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Renforcement par chemisage en beton

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chemisage en béton

Publié dans : Ingénierie
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Renforcement par chemisage en beton

  1. 1. RENFORCEMENT PAR CHEMISAGE EN BETON Réaliser par : -kraouche djalal -m’hammedia ilyes Dériger par : -melle ,mrabet kheira
  2. 2. Plan de travaille • Généralités • Les dommages de béton • Les techniques de renforcement • Introduction • Définition de chemisage en béton • Comparatif des méthodes de renforcement • Mise en ouevre de chemisage en béton • Chemisage par l’ajout de nouveau voiles • La colle • Les inconvénients de Chemisage de béton • Chemisage poteaux, poutre, semelle • Exemple de renforcement par chemisage en béton • conclusion
  3. 3. Généralités • Les éléments structuraux, dépendent de leur résistance sismique souhaitable, le niveau de dommages, peuvent être réparés ou renforcés avec l’injection de résine, remplacement des pièces de endommagés, de chemisage en B/A, ou acier. • La clé du succès de la procédure de réhabilitation doit atteindre un degré élevé de collage entre le béton existant et le nouveau.
  4. 4. Les dommages de béton • Les dommages des poteaux apparaissent à différents niveaux comme: • Fissures fines (horizontales ou diagonales) sans écrasement du béton ou rupture des armatures. • Eclatement (écaillages) extérieure du béton sans dommages des armatures ; • Écrasement du béton, rupture des cadres et flambement des armatures • Selon le degré de dommages, différentes techniques peuvent être appliquées, comme l’injections de résine, l’enlèvement et le remplacement où chemisage
  5. 5. Il existe différentes techniques de renforcement : - dispositifs de butée et mécanismes d’amortissement, - le renforcement par addition de nouveaux éléments de construction verticaux et/ou horizontaux: voiles, chaînages, micropieux, etc. - l’amélioration de la résistance de la section transversale des éléments structuraux (ajout de section transversale pour améliorer la résistante en traction) - le renforcement par confinement des éléments comprimés, - le renforcement par précontrainte, - la réalisation d’ancrages efficaces (des planchers, des charpentes, etc.), - la réparation (injection des fissures, remplacement du béton ou des armatures détériorées, etc.), - le renforcement du sol. Les techniques de renforcement
  6. 6. Principales techniques de renforcement : • réduction des masses pour réduire l’action sismique ; • solidarisation de deux blocs de bâtiment lorsqu’il est impossible de réaliser un joint de désolidarisation • renforcement du système de fondations. Objectifs: - augmentation de la surface d’assise pour réduction de la pression sur le sol - augmentation de la rigidité et renforcement du ferraillage de la semelle ; - renforcement par application de matériaux composites (fibres carbone, verre ou par chemisage en béton armé )
  7. 7. Introduction : Un bâtiment ancien, conçu et réalisé sans considération parasismique, situé dans une zone géographique “nouvellement” sismique, devra être renforcé en vue de résister à un séisme s’il y existe un Plan de prévention des risques naturels séisme Chemisage en béton  Le renforcement des éléments consiste à améliorer leurs caractéristiques mécaniques de manière à ce qu’elles offrent une meilleure solidité́ aussi bien en état de service qu’en état de résistance ultime.
  8. 8. Définition : Les chemisages en béton armé sont appliqués sur le périmètre des poteaux et des murs qui est le cas idéal ou parfois d'un ou plusieurs côtés selon les besoins suivants :  augmentation de la portance,  augmentation de la résistance en flexion et/ou au cisaillement,  augmentation de la capacité de déformation,  amélioration de la résistance des jonctions par recouvrement défaillantes.
