Dispositions Constructives.

Béton armé. Dispositions constructives. Formateur Xavier LAUZIN

Formation CTC Alger 2016 Xavier Lauzin

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Généralités..

Ces règles s’appliquent:  Aux bâtiments  Ponts courants . Elles ne s’appliquent pas:  Aux ouvrages soumis à des chargements dynamiques (séisme,…)  Aux ouvrages incorporant des barres traités par des revêtements spéciaux (époxy,…) Les dispositions constructives de la section 8 de l’EN 1992-1-1 ne sont pas suffisantes dans les cas suivants: • Éléments soumis à une action sismique • Éléments soumis à des vibrations (machines,…) • Eléments soumis à des charges d’impact.

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Espacement des armatures.

L’objet de l’espacement est :  De permettre une mise en place correct du béton (bétonnage et vibration)  De garantir un bon fonctionnement du béton armé (adhérence correcte,…) L’espacement d entre les barres doit être tel que: d > Max (ɸ;20 mm; dg+5mm) Où dg est le diamètre des plus gros granulats. En cas de mise en place en lits superposés, les barres sont situées sur des verticales et espacées de la valeur de passage des aiguilles vibrantes. Nota: des dispositions particulières sont adoptées pour les fondations: • Pieux forés EN 1536 • … Apave International Formation CTC 2016 X.Lauzin

Cintrage des armatures.

Le cintrage des armatures a pour objet:  D’éviter la fissuration de l’acier  De limiter la compression du béton.

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Cintrage des armatures.

Vis-à-vis de la compression du béton, on considère que les dispositions suivantes sont satisfaisantes:  Les barres ne présentent pas un retour de plus de 5 diamètres au delà de la courbure  Une barre transversale est disposée à l’intérieur de la courbure  Le diamètre du mandrin est conforme au tableau suivant. Nota: les conditions de non écrasement du BAEL sont moins exigeantes que celles de l’EC2. Si l’on compare les valeurs du ratio entre la valeur du diamètre minimal de cintrage Φm et le diamètre de la barre Φ pour l’EC2 et le BAEL , on obtient les éléments suivants:

Valeurs de Φm/Φ a/Φ

2

4

6

7

EC2

20

15

14

13

BAEL

10

9

8

8

a= distance entre axe des barres. Apave International Formation CTC 2016 X.Lauzin

Cintrage des armatures. Diamètres intérieurs de cintrage selon la NFA 35-027.

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Ancrage des armatures longitudinales.

Le rôle de l’ancrage est:  D’assurer une bonne transmission des forces d’adhérence au béton  D’éviter l’apparition de fissures longitudinales et l’éclatement du béton.

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Ancrages des armatures longitudinales.

Le BAEL préconisait les dispositions suivantes:

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Ancrages des armatures longitudinales.

La qualité de l’ancrage des barres dépend de la qualité de l’adhérence acier/béton qui est fonction: • Du type de la barre (acier HA à écrou,…) • De l’inclinaison de la barre au bétonnage • De la zone de béton dans laquelle est située l’ancrage (moins bonne qualité en partie haute des coffrage par exemple,…) Il en résulte que la capacité à réaliser un bon bétonnage est primordiale. La France retient que les classes d’exécution 2 et 3 de la norme NF EN 13670 permettent de garantir une bonne condition de bétonnage. L’adhérence entre l’acier et le béton, nécessaire à la transmission des efforts est définie par la contrainte ultime fbd. La valeur de cette contrainte est donnée par:

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Ancrages des armatures longitudinales.

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Ancrages des armatures longitudinales.

La contrainte d’adhérence ultime est alors donnée par la formulation suivante:

Nota: la valeur de 2,25 ne vise que les aciers HA , la valeur de 1 qui concernait les aciers lisses a été supprimée. Apave International Formation CTC 2016 X.Lauzin

Ancrages des armatures longitudinales

Application numérique:  La formule ne traite que des aciers à haute adhérence, en conséquence les aciers lisses ne sont plus visés par l’EC2.  Considérons un acier HA20 dans du béton de classe C30/37.La contrainte ultime d’adhérence est donnée par: fbd=2.25*1*1*2.0/1.5 = 3.00 MPa. Nota 1: le BAEL définissait la contrainte d’adhérence par: Ƭ=0.6Ψs2ft28 = 0.6*1.52*2.4 = 3.24 MPa

Nota 2: les aciers en chapeaux de poutres ou de dalles supérieures à 20 cm sont très pénalisés car il convient de considérer un bétonnage médiocre. La longueur d’ancrage est globalement majorée de 30%.

