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Introduction : Ce document comporte les notions basiques du béton armé aux état

Introduction : Ce document comporte les notions basiques du béton armé aux états limites, il s’agit des différentes connaissances indispensables pour calculer un élément de structure soumis à un ensemble de charges données, le calcul se résume principalement à un pré dimensionnement, un dimensionnement des sections puis un calcul rigoureux des armatures d’acier nécessaires. Le contenu présenté ici devrait parfaitement devenir un acquis avant d’envisager toute étude complémentaire de cette discipline, il est d’ailleurs enrichi par l’introduction de plusieurs dispositions constructives relatives aux différents éléments, et accompagné pas mal de fois de justifications d’ordre technique et économique. SOMMAIRE Présentation du module Résumé de théorie A- Savoir calculer les différents types de charges permanentes et variables A.1 Notions d’états limites A.2 Combinaisons d’actions B- Connaître le règlement et les méthodes de calcul du béton armé B.1 Caractéristiques mécaniques des bétons et aciers B.2 Déformations et contraintes de calcul C- Savoir faire l’étude de béton armé des différentes structures C.1 Calcul des poteaux I – Évaluation des sollicitations II – Calcul de l’armature longitudinale III - Armatures transversales IV - Prédimensionnement de la section de béton C.2 Calcul des poutres à l’E.L.U et à l’E.L.S C.2.1 Flexion simple à l’état limite ultime(Généralités) I. Section rectangulaire sans aciers comprimés II. Section rectangulaire avec aciers comprimés III. Effort tranchant a .Sollicitation de calcul b. Contrainte tangentielle conventionnelle c . Dimension des armatures transversales d.. Espacement maximum des cours d’armatures e. Espacement des armatures transversales f. Répartition des armatures transversales C.2.2- Flexion simple à l’état limite de service(Généralités) I. Contraintes de calcul (à l’E.L.S) II. Section rectangulaire sans aciers comprimés III. Section rectangulaire avec aciers comprimés C.3- Calcul des dalles I. Dalle portant dans un seul sens II. Dalle portant dans les deux sens III. Calcul des aciers supérieurs (armatures de chapeaux) C.4 Calcul des semelles de fondation I. Hypothèses de calcul II. Dimensionnement d’une semelle sous un mur III. Dimensionnement d’une semelle isolée sous un poteau IV. Dispositions constructives C.5 Calcul d’un mur de soutènement I. Constitution des murs de soutènement II. Calcul de la poussée des terres. III. Calcul des murs de soutènement D- Représentation des pièces en B.A et connaître les dispositions constructives A. les dessins de coffrage B. les dessins d’armatures Guide des travaux pratiques TP1 : Dimensionnement et ferraillage des poteaux TP2 : Ferraillage des poutres à l’E.L.U TP3 : Dimensionnement et ferraillage des semelles de fondation EVALUATION A- Savoir calculer les différents types de charges permanentes et variables I. Notions d’états Limites: On appelle état limite, un état particulier au delà duquel l’ouvrage ou un de ses éléments ne satisfait plus aux conditions pour lesquelles il a été construit. C’est un état qui satisfait strictement aux conditions (stabilité, la résistance, déformations non nuisibles) sous l’effet des actions (force, moments, couples) On distingue : Les états limites ultimes (E .L.U) : Ils correspondent à la valeur maximale de la capacité portante, dont le dépassement équivaut à la ruine de la structure. Limite de l’équilibre statique : (pas de renversement, pas de glissement). Limite de la résistance de chacun des matériaux : (pas de rupture de sections critiques de la structure) Limite de la stabilité de forme : (pas de flambement) Les états limites de service (E.L.S) : Ils concernent les conditions de bon fonctionnement, d’utilisation et de durabilité des ouvrages. Limite de compression du béton : (contrainte de compression bornée par le règlement B.A.E.L). Limite de déformation : (limitation des flèches). Limite d’ouverture des fissures : (pour éviter la corrosion trop rapide des aciers). II. Actions permanentes et variables: Il s’agit de déterminer la nature et l’intensité des différentes charges ou actions qui agissent sur une structure et en particulier sur l’un de ses éléments (exemples : poteau, poutre, plancher, fondation, etc) Démarche proposée :  Analyser les actions permanentes et variables pour les combinaisons de Charges à l’E.L.U ou à l’E.L.S.  