13+Béton+Précontraint+-+Mixte+-+PPT

Autres modes constructifs utilisant le Béton

1 - Introduction aux structures mixtes Acier - Béton 2 - Introduction au béton Précontraint

3 - Comportement au feu

Historique des modes constructifs • Béton Armé (XX°)

• Pierre •

Béton Précontraint

• Acier (XIX°)

• Structures mixtes

LE BA : oui, mais... son poids propre limite la portée des pièces fléchies OPTIMISER SUPPRIMER LES PARTIES DE BÉTON TENDU car ne participent pas à la résistance

COMMENT AUGMENTER LA PORTÉE ?

Structures mixtes Béton Précontraint

1 - Structures mixtes Acier-Béton • Principe de fonctionnement Suppression physique du béton tendu qui ne participe pas à la résistance

Gain de poids propre augmenter la portée des éléments de structure

Principe de fonctionnement

Utilisation de connecteurs entre acier et béton

2 poutres de hauteur h

3

1 poutre de hauteur 2h

3

3

I = 2 b h / 12 = b h / 6

sup = M v / I = (M h/2 ) / (b h 2

sup = 3 M / b h

3

I = b (2h) / 12 = 8 b h / 12 = 2 b h / 3 3

/6)

3

3

sup = M v / I = (M h) / (2 b h /3) 2 sup = 3 M / 2 b h

Réduction des contraintes de moitié Gain supplémentaire de poids propre

• Applications usuelles

Poutres mixtes

• Applications usuelles

Poteaux mixtes

• Applications usuelles

Sens de portée

Bac = coffrage + armature

Plancher à bac acier collaborant

2 - Le Béton Précontraint 1 - Principe de la précontrainte (Freyssinet 1935) Suppression des zones de béton tendu grâce à une compression préalable de la pièce Les parties sollicitées en tension doivent rester dans le domaine comprimé

Principe de la précontrainte Compression de la pièce

C

C

+

=

T

Toute la section de béton participe à la résistance • Réduction de la section de béton, et du poids propre • Augmentation de la portée

Fuseau de contraintes admissibles

C

C

+

=

+

=



T

C

T

C



C



2 - Modes de réalisation de la précontrainte A - Compression par vérins entre 2 culées • Barrage

• Piste d’Orly

Vérin plat Culée rocheuse

Vérin plat

Modes de réalisation de la précontrainte B - Précontrainte par armatures adhérentes préalablement tendues Pré-tension (80 % - préfabrication)

Durcissement

Contreflèche

• Applications usuelles

Poutres, Poutrelles

Banc de précontrainte par Pré-tension

• Applications usuelles

Prédalles, Dalles alvéolées

Modes de réalisation de la précontrainte C - Mise en tension de câbles prenant appui sur le béton

Post-tension (20 % - Ouvrages d’art)

- Gaines de précontrainte (fixées au ferraillage B.A.) - Bétonnage de la pièce - Mise en tension des câbles - Injection des gaines

Gaines de précontrainte extérieures au béton

• Pont en caisson construit sur cintre à l’avancement

PONTS EN BETON PRECONTRAINT

PONTS EN BETON PRECONTRAINT

PONTS EN BETON PRECONTRAINT

3 - Les armatures de précontrainte

ARMATURES ACTIVES • Aciers de BP

• Formes

3 à 4 fois plus performants

fils

(< 12 mm)

- barres

(> 12 mm)

torons

7 fils (19, 37…)

!

Toujours présence d’armatures passives !

Les armatures de précontrainte

• Systèmes d’ancrage

Les armatures de précontrainte • Pertes de tension des armatures actives

Rentrée d’ancrage Retrait du béton

} instantanées

Fluage du béton

différées } Relaxation des aciers Surveillance continue de l’ouvrage (complément de tension, remplacement de câbles)

PONTS EN BETON PRECONTRAINT

DOMAINES D’EMPLOI DES DIFFERENTS MATERIAUX en fonction de la portée Portée (m) Métal seul Béton armé Mixte Précontraint

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225 250

275

300

3 - Comportement au feu Le risque d’effondrement de la structure

Comportement au feu de la structure

Résistance au feu croissante

B.A.

B.P.

Mixte

Acier

Proportion de métal croissante

Résistance de l’acier réduite de moitié à 500°C (Courbe normalisée ISO température / temps : 735°C en 15 mn)

1 - Le Béton Armé • Le béton est un matériau incombustible • Excellent comportement: Stabilité mécanique  Stable au feu (SF) Étanchéité aux flammes et gaz  Pare-flammes (PF) Isolation thermique  Coupe-feu (CF) • Bonne étanchéité des assemblages  Confinement du foyer (propagation verticale et horizontale) • Protection rapportée non nécessaire jusqu’à CF = 2h (Sous réserve d’un bon enrobage des armatures)

Exigence de résistance au feu en fonction du type de bâtiment et de sa hauteur

RdC seulement H