Chapitre V. ASSOCIATION BETON-ACIER ET DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES V.1 ASSOCIATION BETON-ACIER L association béton-acier est efficace pour les raisons suivantes : - Le béton résiste à la compression - L acier résiste à la traction - L acier adhère au béton, ce qui permet une bonne transmission des efforts entre les matériaux - il n y a pas de réaction chimique entre l acier et le béton. - Le béton protège l acier contre la corrosion - Le coefficient de dilatation des deux matériaux est pratiquement le même (10x10-6 ). V.1.1 Ancrage Les ancrages peuvent être rectilignes ou par courbure. A / Ancrage rectiligne A 1/ Longueur de scellement droit Une barre rectiligne de diamètre «Φ» et de limite élastique «ƒ e», placée dans du béton de résistance «ƒ tj»est ancrée sur une longueur «l s» appelée longueur de scellement droit, qui correspond à la longueur d acier adhérent au béton nécessaire pour que l effort de traction ou de compression demandé à la barre puisse être mobilisé, cette longueur de scellement vaut : Φ ls F f l s est faible arrachement faible. l = e s Si 2 l s est grand rupture par traction à l extérieur du béton. 0.6 f tj Ψ = 1 pour le rond lisse Ψ = 1,6 pour la haute adhérence Remarque : Forfaitairement, on adopte les valeurs suivantes : 1s =0 Φ barres à haute adhérence : FeE 00 1s =50 Φ barres à haute adhérence : FeE 500 et pour les barres ronds lisses : FeE 215 et FeE 235. Ces valeurs, utilisées en pratique, s appliquent à des résistances faibles ou moyennes ; lorsque ƒ c28 avoisine 60 MPa ou plus, elles doivent être divisées par 2. Exercice d assimilation : Calculer la longueur de scellement droit nécessaire à encrer une barre de diamètre de 16 mm, de nuance FeE500 dans un béton d une résistance Fc28 = 30MPa (2011/2012) 1
Solution ; ƒ tj = 0.6 + 0.06 ƒ cj = 2, MPa ls = 61,8 cm Forfaitairement ls = 50 Φ = 96 cm. A 2/ Jonction des ancrages rectilignes La continuité mécanique de deux (02) barres, peut être réalisée soit pas soudure, soit par recouvrement. Soudure par des manchons Soudure bout à bout Pour le recouvrement Soudure par Recouvrement Le recouvrement est utilisé lorsque la longueur d armature longitudinale dépasse la longueur commerciale de la barre d armature (12 ml). Lr Cas d armateurs tendues d Si d < 5 Φ 1r = 1s Si d 5 Φ 1r = 1s + d lr Cas d armateurs comprimées 1r = 0.61s (à condition que les barres soit toujours comprimées, d 5 Φ) Dans le cas d armatures comprimées, les valeurs forfaitaires sont : 1s = 2 Φ barres à haute adhérence : FeE 00 1s = 30 Φ barres à haute adhérence : FeE 500 1s = 30 Φ barres ronds lisses : FeE 215 et FeE 235 (2011/2012) 2
B / Ancrage par courbure Type d ancrage d extrémité On utilise le plus couramment : Ø r Les «retours d équerres» Les «crochets normaux» Les «ancrages à 5 0 A partir des conditions de façonnage des barres, on a : r 3 Φ barres ronds lisses : FeE 215 et FeE 235 r 5,5 Φ barres à haute adhérence: FeE 00 et FeE 500 V.2 DISPOSITIONS CONSTRUCTIVES V.2.1 Enrobage L enrobage des armatures «c» est la distance de l axe d une armature au parement le plus voisin, diminué du diamètre nominal de l armature. L enrobage de toute armature est au moins égale à : 1 cm pour les parois situées dans les locaux couverts et clos et non exposés à des condensations, 2 cm pour les parements exposés aux intempéries ou aux condensations, ou au contact d un liquide, 3 cm pour les parements non coffrés susceptibles d être soumis à des actions agressives, à 5 cm pour des ouvrages à la mer ou exposés aux embruns ou aux brouillards salins, ou exposés à des atmosphères très agressives. c V.2.2 Distance libre entre deux armatures voisines a- Barres isolées (2011/2012) 3
Avec Cg : Diamètre maximal des granulas utilisés dans la confection du béton. b. Barres regroupées V.3 Choix des aciers en fonction de la section calculée V.3.1 Armatures longitudinales On utilise généralement de la haute adhérence avec de diamètres supérieurs ou égales à 12 mm, elles seront disposées dans la partie tendue de la poutre pour reprendre les efforts de traction (armatures principales). Dans la partie comprimée peuvent être : - Des barres de montage (de constructions) - Des armatures comprimées. Le nombre «N» de barre de diamètre «Ø» à mettre dans une section donnée est en fonction de la section d armature (en cm²) calculée, tel que : Avec : A i = et N = A Ai N : nombre de barres A : Section d armature calculée Ai : section de la barre choisie V.3.2 Armatures transversales Ils sont appelées armatures de couture puisqu'elles coudent les fissures. Elles ont un diamètre inférieur à 10 mm. Il existe trois sortes d'armatures transversales : - Cadre - Etrier - Epingle (2011/2012)
La section A t des armatures transversale est déterminée en coupant un plan perpendiculaire à l élément (cadre, étrier, épingle) : Cadre et étrier : A t = 2 Epingle : A t = Tableau : section de barre d armatures. (2011/2012) 5