beton et beton arme - staff.univ-batna2.dz
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Découverte D26 2ÚmeAnnée LMD ST Génie Civil
Le Chargé de la matiÚre : Mr BRIKI Lyamine 1
BETON ET BETON ARME
I - BĂ©ton :
I â 1 GĂ©nĂ©ralitĂ©s :
Le béton est un mélange de :
- PĂąte pure (ciment + eau + air) - Granulats (sable, gravillons et plus rarement pierres cassĂ©es) - Produits dâaddition Ă©ventuels (adjuvants)
Eau Air Ciment Granulats
Volume 14 â 22% 1 â 6% 7 â 14% 60 â 78%
Poids 5 â 9% â 9 â 18% 63 â 85% Ordre de grandeur des proportions
I â 2 Composants du bĂ©ton :
a) Ciment :
ElĂ©ment fondamental du bĂ©ton, il permet aprĂšs hydratation de transformer ce dernier dâune pĂąte maniable Ă une autre durcie ; on le nomme liant hydraulique. Les liants hydrauliques ciments courants sont subdivisĂ©s en cinq types selon la nature et la proportion des constituants :
- Ciments Portland CPA - Ciments Portland composés CPJ - Ciments de Haut-fourneau CHF - Ciments Pouzzolaniques CPZ - Ciments au Laitier et aux Cendres CLC
Les constituants secondaires des ciments se résument à des fillers obtenus par broyage fin de matiÚres minérales, naturelles ou artificielles. La proportion des constituants secondaires ne doit pas dépasser 5% en masse. b) Granulats (Sables, gravillons) :
Sont des Ă©lĂ©ments chimiquement inertes vis-Ă -vis des autres composants, constituent le squelette du bĂ©ton, doivent ĂȘtre solides, durs et bien lavĂ©s, exempts de poussiĂšre et de matiĂšres nuisibles au ciment ou aux armatures ; on distingue deux types : b1) AgrĂ©gats naturels, faciles Ă mettre en Ćuvre, offrent ainsi de bonnes rĂ©sistances. Ils sont humides, contenant des particules trĂšs fines permettent de rĂ©aliser une Ă©conomie du liant. b2) AgrĂ©gats concassĂ©s, utilisĂ©s surtout dans lâindustrie des produits en ciment moulĂ©. La cohĂ©sion interne due Ă la forme anguleuse des grains permet, en effet un dĂ©moulage rapide des piĂšces sans dĂ©formation plastique (tuyaux en ciment, enduit, revĂȘtement de routes en bĂ©ton).
Appellation Sable Gravillons Cailloux et pierres
cassées
Les catégories de
grains sont classées en
utilisant des tamis Ă
mailles carrées
Fins : 0,080 Ă 0,315
Moyens : 0,315 Ă 1,25
Gros : 1,25 Ă 5
Petits : 5 Ă 8
Moyens : 8 Ă 12,5
Gros : 12,5 Ă 20
Petits : 20 Ă 31,5
Moyens : 31,5 Ă 50
Gros : 50 Ă 80
Remarque : les éléments trÚs fins tels que : fines, farines, fillers sont < 0,080mm.
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c) Eau de gĂąchage :
Doit ĂȘtre propre : - sans matiĂšre en suspension au-delĂ de 2g/l (carbones, gypse,âŠ) - sans sels disons au-delĂ de 15g/l.
Elle sert Ă : - lâhydratation du liant et aux mouillages des granulats - la plasticitĂ© requise du bĂ©ton pour sa mise en Ćuvre
Il faut tenir compte de lâhumiditĂ© naturelle contenue dans lâagrĂ©gat. Cette derniĂšre quantitĂ© varie Ă©normĂ©ment, selon la provenance, et se trouve notablement influencĂ©e par lâhumiditĂ© atmosphĂ©rique entourant les agrĂ©gats. I â 3 QualitĂ©s essentielles :
1) OuvrabilitĂ© : Câest la qualitĂ© dâun bĂ©ton qui permet sa maniabilitĂ© en conservant son homogĂ©nĂ©itĂ©. Sur le plan pratique, cela se traduit par la facilitĂ© :
- de mise en Ćuvre dans les coffrages ; - dâenrobage des aciers ; - dâobtention dâun parement brut acceptable, quâil soit dans le plan horizontal.
