béton armé principes et technologie
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 1
Béton arméPrincipes et technologie
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 2
1. Principes généraux• Usage
– Traction• Faible résistance• Fissurations
– Compression• Exclusivement• Maçonnerie
– Flexion• Armatures• Béton armé > matériau
composite• Contraintes
Coulage d’une poutre en béton arméhttp://www.jexpoz.com/537-3-coulage-poutre-beton-arme
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 3
1. Principes généraux• Colonne en
compression pure– Régime élastique
• Répartition des effortsen fonction des raideursdu béton et de l’acier
– Etat plastique• Répartition des efforts
en fonction descontraintes deplastification desmatériaux
• Effort A-B inchangé surtoute la hauteur
• Adhérence importe peuPhoto artistiquehttp://jldphoto70.unblog.fr/2007/04/24/colonne-de-beton/
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1. Principes généraux• Poutre en flexion
– Poutre uniformément chargée• Fibre supérieure comprimée
• Fibre inférieure tendue > armatures– Cisaillement < Effort tranchant
• Contraintes principales de traction et de compression à 45° par rapportà l’axe > bielles en compression et zones de traction
• Armatures placées à 45°
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 5
1. Principes généraux• Poutre en flexion
– Cisaillement < Effort tranchant• « Barres inclinées » > étriers = armatures verticales dans la pratique• Comportement =poutre en treillis• Distance étriers ≤ z• Pratique : étriers plus rapprochés > plusieurs poutres décallées
superposées
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 6
1. Principes généraux
• Poutre en flexion– Résistance des assemblages > résistance des noeuds
• Adhérence béton-acier en pied de bielle• Ancrage des armatures à l’extrémité de la poutre
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 7
1. Principes généraux• Poutre en flexion
– Percements• Passage de canalisations• Examen du schéma en treillis > localisation des zones de percements
possibles• Matière strictement nécessaire
– Calcul des poutres en béton• Vérification des contraintes dans le béton• Dimensionnement des armatures
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 8
1. Principes généraux• Armatures - fibres d’acier
– Résistance à la traction• Fibres de +- 5 cm de longueur pour une section de l’ordre du mm2
• Ancrages aux extrémités (pliage, surépaisseur)• Quantité : 30 kg/m3
– Résistance à la fissuration• Couturent les fissures
– Bonne ductilité– Usage
• Faible résistance à la traction > Dalles sur le sol• Dimensionnement des armatures
– Aspect économique• Fibres inutiles dans les zones en compression
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2. Armatures
2.1. Caractéristiques mécaniques
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 10
2. Armatures2.2. Caractéristiques géométriques
• Diamètre nominal> Définit la section de l’armature– Diamètre en mm
• 6,8,10,12,14,16,18,20,25,28,32,40
• Diamètre d’encombrement– Circonférence circonscrite à la barre
et englobant les nervuresd’adhérence
• Pliage des armatures– Rayon de courbure minimum
• Éviter l’allongement excessif de lafibre extérieure qui pourrait conduireà la fissuration de l’acier et à larupture de l’armature dans la zoned’ancrage > armature inutile
• Crénelures– Garantit l’adhérence acier-béton
• Livraison– Longueurs standards : 12 ou 14m– Limitation des chutes lors du
ferraillage
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 11
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.1.Adhérence• Permet les transferts d’efforts entre acier et béton
• Où? A l’ancrage des pieds de bielles (adhérence en pleine barre) et àl’ancrage des armatures à leurs extrémités.
• Obtenue par Adhérence directe entre les matériaux acier et béton (prise autour de l’armature) Frottement consécutif aux efforts radiaux résultant du retrait du béton autour de
l’armature Crénelures de l’armature
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 12
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.1.Adhérence> Mesures des caractéristiques d’adhérence> Essai « d’extraction » d’une barre scellée dans le béton
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2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.2. Ancrage• Armatures ancrées à leurs extrémités• Par sécurité, la résistance de l’ancrage > effort nécessaire à la plastification de
l’armature -> prévenir toute rupture fragile• Types d’ancrages : droits, par pliage, en crosse
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 14
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.2. Ancrage• Armatures ancrées à leurs extrémités• Par sécurité, la résistance de l’ancrage > effort nécessaire à la plastification de
l’armature -> prévenir toute rupture fragile• Types d’ancrages : droits, par pliage, en crosse
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 15
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage -
Recouvrement
2.3.2. Ancrage
• Dans le cas de l’ancrage droit• S= sécurité prise sur la contrainte
d’adhérence acier-béton• Longueurs d’ancrages
• définies par la norme > contraintedans l’armature
• Première approximation : la = 30ø• Ancrage de l’armature
• tout le périmètre concerné
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 16
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.3. Recouvrement
• Liaisons entre armatures• Pour obtenir de grandes longueurs• Bétonnage par phase
• Transfert de l’effort par recouvrement
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 17
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.3. Recouvrement
• Effort tangentiel à l’interface acier béton• Formation de bielles de compression entre armatures qui assurent le transfert des efforts
• Efforts extérieurs de poussée au vide• Repris le plus souvent par butée contre le béton, plus rarement contre d’autres armatures
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 18
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.3. Recouvrement
• Dans ce système de transfert d’effort• La totalité du périmètre des barres n’est pas également impliquée > les longueurs de
