Transcript f - Betonica

Groupement Belge du Béton
Journée d’études - 5 juin 2014
Renforcer
le futur
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05/06/2014
Présentation d’un cas d’étude
Le projet :
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05/06/2014
Le bâtiment en image de synthèse :
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Le bâtiment au 26 mai 2014 :
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05/06/2014
Le bureau d’études :
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L’ouvrage :
Radier sur pieux qui doit être étanche
(nappe phréatique à 1,50 m au-dessus du radier)
Surface ≈ 800 m²
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Exigences à l’ELU :
-
Moments de flexion à reprendre proviennent :
-
de la descente de charges du bâtiment
-
des pieux mis en traction à cause de la pression d’eau
Ep. = 30 cm
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05/06/2014
Exigences à l’ELU :
-
Moments de flexion à reprendre en dehors des semelles de
fondations sur pieux et des pieux :
- M inf. ≤ 57,00 kNm/m
- M sup. ≤ - 94,00 kNm/m
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05/06/2014
Exigences à l’ELS :
-
Limitation des ouvertures des fissures = max. 0,10 mm
(limitation sévère)
Autres exigences indépendantes du radier :
-
Liaison radier/voiles étanche
-
Voiles étanches
-
…
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Notes de calculs :
Moments résistants (fibres seules)
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Moments résistants (arm. hybride)
Notes de calculs :
Limitation d’ouverture des fissures (wk = max. 0,10 mm)
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Comparaison entre solutions en béton armé et en béton fibré :
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Solution en béton armé proposée par
le B.E. :
Solution en béton renforcé de fibres
Dramix® proposée par le B.E. avec la
collaboration de Bekaert
Epaisseur = 30 cm
Epaisseur = 30 cm
Béton C30/37
Béton C30/37 Dramix® QPC 3,3/2,5
Treillis inférieur général = 1 DOUBLE
nappe Ø8/100 mm
Treillis inférieur général : supprimer
(haut. compr. augmentée et suffisante)
Treillis supérieur général = 1 DOUBLE
nappe Ø8/100 mm
Treillis supérieur général = 1 SEULE
nappe Ø8/100 mm
Armatures complémentaires au droit
des pieux
Armatures complémentaires en partie
supérieure au droit des pieux MOINS
importantes : treillis Ø8/150 mm
Semelles de fondation : armatures
propres
Semelles de fondation : armatures
conservées (pour efforts qui passent
dans les bielles) … fibres non prises
en compte
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Classe de prestation du béton fibré :
C30/37 Dramix® QPC 3,3 / 2,5
ELS
ELU
Forces résiduelles
fR1,m
fR4,m
CMOD
=0.46
=1.31
=2.15
=3.00
 (mm)
Essais suivant la norme NBN EN 14651
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Le plan d’exécution établi par le B.E. :
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Avantages techniques
Avantages technique du béton renforcé de fibres d’acier
-
Renforcement tridirectionnel (sécurité complémentaire)
-
Réduction de la distance entre les fissures lorsque les fibres sont
combinées aux armatures traditionnelles (donc réduction de l'ouverture
des fissures)
-
Economie de transport
-
Economie de stockage sur chantier (manque de place en ville)
-
Gain de temps (moins de préparation)
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Avantages technique du béton renforcé de fibres d’acier
Moins de main d’œuvre:
-
•
•
•
•
•
Economie de grue pour livraison sur le lieu de pose
Economie de pose de treillis lourds
Economie de cales et de distanciers
Economie de découpes
Economie de ligatures
-
Optimisation de la quantité des matériaux (moins ou pas de chutes et
recouvrements)
-
Moins (ou pas) de risque d’erreurs de pose (pose incorrecte, oublis,
erreur sur les sections, …)
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Avantages technique du béton renforcé de fibres d’acier
-
Moins de risques d’abîmer les inserts en attente (tuyaux, câbles)
-
Conditions de travail plus confortables
-
Moins de risque d’accidents du travail
-
…
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Avantage économique
Economie financière :
≈ 12 %
Gain de temps non pris en compte !
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Réalisation
Armatures :
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Bétonnage :
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Ouvrage terminé :
Selon le B.E. et l’entreprise générale, cet ouvrage est une réussite
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Apport des fibres pour le contrôle
de la fissuration dans le cas d’un
renforcement hybride
Introduction
Théorie générale
-
La fissuration est un état normal du béton armé :
S’il n’y a pas de fissures, c’est que l’armature ne travaille pas !
