Ainsi cet ouvrage, en deux tomes, fait la synthèse de la majorité des connaissances théoriques et techniques nécessaires pour la construction en béton, de la définition du rôle de chaque élément à leur mise en œuvre sur le chantier. La première partie fournit les données et éléments théoriques permettant d’aboutir à la mise en pratique exposée dans la deuxième partie, dont chaque chapitre est consacré à un élément. Elle traite successivement de la matérialisation et de la quantification des efforts sollicitants (évaluation et combinaison des charges, modélisation des contraintes, etc.), du passage de la résistance des matériaux à l’étude du béton armé (flexion, effort tranchant, torsion, poinçonnement, fluage, etc.) et de son analyse structurale (conformité du béton, essais, essai d’adhérence béton-acier, etc.). Dans la deuxième partie, chaque chapitre est consacré à un élément d’ouvrage et est structuré de la même manière, en traitant successivement : – du rôle de l’élément dans une structure ; – des dispositions constructives réglementaires selon les différents types d’armatures ; – des points forts de l’élément dans une structure ; – des points sensibles à surveiller sur site et en conception ainsi que des paramètres importants à prendre en compte ; – d’un exemple de dimensionnement ; – des erreurs commises fréquemment et de leurs conséquences sur l’ouvrage (issues des expériences de terrain de l’auteur). Enfin, chaque chapitre se termine par une synthèse.
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Chaque élément étudié présente de nombreux schémas explicatifs et des photographies illustrant, avec des cas réels, le passage des plans à la mise en œuvre sur chantier, en mettant en avant les désordres éventuels dus à de mauvais calculs ou des erreurs de construction. Cet ouvrage est avant tout destiné aux ingénieurs, techniciens, projeteurs de bureau d’études ou aux chargés d’affaires de bureaux de contrôles, aux maîtres d’œuvre ou maîtres d’ouvrage, qui l’utiliseront comme un aide-mémoire pour dimensionner des éléments ou vérifier un point sensible, etc. Il permet aux étudiants de faire un lien pragmatique entre la théorie à la pratique sur le chantier. Sébastien Semelaigne est expert national béton et parasismique au sein de la direction technique de Socotec. Diplômé de l’ESTP, il enseigne au CNAM, aux Mines de Douai et à Polytech Sophia.
Sommaire c Dans le tome 1 Partie 1 – Théorie : Matérialisation des efforts sollicitants – Quantification des efforts sollicitants – Efforts résistant sollicitants dans le béton armé – Analyse structurale du béton armé Partie 2 – Dispositions constructives et dimensionnement : Contexte normatif – Dispositions constructives – Poteaux – Poutres – Dalles c Dans le tome 2 Partie 2 – Dispositions constructives et dimensionnement (suite) – Voile – Fondation superficielle – Fondation profonde – Bielles-tirants – Tirant – Dallage – Radier – Paroi de soutènement spéciale – Poutre-voile – Console voile – Réservoirs – Assemblage et liaison – Escaliers – Cas particuliers – Mur de soutènement – Synthèse – Exemple de calculs
Sébastien Semelaigne
La construction d’un ouvrage en béton armé, depuis les premières esquisses jusqu’à la réception, résulte du travail concomitant ou consécutif du concepteur, de l’ingénieur et du technicien de bureau d’études puis des techniciens sur chantier, chacun ne connaissant pas forcément ce que fait un autre, ce dernier n’ayant pas non plus les mêmes connaissances techniques que le premier.
du dimensionnement au chantier Sébastien Semelaigne
du dimensionnement au chantier
du dimensionnement au chantier
Ouvrages en béton armé
Ouvrages en béton armé
Ouvrages en béton armé
ISSN 2262-5089 ISBN 978-2-281-14661-5
EXPERTISE TECHNIQUE
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Sommaire Avant-propos.............................................................................................
7
Principales notations.................................................................................
9
Partie 1
Théorie...................................................................................................
13
Chapitre 1
Matérialisation des efforts sollicitants...........................................