La condition dâouvrabilitĂ© est fixĂ©e par la plasticitĂ© du bĂ©ton, et pour Ă©valuer cette derniĂšre, on doit passer par quelques essais :
1.1) Affaissement au cĂŽne dâAbrams :
Cet essai, consiste Ă mesurer la hauteur dâaffaissement dâun volume tronconique de bĂ©ton frais. MatĂ©riel : Moule tronconique en tĂŽle de 20cm de diamĂštre Ă la base, de 10cm de diamĂštre en partie haute, de 30cm de hauteur ; Portique avec rĂ©glette coulissante permettant aprĂšs dĂ©moulage de mesurer lâaffaissement ; Tige de piquage de 16mm de diamĂštre.
Mode opĂ©ratoire : Le remplissage du moule sâeffectue en quatre couches piquĂ©es avec la tige Ă raison de 25 coups par couche. Le moule est ensuite soulevĂ© verticalement sans secousses et on mesure lâaffaissement.
Affaissement BĂ©ton Mise en Ćuvre
0 Ă 2 cm 3 Ă 5cm 6 Ă 9cm
10 Ă 13cm > 13cm
TrĂšs ferme Ferme
Plastique Mou
TrĂšs mou
Vibration puissante Bonne vibration
Vibration courante Piquage
LĂ©ger piquage
1.2) Etalement Ă la table Ă secousses :
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Cet essai simple Ă rĂ©aliser, est trĂšs utilisĂ© pour apprĂ©cier la consistance des bĂ©tons fluides (surtout en Allemagne). Il nâest pas adaptĂ© pour les bĂ©tons fermes et la dimension maximale des granulats ne doit pas dĂ©passer 40mm.
Matériel : Tronc de cÎne en tÎle :
- diamĂštre Ă la base 25cm ; - diamĂštre en partie haute 17cm ; - hauteur 12,5cm
Mode opératoire : On soumet le béton démoulé à une série de 15 secousses et on mesure le diamÚtre aprÚs étalement du béton.
BĂ©ton Rapport dâĂ©talement
TrĂšs ferme Ferme
Plastique Mou
1,1 Ă 1,3 1,3 Ă 1,5 1,5 Ă 1,7 1,7 Ă 2
1.3) Essai au maniabilimĂštre L.C.P.C :
Cet essai consiste Ă mesurer le temps dâĂ©coulement nĂ©cessaire Ă un volume de bĂ©ton soumis Ă des vibrations pour atteindre un repĂšre donnĂ©.
Matériel : - Cuve métallique de 30 x 30 x 60cm de dimensions ; - Une paroi triangulaire mobile sépare la cuve
Mode opĂ©ratoire : Une partie de la cuve Ă©tant remplie avec du bĂ©ton, le soulĂšvement paroi mobile permet de dĂ©clencher la mise en vibration de lâensemble de lâappareil. Le bĂ©ton sâĂ©coule dans la cuve et doit atteindre un trait repĂšre.
Classe de consistance Durée en secondes
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Ferme Plastique TrĂšs plastique Fluide
t ℠40 20 < t †30 10 < t †20 t †10
1.4) Test C.E.S (Centre dâessais des structures) :
MatĂ©riel : - Moule cubique de 20cm dâarrĂȘte avec une face vitrĂ©e et, Ă 2cm de cette vitre, une
armature est disposée (treillis à mailles irréguliÚres) ; - Table à secousses.
InterprĂ©tation : On compte le nombre de coups nĂ©cessaires pour obtenir un remplissage complet du parement pour dĂ©finir lâouvrabilitĂ©.
2) RĂ©sistance :
2.1) RĂ©sistance en compression :
Désignée par 28cf (résistance en compression à 28jours)
Il sâagit surtout de la rĂ©sistance Ă la compression mais Ă©galement Ă la traction. Elle se mesure par compression axiale de cylindres de bĂ©ton dont la hauteur est double du diamĂštre (Ă = 15,96cm). La section est de 200cm2.