-
Les fissures sont crées par le chargement ou par le retrait
empêché (restriction de mouvement).
-
Si les fissures ne peuvent être évitées, elle peuvent être
contrôlées, les ELS (États Limites de Service) limitent l’ouverture
de fissure.
-
Deux armatures minimales
•
•
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Ductilité / Sécurité
Ouverture de fissure
État Limite Ultime
État Limite de Service
Introduction
-
La limitation de l’ouverture des
fissures par l’armature (mixte) est
effective seulement sur la « hauteur
efficace ».
-
En-dehors de la « hauteur efficace »
les fissures peuvent se rejoindre et
donc s’ouvrir davantage.
heff
Maîtrise de la fissuration : zone d’effet
heff
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Introduction
Effet des fibres sur la fissuration
les fibres
• couturent la fissure
• réduisent la contrainte en
fond de fissure
« Pour chaque fissure il y a
des fibres traversantes »
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Introduction
Effet des fibres sur la fissuration
Fissure secondaire
friction
compression
Fissure
secondaire
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Théorie : Béton armé (B.A.)
Fissuration du béton armé : Etat initial
armature
F
F
Déformation:
es
Fs = Fcrack
es(x)
≤ fc,t / Ec,t
ec,t
Les
ec(x)
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Les
Les
Les
Les: longueur d’ancrage
05/06/2014
Théorie : Béton armé (B.A.)
Fissuration du béton armé : Etat final
armature
F
F
Déformation
es
Fs > Fcrack
es(x)
esm
ec,t
Les
ec(x)
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sr,min
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Les
sr,max
≤ fc,t / Ec,t
Les
sr: espacement des fissures
Théorie : Béton armé et fibré
Effet des fibres d’acier sur l’ouverture de fissure
Non-fissuré
fissuré
Contrainte avant
fissuration
Contrainte post
fissuration
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05/06/2014
Non-fissuré
fissuré
force dans l’armature
armature
Théorie : Béton armé et fibré
Effet des fibres d’acier sur l’ouverture de fissure
Energie de fissuration :
Les fibres d’acier
-
Donnent une contrainte postfissuration non nulle
-
Réduisent l’énergie disponible
pour ouvrir d’autres fissures
-
Couturent toute la section
fissurée, y compris le béton de
couverture
sans fibre
FM
w k  f fct,eff
eff  fctm,eq 
fctm
fctm,res
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Zwevegem le 25 janvier 2013
Béton
Théorie : Béton armé et fibré
Fissuration du BARFM : Etat initial
armature + fibres acier
F
F
Déformation
es
Fs = Fcrack
es(x)
≤ fc,t / Ec,t
ec,t
Les
ec(x)
Les
L‘es L‘es
Les
Les
L‘es L‘es
Les: Longueur d‘ancrage
L’es: Longueur d‘ancrage apparente
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Théorie : Béton armé et fibré
Fissuration du BARFM : Etat final
armature + fibres acier
F
F
Déformation
es
esm
es(x)
ε‘sm
≤ fc,t / Ec,t
ec,t
Les
sr,min
ec(x)
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L‘es
S‘r,min
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Les
sr,max
L‘es
L‘es
S‘r,max
Fs > Fcrack
Les
sr: espacement des fissures
Théorie : Béton armé et fibré
Formule générale : EuroCode 2, Eq. 7.9

w k  sr,max  e
sr ,max  1   f  
𝑓
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
 s  ds
3,6  fct ,eff
1 − 𝛼𝑓
s = f(k, kc, hct, fctm, As)
 2  s en cas de treillis soudé
𝑓𝑐𝑡𝑚
1 + 𝛼𝑒 . 𝜌𝑠
𝜌𝑠
𝐸𝑠
𝜎𝑠 −𝛽
≤ 0,6. (1 − 𝛼𝑓 )
38
 ecm
ds
3,6  s,eff
 1   f  
𝜀𝑠𝑚 − 𝜀𝑐𝑚 =
f
sm
Modification Bekaert
𝜎𝑠
𝐸𝑠
fct ,eff  cc (t )  fctm
fFts,m
f 
fct,m
e 
Es
Ec
s,eff  as hc,ef
Encore plus de possibilités
avec les familles de fibres 4D et 5D
(ancrages et résistance améliorés)
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05/06/2014
Laissez Dramix®
éclairer
votre monde
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05/06/2014
Philippe CAMIOLA
GSM 0477 / 733.669
[email protected]
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42
05/06/2014
better together