Essais de poutres en béton armé d'acier Isteg

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1 Essas de poutres en béton armé d'acer steg Autor(en): Objekttyp: Bryla, St. / Huber, M.T. Artcle Zetschrft: ABSE congress report = Rapport du congrès APC = VBH Kongressbercht Band (Jahr): 2 (1936) PDF erstellt am: Persstenter Lnk: Nutzungsbedngungen De ETH-Bblothek st Anbetern der dgtalserten Zetschrften. Se bestzt kene Urheberrechte an den nhalten der Zetschrften. De Rechte legen n der Regel be den Herausgebern. De auf der Plattform e-perodca veröffentlchten Dokumente stehen für ncht-kommerzelle Zwecke n Lehre und Forschung sowe für de prvate Nutzung fre zur Verfügung. Enzelne Dateen oder Ausdrucke aus desem Angebot können zusammen mt desen Nutzungsbedngungen und den korrekten Herkunftsbezechnungen wetergegeben werden. Das Veröffentlchen von Bldern n Prnt- und Onlne-Publkatonen st nur mt vorherger Genehmgung der Rechtenhaber erlaubt. De systematsche Specherung von Telen des elektronschen Angebots auf anderen Servern bedarf ebenfalls des schrftlchen Enverständnsses der Rechtenhaber. Haftungsausschluss Alle Angaben erfolgen ohne Gewähr für Vollständgket oder Rchtgket. Es wrd kene Haftung übernommen für Schäden durch de Verwendung von nformatonen aus desem Onlne-Angebot oder durch das Fehlen von nformatonen. Des glt auch für nhalte Drtter, de über deses Angebot zugänglch snd. En Denst der ETH-Bblothek ETH Zürch, Rämstrasse 101, 8092 Zürch, Schwez,

2 c 5 Essas de poutres en beton arme d'acer steg. Versuche mt Esenbetonbalken mt steg-stahl* Bewehrung. Tests wth Concrete Beams Renforced wth steg Steel. Dr. ng. St. Bryla et Dr. ng. M. T. Huber, Professoren an der Technschen Hochschule Warschau. Nous donnons c-dessous un compte-rendu des essas effectues en Pologne avec des armatures specales. On sat que la lmte apparente d'elastcte des acers d'armature est notablement augmentee par un tratement prelmnare (etrage) et par consequent qu'l en resulte un relevement de la resstance ä la tracton. L'experence nous a montre que 1'etrage le plus favorable correspond a un allongement d'envron 60/0. Lorsqu'l s'agt de poutres en beton arme sollctees ä la flexon, la lmte apparente d'elastcte, c'est-ä-dre la tenson specfque correspondant ä un allongement e 0,4o/0, joue un role captal. La rupture de ces poutres est presque toujours engendree par la rupture de l'armature qu se produt pour e 0,4 o/0. En pratque on utlse deux types d'armatures ayant sub' un tel tratement; ce sont l'acer steg et le metal deploye. A. Acer steg. L'acer steg est obtenu par la torson de deux fers ronds de meme dametre. Les essas effectues en 1934 au Laboratore d'essas de l'ecole Polytechnque de Varsove sur les eprouvettes de beton arme representees au tableau 1 ont montre pluseurs avantages de l'acer steg utlse comme armature dans les poutres et les dalles. Les eprouvettes desgnees par A ont une armature en acer steg, celles desgnees *par B une armature de fers ronds. L'armature a ete determnee de tele sorte que la secton des fers steg sot de 33 0/0 nfereure ä celle des fers ronds dans l'eprouvette correspondante. L'essa des acers a donne les valeurs moyenes suvantes: Tableau 2. Materau Lmte apparente d'elastcte Resstance ä la rupture Module d'elastcte A. Acer steg 5,5 mm Acer steg 7 mm B. Fers ronds 3738 kg/cm kg/cm