Utiliser les extraits de normes et fiches techniques des fabricants qui indiquent : - Les poids volumiques ou surfaciques - Les charges d’exploitation.  Évaluer les charges sur les éléments porteurs compte tenu du cahier de charges. a) les actions permanentes : Elles sont notés G et ont une intensité constante ou très peu variable dans le temps. Elles comprennent : - Le poids propre de la structure - Les actions permanentes : (poids des cloisons, revêtements du sol, poids des machines etc.….. ) - Les poussées des terres ou les pressions des liquides pour les murs de soutènement ou les réservoirs. b) les actions variables : Elles sont notées Q et ont une intensité qui varie de façon importante dan le temps. Elles comprennent : - les charges d’exploitation : charges dues aux poids des utilisateurs ou des matériels utilisés. - Les charges climatiques : charges dues au vent et à la neige. - Les effets dus à la température : efforts dus à la dilatation. - Actions accidentelles : elles se produisent rarement et de façon instantanée. Ex : les séismes, les chocs de véhicules ou bateaux, les explosions. c) Combinaisons d’actions :  Cas des poteaux : Dans les cas les plus courants (poteaux de bâtiment, d’angle, de rive, intérieurs), l’unique combinaison d’actions à considérer est : 1,35G+1,50Q Cas des fondations, planchers et poutres E.L.U E.L.S 1,35G+1,50Q G+Q . B- Connaître le règlement et les méthodes de calculs du béton armé CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES BETONS ET ACIERS I. Les bétons : a) Résistance caractéristique à la compression à j jours : Dans les cas courants, le béton est défini au point de vue mécanique par sa résistance à la compression à 28 jours d’âge. (fc 28) Cette résistance est mesurée sur des cylindres droits de révolution de 200 cm² de section ( =16 cm) et ayant une hauteur double de leur diamètre (h =32cm) Ex : fc28 = 30 MPa 16 32 Eprouvette cylindrique en béton b) Résistance caractéristique à la traction à j jours : La résistance caractéristique à la traction du béton à j jours est déduite de celle à la compression par la relation : ftj = 0.6 + 0.06 fcj Ex : fc28 = 30 MPa (ftj et fcj exprimées en MPa) ft28 = 0.6 + 0.06 (30) = 2.4 Mpa Résistances caractéristiques habituelles des bétons. fc28 (MPa) ft28 (MPa) conditions courantes de fabrication dosage en kg/m3 pour classes 45 et 45 R 55 et 55 R Auto-contrôle surveillé Dosage en kg/m3 pour classes 45 et 45 R 55 et 55 R 16 1.56 300 20 1.8 350 325 325 300 25 2.1 * 375 400 350 30 2.4 * * * * Cas à justifier par une étude appropriée. II. Les aciers : Contrairement au béton, l’acier possède un comportement identique en traction et en compression. Les aciers utilisés en armatures de béton armé sont désignés par : Leur forme (barre lisse, barre haute adhérence) Leur nuance (doux, mi-dur, dur) correspondant au pourcentage de carbone contenu dans l’acier entre 0.2 et 0.5 de carbone. Leur limite élastique exprimée en MPa (symbole E ) Ex : Fe E235 Fe : acier (et non fer ) E : limite élastique ( fe ) 235 : 235 MPa On distingue :  Ronds lisses de nuances : Fe E215 limite élastique fe = 215 MPa Fe E235 limite élastique fe = 235 MPa  Les barres à haute adhérence, de nuances : Fe E400 limite élastique fe = 400 MPa Fe E500 limite élastique fe = 500 MPa  Treillis soudés : formés par assemblage des barres de fils lisses ou à haute adhérence. Les aciers sont livrés en barres de 12 m et 15 m dans les diamètres dits nominaux suivants : 5 – 6 – 8 – 10 – 12 – 14 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 – 50 ( en mm ) Aciers en barres : Types d’aciers ( Es = 200 000 MPa ) caractéristiques Doux et lisses, symbole ( NF A 35- 015 ) A haute adhérence, symbole HA ( NF A 35 – 016 ) Dénomination fe E215 fe E235 fe E400 fe E 500 Limite élastique en MPa fe = 215 fe = 235 fe = 400 fe = 500 Résistance à la rupture R en MPa R 330 R  410 R 480 R  550 Allongement à la rupture 22 14 12 Coefficient de scellement, symbole s 1 1.5 Coefficient de fissuration, symbole  1 1.6 Diamètres courants en mm 6 – 8 – 10 – 12 6– 8– 10– 12– 14– 16– 20– 25– 32– 40 Treillis soudés : Types de treillis (NF A 35-022) caractéristiques Lisses, symbole T.S.L A haute adhérence, symbole T.S.H.A Limite élastique en MPa fe = 500 (tous diamètres) fe = 500 (tous diamètres) Résistance à la rupture R en MPa R = 550 R = 550 Allongement à la rupture 8 8 Coefficient de scellement, symbole s 1 1.5 Coefficient de fissuration, symbole  1 1.3 pour   6 mm 1.6 pour  6 mm Diamètres courants en mm 3. 5 uploads/Ingenierie_Lourd/ bases-du-beton-ame.pdf