15
Chapitre 2
Quantification des efforts sollicitants............................................. 113
Chapitre 3
De la RDM au béton armé................................................................ 195
Chapitre 4
Analyse structurale du béton armé................................................ 295
Partie 2
Dispositions constructives et dimensionnement..................... 437
Chapitre 5
Contexte normatif............................................................................... 439
Chapitre 6
Dispositions constructives selon les éléments et matériaux.... 461
Chapitre 7
Poteaux.................................................................................................. 495
Chapitre 8
Poutres.................................................................................................. 539
Chapitre 9
Dalles...................................................................................................... 607 Index........................................................................................................ 669 Table des matières..................................................................................... 677
Dans le tome 2 Chapitre 10
Voiles
Chapitre 11
Fondations superficielles
Chapitre 12
Fondations profondes 5
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Ouvrages en béton armé : du dimensionnement au chantier
Chapitre 13
Bielles-tirants
Chapitre 14
Tirants
Chapitre 15
Dallages
Chapitre 16
Radiers
Chapitre 17
Parois de soutènement spéciales
Chapitre 18
Poutres-voiles
Chapitre 19
Consoles-voiles
Chapitre 20
Réservoirs
Chapitre 21
Assemblages et liaison
Chapitre 22
Escaliers
Chapitre 23
Cas particuliers
Chapitre 24
Murs de soutènement
Chapitre 25
Synthèse
Chapitre 26
Exemple de calcul
6
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Ouvrages en béton armé : du dimensionnement au chantier
1.2.2
Déformations imposées
Certains phénomènes peuvent nous entraîner à considérer des mouvements imposés, qui sont matérialisés par un torseur (Rotation, déplacement). On retrouve ce type de sollicitations dans les cas suivants : – calcul de la température ; – calcul du retrait ; – prise en compte des tassements différentiels ; – prise en compte de l’interaction sol-structure. Dans ces cas, c’est le déplacement ou la déformation imposée à la structure qui engendre une sollicitation. 1.2.3
Déplacement des appuis (exemple d’une zone sismique)
Ce type d’approche permet d’évaluer, par exemple, les effets du séisme sur une structure. La structure est fondée sur une base rigide à laquelle on va imposer un déplacement, permettant d’évaluer les effets du mouvement du sol dû à un séisme (figure 1.2).
Figure 1.2. Déplacement de l’appui excitateur en cas de séisme
Le déplacement imposé du point A, variable dans le temps, engendre un mouvement de la masse m qui sera soumise aux forces horizontales suivantes : – force de rappel F = − k ⋅ u (k étant la raideur en translation du système) ; – force d’amortissement F = −c ⋅ ( du / dt ) L’application du principe fondamental de la dynamique et la résolution de l’équation différentielle permettent l’évaluation des efforts sismiques à considérer : v ( t ) = u ( t ) + vs ( t ) On dérive deux fois l’égalité et on obtient d 2 v / dt = d 2u / dt + d 2 vs / dt m ⋅ d 2 v / dt 2 = − k ⋅ u − c ⋅ du / dt d 2 v / dt 2 + ( c / m ) ⋅ du / dt + ( k / m ) ⋅ u = 0 18
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Matérialisation des efforts sollicitants – Chapitre 1
On pose :
k / m = ω2 p ( t ) = − m ⋅ d 2 vs ( t ) / dt 2
On obtient : d 2u / dt 2 + ( c / m ) ⋅ du / dt + ω 2 ⋅ u = p ( t ) / m La résolution de cette équation permet d’évaluer la force à considérer pour le séisme.
1.3
Méthodes d’évaluation
1.3.1 RDM/Éléments finis On peut évaluer les efforts internes de manière manuelle par les méthodes classiques de résistance des matériaux, pour les systèmes isostatiques ou hyperstatiques. Usuellement, pour les systèmes hyperstatiques complexes, on utilise des logiciels aux éléments finis. Cependant, ceux-ci sont à manier avec précaution. L’ingénieur ne doit pas être soumis à l’ordinateur, mais déjà avoir un ordre d’idée des grandeurs des valeurs d’efforts à trouver et du comportement de la structure avant le calcul par ordinateur. Après application d’un chargement extérieur, il faut identifier les réactions d’appuis et en déduire les efforts internes à la structure. Le principe universel de distribution de forces qu’il faut avoir constamment à l’esprit lors d’une analyse est le suivant : les forces sont distribuées aux éléments selon le prorata de leur raideur. 1.3.1.1 Exemple de distributions d’efforts Élément suspendu
Pour illustrer le principe de distribution d’efforts énoncé dans le paragraphe précédent, on prend l’exemple d’un plancher lié à un poteau, lui-même connecté en partie haute à un voile très raide. Le plancher est également lié à une façade. Le système est constitué d’éléments très raides vis-à-vis d’une charge verticale, tels que les murs de façade et le mur au-dessus du poteau, mais également d’un élément souple (plancher), et enfin d’un élément vertical poteau lié au plancher en partie basse et au voile en partie haute (figure 1.3). L’analyse consiste à vérifier le cheminement des charges appliquées au plancher.