3 Essas de poutres en beton arme d'acer steg 249 resulte de ces chffres qu'en moyenne l'accrossement de la lmte apparente d'elastcte de l'acer steg est de 41,3 o/0 et l'augmentaton de la resstance ä la rupture de 18,5 o/0. Les resultats des essas effectues sur les eprouvettes de beton arme nous per mettent de conclure ce qu sut: 1 Resstance ä la flexon. Les charges de rupture etaent pratquement les memes pour les eprouvettes avec armature steg dont la secton etat de 33o/0 plus fable et pour les eprou vettes correspondantes armees de fers ronds. Pour un fable pourcentage d'arma ture, les premeres fssures s'amorcerent plus vte dans les poutres avec acer steg. Cette dfference dsparut pour un pourcentage plus fort. Les premeres fssures fnes des poutres armees de fers ronds s'elargrent presque mmedate ment apres leur apparton pour devenr des crevasses beantes. Les fssures des poutres steg n'etaent, au debut, pas vsbles ä l'oel nu; elles ne s'ouvrrent que tres lentement, meme pour une augmentaton consderable de la charge, sans perdre leur caractere de fssures fnes. La cause de ce pheno mene resde probablement dans la melleure adherence du beton aux fers tordus. On peut en conclure que la compresson specfque du beton ä la phase de rupture etat plus favorable dans les eprouvettes avec acer steg car la defor maton du beton etat plus regulere. Au contrare, dans les eprouvettes avec fers ronds, la deformaton du beton se concentre sur quelques courts espaces. 2 Fleches. Les fleches des eprouvettes avec acer steg etaent beaucoup plus grandes que celles des eprouvettes correspondantes avec fers ronds. Ge resultat est parfate ment comprehensble car: a) pour la meme charge, les tensons de l'acer steg depassent de 50 o0 celles des fers ronds des eprouvettes correspondantes, ce qu, pour le meme module d'elastcte, correspondrat a un allongement des acers steg de 50 o/o supereur. b) le module d'elastcte des acers steg est en outre plus pett, sot.e , ce qu augmente encore la dfference des allongements d'envron 30 o/o. Ces deux causes ont pour effet une augmentaton de lallongement de l'acer steg dans le rapport 1,3 1,5 1,95, c'est-ä-dre de 95o/0. en resulte donc de plus grandes fleches. Cela ne saurat etre un nconvenent car les ouvrages de beton arme sont en prncpe tres rgdes. 3 Tensons reelles. Les deformatons des eprouvettes V et Va ont ete mesurees avec des ten sometres Huggenberger au cours des essas; on en dedust les tensons ä ado de la valeur moyenne de E determnee plus haut et de la relaton ö E e. Ces tensons < mesurees > peuvent etre qualfees de tensons «reelles >.

4 1 1* Tableau 1. c 5 St. Brya et M. T. Huber Lste des eprouvettes lll l?l 11 Dmensonen Dmenstone f «# an 4>7 v M 107 ß-A J -tf Tugau 27/lX etlx \6 H 2$7 ^ -4 T l (50- -J5»_ m2*7 *? -80- F-ß -pr ä?-lä?- -Ä?J-/5 - ( ^ - /ff 9l 2*12?/EE Ä#7 ~*lo ]P2 ^ET r «*? f >' M'H t ( \p/t 2 -g. -4- ] ^5 *7/W 24.1X1 M-ß \PB (40-1*5 f: /*5 > m*m < =j *:?:? j*«? "^ l \ K 3*/0 r 50 r -<#?- -««?- Ä'Ar #/// /?? K -J^-30^ -«m zr \-*> zqzt -J#0- ~7 55" /05 r-*-j JL L- T /tl 24JX Ha-B \w Ü<0- ~7f~ 1*13*2*13 ~7^~ "f$t ' ^-30 j - ü«? K-3Ö -^ /*«8*w \P2 llc /*5 #/# «7-17

5 soumses ä l'essa. Essas de poutres en beton arme d'acer steg 251 Tableau 1. Dmensonen Dmensons E-A 50 \v\ r -H51 \fe \P \,l*5 *5 m 3$W 1*8 m -4^1 * -1/5 3$55 27/X 21/X JJ/-B f-s 50 \H2 fte _ 60 -J 50 (*5,*5 \\ 3*8' T-r^3 1_JL_»q Sa*,1*5 27/X 21/X Va-A \P2 \P2 j J j*5,*5\ 1*10 fc-v-utl yrtx5 27/X 21/X ^ 160- (70- V4$7 m-ß n^j 50 \l*5,*5\ 1*10 1*f0\ BLNMvl Jzsr \P/2 \P2 JlZ 60 -U J 27/X 21/X 1 1-A lw ( 32- TS= s? *5.5 8 $5,5' «vj \ y<t>5.5 tw 8J5,s' 8/X 18/X 1 7/ 1 -B k 9 y^55 -n L^~ r-**- «1 7*10' 1J. ^c T3 7<t>ö^ nn (00- -H 1 1 ^ 1- /q/// «//