  9. 9. Définition de chemisage : • Fait de couvrir l’intérieur par des revêtements protecteurs • consiste à chemiser l’élément en augmentant sa section par mise en œuvre d’une épaisseur de béton sur tout le périmètre de l’élément primitif. • L’utilisation d’un micro-béton, auto- compactable, pour améliorer la transmission des efforts
  10. 10. • Il convient que l'épaisseur des chemisages permette de disposer à la fois des armatures longitudinales et transversales avec un enrobage adéquat. • Lorsque les chemisages ont pour objectif d'augmenter la résistance en flexion, il convient de prolonger les barres longitudinales jusqu'à l'étage continu par l'intermédiaire de percées dans la dalle, tandis qu'il convient de disposer des épingles horizontales au niveau des nœuds par le truchement de trous horizontaux percés dans les poutres. Les épingles ne sont pas nécessaires dans le cas de nœuds intérieurs entièrement confinés. • Lorsque seule une augmentation de capacité de résistance et de déformation vis-à-vis de l’effort tranchant est à considérer, éventuellement avec une amélioration de la jonction par recouvrement, il convient que l'extrémité des chemisages (à la fois le béton et les armatures) préserve un espace par rapport à la dalle de l'ordre de 10 mm.
  11. 11. • Le procédé classique dont l’efficacité a été largement vérifié par l’expérience, consiste à chemiser l’élément en augmentant sa section par mise en œuvre d’une épaisseur de béton sur tout le périmètre de l’élément primitif. • L’utilisation d’un micro-béton, autocompactable, pour remplir les interstices sans mode de vibration, peut s’avérer essentielle. • La préparation du support est très importante, il est donc nécessaire de faire des décaissés dans le béton pour améliorer la transmission des efforts, de traiter les surfaces avec une peinture primaire de résine époxy
  12. 12. Chemisage acier Chemisage béton armé Chemisage BTHP fibré Avantages - faible augmentation des sections - assez rapide à mettre en œuvre - peu coûteux - ne nécessite pas de main d’œuvre hautement qualifiée - bonnes performances en termes de dissipation d’énergie - très bonne durabilité Inconvénients - coût élevé -nécessité , d’une main d’œuvre g qualifiée -sensibilité à la corrosion ; entretien régulier nécessaire -augmentation de la section (et de l’encombrement) et du poids de la structure -corrosion et autres pathologies du béton armé - nécessité de coffrages ; travaux assez longs - augmentation du poids de la structure - nécessite une main d’œuvre qualifiée - coût élevé Comparatif des méthodes de renforcement
  13. 13. Mise en ouevre
  14. 14. 1. Réparation des fissures  Prescriptions particulières de réparation des fissures supérieures à 10 mm pour les murs en maçonnerie: Réparation de la fissure inclinée par la réalisation des potelets en béton armé.
  15. 15. 2. Adjonction d’armatures d’acier Il s’agit là d’enlever le béton dans les zones où les aciers sont corrodés. Conformément au contrôle des zones anodiques pour prévenir la corrosion, il est important de comprendre que les dégradations dues à la corrosion de l'armature surviennent d'abord dans des zones à faible recouvrement, particulièrement dans des structures très fortement contaminées aux chlorures.
  16. 16. 2. Adjonction d’armatures d’acier  Elimination des zones dégradées : Avant de réparer les zones dégradées, les revêtements en place doivent être retirés, sur toute la surface, par un moyen mécanique ou chimique . Pour traiter les armatures corrodées, il convient de les dégager par burinage, repiquage ou bouchardage, jet d'eau ou sablage. les surfaces de béton sont ensuite nettoyées, afin de faire disparaître toute poussière ou toute souillure, subsistant après l'élimination des bétons dégradés. Ce nettoyage peut être réalisé par voie humide ou sèche (brossage et soufflage).
  17. 17. 2. Adjonction d’armatures d’acier Les armatures existantes, conservées doivent êtres bien soignées, afin éviter une continuité de leurs dégradations. Les armatures complémentaires doivent s’opposer à la fissuration et contribuer à la résistance des sections ainsi renforcées.  Remplacement des armatures fortement corrodées : La liaison s’effectue par scellement ou soudure tout en respectant les longueurs de recouvrement et d’ancrage.
  18. 18. 2. Adjonction d’armatures d’acier  Protection des armatures : La protection des armatures consiste à appliquer sur toute la surface des armatures dégradées (périphérie complète), un produit assurant leur protection vis-à-vis de la corrosion. Ce traitement est réellement nécessaire pour des raisons techniques. Cette application doit suivre immédiatement le décapage, car l'oxydation des armatures risque de s'amorcer et de compromettre la bonne tenue de la réparation.