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Quantification des efforts sollicitants – Chapitre 2
2.1.3
Masses, ressorts et matrice de rigidité
Un système dynamique peut être modélisé simplement par un système masse + ressort. La modélisation aux éléments finis discrétise un système en assemblant les matrices de rigidité de chaque élément. On retrouve ces simplifications dans un modèle appelé « modèle brochette » pour le calcul dynamique. Les systèmes peuvent être simplifiés : on retrouve alors deux types de configurations, les ressorts en série et les ressorts en parallèle. 2.1.3.1 Ressorts en série
Tout comme une résistance en électricité, des ressorts reliés entre eux à leurs extrémités sont dits en série. Chacun d’eux possède une certaine raideur. L’ensemble constitue un ressort équivalent avec sa raideur évaluée à partir de la raideur des ressorts constitutifs du système (figure 2.4).
Figure 2.4. Comparaison de l’équilibre de ressorts en série – ressort équivalent
Pour démontrer la raideur équivalente : F = ke ⋅ ∆L L0 = L01 + L02 • Force exercée par le ressort 1 : F12 • Poids du ressort : m2 ⋅ g
F = k2 ⋅ ∆l2
• Force exercée par la main du manipulateur : −F On a : F12 + m2 ⋅ g − F = m2 ⋅ aG 2 115
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Ouvrages en béton armé : du dimensionnement au chantier
En posant : m2 = 0 On obtient : F12 − F = 0 La force exercée est : F21 = − F12 = − F F21 = k1 ⋅ ∆l1 = F F = ke ⋅ ∆l = k2 ⋅ ∆l2 = k1 ⋅ ∆l1 Puisque ∆l = ∆l1 + ∆l2 et Alors
1 1 1 = + ke k1 k2
F F F = + ke k1 k2
2.1.3.2 Ressorts en parallèle
Plusieurs ressorts associés et liés à une même base sont en parallèle. De la même manière que les ressorts en série, chacun d’eux possède une certaine raideur. L’ensemble constitue un ressort équivalent avec sa raideur évaluée à partir de la raideur des ressorts constitutifs du système.
Figure 2.5. Comparaison de l’équilibre de ressorts en parallèle – ressort équivalent
Pour démontrer la raideur équivalente : F1 = k1 ⋅ ∆l ; F2 = k2 ⋅ ∆l F = F1 + F2 = ( k1 + k2 ) ⋅ ∆L ( k1 + k2 ) ⋅ ∆L = ke ⋅ ∆L ke = k1 + k2 En exemple d’application, dans un bâtiment, les voiles de la hauteur d’un même étage sont en parallèle. 116
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Ouvrages en béton armé : du dimensionnement au chantier
2.2.4 Effort tranchant Dans le cas d’un effort tranchant, le torseur présente une composante d’effort dans le plan de la section. • Cas d’un linteau
Photo 2.3. Linteaux au-dessus d’une fenêtre – tranchant en gris foncé – différence entre la réaction d’appui en gris clair et les charges en blanc avant la coupure
2.2.5 Torsion Dans le cas d’une torsion, le torseur présente un moment selon l’axe perpendiculaire à la section (figure 2.16).
Figure 2.16. Section soumise à une torsion pure
⎧ 0 ⎪ ⎨ 0 ⎪ 0 ⎩
Mt 0 0
⎫ ⎪ ⎬ ⎪ ⎭0 Σ
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Quantification des efforts sollicitants – Chapitre 2
Un point sensible pour la torsion est de s’assurer de l’indéformabilité de la section. En effet, les règles de RDM classiques, pour lesquelles le principe de Saint-Venant est applicable, sont valables pour les sections transversales indéformables. Dans le cas contraire, elles gauchissent et une analyse particulière doit être effectuée. Ceci se présente dans le cas de profilés très élancés. On cite quelques exemples de torsion couramment rencontrés. • Cas d’une poutre supportant un auvent sans dalle connectée à la poutre (figure 2.17).
Figure 2.17. Poutre auvent
• Escalier reposant sur un palier en pied et en tête, recevant sur le côté la charge d’un mur excentré par rapport à la ligne de foulée.