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Ancrages des armatures longitudinales

La longueur d’ancrage de référence est définie par:

Si l’on remplace les valeurs de la formule par: σsd = fyd AS,c/Amis en place

La longueur d’ancrage de référence vaut alors: lb,rqd = ɸ/4 . fyd/fbd AS,c/Amis en place Apave International Formation CTC 2016 X.Lauzin

Ancrages des armatures longitudinales La longueur d’ancrage de référence est définie en fonction des conditions de bétonnage selon :

Le BAEL définissait les valeurs ci-contre. Les conditions de bétonnage n’étaient pas reprises. Les valeurs du BAEL sont inférieures à celles de l’EC2 du fait que le BAEL calculait la longueur à partir de la limite élastique et non de la contrainte de calcul. Apave International Formation CTC 2016 X.Lauzin

Ancrages des armatures longitudinales. La longueur d’ancrage de calcul est donnée par:

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Ancrages des armatures longitudinales.

Les valeurs de Cd (effet d’enrobage) sont données par:

Barres droites avec cd=Min(a/2;c1;c)

Barres avec crochet ou coude avec cd=Min(a/2;c1)

Barres avec boucle et cd= c

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Ancrages des armatures longitudinales.

Les valeurs de K et λ (effet de confinement des armatures transversales ) sont données par:

Ast: désigne l’aire de la section des armatures transversales le long de l’ancrage de calcul Ast,min désigne l’aire de la section minimale des armatures transversales (0,25 AS pour les poutres et 0 pour les dalles). As section d’une barre ancrée Apave International Formation CTC 2016 X.Lauzin

Ancrages des armatures longitudinales.

Exemple d’application:

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Ancrages des armatures longitudinales.

Exemple d’application:

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Ancrages des armatures transversales L’ancrage des armatures transversales peut être assuré par: • Des aciers coudés (avec un filant à l’intérieur) • Des crochets (avec une barre à l’intérieur) • Des aciers soudés.

Nota: les schémas c) et d) ne sont applicables qu’en zone sismique 1 en DCL. Apave International Formation CTC 2016 X.Lauzin

Ancrages des armatures transversales L’ancrage par barre soudée peut être réalisé de la façon suivante: Pour servir d’ancrage la barre soudée doit résister à l’entrainement . Ce système d’ancrage est une nouveauté de l’EC2 applicable aux cadres en échelle des poutres. La valeur de la résistance à l’entrainement est donnée par:

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Le recouvrement des armatures. Le recouvrement des armatures permet d’assurer la continuité de la reprise d’efforts (comme les coupleurs ou le soudage). Il doit être dimensionné pour: - Éviter l’éclatement du béton au voisinage des jonctions - Eviter l’apparition de fissures pouvant affecter le comportement de la structure. Les principes adoptés par l’EN 1992-1-1 sont les suivants:  Décaler les recouvrements et ne pas les disposer dans des zones de structure fortement sollicitées  Disposer les recouvrements de façon symétrique  Respecter la proportion des barres en recouvrement suivante:  Barres tendues : disposées sur plusieurs lits : limitation à 50%  Barres comprimées: aucune restriction

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Le recouvrement des armatures.

Nota: il faut faire la différence entre les recouvrements voisins (barres voisines mais dans des sections différentes) et les recouvrements voisins de barres dans une même section (les barres peuvent ne pas être voisines). Pour les recouvrements dans une même section, l’espacement entre les axes transversaux de recouvrement doit être supérieur à 0,65 l0. Pour les recouvrements dans une section différente ,l’espacement entre les axes transversaux de recouvrement doit être supérieur à 1,30 l0 .

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Le recouvrement des armatures. La longueur de recouvrement l0 des barres est donnée par:

Les valeurs des coefficients αi sont donnés ci-dessus. La valeur de α6 dépend du nombre de barres en recouvrement dans la même section: Pourcentage de barres en recouvrement

α6

˂ 25%

1

33%

1,15

50%

1,4

≥ 50%

1,5

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Le recouvrement des armatures.

