Cours Beton Arme 1

COURS BÉTON ARMÉ

Département de Génie Civil

Objectifs du cours Le but du cours est de fournir aux étudiants les connaissances fondamentales concernant le calcul des éléments en béton armé; L’objectif du cours est de développer chez les étudiants la compétence de justifier un élément en béton armé ou précontraint soumis aux sollicitations de flexion, force axiale, cisaillement, torsion ou aux combinaisons de ces sollicitations.

La structure du cours Première partie: Propriétés des matériaux • Propriétés physiques et mécaniques du béton • Propriétés physiques et mécaniques des armatures • L’adhérence béton - armature • Comportement du béton arme sous sollicitations ⇒ traction ⇒ compression ⇒ flexion Deuxième partie: Calcul du béton arme aux états limites • La méthode de calcul aux états limites • Calcul aux états limites ultimes ⇒ flexion ⇒ flexion composée ⇒ effort tranchant ⇒ torsion ⇒ fatigue • Calcul aux états limites de service ⇒ déformation ⇒ fissuration

Le béton armé comme matériau de construction Le matériau le plus utilise par l’homme, après l’eau. La consommation mondiale de béton est estimée à 5,5 mlds tonnes.

Pourquoi est-il tellement utilisé ? Avantages à l'utilisation Excellente résistance à l'eau Le matériau idéal pour les construction qui contrôlent, accumulent et transportent de l'eau (barrage, réservoirs etc)

Grand variéte de formes et dimensions Le béton frais est plastique et peut couler dans le coffrage (moule)

Le moins cher et le plus accessible matériau de construction Meilleure résistance au feu par rapport a l'acier et le bois. Le béton ne consomme pas autant d'énergie pour sa

Le béton armé comme matériau de construction Désavantages à l'utilisation Poids spécifique relativement élevé (environ 2,4 t/m3) Utilisation des granulats légers => 1,8 t/m3

Rapport résistance/poids relativement bas Béton 24MPa/2400kg/m3 ≈1/100 Acier 300MPa/7850 kg/m3≈1/30 Réalisation des bétons à haut performance (résistance en compression entre 60 et 120 MPa)

Faible résistance en traction. Utilisation de l'acier dans les zones avec efforts de traction

Principe du béton armé

a) matériau élastique et élasto - plastique

b) béton c)béton armé

Principe du béton armé L' association du béton à l'armature est favorisée par: L'adherance, qui assure la transmission des efforts entre le béton et les armatures, se réalise de manière naturelle

La protection contre la corrosion des armatures

Court historique Le béton hydraulique est conue du temps des romains. Le béton moderne apparât dans la première partie du 19ème siècle. John Aspdin produit le ciment Porland en brûlant un mélange d'argile fine et de clacaire (1824).

La paternité du béton armé est attribuée au jardinier françai Jean Monier, qui fait d'abord des pots a fleure en mortier armé. L' utilisation du beton armé se développe rapidement pendant les deux dernière décennies du 19ème siècle et à partir de 1930 il devient le materiau préféré pour les ossatures. Les premières règles sont apparues en Allemagne (1913).

Propriétés du béton - Définition Le béton est un matériel composite formé d'un liant(matrice) dans lequel sont inclus des particule de granulats (iclusions). Liant – mélange de ciment hydraulique et d'eau Granulat Granulat fin (jusqu'au 5mm) Gros granulat (entre 5mm et 70mm)

Propriétés du béton - Définition Composition typique d'un béton de résistance moyenne kg/m3

m3/m3

Ciment

350

0,11

Eau

175

0,18

Sable

850

0,32

Granulat

1030

0,39

Proportion de la pâte de ciment (%) - massique

22,1

- volumique

29,3

Rapport e/c (massique)

0,50

Résistance (Mpa)

en

compression

30

Composition et structure du béton Les composants Le ciment Les ciments Portland sont obtenue par un mélange de calcaire (Ca) et d'argile ( Si, Al et Fe). Ce melange calciné a 1500°C donne le clinker, et ce dernier finement moulé, le ciment A la suite de la calcination se forment des composants minéralogique contenant des oxydes de calcium, silicium, aluminium et fer C3S – alite C2S – bélite C3A – Célite C4AF – Brownmillerite C=CaO, S=SiO2, A=Al2O3, F=Fe2O3