Figure 2.18. Escalier recevant un mur excentré par rapport à la ligne de foulée
• Cas d’une poutre supportant des palans d’un pont roulant.
Photo 2.4. Poutre d’usine sur support palan La force horizontale de la charge mobile sur le palan engendre une torsion dans la poutre en raison de l’excentricité entre l’axe du palan et celui de la poutre. 123
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2.6.3.10
Non-considération de la distorsion
Il faut s’assurer que les calculs exécutés sont bien conformes aux hypothèses et lois de déformation. En effet, en cas de profilés très élancés, l’hypothèse des sections demeurant droite après déformation n’est peut-être plus valable. Il y a une certaine distorsion dont il faut tenir compte, et une modification de la répartition des contraintes le long de la section est à prévoir. 2.6.4
Ferraillages issus directement du logiciel
Il faut prendre avec précaution le ferraillage issu de certains logiciels. On peut voir un écart lorsqu’on procède à une vérification. Il est donc préférable d’évaluer le ferraillage à l’aide des torseurs d’efforts. On prend l’exemple d’une dalle sur 2 appuis, d’épaisseur 20 cm, avec des charges G = 250 kg/m2 et Q = 150 kg/m2 et 4 m de portée, soit une charge ELU de 1,2 T/m2. En calculant manuellement à l’ELU, on a un moment de 24 kN.m/m, les moments sollicitants correspondent au modèle. Lorsque l’on calcule les aciers nécessaires, on trouve 3,35 cm2/m (voir chapitres 3, 4 et 9 pour le calcul des sections en flexion et des dalles) (figure 2.92). Si l’on se fie au logiciel, la section affichée est de 4,52 cm2/m (figure 2.93).
Figure 2.92. Moment sollicitant dans le sens Y
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Quantification des efforts sollicitants – Chapitre 2
Figure 2.93. Ferraillage extrait du logiciel
2.6.5
Oubli de la déformation due à l’effort tranchant
Certaines structures, ou éléments constitutifs de la structure, ont un comportement de déformation dominé par l’effort tranchant. C’est le cas des murs raides par exemple. Dans les évaluations de raideurs, il peut arriver que des ingénieurs oublient de considérer cet effort. Les logiciels aux éléments finis tiennent généralement compte de ce phénomène. Si l’on prend l’exemple des raideurs pour le séisme, avec une console avec force horizontale ponctuelle en tête (rappel du § 2.5.7.2), plusieurs voiles en béton d’épaisseur 20 cm et de différentes longueurs reprennent un effort horizontal transmis par le plancher jouant le rôle de diaphragme.
Figure 2.94. Distribution de l’effort dans les voiles : 1 000 × 20 = 20 000 kN
En faisant la somme de la colonne des tranchants, on retrouve bien l’effort total (tableau 2.4).
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Ouvrages en béton armé : du dimensionnement au chantier
7.1
Rôle de l’élément
7.1.1 Rôle Le poteau est un élément vertical qui peut supporter divers éléments (murs, poutres, planchers et autres poteaux). Il peut également être incliné. RÉFÉRENCES
Selon l’Eurocode 2 : – § 9.5.1 : élément dont la dimension h est inférieure ou égale à 4 fois la plus petite dimension b ; Et – § 5.3.1(7) : la hauteur h est au moins égale à 3 fois le grand côté. Lorsque ce n’est pas le cas, il convient de considérer le poteau comme un voile. Selon l’Eurocode 8 : § 5.1.2 : élément de structure supportant des charges gravitaires par compression ou soumis à un effort normal réduit de calcul υd = NEd/(Ac⋅fcd) dont la valeur est supérieure à 0,1.
Un poteau est un élément élancé pouvant travailler en compression ou en flexion composée avec compression. 7.1.2 Approche modèle Le poteau est couramment représenté par un élément filaire dans le cadre des modélisations aux éléments finis et possède une forte raideur vis-à-vis d’un effort normal de compression.
7.2
Dispositions constructives réglementaires selon les différents types d’armatures
7.2.1
Coffrage
Les ordres de grandeur du prédimensionnement à froid, et hors séisme, sont synthétisés dans le tableau 7.1. Le § B.2.4 du NF DTU 21 partie 1-1 précise que, dans les bâtiments courants, une dimension minimale de section de 15 cm × 15 m et un élancement maximal de 100 sont usuellement réalisés. Tableau 7.1. Critères de dimensionnement des poteaux
Charge ELS (MN)NELS = nombre de niveaux × surface d’influence (m2)
Majoration de charge selon position du poteau §5.1.3 FD P 18-717 15 % sur appui intermédiaire si 2 travées 10 % si plus de 2 travées Prise en compte de l’effet console
Section du poteau NELS/10 (m2) Ordre de grandeur de prédimensionnement
496
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Poteaux – Chapitre 7
La section du poteau est variable, la plus couramment rencontrée est la section rectangulaire (figure 7.1).