Les valeurs courantes de 28cf sont de 16 Ă 35 MPa, mais on peut obtenir des valeurs trĂšs
supĂ©rieures avec des bĂ©tons Ă hautes performances. Le champ dâapplication des rĂšgles gĂ©nĂ©rales du BAEL est limitĂ© Ă une rĂ©sistance infĂ©rieure Ă 80 MPa. Avant 28 jours, le bĂ©ton a une rĂ©sistance đđđ infĂ©rieure Ă đđ28
đđđ =đ
4,76+0,83đđđ28 pour đđ28 †40 MPa
AprĂšs 28 jours, le bĂ©ton a une rĂ©sistance = đđ28
2.2) RĂ©sistance en traction :
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Désignée par 28tf (résistance en traction à 28jours)
Elle peut ĂȘtre Ă©valuĂ©e par : - Traction directe sur les cylindres prĂ©cĂ©dents en collant des tĂȘtes de traction ; - Traction par fendage en Ă©crasant un cylindre de bĂ©ton placĂ© horizontalement entre
les plateaux dâune presse (essai brĂ©silien) ;
- traction-flexion Ă lâaide dâune Ă©prouvette prismatique de cĂŽtĂ© « 7cm » et de longueur « 4 x 7cm) reposant sur 2 appuis horizontaux et soumise Ă la flexion.
Elle conventionnellement dĂ©finie par : đđĄđ = 0,6 + 0,06đđđ
Les facteurs qui font varier la résistance sont : - Classes du ciment (résistance en compression à 28jours :32,5 ; 42,5 ; 52,5 MPA) ;
- Le rapport C
E soit
'
Poids du liant incorporé
Poids de la quantité d eau ajoutée au mélange
(La résistance croßt
en mĂȘme temps que le dosage en ciment et dĂ©croĂźt avec le dosage en eau) ; .
-
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- le rapport G
S (gravier/sable) (la résistance est meilleure si G/S > 2,2)
3) Compositions des bĂ©tons : Elles sont basĂ©es avant tout sur lâexpĂ©rience et sur les rĂ©sultats obtenus aprĂšs essais de rupture dâĂ©prouvettes, Ă la compression et Ă la traction. Il sâagit de dĂ©finir les pourcentages optimaux des diffĂ©rents granulats (sable, graviers, cailloux) dont on dispose, pour obtenir avec un dosage appropriĂ© en ciment :
- une ouvrabilité souhaitée ; - uns résistance escomptée.
3.1) MĂ©thode de Dreux :
Ă partir de la plasticitĂ© dĂ©sirĂ©e (1), on suit une verticale jusquâĂ rencontrer Âź la droite reprĂ©sentative de la rĂ©sistance escomptĂ©e ' .
Du point Âź, tracer lâhorizontale vers la droite qui rencontre : - LâĂ©chelle verticale du dosage en ciment C ; - Lâoblique pour le sable 0/5 en G1 ; - Lâoblique pour le gravier 5/25 en G2.
De G1 et de G2, descendre des verticales qui rencontrent lâĂ©chelle des volumes en litres (ou dm3). Lâindication du dosage en eau est donnĂ©e en E suivant la teneur en eau des granulats.
Application :
Dosage dâun bĂ©ton Ă consistance plastique RĂ©sistance prĂ©vue ' 25MPA = ; affaissement
= 8cm
Abaque N°01 BĂ©ton normal â D = 25mm ; ciment de classe 32,5
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4) Particularités du béton :
DĂšs la fin de la mise en Ćuvre, le bĂ©ton est soumis Ă des dĂ©formations, mĂȘme en lâabsence de charges. 4.1) Le retrait : Câest la diminution de longueur dâun Ă©lĂ©ment de bĂ©ton. On peut lâassimiler Ă lâeffet dâun abaissement de la tempĂ©rature qui entraĂźne un raccourcissement. Estimation du retrait : Îl = 3â° x L. Îl est le raccourcissement ; L est la longueur de lâĂ©lĂ©ment. Si une corniche en bĂ©ton armĂ© a une longueur de 15m, le retrait est de lâordre de :
3â°Âș x 1500cm = 0,45cm
4.2) Dilatation : Le coefficient de dilatation thermique du bĂ©ton est Ă©valuĂ© Ă 1 x 10-5, pour une variation de ±20°C on obtient : Îl = ±2â° x longueur. Pour chaĂźnage en bĂ©ton armĂ© de 20m de longueur et un Ă©cart de tempĂ©rature de 20°C, on a une dilatation de : 2â° x 2000cm = 0,4cm. 4.3) Le fluage : Câest le phĂ©nomĂšne de dĂ©formation provoquĂ©e dans le temps sous une charge fixe constamment appliquĂ©e. Le fluage est pratiquement complet au bout de 3ans. Au bout dâun mois, les 40% de la dĂ©formation de fluage sont effectuĂ©s et au bout de six mois, les 80%. Estimation de la dĂ©formation de fluage : Îl = 4 Ă 5â° x longueur. 4.4) ElasticitĂ© du bĂ©ton : Le module dâĂ©lasticitĂ© E est dĂ©fini par le rapport : E = (Contrainte unitaire)/(DĂ©formation relative)..
