cr-matériaux_theodore-gabin-raynaud-waxin-makhlouq

PolytechLilleGTGC4 Page1

TP:MatériauxduGénieCivil

Groupe:JacquesTHEODOREYoanGABIN

IsabelleRAYNAUDLucileWAXIN

NajimMAKLHOUQ

TP-Matériaux


Tabledesmatières

Introduction......................................................................................................................................3

I. Compositiondesbétons..............................................................................................................41. Étudedesgranulats.........................................................................................................................................................................42. Étudeducimentetdel’eau..........................................................................................................................................................53. Proportiondesgranulatsetétudedelacompacité...........................................................................................................74. Compositionfinaledumélange...............................................................................................................................................105. Remarques.......................................................................................................................................................................................10

II. Dimensionnementduferraillage...............................................................................................111. SchémamécaniqueetanalyseRDM......................................................................................................................................112. Dimensionnementduferraillagelongitudinalpourlarupture................................................................................133. Dimensionnementduferraillagetransversalpourlarupture..................................................................................164. Étudedesancrages.......................................................................................................................................................................175. Remarques.......................................................................................................................................................................................18

III. Exploitationdesrésultats.........................................................................................................191. Résistanceàlacompressiondubéton:essaidestructif..............................................................................................192. Rupturepoutrenonarmée.......................................................................................................................................................203. Ruptureaumomentfléchissant..............................................................................................................................................214. Ruptureàl’efforttranchant......................................................................................................................................................225. Étudedesflèches...........................................................................................................................................................................236. Remarques.......................................................................................................................................................................................23

Conclusion.......................................................................................................................................24

TabledesAnnexes...........................................................................................................................251. Tableaurécapitulatifdesdimensionnements...................................................................................................................262. PlandecoffragepoutreP1........................................................................................................................................................273. PlandecoffragepoutreP2........................................................................................................................................................284. PlandecoffrageréelpoutreP1...............................................................................................................................................295. PlandecoffrageréelpoutreP2...............................................................................................................................................30

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Introduction

AucoursdeceTP,nousallonsmettreenévidencelecomportementréeldesstructuresenbétonarmé.

Pourcela,nousallonsétudier le comportementdepoutre isostatiqueavecdifférents ferraillagesen flexion3points. L’objectif de ce TP est de nousmontrer l’importance du ferraillage et de lamise enœuvre dans unélémentenbétonarmé.

Ce TP s’articule autour de 3 axes principaux. Dans un premier temps, nous allons formuler unecompositiondebétonquirépondànosexigencesmécaniques.Puis,nousallonsétudier2modesderuptures(moment fléchissant et effort tranchant) afin de distinguer l’importance du ferraillage. Et enfin, nous allonseffectuer des essais sur les différents éléments afin de pouvoir comparer les résultats réels aux résultatsthéoriquesetd’expliciterl’originedesécartsobtenus.

Nousallonsétudierthéoriquementlacompositionde3bétonsdifférents.Maispratiquement,nousallonsréaliser1béton.Lesrésultatsobtenuspourcebétonpourrontêtregénéraliséscaronrestedansunegammedebétonavecdescomportementssimilaires(fck<55MPa)

LebétonréaliséseralebétonA

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I. Compositiondesbétons

Danscettepartie,nousallonsanalyserlacompositiondubétonafind’obtenirlescaractéristiquesmécaniquesrecherchées.LacompositiondubétonseraeffectuéeselonlaméthodedeDreux-Gorisse

1. Étudedesgranulats Dansunpremiertemps,ilestnécessairedeconnaîtrelagranulométriedesmatériauxutilisés.Aprèstamisageonnousafournilesinformationssuivantes:

Apartirdecesinformations,noussommesenmesuredetracerlacourbegranulométriquedesdifférentscomposants:

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Apartirdecettecourbe,noussommesenmesuredeconnaîtrelemoduledefinessedusableetle diamètre du plus gros granulat. Le diamètre du plus gros granulat est le diamètre pour lequel letamisâtcumuléestégalà95%.Ici,D=16mm.LemoduledefinesseMF=Σ refuscumulésdanslestamis4,2,1,0.5,0.25,0.125,iciMF=2,633.Cesdeuxvaleursvontconditionnerlescorrectionsàapporteraumélange.

