Structures en béton armé - Eurocode 2 - Généralités Utilisation du béton armé en BTP

1. 1
STRUCTURES EN BÉTON
ARMÉ 1 - Eurocodes
SBA1
Professeur Marwan SADEK
https://www.researchgate.net/profile/Marwan_Sadek
https://fr.slideshare.net/marwansadek00
Email : marwansadek00@gmail.com
Si vous détectez des erreurs, merci de me le signaler à l’adresse : marwansadek00@gmail.com

2. 2
PLAN – SBA1
M. SADEK
Ch 1 : Généralités – Utilisation du béton armé en BTP
Ch 2 : Evolution de la Règlementation – Etats Limites
Ch 3 : Caractéristiques mécaniques des matériaux – Lois de
comportement
Ch 4 : Durabilité et Enrobage
Ch 5 : Poutre en flexion simple – Etat Limite Ultime ELU
Ch 6 : Poutre en flexion simple – Etat Limite de Service ELS
Ch 7 : Section soumise à une Traction simple

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QUELQUES RÉFÉRENCES
Ancien règlement : BAEL 91, 99
 Règles BAEL 91 modifiées 99, Règles techniques de conception et de calcul des
ouvrages et constructions en béton armé, Eyrolles, 2000.
 J. Perchat (2000), Maîtrise du BAEL 91 et des DTU associés, Eyrolles, 2000.
 J.P. Mougin (2000), BAEL 91 modifié 99 et DTU associés, Eyrolles, 2000.
 ….
EUROCODES
 H. Thonier (2013), Le projet de béton armé, 7ème édition, SEBTP, 2013.
 Jean-Armand Calgaro, Paolo Formichi ( 2013) Calcul des actions sur les
bâtiments selon l'Eurocode 1 , Le moniteur, 2013.
 J. M. Paillé (2009), Calcul des structures en béton, Eyrolles- AFNOR, 2009.
 Jean Perchat (2013), Traité de béton armé Selon l'Eurocode 2, Le moniteur,
2013 (2ème édition)
 Manual for the design of concrete building structures to Eurocode 2, The
Institution of Structural Engineers, BCA, 2006.
 A. J. Bond (2006), How to Design Concrete Structures using Eurocode 2, The
concrete centre, BCA, 2006.
https://usingeurocodes.com/
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En plus des Eurocodes, les références principalement
utilisées dans la préparation de ce support sont :
 Thonier 2013
 Perchat 2013
 Paillé 2009
Quelques figures et formules ont été tirées de :
 Cours de S. Multon - BETON ARME Eurocode 2 (disponible sur internet)
 Cours béton armé de Christian Albouy
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M. SADEK
CHAPITRE 1
Généralités – Utilisation du béton armé
en BTP

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Constructions béton , BTP- Constructions modernes
- Béton armé : L'inventeur officiel du béton armé est François
Hennebique en 1886 qui l'utilisa pour la construction en
1899 du premier pont civil en béton armé de France, le
pont Camille-de-Hogues
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(1848) Joseph Louis Lambot (cultivateur) : béton de chaux hydraulique
associé à des armatures métalliques. Réalisation d’une barque

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Constructions béton , BTP- Constructions modernes
BÉTON ARMÉ
  
BÉTON PRÉCONTRAINT
TECHNIQUE INVENTÉE PAR EUGÈNE FREYSSINET EN 1928
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Constructions béton , BTP- Constructions modernes
Le béton armé est constitué de :
 Béton (Excellente résistance à la compression)
 Armature en acier (Excellente résistance en compression et
en traction)
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Constructions béton BTP-Constructions modernes
 Bâtiments : logements, bureaux, hôpitaux, écoles..
 Travaux publics : Ponts, barrages, soutènements, ports,
aérodromes, Dalles TGV…
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Constructions béton , BTP-Constructions modernes
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Construction béton , BTP-Constructions modernes
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 Parpaing (Bloc de béton creux)
 Coulis (de ciment) : Ciment + eau
(bentonite, sable fin, cendre ..)
 Mortier (de ciment) : Ciment + eau +
Sable (enduit, Chape, joint ..)
Béton de ciment
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Matériau Béton (béton de ciment)
Formulation (Plusieurs méthodes : Baron, Bolomey, Dreux .. )
 Ciment (Liant hydraulique)
 Eau (Hydratation du liant)
 Granulat (Sable + Gravillons)
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Autre béton :
béton ou enrobé
bitumineux
(liant hydrocarboné)
Couches de roulement
des Chaussées routières
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 Les ciments existent depuis l’époque romaine
(Construction des ports)
 Leur forme moderne : connue sous le nom de
Ciment Portland artificiel
(Louis Joseph Vicat 1817 et Joseph Apsdin 1824)
CIMENT
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CIMENT
 Le ciment est un des composants essentiels du béton
agissant comme une colle
 Le ciment est un liant hydraulique qui fait prise par hydratation,
c'est-à-dire au contact de l'eau
Clinker
Ciment
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BETON
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800 litres de gravillons
+
400 litres de sable
+
300 à 400 kg de ciment
+
175 l d’eau
E/C : autour de 0.4
=
 Adjuvants : retardataires , accélérateurs de prise..
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 Attention !!
BÉTON MAIGRE (de propreté) – GROS BÉTON
Faible dosage en ciment : 100 à 150 kg / m3
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COMPOSITION ET MISE EN ŒUVRE
 Formulation
 Malaxage (Camion à bétonnière)
 Coffrage (dans es moules provisoires de taille variable, dans
lesquels on coule le béton)
 Positionnement des armatures (si béton armé)
 Coulage
 Eventuellement Vibration (pour compacter le béton dans le
coffrage)
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Mise en œuvre
 Vidéo 1 : Coulage d’une dalle
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Béton : matériau fragile
- Résiste bien à la compression
- Résiste mal à la traction
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Les Propriétés dépendent de la formulation
 Résistance à la compression
 Retrait et fluage peu importants
 Ouvrabilité (facilement mis en œuvre)
Etanchéité, résistance aux gels, à l’abrasion ...
( ! en gardant un prix raisonnable !)
 Paramètres importants : rapport E/C, granularité grossière ou
étalée, température ..
 Adjuvants : retardataires , accélérateurs de prise..
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 GRANULATS (Squelette du béton)
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 Adjuvants
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Coffrage du béton et positionnement de l’acier
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Coffrage du béton et positionnement de l’acier

