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par précontrainte additionnelle Réparation et renforcement des structures I FAB

par précontrainte additionnelle Réparation et renforcement des structures I FABEM 8 I GUIDES STRRES I > BETON MAÇONNERIE 8 UNE ÉDITION DU SYNDICAT NATIONAL DES ENTREPRENEURS SPÉCIALISTES DE TRAVAUX DE RÉPARATION ET RENFORCEMENT DE STRUCTURES (STRRES) / MAI 2012 2 Le présent guide s’adresse aux entrepreneurs qui ont à réaliser la réparation ou le renforcement d’une structure en béton armé ou précontraint, voire métallique, nécessitant, dans certaines des pièces de la structure, soit l’ajout d’armatures de précontrainte, soit le remplacement d’armatures de précontrainte existantes et endommagées (1). Ces armatures de précontrainte pouvant être placées à l’intérieur du béton mais, le plus souvent, à l’extérieur du béton. Cette opération peut être combinée à l’ajout de béton pour augmenter la section des pièces concernées et permettre ainsi un renforcement structural complet. Le présent guide traite également des trois méthodes suivantes qui peuvent être connexes à la mise en œuvre d’une précontrainte additionnelle : • l’ajout de forces par déformations imposées ; • le démontage d’armatures de précontrainte endommagées (1) ; • la réinjection de conduits pour améliorer la protection des armatures de précontraintes. Il concerne aussi les deux autres acteurs de l’opération que sont le prescripteur et le contrôleur (le maître d’œuvre ou son représentant). NOTE (1) : en précontrainte intérieure au béton, il est très rare de pouvoir détendre com- plètement une armature de précontrainte protégée par un coulis à base de liants hydraulique à cause du réancrage de l’armature dans le coulis sauf, par exemple, en cas d’injection à la graisse qui rend l’armature non-adhérente. Le démontage d’une armature de précontrainte en vue de son remplacement concerne donc essentiellement la précontrainte extérieure. Figure n° 1 : les trois intervenants I Guide FABEM 8 I Réparation et renforcement des structures par précontrainte additionnelle I UNE EDITION DU SYNDICAT NATIONAL DES ENTREPRENEURS SPÉCIALISTES DE TRAVAUX DE RÉPARATION ET RENFORCEMENT DE STRUCTURES (STRRES) / MAI 2012 I Retour au sommaire I Sommaire 3 SOMMAIRE INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 MODE D’EMPLOI DU PRÉSENT GUIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1 - DÉFINITIONS – GÉNÉRALITÉS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1 - LA SITUATION DES DIFFÉRENTS DOCUMENTS TECHNIQUES ET ADMINISTRATIFS DISPONIBLES EN 2012.......................................................................................................20 1.2 - LES DÉFINITIONS...............................................................................................................................................................................21 1.2.1 - Les principales définitions de la norme homologuée NF EN 1504-1...............................21 1.2.2 - Les principales définitions de la norme harmonisée NF EN 1504-2................................23 1.2.3 - Les principales définitions de la norme harmonisée NF EN 1504-3................................23 1.2.4 - Les principales définitions de la norme harmonisée NF EN 1504-4................................24 1.2.5 - Les principales définitions de la norme harmonisée NF EN 1504-5................................24 1.2.6 - Les principales définitions de la norme harmonisée NF EN 1504-6................................25 1.2.7 - Les principales définitions de la norme harmonisée NF EN 1504-7................................25 1.2.8 - Les principales définitions de la norme homologuée NF EN 1504-8...............................26 1.2.9 - Les principales définitions de la norme homologuée NF EN 1504-9...............................26 1.2.10 - Les principales définitions de la norme homologuée NF EN 1504-10........................27 1.2.11 - Les principales définitions relatives à la précontrainte et aux défauts qui l’affectent ...........................................................................................................................28 1.2.11.1 - Précontrainte................................................................................................................................................28 1.2.11.2 - Défauts .............................................................................................................................................................30 2 - DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE...........................................................................................................................................31 2.1 - GÉNÉRALITÉS .......................................................................................................................................................................................32 2.2 - DOCUMENTS DE RÉFÉRENCE RELATIFS AUX ARMATURES ET PROCÉDÉS DE PRÉCONTRAINTE PAR POST-TENSION ................................................................................................................36 I Guide FABEM 8 I Réparation et renforcement des structures par précontrainte additionnelle I UNE EDITION DU SYNDICAT NATIONAL DES ENTREPRENEURS SPÉCIALISTES DE TRAVAUX DE RÉPARATION ET RENFORCEMENT DE STRUCTURES (STRRES) / MAI 2012 I Retour au sommaire I Sommaire 3 - ÉTUDES PRÉLIMINAIRES – DÉSORDRES POUVANT RELEVER D’UNE PRÉCONTRAINTE ADDITIONNELLE .........................................................................................................37 3.1 - GÉNÉRALITÉS .......................................................................................................................................................................................38 3.2 - ÉTUDES PRÉLIMINAIRES – MÉTHODOLOGIE À SUIVRE ...............................................................................39 3.3 - DÉSORDRES POUVANT RELEVER D’UNE PRÉCONTRAINTE ADDITIONNELLE........................42 3.3.1 - Généralités..........................................................................................................................................................................42 3.3.2 - Manifestation des désordres ..............................................................................................................................45 3.3.3 Désordres dus à une Insuffisance de résistance vis-à-vis de la flexion .............................46 3.3.3.1 - Manifestation des désordres..................................................................................................................46 3.3.3.1.1 - Cas des poutres à âmes pleines, des poutres-caissons post-contraintes ..................................................................................................................46 3.3.3.1.2 - Cas des poutres préfabriquées précontraintes par pré-tension (dites : «PRAD») ...................................................................................................................47 3.3.3.2 - Causes des désordres ...............................................................................................................................49 3.3.4 - Désordres dus à une insuffisance de résistance vis-à-vis de l’effort tranchant et de la torsion ...............................................................................................................................................................62 3.3.4.1 - Manifestation des désordres..................................................................................................................62 3.3.4.2 - Causes des désordres ...............................................................................................................................63 3.3.4.2.1 - Cas des fissures dues aux effets de l’effort tranchant pouvant être combinés à ceux de torsion ...............................................................................63 3.3.4.2.2 - Cas des fissures dues aux effets de l’effort tranchant combiné à ceux développés par la diffusion des efforts concentrés ........................64 3.3.5 - Désordres dus à la diffusion des efforts de précontrainte à proximité des ancrages ......................................................................................................................................65 3.3.5.1 - Fissures d’éclatement avec ou sans écrasement du béton sous les ancrages ....65 3.3.5.2 - Fissures d’entraînement et d’entraînement-diffusion................................................................67 3.3.6 - Désordres dus à la poussée au vide générale.....................................................................................69 3.3.6.1 - Manifestation des désordres..................................................................................................................69 3.3.6.2 - Causes des désordres ...............................................................................................................................70 3.3.7 - Désordres dus aux poussées au vide locales .......................................................................................72 3.3.7.1 - Manifestation des désordres..................................................................................................................72 3.3.7.2 - Causes des désordres ...............................................................................................................................73 4 - PRINCIPES ET DIMENSIONNEMENT DES RÉPARATIONS ET DES RENFORCEMENTS PAR PRÉCONTRAINTE ADDITIONNELLE.................................75 4.1 - TRAITEMENT DES INSUFFISANCES STRUCTURALES NON LIÉES AUX PATHOLOGIES DES MATÉRIAUX ............................................................................................................................77 4.1.1 - Rappels..................................................................................................................................................................................77 4 I Guide