Figure 7.1. Différentes formes de poteau
7.2.2
Ferraillage
Le ferraillage est constitué des aciers longitudinaux et des aciers transversaux. 7.2.2.1 Aciers longitudinaux
Un pourcentage minimal d’armatures est exigé au § 9.5.2(2) de l’Eurocode 2. Ces aciers doivent être disposés sur le pourtour de la section, avec un diamètre minimum exigé pour les barres (§ 9.5.2(1) de l’Eurocode 2). Ces aciers principaux contribuent à la résistance du poteau. L’effort normal sollicitant est repris à la fois par ces armatures et par la section de béton. La valeur de As,min à utiliser est celle recommandée par l’expression (9.12N) de l’Eurocode 2 : ⎛ 0,10 N Ed ⎞ ; 0, 002 ⋅ Ac ⎟ As ,min = Max ⎜ f yd ⎝ ⎠ 497
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Ouvrages en béton armé : du dimensionnement au chantier
La quantité d’acier est limitée par un pourcentage maximal. Si la valeur d’acier calculée excède ce pourcentage, alors la section est insuffisante et il y a un problème de coffrage : As,max = 0,04Ac hors des zones de recouvrement. Le nouvel Eurocode 2 à paraître reconduit ces sections minimale et maximale. Au droit des recouvrements, il convient d’augmenter jusqu’à 0,08Ac. Le diamètre des barres longitudinales ne peut être inférieur à 8 mm (§ 9.5.2(1)). L’effort normal appliqué est repris par la section de béton et les aciers longitudinaux. Pour une section rectangulaire, une barre est nécessaire dans chaque angle. Pour une section circulaire, l’Eurocode 2 précise qu’il est nécessaire d’avoir 4 barres, or le FD P 18-717 stipule d’avoir au moins 6 barres. L’Eurocode 2 seconde génération modifie légèrement ces dispositions avec un diamètre de barre minimum de 12 mm. Dans les sections rectangulaires, la distance entre deux barres ne doit pas excéder 20 cm et, dans le cas des sections circulaires, il faut au moins 6 barres avec un espacement inférieur à 20 cm. 7.2.2.2 Aciers transversaux
Selon le § 9.5.3 de l’Eurocode 2, le diamètre minimal des armatures transversales est ∅ Max ⎛ 6 mm ; ⎞ . Pour les fils de treillis soudés utilisés comme armature transversale, le ⎝ 4⎠ diamètre minimal est de 5 mm. Il faut respecter un espacement maximal entre ces armatures. La valeur recommandée est le minimal des valeurs suivantes : – 20 fois le diamètre minimal des barres longitudinales ; – la plus petite dimension du poteau ; – 400 mm. Selon le § 9.5.3(4) de l’Eurocode 2, il faut réduire l’espacement maximal présenté ci-dessus par un facteur de 0,6 dans les cas suivants : – dans les sections situées à une distance au plus égale à la plus grande dimension de la section transversale du poteau, au-dessus ou au-dessous d’une poutre ou d’une dalle ; – dans les zones de recouvrement d’armatures, si le diamètre maximal des barres longitudinales est supérieur à 14 mm. Au moins 3 barres transversales disposées régulièrement dans la longueur de recouvrement sont nécessaires. Généralement, les zones où apparaissent des recouvrements d’aciers longitudinaux dans le poteau sont celles au niveau des reprises d’étages supérieurs. Le prochain Eurocode 2 donne des exigences différentes et précise un espacement de Min (15 ⋅ ∅ max ; h ; b ; 300 mm ) pour une zone entre 2 extrémités, et Min ( h ; b ; 400 mm ) pour les zones entre 2 extrémités où les barres longitudinales ne sont pas prises en compte dans la résistance du poteau. Ces valeurs sont pondérées par un coefficient de 0,6, comme dans l’Eurocode 2 actuel, pour les zones d’extrémité et de recouvrement. 498
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Poteaux – Chapitre 7
