanteur subitun sac de ciment de 50 kg:

F = 50 kg · 10 m/s2 = 500 N

Il faut donc développer une forcede 500 N pour soulever ce sac deciment.

Pour calculer la force de pesanteurexercée sur un corps, on multiplie lamasse du corps par l'accélération enchute libre.L'unité de l'accélération en chute libreest le m/s2.

Exercices

Un élévateur porte l'indication suivante: "chargemaximum 5000 N"Quelle masse pouvez-vous soulever?

La force maximum de levage d'un treuil de monte-charge est de 6 kN.Combien de sacs de ciment pouvez-vous intro-duire simultanément dans le monte-charge ?

Vous devez poser des éléments préfabriqués.L'élément le plus lourd à une masse de 1,85 t.Calculer la force minimum dont vous devez disposerpour soulever cette pièce.

Une couverte en béton armé (ρ = 2450 kg/m3) a

une section de 15 cm par 18 cm et une longueurde 2,20 m.Calculer la force minimum dont vous devez dis-poser pour soulever cette couverte.

Un silo à ciment de 800kg peut contenir 40 m3 deciment Portland.Quelle force agit sur cha-cun de ses 4 pieds ?

12345678901234567890

Accélération moyenne:

Important

On arrondit systémati-quement la valeur de l'ac-célération de la pesanteursur la terre à 10 m/s2.

Calculez la force de soulè-vement admissible de cetélévateur à tréteau encomptant 20% de sécuritéau basculement.

Bras de levierba

FG

bF

a

G

F · a = G · b

Le bras de levier est très utile, car il permet de soulever plus facilement descharges.

a = Bras de forceb = bras de chargeF = force en NG = Charge en N

Tu peux porter facilement une charge dans une brouette, car la roue en porte aussi une partie.

L'équilibre est obtenu enappliquant la formule suivante:

G · baF =

On peut en déduire quatre formules d'application:

F · abG =

G · bFa =

F · aGb =

Ces formules s'appliquentégalement dans d'autres cas.

Exercices: a

G

b

F

F

G

1.00

30

Quelle force devez-vous déve-lopper pour soulever cettebrouette si elle contient...

a) 2 sacs de ciment

b) 60 litres de sable sec (ρ

sable = 1700 kg/m3)

2000k g

1,60 1,20

Une grue peut soulever 1 tonne au bout de saflèche de 25,00m.Quelle charge pourra-t-elle soulever à 5,00 m,10,00 m, 15,00 m et 20,00m?

Pouvez-voussoulever le bordde ce bloc debéton?

12345678123456781234567812345678123456781234567812345678

1000 kg

2,75 25

Contrôle de charge des étaisLors du coffrage d'une dalle, il est utile de contrôler la charge des étais pour éviter une déformation ou une rupture deceux-ci (flambage).On trouve les valeurs de contrainte admissible des étais dans les catalogues de fournisseur.Pour contrôler si cette limite n'est pas dépassée, on calcule la charge de béton s'appuyant sur un étai.

En multipliant l'aire de la zone d'influence par l'épaisseur de la dalle,on obtient le volume de béton qui charge l'étai.

Exercices

Combien d'étais (contrainte admissible de 10000 N) allez-vous placer sousun coffrage de dalle de 14,00 m par 6,00 m. l'épaisseur de la dalle en bétonarmé est de 20 cm.

Vous avez prévu de placer environ 50 étais sous le coffrage d'une dallede 9,50 m par 7,00 m. L'épaisseur du béton est de 24 cm. La contrainte admissible des étais est de 10000 N.Contrôlez si la contrainte admissible des étais n'est pas dépassée, et au besoin augmentez-en le nombre.Proposer une répartition des pointelles sous le coffrage.

Vous êtes en train de coffrer une dalle de 9,00 de longueur par 6,00 m delargeur. L'épaisseur du béton sera de 22 cm.Vous avez prévu de placer des étais tous les 1,20 m environ, soit 5 rangéesde 8 étais, pour un total de 40 étais.La contrainte admissible des étais est de 10000 N.Contrôlez si la contrainte admissible des étais n'est pas dépassée.

Zone d'influence: ½ de 1,20 m · 2 = 1,20 mVolume du béton: 1,20 · 1,20 · 0,22 = 0,317 m3

Masse du béton: 0,317 · 2450 = 776 kgCharge sur l'étai: 776 · 10 = 7760 N

La contrainte admissible n'est pas dépassée.

Exemple:

1.20 1,20

1,20

1,20

½½

½½

Zoned'influence

Zoned'influence

Je te rappelle que les étais doivent être parfaitement verticaux et poséssur une base stable. Les étais déformés ou abimés ne doivent plus êtres utilisés.

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