recouvrement sont plus importantes que les longueurs d’ancrage (1,5 à 2 fois)
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 19
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.3. Recouvrement
• Zones de recouvrement• Plus faibles qu’en pleine barre• Eviter de les placer dans des zones de
sollicitations maximales• Eviter de concerner la totalité des barres
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 20
2. Armatures2.3. Adhérence - Ancrage - Recouvrement
2.3.3. Recouvrement• Liaison entre armatures
• Manchon
• Soudage des armatures• En usine
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 21
3. Dispositions constructives3.1. Armatures structurelles - armatures technologiques
• Armatures structurelles– Assurent la stabilité de l’ouvrage– Définies par calcul– Position privilégiée et bien protégées– Exemples : armatures de flexion d’une poutre, armatures de reprise
de l’effort tranchant,…
• Armatures technologiques à caractères structurel
• Armatures technologiques de montage
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 22
3. Dispositions constructives3.1. Armatures structurelles - armatures technologiques
• Armatures structurelles
• Armatures technologiques à caractères structurel– Objectif : limitation de la fissuration liée au retrait, aux sollicitations
secondaires,…– Déterminées par la bonne pratique et les normes– Déterminante pour la durabilité des ouvrages– Exemples : étriers des poutres dans les zones où ils ne sont pas
nécessaires du point de vue structurel, armatures de répartition desdalles,…
• Armatures technologiques de montage
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 23
3. Dispositions constructives3.1. Armatures structurelles - armatures technologiques
• Armatures structurelles
• Armatures technologiques à caractères structurel
• Armatures technologiques de montage– Destinées à permettre la réalisation du ferraillage– Servent à maintenir les étriers et à constituer une cage d’armatures– Exemples : armatures supérieures des poutres quand elles ne
sont pas nécessaires du point de vue structurel
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 24
3. Dispositions constructives3.2. Positionnement des armatures
3.2.1. Généralités
• Enrobées de béton > ordre degrandeur de 2,5 cm (suivantconditions d’exposition)
- Protection (corrosion et feu)- Adhérence à développer sur toute la
périphérie• Positionnées par rapport au
coffrage par des dispositifs« écarteur » en matière plastique ouen fibro-béton
• Placées sur toutes les faces desouvrages sauf pour les facescomprimées des dalles
Types de support en fibro-ciment et enplastiqueM. Provost
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 25
3. Dispositions constructives3.2. Positionnement des armatures
3.2.1. Généralités
• Distance maximale entre armatures≈ 20cm pour limiter la fissuration
• Distance minimale entre armaturessupérieure au plus gros granulat etau moins égale au diamètre del’armature pour le développementde l’adhérence acier-béton. ≈ 3cm
• Ligature des armatures pourassurer leur positionnement encours de bétonnage
• Possibilité de préfabrication descages d’armatures en usine >assemblage par soudage
Types de support en fibro-ciment et enplastiqueM. Provost
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 26
3. Dispositions constructives3.2. Positionnement des armatures
3.2.2. Colonnes
• Armatures verticales• Renforcer la section pour la
compression• Reprendre la traction pour la flexion
• Armatures technologiques• Imposées par la norme
• Etriers et épingles• Empêchent le flambement des
armaturesM. Provost
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 27
3. Dispositions constructives3.2. Positionnement des armatures
3.2.3. Poutres
• Armatures principales disposées àl’intérieur des étriers pour assurer ladécomposition des efforts, un meilleurenrobage des armatures principales etfaciliter la réalisation du ferraillage
• Préfabrication des armatures des poutressous forme de cages placées ensuitedans le coffrage
• Attentif au placement des armatures deflexion car l’espace disponible estnettement inférieur à la largeur de lapoutre
M. Provost
![Page 28: béton armé principes et technologie](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022050621/5571f97249795991698f9713/html5/thumbnails/28.jpg)
Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 28
3. Dispositions constructives3.2. Positionnement des armatures
3.2.4. Dalles
• Dalles portant dans une direction >Fonctionnement semblable à unensemble de poutres placées côte à côte
• Dans la réalité, les dalles ne sontquasiment jamais uniformémentchargées > flexions transversales àreprendre
M. Provost
![Page 29: béton armé principes et technologie](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022050621/5571f97249795991698f9713/html5/thumbnails/29.jpg)
Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 29
3. Dispositions constructives3.2. Positionnement des armatures
3.2.4. Dalles
• Dalles portant dans une direction >Fonctionnement semblable à unensemble de poutres placées côte à côte
• Dans la réalité, les dalles ne sontquasiment jamais uniformémentchargées > flexions transversales àreprendre
• Armatures de répartition pour la reprisedes flexions transversales
M. Provost
![Page 30: béton armé principes et technologie](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022050621/5571f97249795991698f9713/html5/thumbnails/30.jpg)
Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 30
3. Dispositions constructives3.2. Positionnement des armatures
3.2.4. Dalles
• Dans la réalité, les dalles ne sont quasiment jamais uniformément chargées > flexionstransversales à reprendre
• Armatures de répartition pour la reprise des flexions transversales
• Point de vue microscopique
M. Provost
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Horta 2010-11 RDM _ Béton _ ir. G. Martin 31
3. Dispositions constructives3.2. Positionnement des armatures
3.2.4. Dalles
• Section des armatures de répartition fixée par la norme à au moins 20% de celle desarmatures principales
• Armatures principales placées en premier lit > maximise le bras de levier
M. Provost