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Principe du Béton Armé
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 Le Béton travaille en compression : Le béton doit présenter, après
durcissement, une certaine résistance à la compression
(la résistance de traction du béton est faible)
 L’acier : reprend les contraintes de traction
(parfois l’acier aide le béton en compression)
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Principe du Béton Armé

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Traction :
Repris par l’acier
Béton travaille en
compression
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Principe du Béton Armé

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 Vidéo 2 : Coulage d’une poutre + essai de chargement
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Principe du Béton Armé

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 Le comportement du béton armé est basé sur des
phénomènes d’adhérence : une liaison parfaite est assurée
entre le béton et l’acier afin que dans une même fibre leur
déformation soit la même
 Une autre propriété importante : Coefficient de dilatation
thermique est le même Acier / Béton
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Principe du Béton Armé

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!! Attention !!
 En Béton Précontraint, le rôle de l’acier est de réduire voire annuler les
contraintes de traction dans le béton
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 Résistance à la compression
La résistance à la compression peut être
mesurée en laboratoire sur des éprouvettes
généralement cylindriques confectionnées
avec le béton destiné à l’ouvrage à contrôler.
Eprouvette : Elancement 2
(diamètre de 16 cm, hauteur de 32 cm)
CARACTÉRISATION DU BÉTON
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36. 36
Acoustique
Thermique
Résistance au feu
…
ASPECTS PARTICULIERS
Masse volumique ??

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ACIER du B.A.
 Fonction principale : Résister à la Traction
 Haute Adhérence ou HA : en général (dépliage interdit)
Ronds Lisses (RL) : Armature transversale (ou en cas de dépliage)
 Adhérence Acier béton, Enrobage ..
(Le béton d’enrobage dans la zone tendue sert à protéger l’acier contre la corrosion)
 Barres longitudinales, Cadres
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ACIER du B.A.

39. 39
Armature longitudinale
(Contraintes normales – Flexion)
Armature transversale
(Contraintes de cisaillement –
Effort tranchant)
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ACIER du B.A.

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 Façonnage de l’acier : Plier, Couper, Dresser, Souder ..
Diamètre minimal du Mandrin de cintrage
 Le béton ne doit pas casser
 L’acier ne doit pas perdre ses caractéristiques d’adhérence
 Favoriser l’utilisation de faibles diamètres
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Vidéos 3 : Façonnage - Armatures
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 Liberté dans le choix des formes
 Bonne durabilité
 Bonne résistance au feu
 Economie : Utilisation de matières premières peu coûteuses
(granulats, ciments et eau)
Avantages des structures en BA

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 Poids élevé sur les structures de grandes portées et sur les
fondations
 Isolation thermique faible : mesure de protection
supplémentaire pour les parois extérieures du bâtiment
 Travaux onéreux liés à la transformation et à la démolition
des ouvrages en béton (difficulté de modifier un ouvrage
existant)
Inconvénients des structures en BA

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 Faisabilité , sondages géotechniques
 APS, APD, plans d’architecture
BE Structure
 Analyse des efforts/ sollicitations – Descente de charge
 Dimensionnement BA
 Plans d’exécution (coffrage, Ferraillage)
ELABORATION D’UN PROJET

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 Fondations, longrines
 Poteaux, poutres
 Planchers, dalles
 Chainages, linteaux
…
ELEMENTS BA d’un bâtiment
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 Poutres principales / secondaires – dalle pleine
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Poutres / Poteaux

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Portiques (poutres / poteaux)
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 Formes de poteaux

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 Vidéo 4 : Coffrage + coulage Voile en B.A
 Voiles

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Plan de fondations (superficielles)
Semelles isolées / chaînages
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Semelles isolées

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Semelles filantes sous murs
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Configurations possibles
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Fondations profondes
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 Eléments préfabriqués
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Prédalle
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58. 58
Plancher poutrelles entrevous
(hourdis)
 Vidéo 5
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Descente de charge

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Modélisation 3D – Descente de charge

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Modélisation 3D – Descente de charge

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 Exemple - Charge sur poteau
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