Ces armatures – cadres, étriers ou épingles – ont pour but de maintenir les armatures longitudinales précédemment décrites. Elles permettent d’éviter le flambement des armatures longitudinales principales. Le § 9.5.3(6) de l’Eurocode 2 précise que chaque barre longitudinale, ou paquet de barres placé dans un angle, soit maintenue par des armatures transversales. Dans une zone comprimée, il ne faut pas disposer de barre non tenue à plus de 150 mm d’une barre tenue. Ces armatures doivent être ancrées conformément au § 8.5 de l’Eurocode 2. Dans le cas où la direction des barres longitudinales changerait, des armatures transversales doivent être prévues pour reprendre l’effort transversal dû à la déviation. On peut ignorer ces effets si le changement de direction est inférieur ou égal à 1/12. 7.2.2.3 Aciers de confinement éventuels
En cas de force de compression très importante, ces aciers transversaux à cadres fermés permettent de reprendre les tensions triaxiales. Il s’agit d’aciers venant en complément des aciers transversaux reprenant l’effort tranchant. On retrouve ce type d’acier pour les justifications des systèmes à ossature en conception DCM vis-à-vis du séisme. Les zones de dissipation d’énergie sont confinées, il s’agit de la zone adjacente au nœud. Dans ces zones, un minimum de ductilité en courbure est exigé et les aciers de confinement doivent permettre de compenser la perte de résistance due à l’éclatement éventuel du béton. Dans ces zones, le façonnage des armatures de confinement doit correspondre à un cadre fermé avec des extrémités coudées à 135° et ayant un retour à 10 fois le diamètre de l’armature du cadre. Les aciers de confinement doivent avoir un diamètre d’au moins 6 mm. REMARQUE
Les aciers de montage n’ont pas de rôle structurel.
7.2.2.4 Illustrations de ferraillage de poteaux et présentation sur plans
Dans ce paragraphe, les figures montrent les représentations des poteaux sur les plans de coffrage et de ferraillage. Des photographies d’exécution montrent les différents éléments sur chantier.
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Ouvrages en béton armé : du dimensionnement au chantier
Figure 7.2. Exemple de ferraillage d’un poteau – élévation/coupe
Figure 7.3. Extrait d’un plan représentant des poteaux
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Poutres – Chapitre 8
8.2.2.4 Aciers complémentaires Aciers d’attente
Ces aciers sont utilisés en recouvrement avec les armatures principales de l’élément repris par la poutre. On les trouve par exemple sur les voiles ou les poteaux. Ils ne sont pas forcément pris en compte par les logiciels de calcul lors de la génération des plans, leur mise en place est à contrôler par l’ingénieur. Aciers de suspente complémentaires
Ils ne sont pas forcément pris en compte dans les logiciels et parfois oubliés par les bureaux d’études. Par exemple, ils sont utilisés dans le cas d’une poutre supportant une poutre perpendiculaire, toutes deux à la même altimétrie, et dont l’action de cette dernière a tendance à séparer la partie comprimée de la partie tendue. La figure 8.7 montre une poutre venant s’appuyer sur un voile d’épaisseur b2 bien inférieure à la largeur de la poutre b1. La partie du voile dans le volume commun avec la poutre tend à séparer la poutre de part et d’autre de sa fibre moyenne, il faut donc rajouter des suspentes pour ramener ces efforts au-dessus de la ligne moyenne. Dans le cas de l’exemple, s’agissant d’une poutre sur appui, il faut ramener l’effort en partie basse de la poutre par des cadres prolongés dans la poutre entre le nu du voile et la fin de la poutre. Ceci est un point de vigilance car ce n’est pas forcément pris en compte par les logiciels.
Figure 8.7. Vue de dessus de la figure 8.8 : poutre arrivant sur un appui moins large – cadres prévus en gris – poutre largeur b1 et poteau largeur b2 Aciers de peau
Pour les poutres de grande retombée (supérieure à 1 m), la réglementation précise de mettre en œuvre un ferraillage de peau sur les parois de la poutre. L’Eurocode 2 précise, dans l’annexe J, de prévoir un ferraillage de peau : – lorsque le ferraillage principal est constitué de barres ou de paquets de barres équivalents à un diamètre supérieur à 32 mm ; – lorsque l’enrobage des armatures est supérieur à 7 cm. Le ferraillage de peau est constitué d’un treillis ou de barres de petit diamètre.