6 252 c 5 St. Bryta et M. T. Huber Tableau 3. Comparason entre le«tensons calcu lees et les tensons mesurees. Poutre Armature mesurees dans le beton pour 6 tot. e el. mesurees dans l'acer pour e tot. e el. calculees dans le beton d'apres Phase calculees dans l'acer d'apres Phase Phase Phase n 15 n reel n=15 n reel VB fers ronds 30,1 26, ,4 31,9 37, VA steg 49,2 35, ,6 34,9 45, VaB fers ronds 24,3 21, ,3 22,1 24, Va A steg 29,7 23, ,7 24,5 30, Deux valeurs des tensons mesurees» ont ete portees dans le tableau 3. < L'une a ete calculee ä partr des allongements totaux (8lot), l'autre ä partr des allongements elastques pour une charge de 500 kg (ee)- On donne en outre dans ce tableau les tensons calculees correspondantes, pour la phase avec n 8, pour la phase avec n 15 et pour ^acer (reel) -'beton (reel) nreel- Nous devons constater que, s les mesures ont ete effectuees pour la phase, les tensons mesurees correspondent meux aux tensons calculees pour la phase. La concordance des tensons mesurees et calculees pour n 15 est satsfasante pour le beton surtout s l'on ne consdere que les allongements elastques; pour les deformatons totales, cette concordance est auss satsfasante, specalement s nous ntrodusons n reel. Pour l'armature, au contrare, seules les tensons mesurees, determnees d'apres les allongements totaux, se rapprochent des tensons calculees de la phase ; les tensons mesurees dans les fers ronds sont un peu plus grandes et celles des fers steg sont un peu plus pettes. Les tensons resultant des mesures des defor matons elastques sont toutes d'envron 50 o/0 plus fables que celles calculees d'apres la phase ; par contre elles sont 2 ä 4 fos plus grandes que les tensons calculees d'apres la phase. Les tensons reelles sont donc comprses entre celles calculees d'apres les phases et L On ne peut explquer ce fat que par la valeur que prend n dans la zone de tracton de la phase, valeur qu dot etre supereure ä n 8 que nous avons adms. On peut supposer que les tensons mesurees de l'armature concordent avec les tensons reelles. en est autrement pour les tensons dans le beton et cec pour les rasons suvantes: 1 Les sectons de beton arme travallent ndubtablement, dans la regon des mensuratons, d'apres la phase, donc les dmensons statques de la secton ne sont pas celles de la phase. 2 La repartton reelle des tensons s'ecarte fortement de la repartton de Naver, en partculer les tensons dans les fers sont plus pettes et celles au vosnage de l'axe neutre plus grandes que ne l'ndque la repartton lneare. On peut conclure de lä que les tensons reelles dovent etre plus pettes que celles resultant des mesures et des calculs c-dessus. La valeur movenne de Eb

7 Essas de poutres en beton arme d'acer steg 253 dot etre plus pette pour la flexon que pour la compresson smple. Pluseurs savants etrangers ont d'alleurs donne pour le beton la relaton suvante: Eflexon ~ö~ a ~^~ de Eaxaj. La concordance approxmatve des tensons mesurees et des tensons calculees (d'apres les formules usuelles de la phase ), est donc un pur hasard dans notre cas. 4 Coeffcent «n». Dans le cas d'une armature steg, les resultats de nos essas ne nous oblgent pas encore ä <, prendre pour n» une autre valeur que celle de la methode de calcul usuelle, ben qu'l resulte des mesures drectes des modules d'elastcte de l'acer steg et du beton une valeur moyenne de n 9. Les tensons calculees sont en effet pratquemejnt ndependantes de n. La valeur reelle de n est d'alleurs tres varable pour un meme beton et depend des tensons, ans que dvers essas l'ont montre. 5 Contrantes d'adherence. L'acer steg, dont la secton etat de 33 o/o nfereure ä celle des fers ronds montra une adherence (resstance au glssement) de 20o/0 supereure ä celle des fers ronds ordnares. En outre le glssement de l'armature steg s'effectua plus lentement que pour les fers ronds lors d'une augmentaton de la charge jusquä rupture de la poutre. 6 Csallement. En ce qu concerne les essas effectues avec les poutres et lla, la ress tance du beton fut ndubtablement detrute par les forces de csallement. La secton stuee au drot de la charge etat l'endrot le plus fable de chaque poutre pour la flexon car les fers d'armature resstant au moment de flexon etaent en grande parte courbes ä cet endrot, tands que le moment avat encore sa valeur maxma. Les contrantes de csallement dans le beton furent calculees pour la phase (t0) et la phase (xb). On calcula les contrantes dans les armatures auss ben pour les barres courbees (özo) que pour toutes les barres (tz). Le tableau 4 content les valeurs des contrantes exprmees en kg/cm2, correspondant ä l'ap parton des premeres fssures. Comme on le vot, les premeres fssures s'amorcerent pratquement pour les memes contrantes dans les eprouvettes avec armatures des deux types. Tableau 4. Contrantes de csallement. Poutre Armature To Tb zo Tz HB fers ronds 21,0 30, ab» 18,7 37, A acer steg 21,2 29, aa» 18,1 34,