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Le bĂ©ton est un matĂ©riau qui, sous lâapplication de charges de longues durĂ©es, va opĂ©rer une modification de sa structure interne afin de mieux accepter les sollicitations. Câest le phĂ©nomĂšne de fluage. Le BAEL dĂ©finit donc deux modules dâĂ©lasticitĂ© : - module de dĂ©formation longitudinale instantanĂ©e (durĂ©e dâapplication des
charges<24heures) đžđđ = 11000đđđ13â
- module de dĂ©formation diffĂ©rĂ©e (instantanĂ©e + fluage) đžđđ = 3700đđđ
13â
4.5) Effet « Poisson » : En compression comme en traction, la dĂ©formation longitudinale est aussi accompagnĂ©e dâune dĂ©formation transversale. Le coefficient « Poisson » est le rapport :(dĂ©formation transversale)/(dĂ©formation longitudinale) dont la valeur varie entre 0,15 et 0,30.
5) Acier :
Le matériau acier est un alliage FER + CARBONE en faible pourcentage. Deux types sont utilisés en béton armé :
- Les aciers doux, comprenant 0.15 à 0.25% de carbone (ronds lisses), utilisés en acier de montage principalement,
- Les aciers durs, comprenant 0.25 à 0.40% de carbone (Haute adhérence), utilisés pour tous travaux.
5.1- Caractéristiques mécaniques :
La caractĂ©ristique mĂ©canique servant de base aux calculs est la limite dâĂ©lasticitĂ© garantie notĂ©e fe.
Le module dâĂ©lasticitĂ© longitudinal ES est pris Ă©gal Ă 200000MPa
đ =đĂ©đđđđđđĄđđđ đĄđđđđ đŁđđđ đđđ
đĂ©đđđđđđĄđđđ đđđđđđĄđąđđđđđđ
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5.2) Diagrammes déformations contraintes :
II- Béton armé :
Le bĂ©ton armĂ© peut ĂȘtre dĂ©fini comme l'enrobage par du bĂ©ton, dâaciers disposĂ©s judicieusement. Ces aciers sont appelĂ©s armatures. On distingue les armatures longitudinales disposĂ©es suivant l'axe longitudinal de la piĂšce, des armatures transversales disposĂ©es dans des plans perpendiculaires Ă l'axe de la piĂšce.
Le béton armé ne repose pas toujours sur des théories scientifiques. Les formules de calcul et les nombreux coefficients utilisés ont souvent un caractÚre empirique mais il est essentiel qu'ils aient été fixés à la suite de nombreux essais et que les résultats de calcul soient conformes à l'expérience.
Nous calculerons les structures en bĂ©ton armĂ© Ă l'aide des rĂšglements aux Ă©tats limites : le BAEL (BĂ©ton ArmĂ© aux Ătats Limites) ; en AlgĂ©rie câest le CBA93 qui vient se substituer Ă la pratique du BAEL en donnant des recommandations spĂ©ciales dans le domaine parasismique R.P.A (RĂšglement Parasismique AlgĂ©rien).
1) SystĂšme porteur :
1.2) Joints :
Les joints de structure sont des Ă©lĂ©ments importants dans lâĂ©tude du cheminement des charges. On en dĂ©finit deux types :
Câest un diagramme conventionnel, facile dâutilisation, pour le calcul des contraintes dĂ©formations.
- Cas de la traction : Droite OA (domaine élastique) : Proportionnalité déformations-contraintes
CoordonnĂ©es du point A {đđ =
đđ
đžđ
đđ = đđ
Horizontale AB dâordonnĂ©e đđ = đđ(domaine plastique) La position du point B correspond Ă un allongement đđ = 10 ââ ââ.
- Cas de compression : Le diagramme correspondant est symĂ©trique Ă celui de la traction par rapport Ă lâorigine O.
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â Les joints de rupture, prĂ©vus quand il existe des risques de tassements diffĂ©rentiels dus Ă des diffĂ©rences importantes de charges, de nature de sol, de type de fondations. Ils coupent les fondations.