2. Étudeducimentetdel’eau

La formuledeBolomey Fcm = K 'σ c28(CE− 0.5) permetd’estimer la résistancemoyennedubétonen

fonction de la classe du ciment et du rapport C/E. Dans notre cas, on recherche le rapport C/E,

l’équationdevient:CE=

FcmK 'σ c28

+ 0.5 .

Avec Fcm :Résistancemoyennedubéton= fck +8Mpa

σ c28 :Classevraieduciment

K ' :Coefficientgranulaire

Lecoefficientgranulaireestdéterminéàpartirdesinformationsextraitesdelacourbegranulométriqueetdelaqualitédesgranulats(ici:Trèsbonne)

Dansnotrecas,D=16mm,obtientdoncK ' =0,55

Laclassevraieducimentestmesuréeà28joursparessaidecompression.Dansnotrecas,nesachantpassilesessaisontétéeffectués,onmajorelaclasseducimentde10MPa.

Onobtientlesvaleurssuivantes:

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A partir des rapports C/E et des affaissements désirés, on est en mesure de déterminer undosagedecimentpournotremélangeàpartirdel’abaquesuivant:

Toutefois,ilexisteunecorrectionàapporteraudosageeneaudueàlatailledesgranulats.Eneffet,plusungranulatestgrandplus il faudrade l’eaupouravoirunemêmemaniabilité.Enappliquantcecoefficient, ilfaudra recalculer le dosage en ciment parce que ce rapport ce doit d’être constant afin d’obtenir lescaractéristiquesmécaniquesrecherchées.

Ici, D=16mm, par interpolation linéaire C=+2,14%, [Efinal = E *(1.0214) ] on obtient les dosagesdéfinitifssuivant:

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3. ProportiondesgranulatsetétudedelacompacitéPourdesdéterminer lesproportionsdegranulatsàutiliser,onvasebasersur lacourbederéférence.Cette courbe représente les proportions idéales à apporter au mélange afin d’obtenir un mélangeoptimal.Ontracelacourbeenutilisant3pointsderéférences:

-O(0;0)

-A(D/2; 50− D +K +Kp +K ' )

-B(D;100%)

Avec Kp =0silebétonn’estpaspompé

K ' :CoefficientquiprendencomptelafinessedusableK ' = 6MF −15

K :Coefficientquiprendencomptelavibrationetletypedegranulatutilisé.Cecoefficientestdéterminéàpartirdel’abaquesuivant:

Dansnotrecas,onconsidèreunevibrationnormale.Onconstatequececoefficientdépenddudosageenciment,onauradoncuncoefficientdifférentpourlesdifférentsbétonsquel'oncalcule.Onobtiendralesvaleursintermédiairesparinterpolationlinéaire.Onobtientlesrésultatssuivants:

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AprèsavoirobtenulesvaleursdeA,noussommesenmesurededéterminerlesproportionsenplaçant les points N et M qui sont l’intersection des courbes à 95 % et à 5%. Le graphique suivantreprésentelacourbederéférenceetlesproportionspourlegroupeA.

Onobtientlesproportionssuivantes:

Aprèsavoirobtenulesproportionsdegranulats,onpeutdéterminerlesvolumesdegranulatsencalculantlacompacitéetlevolumetotaldumélange.

Dansunpremiertemps,onpeutdéterminerlacompacitéenfonctiondelaplasticitéetduplusgrosgranulatsenutilisantl’abaquesuivant:

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Enutilisantcetabaque,ilestimportantd’apporterdescorrectionsenfonctiondelanaturedesgranulatsetdudosageenciment:

-Sableetgravillonconcassé=-0.03

- C −3505000

=0.0012(GroupeA)

Onobtientlescompacitéssuivantes:

Physiquement,lacompacitéγ représentelerapportvolumeabsoludesmatièressolidessurle

volumedubétonfrais.Ici,nousallonsraisonnersur1m3debéton.Onadonc:γ =Vm

1000[litres]

Avec:Vm =Vciment +Vsable +Vgravier

Enconnaissant ledosagedecimentpour1m3etsadensité,onestenmesured’obtenirVciment .Puis,onpeutdéterminerlevolumedesdifférentsgranulatsenutilisantlesproportionsdéterminéesau

préalable.Ensomme:

Vgranulats =Vm −Vciment =1000γ −VcimentVsable =%sableVgranulatsVgravier =%gravierVgranulats

Onobtientdonclesrésultatssuivants(Densitéciment:3,1;Densitésable:2,6):

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4. Compositionfinaledumélange

Danscettepartie,nousallonsrésumersousformedetableautouteslesproportionsnécessairespourobtenirlesbétonsdésirés.Ilestimportantdepréciserquelejourdelagâchée,ondevraprendreen compte la teneur eneaudes granulatspour limiterunapport excessif end’eauqui feradiminuernotrerapportC/Eetparconséquentlarésistancefinaledenotrebéton.

Deplus,nousavonsétabliunecompositionpour1m3debéton.Or,ilnousfaudraconfectionner3éprouvetteset3poutres.Leséprouvettessontdes16x32=0,0192m3debéton.Lespoutresont lesdimensionssuivantes:10x12x150=0,054m3debéton.Celareprésenteuntotalde0,0576m3debéton.

5. Remarques

Danscettepartie,nousallonssoulignerquelquesfacteursquimodifientconsidérablementnotrerésistanceencompression.

1. Les3poutresn’ontpasétéeffectuéesaucoursdelamêmeséance.Ellesneproviennentpasdelamêmegâchée.Ceciaurapoureffetd’amplifierlesécartsauniveaudesrésistancesencompression.

2. Lesélémentsn’aurontpassubidecureaucoursdeleurphasededurcissement.Decefait,ilyauraunepertederésistancedûeauretraitdeséléments.

3. AucoursduTP,nousavonsobtenusunaffaissementde10cmalorsquenousavionscalculépour un affaissement de 6cm. Ceci va entrainer un surplus d’eau dans le béton qui vaensuitelaisserdesvidesdansnotreélément.Onauradoncaffaiblinotrematériau.

4. Lescimentsontétéstockésàl’airlibre.Ilsontdoncétélégèrementaltérés.5. Lecimentutiliséestun32,5Nàdéfautdu52,5N.Touteslesproportionscalculéessontdonc

différentesdescelles réalisées.Onobtiendraunerésistancenettementdifférente lorsdesessais.

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II. Dimensionnementduferraillage

Danscettepartie,nousallonsnousintéresseraudimensionnementdessectionsd’armatures.Eneffet,aucoursdeceTP,nousallonsétudier3modesderuptures.Dansunpremiertemps,nousallonsétudierunepoutrenonarmée.Puis,nousallonsdimensionnerunepoutrepouruneruptureaumomentfléchissant.Etenfin,nousallonsdimensionnerunepoutrepouruneruptureàl’efforttranchant.

1. SchémamécaniqueetanalyseRDM

Nospoutresserontsollicitéesenflexion3points.Onpeutassimilerlevérinàunechargeconcentréeaumilieude lapoutre.Deplus, il fautcompterundébordde10cmdechaquecôtéde lapoutrecequinousdonneuneportéeeffectivede1.30m

Lechargementdelapoutrecorrespondàlachargevoulueàlaruine(GroupeA:20kN).Étantdonnélesfaiblesdimensionsdelapoutre,onpeutnégligerl’influencedupoidsproprepourledimensionnement.

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LeschémamécaniqueetlechargementdugroupeAnousdonneleseffortsinternessuivant:

OnobtientdoncunMu=6,5kN.metVu=10kN(GroupeA)

Surnosschémas,onafaitfigurerlessectionscritiquesvisàvisdesdifférentseffortsinternes.L’identificationdecessectionsnousserautilepourciblerlesdifférentsmodesderupture.

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2. Dimensionnementduferraillagelongitudinalpourlarupture Nous allons effectuer le dimensionnement de la section pour atteindre la rupture par momentfléchissant. Les résultats pour les autres groupes seront résumés dans un tableau à la suite de ladémonstration(Annexe1).

