Cours Beton Precontraint PDF
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Modes de Précontrainte
Précontrainte par pré-tension
Ensuite, on coule le béton dans le coffrage:
Les aciers sont coupés entre les coffrages et les socles une fois que
le béton a acquis une résistance à la compression suffisante:
Principe de la Précontrainte
Modes de Précontrainte
Précontrainte par post-tension ou postcontrainte
Ce procédé consiste à tendre les câbles de précontrainte après coulage
et durcissement du béton, en prenant appui sur la pièce à comprimer.
Cette technique est utilisée pour les ouvrages importants et
généralement, mise en œuvre sur chantier.
Les étapes sont:
Mise en place de la gaine dans le coffrage et coulage du béton
Principe de la Précontrainte
Modes de Précontrainte
Précontrainte par post-tension ou postcontrainte
Modes de Précontrainte
Matériel
L’ensemble d’un procédé de précontrainte comprend, généralement,
les éléments suivants :
Dispositif d’ancrage: on distingue, principalement, deux types
d’ancrage: Ancrage actif, situé à l’extrémité de la mise en tension; et
Ancrage passif (ancrage mort), situé à l’extrémité opposée à la mise
en tension.
Les coupleurs : dispositif permettant les prolongements des
armatures.
Matériels de mise en tension : vérins, pompes d’injection, pompe
d’alimentation des vérins, etc.
Les accessoires : gaines, tubes d’injection, etc.
Principe de la Précontrainte
Modes de Précontrainte
Comparaison entre les deux modes
On peut retrouver les avantages des deux systèmes de précontrainte
dans le tableau suivant :
Principe de la Précontrainte
Exemple d’application
Exemple d’application
Principe de la Précontrainte
Exemple d’application
Exemple d’application
Principe de la Précontrainte
Exemple d’application
Exemple d’application
Principe de la Précontrainte
Exemple d’application
Remarques :
- dans cet exemple simplifié, on n'a pas tenu compte des pertes de
précontrainte
- l'excentricité de 6,6 cm ne permet qu'un recouvrement des aciers
de précontrainte de 3,3 cm qui est légèrement insuffisant. On aurait
pu modifier quelque peu l'effort de précontrainte, en diminuant son
excentricité et en admettant des contraintes un peu plus
défavorables lors de la mise en tension qui n'est qu'un état passager.
Dans certains cas, l'excentricité ne peut pas être atteinte (effort hors
de la section ou recouvrement insuffisant); on dira alors que « la
portée critique est dépassée » et il faudra surdimensionner la
section.
Caractéristiques des Matériaux
BETON
qualité du ciment
dosage en ciment
teneur en eau
l’âge du béton
la température
l’humidité
la durée de chargement
Caractéristiques des Matériaux
BETON
Résistance à la compression
Le béton est défini par la valeur de sa résistance à la compression à
l'âge de 28 jours, dite «résistance caractéristique spécifiée »:fc28 .
Pour les sollicitations qui s'exercent sur un béton âgé de moins de 28
jours, on se réfère à la résistance caractéristique fcj .
Les règles BAEL et BPEL donnent, pour un âge j<28 jours et pour un
béton non traité thermiquement :
j
Si fc28≤40 MPa : f cj = f c 28
4,76 + 0,83 j
j
f cj = f c 28
Si fc28>40 MPa : 1,40 + 0,95 j
Pour j≥28 jours, on admet pour les calculs que fcj = fc28
Caractéristiques des Matériaux
BETON
Résistance à la traction
BETON
Diagramme Contrainte - Déformation
BETON
Diagramme Contrainte - Déformation
BETON
Déformations différées
Retrait
La déformation relative de retrait qui se développe dans un intervalle
de temps [t1,t] peut être évaluée au moyen de la formule:
ε r (t1 , t ) = ε r [r (t ) − r (t1 )]
avec :
εr : la déformation finale de retrait
r(t) : la loi d'évolution du retrait, qui varie de 0 à 1 lorsque le
temps t, compté à partir de la fabrication du béton, varie de zéro
à l'infini.
Caractéristiques des Matériaux
80
et dans l'air : ε 0 = (100 − ρ h )(6 + )10 −6
10 + 3rm
BETON
Déformations différées
Le fluage
Le fluage correspond à une déformation croissante dans le temps
sous contrainte constante. Il dépend d’un certains nombres de
paramètres:
l’épaisseur moyenne de la pièce;
la contrainte appliquée ;
le dosage en ciment ;
la teneur en eau ;
l’humidité;
la température ;
l’âge de mise en tension
Caractéristiques des Matériaux
BETON
Déformations différées
Le fluage
La déformation de fluage à l'instant t d'un béton soumis à l'âge
j=t1-t0, à une contrainte constante σ1 , est exprimée sous la forme :
t0 : date du bétonnage,
t1 : date de mise en charge ;
εic : déformation conventionnelle instantanée sous l'effet de la
contrainte σ1
εic = σ1/Ei28
Caractéristiques des Matériaux
BETON
Déformations différées
Le fluage
BETON
Déformations différées
Le fluage
t − t1
f (t − t1 ) =
t − t1 + 5 rm
BETON
Déformations différées
Coefficient de poisson
BETON
Déformations différées
Coefficient de dilatation thermique
A défaut de résultats expérimentaux, le coefficient de dilatation thermique du
Béton est pris égal à 10-5 par degré C.
ACIER
Armatures
Coefficients de fissuration :
η =1 ronds lisses
η =1.6 barres HA ou fils HA de diamètre supérieur ou égal à
6mm
η =1.3 fils HA de diamètre inférieur à 6mm
Coefficients de scellement :
•ψ=1 ronds lisses
•ψ =1.5 barres HA ou de fils HA
Caractéristiques des Matériaux
ACIER
Armatures actives
Les aciers actifs sont les aciers de la précontrainte, ils sont soumis à
des tensions.
Qualités requises
Les fils sont définis par leur diamètre nominal auquel correspond une
section nominale conventionnelle :
lcs=
75Φ, si torons à 7 fils
Caractéristiques des Matériaux
ACIER
Tension d’une armature de précontrainte
Les structures en béton précontraint, contrairement aux structures
en acier ou en béton armé, possèdent la propriété de variation des
contraintes dans le temps (effets différés).
Cas de la post-tension:
σp0= min (0,80 fprg; 0,90 fpeg) si fils ou torons
σp0= min (0,70 fprg; 0,90 fpeg) si barres
Cas de la pré-tension:
σp0= min (0,85 fprg; 0,95 fpeg)
avec:
fprg : contrainte de rupture garantie de l’armature de précontrainte;
fpeg : contrainte à la limite conventionnelle d'élasticité.
σp0 : Valeur maximale de la tension à l’origine.