â Les joints de dilatation prĂ©vus pour les bĂątiments de grande longueur. Le RPA prĂ©conise un joint de dilatation tous les 25m. Ils ne traversent pas les fondations.
1.3) Notion de systĂšme porteur :
Les Ă©lĂ©ments porteurs constituent la structure dâun bĂątiment ; leur rĂŽle est de vĂ©hiculer les charges jusquâaux fondations.
Horizontaux : Exemple : les planchers qui peuvent ĂȘtre constituĂ©s avec :
- Des poutrelles prĂ©fabriquĂ©es ; - Une dalle Ă©paisse (18 Ă 25cm dâĂ©paisseur) ; - Une dalle + nervures ; - Une dalle + nervures + poutres.
Verticaux ou obliques tels que : - Poteaux en bĂ©ton armĂ© ; - Voiles, dâĂ©paisseur moyenne : 18 Ă 20cm ; - Murs ou parties de murs (trumeaux).
La partie de la structure située sous le rez-de-chaussée est appelée infrastructure, la partie située au dessus est appelée superstructure.
2. Contreventement :
Contreventer, câest assurer la transmission des actions horizontales jusquâau sol, sans dĂ©sordre ni dĂ©formation excessive.
3. Charges dans le bĂątiment :
3-1 Nature des actions et notations :
3-1.1 Actions permanentes (G) :
G1 : poids propre de la structure Exemples : murs, poteaux, poutres, planchers G2 : poids des autres Ă©lĂ©ments Exemples : couverture, cloisons, revĂȘtements G3 : poussĂ©e des terres Exemples : cas de la poussĂ©e sur les murs de sous-sol G4 : actions dues aux dĂ©formations diffĂ©rĂ©es Exemple : retrait du bĂ©ton estimĂ© Ă 2.10-4
3-1.2 Actions variables (Q) :
Q1 : charges dâexploitation Exemple : charges concentrĂ©es ou rĂ©parties sur un plancher (meubles, personnes) Q2 : charges climatiques : action du vent notĂ©e W ; action de la neige notĂ©e Sn
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Q3 : action de la température notée T Exemple : dilatation du béton avec coefficient de dilatation égal à 10-5
Q4 : actions appliquées en cours de construction Exemple : dépÎt de palettes de matériaux sur les planchers Remarque : les actions accidentelles, notées FA, concernent les séismes, les chocs de véhicules, les chutes de blocs.
4) Principe de fonctionnement :
4.1) Principe du béton armé :
Dans une structure (ossature de bĂątiment, ouvrage dâart,âŠ), certaines parties sont en traction, dâautres en compression. Or, le bĂ©ton est un matĂ©riau qui rĂ©siste bien
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aux contraintes de compression, mais trĂšs mal aux contraintes de traction. Par contre, lâacier y rĂ©siste trĂšs bien.
DâoĂč lâidĂ©e dâassocier le bĂ©ton et lâacier, en plaçant dans les zones tendues des barres dâacier, appelĂ©es armatures. Le bĂ©ton reprend essentiellement les efforts de compression, alors que lâacier sâoppose aux efforts de traction libĂ©rĂ©s par le bĂ©ton lorsquâil se fissure. Pour cela, lâadhĂ©rence entre lâacier et le bĂ©ton est nĂ©cessaire.
4.2) Principe de calcul aux Ă©tats limites :
On appelle « Etat limite », tout Ă©tat dâune structure (ou dâune partie de celle-ci) au-delĂ duquel elle cesserait de remplir les fonctions ou ne satisferait plus aux conditions pour lesquelles elle a Ă©tĂ© conçue.
Les Ă©tats limites peuvent ĂȘtre classĂ©s en deux catĂ©gories :
- Les Ă©tats limites ultimes correspondant Ă la ruine de lâouvrage ou de lâun de ses composants par perte dâĂ©quilibre, rupture ou flambement (ELU) ;
- Les Ă©tats limites de service au-delĂ desquels ne sont plus satisfaites les conditions normales dâexploitation ou de durabilitĂ© (dĂ©formation excessive, ouverture excessive de fissures) (ELS)
4.3) Contraintes de calcul du béton :
4.3.1) Diagrammes de calcul :
Suivant que lâon calcule Ă lâELU ou Ă lâELS, on adopte des diagrammes de comportement mĂ©canique diffĂ©rents.