OnaMu=6,5kN.mappliquésurunesection10x12cm.Onnousdonnelesinformationssuivantes:

Matériaux

Pour la suite des calculs, on va supposer un comportement bilinéaire de l’acier. On considèrera lecomportementsimplifiédubéton(diagrammerectangulairesimplifié)

fck = 35Mpa fcd =fck1.5

= 23.33Mpa εcu2 = 3.5%o

fyk = 500Mpa fyd =fyk1.15

= 435Mpa εuk = 50%o εud = 45%o

Section

bw = 0.100m h = 0.120m Pourledébut,onposel’hypothèse d = 0.85h = 0,85.0,12 = 0,102m

Calcul

Armatureslongitudinales

Momentréduit:µbu =Mu

bwd2 fcd

=0,0065

0,1.0,1022.23,33= 0,268

Axeneutreréduit:

α =1, 25(1− 1− 2µub ) =1, 25(1− 1− 2.0, 267) = 0,398α <α lim = 0, 617 Rupture au pivot B => Rupture par écrasement de béton comprimé

Apartirdesesvaleurs,onpeutendéduireladéformationdel’acieretlacontraintedanslesarmatures:

εs =1−αα

εcu2 =1− 0,3980,398

3,5= 5,8%o

σ s = fyk (1+ (k −1)εs − 2, 47εuk − 2, 47

)

σ s = 435(1+ (1, 08−1)5,8− 2, 4750− 2, 47

) = 437Mpa

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D’où: As =Mu

σ sz=

Mu

σ s.d.(1− 0, 4α)=

0,0065437.0,102, (1− 0, 4.0,398)

= 1, 74cm2

Choixd’armatures:2HA10(1,57cm2){Parlégerdéfaut}avecφt =HA6

Nous allons optimiser notre section. En effet, nous avons posé l’hypothèse que d=0,85h.Nous allonsdonccalculerlahauteurutileréelledenotresection.

dréel = h− cnom −φt −φl2

dréel = 0,12− 0,015− 0,006−0,012

= 0,094m

dréel < dthéorique => MRd,r <Mu

MRd,r = Asσ sd(1− 0, 4α)MRd,r = 0,000157.437.0, 092.(1− 0, 4.0,398) = 5,3kN.m

Onobtientunmomentrésistantinférieur.Onpeutdoncremonterauchargementderupture:

MRd =Fl4 => F = 4MRd

l=4.0, 00531,3

= 16,3kN

Armaturestransversales

Vérificationdesbiellesdebéton

OnaVEd =10kN .IlfautqueVEd ≤VRd,max =αcwν1 fcdbwztanθ + cotθ

Avec:

αcw =1 (Coefficient qui prend en compte le fluage)

ν1 = 0, 6(1− fck250

) = 0, 6(1− 35250

) = 0, 516

z = d(1− 0, 4α) = 0, 094(1− 0, 4.0,398) = 0, 079mcotθ =1.75

D’où:

VRd,max =1.0, 516.23,33.0,1.0, 079

0, 57+1, 75= 41kN >VEd OK! Il n'y a pas de risque d'écrasement des bielles de béton

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Déterminationdesarmatures

Notre effort tranchant est constant sur la demi-travée. Il en résulte que l’espacement des armaturestransversalesseraconstantsurtoutelatravée.

IlfautqueVEd ≤VRd,s =Aswsz.cotθ. fywd =>

Asws≥

VEdz.cotθ. fywd

=0,010

0,079.1, 75.435=1,66cm2 /m

Nousavons2brinsdeHA6pourformerlescadres=> Asw = 0,56cm2

Onendéduitdonc: s ≤ Asw1,66cm2 /m

=0,561, 66

= 0,337m

Ilfautvérifierlesespacementsextrêmesausensdel’EC2:

Quotitéminimaled’armature:

(Asws

)min = 0, 08 fckfyk

bw = 0, 08 35500

0,1= 0, 9cm2 /m < Asws=1, 66cm2 /m OK!

