Cours de Structures en béton Chapitre 2 LES MATERIAUX EN PRESENCE Section 2.3 L acier d armature passive 2.3.1 Les constituants de l acier 2.3.2 Les principales caractéristiques 2.3.3 La résistance de l acier 2.3.4 La résistance à la fatigue 2.3.5 Les facteurs déterminant pour la résistance 2.3.6 Les aciers usuels Version 1.0 2.3.1 Les constituants de l acier Site internet www.soleildacier.com Rubrique: Savoir l acier OU Serveur EIAF, Page perso http://www.eif.ch/~oribasi/cours_beton_gc2/ Répertoire «documents» Document: Voyage au cœur de l acier 26 octobre 2001, Olivier Bisanti Document non imprimable
2.3.2 Les principales caractéristiques 1/2 Formes d acier Les barres d armature Les torches d ancrage Les treillis soudés (armature orthogonales continues) Propriétés des aciers Limites de validité f sk < 550 N/mm 2, applicable par analogie jusqu à f sk < 750 N/mm 2 Plages de température : de 40 o C à +100 o C Soudabilité Tous les aciers figurant dans la norme SIA 262 (2003) sont soudables Les procédés de soudage sont indiqués dans le tableau 6 de la norme Page 33 2.3.2 Les principales caractéristiques 2/2 Ductilité Classification des aciers selon SIA 262 (2003) Tableau 5 page 31 Valeurs de calcul Module d élasticité E s = 205 000 N/mm 2 Dilatation thermique α T = 10*10-6 o C -1 Classification selon SIA 162 (1989)
2.3.3 La résistance de l acier 1/2 Comportement Ductilité de l acier: allongement ultime entre 2.5 et 7.5 % f tk f sk Surrésistance de l acier (séisme) Limite élastique Palier d écoulement Ecrouissage de l acier Fractile 5% Essai de résistance Striction de l acier Rupture Diagramme idéalisé 2.3.3 La résistance de l acier 2/2 Résistance f sd = f sk /γ s γ s = 1.15 Du point de vue du comportement du béton armé, la résistance de l acier est donnée par la limite d écoulement. Au delà, on entre dans le domaine de la plasticité qui conduit à l épuisement de la capacité portante. 1 Contrainte supérieure d écoulement Résistance à la traction 2 façons de définir la résistance Allongement 2 [pour mile] Fractile 5 % Limite f s0.2k 2 Contrainte limite d élasticité à 0.2 % Limite d écoulement Allongement sous charge ultime: Acier B500B 5 %
2.3.4 La résistance à la fatigue La résistance à la fatigue doit être vérifiée dans les structures soumises à des charges cycliques ou dynamiques, telles que: les pont-rails les ponts mixtes autoroutiers les ponts roulants les fondations pour machines La vérification à la La vérification à fatigue consiste à limiter les valeurs des contraintes dans les aciers d armature à des valeurs admissibles. RESISTANCE NOMINALE LIMITE DE FATIGUE SIA 262 tableau 12 page 61 Valeurs de calcul σ sd,fat Barre rectiligne Φ<= 20 mm 145 N/mm 2 Barre rectiligne 20<Φ<41 120 N/mm 2 Etriers verticaux Φ<= 16 mm 135 N/mm 2 Joints et liaison de barres 55 N/mm 2 SIA 262 figure 5 page 32 Les contraintes sont basées sur une résistance sous charges cycliques testée pour 2 millions de cycles 2.3.5 Les facteurs déterminant la résistance 2.3.5.1 Les conditions d adhérence de l acier 1/5 Afin de garantir le transfert des forces de l acier au béton, les barres d armature sont nervurées pour augmenter l effet de l adhérence. Facteurs influents: - Qualité du béton - Enrobage - Disposition de l armature
2.3.5 Les facteurs déterminant la résistance 2.3.5.1 Les conditions d adhérence de l acier 2/5 V adm = 0.95 d 1 n π Φ τ adm Réf: Cours EPFL Prof.Favre 2.3.5 Les facteurs déterminant la résistance 2.3.5.1 Les conditions d adhérence de l acier 3/5 Méthode de calcul de la longueur d ancrage Pour les longueurs d ancrage: Voir norme SIA 162 Art 4 35
2.3.5 Les facteurs déterminant la résistance 2.3.5.1 Les conditions d adhérence de l acier 4/5 La capacité d adhérence se mesure par des essais standardisés dans la norme SIA 162 / 1: l essai d extraction l essai d enfoncement Essai d extraction Répartition idéalisée constante Répartition des contraintes selon les essais Barre très profilée Barre profilée Barre lisse 2.3.5 Les facteurs déterminant la résistance 2.3.5.1 Les conditions d adhérence de l acier 5/5 Essai d enfoncement
2.3.5 Les facteurs déterminant la résistance 2.3.5.2 L influence de la température Incendie normalisé selon ISO Réf: SZS doc 82