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4.3.2) Contraintes de calcul dans lâacier :
Valeurs de đŒ
Ronds lisses 1
Haute adhérence 1,6
- La contrainte limite ultime du
béton en compression est :
đđđą =0,85
đ. đŸđđđđ
Avec đŸđ = 1,5 en gĂ©nĂ©ral ;
câest un coefficient de sĂ©curitĂ©
đ est fonction de la durĂ©e
dâapplication des charges.
- La résistance en traction est
négligée.
- On suppose que lâon reste
dans le domaine Ă©lastique
du béton.
- La contrainte limite de
service du béton en
compression est : đđÌ Ì Ì =0,6đđđ
- La résistance en traction
est négligée.
- La contrainte limite ultime de
traction de lâacier est :
đđ đą =đđđŸđ
Avec đŸđ = 1,15 en gĂ©nĂ©ral.
- On suppose que lâacier reste dans
son domaine Ă©lastique.
- On limite la contrainte dans les
barres dâacier en fonction du
degré de nocivité de fissuration.
La contrainte limite de service de
lâacier est :
- En fissuration peu préjudiciable :
đïżœÌ ïżœ = đđ
- En fissuration préjudiciable :
đïżœÌ ïżœ = đđđ
{
2
3đđ
đđđ„ {
0,5đđ
110âđđđĄđ
- En fissuration trÚs préjudiciable
- đïżœÌ ïżœ = 0,8đđđ {
2
3đđ
đđđ„ {0,5đđ
110âđđđĄđ
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4.3.3) Combinaison dâactions :
Le rĂšglement demande dâenvisager plusieurs combinaisons dâactions, les plus courantes sont :
ELU : 1,35G+1,5Q ELS : G+Q
5) Fonctionnement du béton armé :
5.1- Fonctionnement en flexion :
Une section soumise Ă un moment de flexion seul comporte toujours une partie comprimĂ©e et une partie tendue. Dans la zone comprimĂ©e, le bĂ©ton rĂ©siste bien, dans la partie tendue il va se fissurer trĂšs rapidement. Lâacier doit rĂ©sister aux efforts de traction que le bĂ©ton est incapable de supporter seul, afin de sâopposer Ă lâouverture des fissures. Par consĂ©quent, les armatures doivent ĂȘtre placĂ©es dans les zones tendues.
5.1.1) Calcul des armatures longitudinales Ă lâELU :
HypothĂšses de calcul :
- Les sections droites restent planes aprĂšs dĂ©formation et il nây a pas de glissement entre lâacier et le bĂ©ton.
- La résistance du béton tendu est négligée
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Les déformations limites sont :
Pour lâacier đșđđ = đđ%0
Pour le bĂ©ton đșđđ = đ, đ%0 en flexion
Diagramme des trois pivots :
Ce diagramme reprĂ©sente les dĂ©formations extrĂȘmes dâune piĂšce en bĂ©ton armĂ©.
Calcul pivot A :
1- La section est entiĂšrement tendue, le bĂ©ton est nĂ©gligĂ©, des barres dâacier doivent ĂȘtre prĂ©vues en haut et en bas de la section. Lâacier travaille au maximum.
2- La section est partiellement comprimĂ©e. Lâacier travaille toujours au maximum mais le bĂ©ton peut ĂȘtre sollicitĂ© jusquâĂ son maximum.
Calcul pivot B :
3- La section est partiellement Ă totalement comprimĂ©e, lâacier peut ĂȘtre mal utilisĂ© car son allongement peut ĂȘtre infĂ©rieure Ă son allongement limite Ă©lastique. La contrainte de travail des aciers est dans ce cas infĂ©rieure Ă la contrainte limite Ă©lastique. Pour un effort donnĂ©, la section dâacier Ă mettre en place sera donc plus importante.
Calcul pivot C :
4- La section est entiÚrement comprimée.
đșđđ = đ%0 en compression
Sous un moment positif :
- La partie supérieure est comprimée,
cette compression est reprise par le
béton,
- La partie inférieure est tendue, seul
lâacier reprend lâeffort de traction, il
travaille Ă la contrainte đđ đą.
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5.1.2) Fonctionnement en cisaillement :
Dans une poutre flĂ©chie, le cisaillement se produit en gĂ©nĂ©ral Ă proximitĂ© des appuis. Lâeffort tranchant tend Ă faire glisser les fibres les unes sur les autres.