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8.2.2.5 Illustrations de ferraillage de poutres et présentation sur plans
Figure 8.8. Extrait d’un plan de ferraillage d’une poutre issu du logiciel 1. Aciers longitudinaux principaux 2. Aciers transversaux 3. Aciers d’ancrage en about
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Poutres – Chapitre 8
Le plus souvent, les poutres sont livrées sur le chantier déjà ferraillées. Cependant, certains aciers non soudés sont à mettre en place par l’entreprise. C’est au BET d’indiquer quelles sont les barres non soudées. Les poutres peuvent également être ferraillées sur site.
Photo 8.3. Poutres stockées sur site
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Ainsi cet ouvrage, en deux tomes, fait la synthèse de la majorité des connaissances théoriques et techniques nécessaires pour la construction en béton, de la définition du rôle de chaque élément à leur mise en œuvre sur le chantier. La première partie fournit les données et éléments théoriques permettant d’aboutir à la mise en pratique exposée dans la deuxième partie, dont chaque chapitre est consacré à un élément. Elle traite successivement de la matérialisation et de la quantification des efforts sollicitants (évaluation et combinaison des charges, modélisation des contraintes, etc.), du passage de la résistance des matériaux à l’étude du béton armé (flexion, effort tranchant, torsion, poinçonnement, fluage, etc.) et de son analyse structurale (conformité du béton, essais, essai d’adhérence béton-acier, etc.). Dans la deuxième partie, chaque chapitre est consacré à un élément d’ouvrage et est structuré de la même manière, en traitant successivement : – du rôle de l’élément dans une structure ; – des dispositions constructives réglementaires selon les différents types d’armatures ; – des points forts de l’élément dans une structure ; – des points sensibles à surveiller sur site et en conception ainsi que des paramètres importants à prendre en compte ; – d’un exemple de dimensionnement ; – des erreurs commises fréquemment et de leurs conséquences sur l’ouvrage (issues des expériences de terrain de l’auteur). Enfin, chaque chapitre se termine par une synthèse.
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Chaque élément étudié présente de nombreux schémas explicatifs et des photographies illustrant, avec des cas réels, le passage des plans à la mise en œuvre sur chantier, en mettant en avant les désordres éventuels dus à de mauvais calculs ou des erreurs de construction. Cet ouvrage est avant tout destiné aux ingénieurs, techniciens, projeteurs de bureau d’études ou aux chargés d’affaires de bureaux de contrôles, aux maîtres d’œuvre ou maîtres d’ouvrage, qui l’utiliseront comme un aide-mémoire pour dimensionner des éléments ou vérifier un point sensible, etc. Il permet aux étudiants de faire un lien pragmatique entre la théorie à la pratique sur le chantier. Sébastien Semelaigne est expert national béton et parasismique au sein de la direction technique de Socotec. Diplômé de l’ESTP, il enseigne au CNAM, aux Mines de Douai et à Polytech Sophia.
Sommaire c Dans le tome 1 Partie 1 – Théorie : Matérialisation des efforts sollicitants – Quantification des efforts sollicitants – Efforts résistant sollicitants dans le béton armé – Analyse structurale du béton armé Partie 2 – Dispositions constructives et dimensionnement : Contexte normatif – Dispositions constructives – Poteaux – Poutres – Dalles c Dans le tome 2 Partie 2 – Dispositions constructives et dimensionnement (suite) – Voile – Fondation superficielle – Fondation profonde – Bielles-tirants – Tirant – Dallage – Radier – Paroi de soutènement spéciale – Poutre-voile – Console voile – Réservoirs – Assemblage et liaison – Escaliers – Cas particuliers – Mur de soutènement – Synthèse – Exemple de calculs
Sébastien Semelaigne
La construction d’un ouvrage en béton armé, depuis les premières esquisses jusqu’à la réception, résulte du travail concomitant ou consécutif du concepteur, de l’ingénieur et du technicien de bureau d’études puis des techniciens sur chantier, chacun ne connaissant pas forcément ce que fait un autre, ce dernier n’ayant pas non plus les mêmes connaissances techniques que le premier.
du dimensionnement au chantier Sébastien Semelaigne
du dimensionnement au chantier
du dimensionnement au chantier
Ouvrages en béton armé
Ouvrages en béton armé
Ouvrages en béton armé
ISSN 2262-5089 ISBN 978-2-281-14661-5
EXPERTISE TECHNIQUE
E X P E R T I S E T E C H N I Q U E
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