8 254 c 5 St. Brya et M. T. Huber est tres dffcle d'evaluer la sollctaton des barres courbees. Le calcul habtuel, d'apres lequel les fers courbes supportent ä eux seuls la force totale de csallement, lorsqu'l n'y a pas d'etrers, c'est-ä-dre Özo conrbes n donna dans notre cas des valeurs evdemment mpossbles, depassant de beaucoup la resstance ä la rupture du materau. en resulte que les fers drots supportent egalement l'effort de csallement, gräce ä l'ancrage solde en dehors des appus. Par contre, s l'on calcule les contrantes dans les armatures en tenant compte des fers drots Q Tz : ^drots + F, courbes K on obtent des valeurs qu correspondent presque exactement aux contrantes dc flexon. En comparant les contrantes tz correspondant ä la charge de rupture, on constate que dans ce cas egalement la resstance de l'armature steg est de 50o/0 supereure ä celle de l'armature ordnare. B. Metal deploye. Le metal deploye, forme d'un reseau de losanges, est fabrque, comme on le sat, dans des machnes specales avec des töles d'acer recutes. L'angle agu est d'envron 41 dans chaque losange, cette valeur optma a ete determnee par des essas. Les bandes laterales de chaque losange sont soumses ä un etrage correspondant ä un allongement de cos 20,5 l 0,067 7 /o. Cette valeur correspond pratquement ä l'etrage de l'acer steg qu est d'envron 6o/0. Le metal deploye est fabrque avec des toles de 0,5 ä 4,5 mm d'epasseur, pour des largeurs de bände de 2,5 ä 10 mm; les dmensons des losanges sont alors 10/42, 20/62, 40/115, 75/200 et 150/400 mm. On utlse le metal deploye depus 40 ans dejä; l a sub plus d'une fos des essas dans les laboratores. Tableau 5. Essa du metal deploye. T61e Metal deploye Ecart en /o par sute de l'usnage P kg/cm2 kg/cm2 6 kg/cm2 Ö8 kg/cm2 6 > kg/cm2 kg/cm2 6 /o ,1 26,2 23, ,9 12,1 7,7 + 30,1 + 49,2 + 51,1 + 42,4 + 18,1 + 12,2 + 18,8 + 23,3 50,3 58,4 49,4 66,5 Les essas executes en automne 1934 au Laboratore d'essas de l'ecole Poly technque de Varsove ont perms de determner l'accrossement de la lmte

9 Essas de poutres en beton arme d'acer steg 255 apparente d'elastcte, provenant de l'allongement permanent des bandes de tole, lors de la fäbrcaton du metal deploye. Les resultats de ces essas sont donnes au tableau 5. resulte de ces essas que la lmte apparente d'elastcte du metal deploye peut depasser 3600 kg/cm2 et que l'on obtent les melleurs resultats pour une tole tendre avec la plus grande capacte d'etrage «e»: ces resultats correspondent ä ceux des essas fats ä l'etranger. L'emplo du metal deploye comme armature est connu depus longtemps dans la constructon de beton arme. La Cooperaton du metal deploye et du beton est analogue ä celle de l'acer steg et du beton. Les fleches sont plus grandes que pour une armature de fers ronds A 35, les fssures par contre plus pettes, plus nombreuses et plus reguleres. La grande resstance au glssement du metal deploye est facle ä explquer par sa forme. Chacun des nombreux noeuds agt comme un crochet separe. Le metal deploje seul se deformerat tres fortement. L'enrobage dans le beton radt beaucoup les noeuds du reseau et empeche la deformaton des losanges. Afn de rendre ce radssement effectf, les losanges ne dovent pas etre trop petts. Les conclusons concernant l'acer steg sont donc en prncpe auss valables pour le metal deploye.