FABEM 8 I Réparation et renforcement des structures par précontrainte additionnelle I UNE EDITION DU SYNDICAT NATIONAL DES ENTREPRENEURS SPÉCIALISTES DE TRAVAUX DE RÉPARATION ET RENFORCEMENT DE STRUCTURES (STRRES) / MAI 2012 I Retour au sommaire I Sommaire 4.1.2 - Cas d’un élément dont le fonctionnement relève du béton précontraint.......................80 4.1.2.1 - Investigations....................................................................................................................................................80 4.1.2.2 - Hypothèses pour le dimensionnement d’une réparation ou d’un renforcement dans le cas d’une insuffisance de résistance vis-à-vis de la flexion .................................83 4.1.2.2.1 - Cas d’un ouvrage non fissuré en service à vide................................................84 4.1.2.2.2 - Cas d’un ouvrage faiblement ou fortement fissuré en service à vide ..86 4.1.2.3 - Hypothèses pour le dimensionnement d’une réparation ou d’un renforcement dans le cas d’une insuffisance de résistance vis-à-vis de l’effort tranchant seul ....90 4.1.2.3.1 - Généralités...............................................................................................................................90 4.1.2.3.2 - Cas d'un ouvrage non fissuré .......................................................................................92 4.1.2.3.3 - Cas d'un ouvrage légèrement fissuré ......................................................................93 4.1.2.3.4 - Cas d'un ouvrage fortement fissuré .........................................................................94 4.1.2.4 - Hypothèses pour le dimensionnement d’une réparation ou d’un renforcement dans le cas d’une insuffisance de résistance vis-à-vis de l’effort tranchant, de la torsion, voire de la flexion transversale et des efforts de diffusion....................94 4.1.2.4.1 - Généralités...............................................................................................................................94 4.1.2.4.2 - Évaluation des actions et des sollicitations développées dans et à proximité des sections d’ancrage d’armatures de précontrainte.......96 4.1.2.4.3 - Règles forfaitaires de cumul de ferraillages ....................................................105 4.1.2.4.4 - Méthode générale de vérification d’une plaque à l’ELU (méthode dite du sandwich) ......................................................................................107 4.1.2.4.5 - Dimensionnement de la réparation et/ou du renforcement .................108 4.1.3 - Cas d’un élément dont le fonctionnement relève du béton armé ....................................108 4.1.3.1 - Généralités ....................................................................................................................................................108 4.1.3.2 - Techniques de réparation ou de renforcement passives ou actives...........................109 4.1.3.3 - Hypothèses de calcul pour le dimensionnement de la réparation ou du renforcement d’un élément dont le fonctionnement relève du béton armé....110 4.2 - TRAITEMENT DES INSUFFISANCES STRUCTURALES LIÉES À LA CORROSION DES ARMATURES DE PRÉCONTRAINTE .................................................................................................................112 4.2.1 - Généralités......................................................................................................................................................................112 4.2.2 - Les diverses formes de la corrosion des armatures de précontrainte......................112 4.2.2.1 - Cas de la précontrainte par pré-tension .....................................................................................112 4.2.2.2 - Cas de la précontrainte par post-tension ...................................................................................113 4.2.3 - Techniques de réparation envisageables en cas de corrosion des armatures de précontrainte .................................................................................................................115 4.2.3.1 - Cas des armatures de pré-tension .................................................................................................115 4.2.3.2 - Cas des armatures de post-tension intérieures au béton ................................................116 4.2.3.3 - Cas des armatures de post-tension extérieures au béton ...............................................118 4.2.3.3.1 - Cas des câbles adhérents protégés par un coulis de ciment ..............118 4.2.3.3.2 - Cas des câbles non-adhérents.................................................................................118 5 - TECHNIQUES DISPONIBLES POUR CONCEVOIR DES RÉPARATIONS OU DES RENFORCEMENTS PAR PRÉCONTRAINTE ADDITIONNELLE............................119 5.1 - CONTRAINTES À PRENDRE EN COMPTE LORS DE LA CONCEPTION D’UNE RÉPARATION OU D’UN RENFORCEMENT PAR PRÉCONTRAINTE ADDITIONNELLE ......120 uploads/Voyage/ reparation-et-renforcement.pdf