  19. 19. 2. Adjonction d’armatures d’acier La géométrie d’origine doit être régénérée avec des mortiers riches pour augmenter l’adhérence et la résistance mécanique de sections finales.  Etapes de la réfection des bétons :
  20. 20. 3. Projection du béton Lorsque la surface dégradée est importante, on peut employer la technique du béton projeté (par exemple, pour réparer un bâtiment après un incendie). Cette technique consiste à projeter du béton convenablement dosé sur un support préalablement sablé. Sous l'effet de sa vitesse de projection et des accélérateurs de prise, ou raidisseurs, qui y sont inclus, le béton s'accroche très solidement sur le support et forme avec lui une structure homogène.
  21. 21. 3. Projection du béton La technique du béton projeté est compétitive dés lors que la surface de béton à traiter est suffisamment importante, ce qui permettra d'amortir le coût de la mise en œuvre du matériel. Son application nécessite de disposer d'une distance de recul de 1m par rapport à la surface à traiter pour pouvoir intervenir soit horizontalement, soit verticalement, et d'une emprise de 100 mètres carrés environ, dans un rayon de moins de 700 mètres du lieu d'intervention, afin d'y installer le compresseur, et y stocker et mélanger les matériaux à projeter.
  22. 22. 3. Projection du béton Avantages - possibilité d’utiliser des granulats de grande dimension (15 à 20 mm) - Un dosage relativement faible en ciment. - Un faible rapport E/C. - Un compactage énergique - Une bonne adhérence sur le support. - Une pénétration en grande profondeur dans les pores. - Une éventuelle projection en plafond sans accélérateur de prise Inconvénients - Pertes de volume du béton projeté importantes par rebondissement. - Production de poussières.
  23. 23. 3. Projection du béton Avantages - Composition uniforme de la couche projetée - Pas de rebondissement violent. - Pas de production de poussières. Inconvénients - Compactage faible. - Nécessité d'accélérateurs de prise. - Dosage en eau et en ciment plus élevé pour assurer une plasticité nécessaire.
  24. 24. 4. Chemisage des sections de béton Le procédé classique dont l’efficacité a été largement vérifié par l’expérience, consiste à chemiser l’élément en augmentant sa section par mise en œuvre d’une épaisseur de béton sur tout le périmètre de l’élément primitif. La préparation du support est très importante, il est donc nécessaire de faire des décaissés dans le béton pour améliorer la transmission des efforts, de traiter les surfaces avec une peinture primaire de résine époxy, de mettre le renforcement (armatures), réaliser le bétonnage par coulage ou pompage.
  25. 25. Chemisage par Augmentation des sections des poteaux Piquage et nettoyage de l’ancien béton Ancrage des chevilles Fixation des armatures additionnelles Étalage d’une couche de résine
  26. 26. Chemisage par l’ajout de nouveau voiles Piquage et nettoyage de l’ancien béton Ancrage des chevilles Fixation des armatures additionnelles Étalage d’une couche de résine coulage
  27. 27. • La colle: c'est une résine époxy choisie pour ses propriétés d'adhérence sur acier ainsi que sur le béton La colle
  28. 28. Les inconvénients de Chemisage de béton Les inconvénients de renforcement par un béton additionnel sont résumés comme suit: Chemisage en béton = augmentation de la section Crée une différence de masse â l’étage spécifié au renforcement Cette différence crée une excentricité considérable entre le centre de masse et le centre de torsion Crée une différence de rigidité entre étages Augmentation de la rigidité de l'étage Augmentation de la descente de charges de la structure Redimensionnement des fondations A noter que le renforcement d'un élément par l'augmentation de sa section de béton (chemisage), influe directement sur la masse de la structure, comparativement aux autres moyens de renforcements, qui se caractérisent par leur légèreté relative
  29. 29. Chemisage poteaux, poutre, semelle Lorsque seule une augmentation de capacité de résistance et de déformation vis-à-vis de l’effort tranchant est à considérer, éventuellement avec une amélioration de la jonction par recouvrement, il convient que l'extrémité des chemisages (à la fois le béton et les armatures) préserve un espace par rapport à la dalle de l'ordre de 10 mm Dans les cas habituel de chemisages sur la périmètre, l'action composée de l’ancien et le nouveau béton est parfois assuré seulement par la liaison naturel des deux matériaux, qui peuvent être renforcés avec la rugosité de l’ancien surface, et parfois ils sont renforcés en soudant quelques barres repliées vers le haut entre les armatures longitudinales existant et le nouveau . Ce raccordement est nécessaire quand le poteau est détérioré complètement ou quand sa hauteur est trop grande, dans ce cas il y a un danger de flambement des nouvelles armatures longitudinales. Cependant, les essais en laboratoire ont prouvé que, en général, le degré d'action composée obtenu est très satisfaisant même avec le transfert de la force de renforcement en soudant les armatures longitudinales
  30. 30. Exemple de renforcement par chemisage en béton Ce que nous avons trouvé Un des poteaux de façade. Les fissures sont de très mauvais augure !
