Certificat Technique Cours de Béton Armé 10 séances de 3 h Objectif : Connaître et comprendre les mécanismes de fonctionnement du Béton.

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1 Certificat Technique 57 2001 - 2002 Cours de Béton Armé 10 séances de 3 h Objectif : Connaître et comprendre les mécanismes de fonctionnement du Béton Armé Connaître et savoir faire appliquer les règles de l’art et les dispositions réglementaires simples

2 PROGRAMME

3 1 - Principe de fonctionnement du Béton Armé Cours n°1 Généralités sur le Béton Armé 2 - Ossature des bâtiments Principe de conception et de calcul Actions et sollicitations Calcul aux états limites Transmission des efforts Types d’ossatures La descente de charges

4 Historique des modes constructifs Béton Précontraint Structures mixtes Béton Armé (XX°) Pierre Acier (XIX°)

5 1 - Le Béton Armé Le Béton hydraulique : composition Béton = Agrégats + Ciment + Air + Adjuvants eau  Propriétés

6 Principe de fonctionnement du Béton Armé Association de 2 matériaux complémentaires  Béton  Acier Reprise des efforts de traction par l’acier Reprise des efforts de compression par le béton

7 Principe de fonctionnement du Béton Armé Association de 2 matériaux complémentaires

8 A égalité de service rendu (transmission des mêmes efforts), La solution acier est 4 fois plus chère, mais 6 fois plus légère NN L S = N/  P x = p. L.N/  V = L.N/  W = . L.N/  Prix acier p s  b 12,5 Prix béton p b  s 250 Poids acier  s  b 7,85 12,5 1 Poids béton  b  s 2,5 250 6 _________ = ___. ___ = 80. ___ = 4 __________ = ___. ___ = ____. ____ = __

9 Parties tendues et comprimées Poutre soumise à la flexion

10 Fibre sup. Fibre neutre ( l  = l  ) Fibre inf. l l l l Zone tendue Zone comprimée Avant déformation Après déformation Parties tendues et comprimées Poutre soumise à la flexion

11 Absence d’armatures  rupture brutale  Fissuration répartie due à la traction du béton Mise en place d’armatures dans les zones de béton tendu P Apparition des fissures au chargement

12 Armatures de flexion d’une poutre Armatures en partie supérieure Appui simple Encastrement Poutre console

13 Forces, actions appliquées au béton Transmission aux armatures par adhérence - État de surface des armatures - Mêmes coefficients de dilatation - Absence de réaction chimique Adhérence Acier - béton

14 Ferraillage des poutres

15 Fissures de flexion (à mi-travée) Importance de la ductilité des armatures Armatures lisses : Perte d’adhérence Rupture par écrasement du béton

16 en fibre supérieure

17 L’effort Tranchant

18 Risque de rupture fragile Armatures d’effort tranchant Cadres d ’effort tranchant L’effort Tranchant Armatures longitudinales de flexion

19 L’effort Tranchant Ferraillage type d’une poutre

20 L’effort Tranchant T C C   Equilibre du nœud   Equilibre du nœud   Traction  aciers longitudinaux nécessaires Composante verticale  cadres transversaux nécessaires

21 DANGER Fissures d’effort tranchant

22 Constitution d’un bâtiment 1 - Ossature des bâtiments Les planchers L’ossature Squelette du bâtiment SUPPORTER LES CHARGES LIÉES À L’EXPLOITATION DU BÂTIMENT TRANSMETTRE LES CHARGES DES PLANCHERS VERS LE SOL PERMETTRE AU BÂTIMENT DE TENIR DEBOUT ACCROCHER LES ÉLÉMENTS DE REMPLISSAGE

23 1 - Principe de la conception et du calcul Résister avec une sécurité appropriée à toutes les sollicitations et déformations pendant toute sa durée d’utilisation

24 Actions permanentes Poids propre (structure et équipements fixes)  G, G’ Actions appliquées à l’ouvrage Actions accidentelles Séisme, Incendie, Choc Actions variables Charges d’exploitation  Q Charges climatiques  S, W Température et retrait

25 Quelques chiffres CHARGES D’EXPLOITATION Immeubles d’habitation : 175 kg/m2 Bureaux : 200 kg/m2 Salles communes hôpitaux : 350 kg/m2 Grands magasins : 500 kg/m2 Actions variables Actions permanentes Poids propre du béton : 2,5 t/m3 Neige : de 35 à 56 kg/m2 CHARGES CLIMATIQUES

26 q Dimensionnement  combinaison la plus défavorable Neige Vent G Combinaison d’actions

27 Sollicitations Les sollicitations sont les efforts internes provoqués en chaque point par les actions qui s’exercent sur la structure - Compression - Traction - Cisaillement - Flexion - Torsion  Combinaison possible (Flexion composée …)

28 Résistance Sollicitations dues aux de chaque > Combinaisons d’actions élémentles plus défavorables Principe du calcul des ouvrages

29 Nombreuses incertitudes : actions appliquées à l’ouvrage matériaux utilisés méthodes de calcul des sollicitations (modélisation) évaluation des états de contraintes dans les sections résistantes (linéarité) qualité de l’exécution  Coefficients de sécurité

30 Équation générale de vérification  Coefficient de sécurité Q k Combinaisons d’actions S Sollicitations agissantes Ƒ Résistances caractéristiques des matériaux R Sollicitations résistantes R ( __ ) > S (  Q k ) ƑƑ Q k m

31 État limite : Une condition requise d’une construction est strictement satisfaite et cesserait de l’être en cas de modification défavorable d’une action. États Limites Ultimes Valeur maximale de la capacité portante Au delà, ruine de la structure. Calcul aux États limites États Limites de Service Durabilité de la structure en utilisation normale Fissuration ou déformations excessives empêchant l’exploitation normale de la structure.

32  Q k charges permanentes : 1 à l ’ELS 1,35 à l ’ELU charges d’exploitation : 1 à l ’ELS 1,5 à l ’ELU  m 1,15 pour l’acier 1,5 pour le béton BAEL 91 R ( __ ) > S (  Q k ) ƑƑ Q k m

33 Sol Actions verticales Descente de charges Contreventement Actions horizontales 2 - Transmission des efforts

34 Les types d’ossature Poteaux - poutres Portiques (bureaux, entrepôts) Murs de refend (habitations)

35 Ossatures poteaux-poutres, et à murs de refend (Kosovo)

36 Le contreventement Noyau central (grande hauteur) Cas particulier Assuré par les murs de refend (Même pour structure Poteaux - Poutres)

37 La descente de charges