Des armatures de coutures sont à disposer transversalement aux recouvrements pour reprendre les tractions engendrées par les bielles de béton selon les 2 cas suivants:  Si le diamètre des barres se recouvrant est inférieur à 20 mm ou si le pourcentage de barres en recouvrement est inférieur à 25%, les armatures transversales minimales prévues pour la reprise de l’effort tranchant sont suffisantes  Dans les autres cas, il faut couturer le recouvrement de la façon suivante:

Nota: ΣAst≥As avec As = section des barres du recouvrement. Apave International Formation CTC 2016 X.Lauzin

Le recouvrement des armatures.

Dans les zones tendues, les armatures de couture sont à disposer sur les 1/3 extrêmes des zones de recouvrement des barres longitudinales. L’annexe française autorise une répartition homogène le long de la zone de recouvrement. Dans les zones comprimées, les coutures peuvent être disposées sur le recouvrement avec une armature en dehors de cette zone à une distance inférieure à 4Φ. L’annexe française n’impose pas cet acier de couture en dehors de la zone de recouvrement.

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Cas des barres de fort diamètre.

 Le recouvrement des barres de fort diamètre est autorisé dans les sections dont les dimensions sont au minimum de 1m ou lorsque la contrainte de traction dans les barres est inférieure à 80% de fyd.  La répartition des armatures transversales au droit des zones d’ancrage doit respecter:

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Cas des barres de fort diamètre.

L’ancrage des barres de fort diamètre peut être réalisé:  Par des organes métalliques spécifiques (manchons,…)  Par des ancrages rectilignes complété par des armatures transversales (confinement par des cadres et étriers). La section minimale de l’armature transversale est de :

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Cas des paquets de barres.

Les règles précédentes pour une barre seule sont applicables à une barre fictive représentant le paquet, le diamètre équivalent vaut:

Nota: 2 barres accolées et superposées ne sont pas considérées par l’Annexe Nationale comme un paquet mais comme une barre isolée.

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Cas des paquets de barres.

L’ancrage des paquets de barres peut être réalisé de la façon suivante:  Si le diamètre équivalent est inférieur à 32mm, le groupe de barres peut être arrêté sans qu’il soit nécessaire de décaler l’arrêt de chaque barre  Sinon on prévoira un ancrage en quinconces  Si toutes les barres du paquet sont ancrées individuellement, la longueur d’ancrage peut être évaluée sur la base de ɸn.

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Cas des paquets de barres.

Cas des barres comprimées: • lorsque le diamètre nominal est inférieur à 32mm, l’arrêt décalé n’est pas obligatoire. • Sinon prévoir 4 épingles de diamètre 12mm en extrémité du groupe de barres. • Le recouvrement des paquets de barres est à réaliser de la façon suivante:

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Cas des treillis soudés.

Les recouvrements doivent être prévus dans des zones où les sollicitations aux ELU ne sont pas supérieures à 80% de la résistance de calcul de la section. Dans le cas contraire, la hauteur utile considérée dans le calcul en flexion doit prendre en compte le lit le plus éloigné du coté tendu (bras de levier plus faible). Il convient également de majorer de 25% la contrainte de traction de l’acier dans les zones de recouvrement pour le calcul de l’ouverture des fissures wk.

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Cas des treillis soudés.

 Les longueurs de recouvrement des barres principales doivent ignorer l’effet favorable apporté par les barres transversales (a3=1).  En cas de chargement de fatigue, seul le recouvrement dans un même plan est admis.  Pour les armatures de répartition, le recouvrement est donné dans le tableau suivant:

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Cas des treillis soudés.

Pourcentage de recouvrement dans une même section: Le pourcentage de barres principales pouvant se recouvrir dans une même section est de : • 100% si la section totale d’armature ramené à leur inter distance est telle que As/s≤ 12 cm²/m • 60% sinon. Dans ce cas le recouvrement des barres est à décaler de 1,3 l0 (voir cidessus). Le pourcentage de barres de répartition pouvant se recouvrir dans une même section est de 100%. Les longueurs de recouvrement sont alors les suivantes: Φ≤6 mm

6≤Φ≤8,5mm

8,5≤Φ≤12 mm

15 cm et 1 maille sur la longueur

25 cm et 2 mailles

35 cm et 2 mailles.

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