Il faudra donc prĂ©voir des armatures capables dâĂ©viter ces glissements ; elles se prĂ©sentent sous la forme de cadres ou Ă©triers, dâautant plus rapprochĂ©s que lâeffort tranchant est important.
6) Terminologie :
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ANNEXE A
Flexion simple ELU
Données : Mu, b, fc28, fe
đđŽđ” = 0,186 đđąđ = 0,269
đđŹđ = đđŹđ =đđđđŹ
đđđ =đ, đđ
đđđđđđŁ
Prédimentionnement :
đđą =đđą
đđ2đđđą= đđŽđ” = 0,186
d h
đđą < đđŽđ”
PIVOT A
đđŽđ” < đđą < đđąđ PIVOT B đŽđ đ = 0
đđąđ < đđą <đđąđ
0,6â
PIVOT B
đŽđ đ =đđą âđđąđ
(đ â đâČ)đđ đ
đđđ = 0,32đđđđđ đđ đĄ = đđ đ + đđđ
đŽđ đĄ =đđ đĄđđ đĄ
đđą >đđąđ
0,6â
Redimensionner la
poutre ou mettre en
place des aciers
comprimés
Condition de non fragilité
đŽđ đĄ â„0,23đđĄđ
đđđđ et đŽđ đĄ â„ 0,001đđ
MĂ©thode
approchée
possible
đ§ = 0,9đ
đŽđ đĄ =đđą
đ§. đđ đĄ
đŒ = 1,25(1 â â1 â 2đđą)
đ§ = đ(1 â 0,4đŒ)
đŽđ đ =đđą
đ§đđ đĄ
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ANNEXE B
CALCUL DES CADRES ELU
đđą =đđąđ0đ
Données : Vu, b, h, fc28, fe
F.P.P : đđą †|1
đŸđ. 0,2. đđđ
5đđđ
F.P et F.T.P : đđą †|1
đŸđ. 0,15. đđđ
4đđđ
NON đđą †|
1
đŸđ. 0,27. đđđ
7đđđ
OUI
Les cadres sont placés verticalement Les cadres sont inclinés à 45°
NON-ENTRAINEMENT DES ABIERS LONGITIDUNAUX
đđą =đđą
0,9. đ. đąđ.đŽđ đđŽđ
ACIERS TRANSVERSAUX : CONDITIONS MINIMALES
đŽđĄđ0đđĄ
â„0,4
đđ
â đĄ â€â
35; â đ;
đ
10
đ𥠆(0,9đ ; 40đđ)
ACIERS TRANSVERSAUX : CALCUL
đŽđĄ
đ0đđĄâ„
đŸđ (đđąâ0,3đđĄđ)
0,9đđ avec đđĄđ †3,3đđđ (đđ28 = 45đđđ
Il faut effectuer un choix de diamÚtre de cadre et en déduire
lâespacement
REPARTITION DES CADRES
Dans le cas des chargements répartis, la série de Caquout est utilisée
Espacements : 7, 8, 9, 10, 11, 13, 16, 20, 25, 35, 40
Le nombre dâespacement identique est pris Ă©gal Ă la demi portĂ©e de la poutre,
le premier cadre Ă©tant placĂ©e Ă đđĄ2â du nu de lâappui
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TABLEAU 1
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MINI-PROJET
FERRAILLAGE DâUNE POUTRE
TRAVAIL DEMANDE :
- Dimensions de la section dâune poutre isostatique b x h
RPA : b â„ 30cm
đ = (đ
đđ:đ
đđ) đł ; L au choix †6m
- Chargement :
- Combinaison dâactions :
- DĂ©finir le cas :
- Calcul â
- Choix du nombre de barres longitudinales (Annexes A, Tableau 1)
- Section et espacement des cadres (Annexes B, Tableau 1)
- Dispositions constructives (Dessin)
Caractéristiques mécaniques des matériaux :
1) Les aciers utilisés dans notre cas :
- Des ronds lisses Fe E235 - Des barres à haute adhérence HA Fe E500
2) Le béton utilisé dans notre cas est dosé à 350kg/m3 de ciment CPJ45 a une résistance caractéristique à la compression à 28 jours de 25 MPa
Charge permanente G = 5,6 kN/m3
Charge dâexploitation Q=4kN/m3
Etat limite ultime ELU : 1,35G + 1,5Q
Etat limite de service ELS : G + Q
Poutre protégée (Fissuration peu préjudiciable (F.P.P))
ELU
Moment fléchissant M
Effort tranchant T