  31. 31. Un autre poteau de la façade principale, à l'entrée de l'immeuble. Là aussi, les fissures prouvent que les charges limites ont été dépassées.
  32. 32. Un des voiles périphérique du sous-sol. On y voit une tentative de puisard pour évacuer les eaux d'infiltration. Peu efficace. Là, on constate des velléités de réparation par un replâtrage inapproprié !
  33. 33. Une des dalles pleines en plafond.L'entrée du parking, accessible par le sous-sol de l'immeuble voisin. Dans cette zone, le plafond est constitué de la dalle pleine de la cour de service, qui sert elle-même de parking à ciel ouvert.
  34. 34. Prise du même endroit, avec vue vers la droite. À gauche de la photo, le noyau central de l'immeuble, qui contient la cage d'escalier et la trémie des ascenseurs. L'immeuble commence à la caisse rouge, jusqu'au voile périphérique situé au fond, le long de la rue en surface.
  35. 35. Un des quatre poteaux les plus chargés de l'immeuble. Il reprend la totalité de la charge de la cage d'escalier centrale, la machinerie d'ascenseur… Et le réservoir d'eau de 20 m3 qui se trouve en terrasse, au-dessus du 5° étage.
  36. 36. Ce qui reste d'un support de la dalle du parking de la cour de l'immeuble…
  37. 37. La décision fut prise de renforcer tous les poteaux existants en les "rechemisant" par l'extérieur au micro-béton projeté après avoir ajouté les armatures nécessaires.
  38. 38. L'aspect typique d'un poteau en cours de renforcement. On voit très bien par la déformation de ses armatures originales et l'éclatement du béton qu'il s'est littéralement écrasé sur lui-même ! Les nouvelles armatures sont en place, avant sablage et projection du micro- béton. Notre seule et unique technique pour renforcer les éléments de structure. Ici, c'est sur un voile périphérique dont on voit la deuxième nappe d'armatures. Quelques photos pour illustrer les travaux
  39. 39. Un poteau en cours de projection. On note les étais à vis qui peuvent supporter 30 tonnes.
  40. 40. Le même, en attente de la dernière couche de projection.
  41. 41. Le même, terminé.
  42. 42. Le ferraillage du radier complémentaire avec ses cales, avant coulage. Aciers d'ancrage du radier dans les poteaux, scellés à la résine. Le recouvrement avec les aciers de la nappe du radier est de 52 diamètres.
  43. 43. Pour l'état avant traitement,
  44. 44. Notre seule intervention extérieure, sur la façade. On note la présence en quantité des étais à vis de 30 tonnes !
  45. 45. Les deux poteaux de l'entrée après traitement.
  46. 46. Conclusion • On peut renforcer la stabilité génaéler des ouvrages par ajout de certains éléments de contreventement intérieurs comme les voiles, ou bien la stabilité de certains éléments structuraux : poteaux, poutres et voiles par chemisage en béton, • Mais il faut etre toujours prudent concernant le comportement de la structure aprés le renforcement et surtout les endroits de formation des rotules plastique et qui peuvent provoquer la ruine de l’ouvrage aprŁs le passage d’un séisme
  47. 47. Et mercie pour votre attention

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