Espacementmaximal: stmax = 0, 75.d = 0,0705m

sw > stmax => sw = stmax = 7cm Surtoutelapoutre

Emplacementdupremiercadre

L’emplacementdupremiercadreestdéterminéàpartirdunudel’appui

so = s 'o .cotθ

s 'o = cnom +φt +φl2=15+ 6+ 5= 26mm

so =1, 75.26 = 45, 5mm On choisit donc so = 4cm

Nous sommes en mesure de dessiner le plan de ferraillage de la poutre 1 (rupture par momentfléchissant).(Voirannexe2)

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3. DimensionnementduferraillagetransversalpourlaruptureDanscettepartie,nousallonsétudierleferraillaged’unepoutrepourquelarupturesoitdueàl’efforttranchant.Pourobtenircetypederuptureilfaut2conditions:

-Ilfautatteindrelacontraintelimiterepriseparlesarmaturestransversales

-Il faut atteindre cette contrainte avant d’atteindre la contrainte limite du bétoncompriméenflexionsimple.

Nousallonsdoncjouersurces2facteurs.

Surdimensionnementdelapoutreaumomentfléchissant

Danslapartieprécédente,nousavonsconstatéqu’ilsuffitde2HA10pouréquilibrerleseffortsdusaumoment.Nousallonsdoncaugmenterlacapacitédenotrepoutreenpassantà2HA12.

Cette étape est définie pour éviter que la rupture de la poutre ne soit due au momentfléchissant.

Déterminationdesarmaturestransversales

Pourqu’ilyaitruptureparefforttranchant,ilfautque:Asws<

VEdz.cotθ. fywd

Ilfautdoncque s > Asw1,66cm2 /m

=0,561, 66

= 0,337m

Avecunebornedéfinieparl’EC2 stmax ≤ 600mm

Onchoisitdonc s = 340mm

Ilestpossiblederemonteràl’effortréelprovoquantlaruptureparefforttranchant

VRéel =Asw.z.cotθ. fywd

s=0,56.10−4.0, 079.1, 75.435

0,34= 9,9kN

V =F2=> F = 2V =19,8kN

NousavonspuétablirleplandecoffragedepoutreP2(VoirAnnexe3)

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4. ÉtudedesancragesLematériel dans leHallGCnepermetpasde réaliserdes ancragesnormalisés. Cependant, dansunelogiquedeproductiondequalité,nousallonsétudierl’ancrageadéquatàmettreenplacepourlapoutreP1.

La longueur d’ancrage à mettre en place est définie par la formule suivante:lbd =α1α2α3α4α5lbd,rqd ≥ lb,min

Avec: lbd,rqd [longueurd’ancragederéférence]=φ4σ sd

fbd

α1 :prendencomptel’effetdelaformedesbarres

α2 :prendencomptel’effetdel’enrobageminimal

α3 :prendencomptel’effetduconfinementdesarmaturestransversales

α4 :tientcomptedel’influencedeplusieursbarrestransversales

α5 :tientcomptedelapressionorthogonaleauplandefendage

Déterminationdelalongueurd’ancragederéférence

Afindedéterminerlalongueurd’ancragederéférence,ilfautcalculerlacontrainteultimed’adhérencedenotrematériau.

Ona fbd = 2,25η1η2 fctd avec

fctd = 3, 2Mpa Pour un béton C25/30η1 =1 si les conditions d'adhérences sont bonnes (ici on se placera dans ce cas)η2 =1 pour φl < 32mm

Onobtientdonc fbd = 3,2Mpa

Ilfautensuitedéterminerlacontraintedanslasectionàpartirdelaquelleonmesurel’ancrage.

L’effortàancrer: fs =VEdmax.cotθ

2=0,01.cot(46, 2)

2= 0,007MN

σ sd =fsAreel

=fs

2HA10=

0,0091,57*10−4

= 57MPa

Cardansona1litd’armaturesprolongésurlesappuis.

D’où:lbd,rqd =

φ4σ sd

fbd=84573,2

= 35mm

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Déterminationdescoefficients

Onseplacedansl’hypothèsed’unancragedroit:

α1 :prendencomptel’effetdelaformedesbarres=1pourunancragedroit

α2 :prendencomptel’effetdel’enrobageminimal=1

α3 :prendencomptel’effetduconfinementdesarmaturestransversales=0,7caraucune

armaturetransversalesoudén’aétéprévu

α4 :tientcomptedel’influencedeplusieursbarrestransversales=1

α5 :tientcomptedelapressionorthogonalauplandefendage=1cariln’yapasdepression

orthogonalprovenantd’uneffortverticalsurl’appui(confinementparcompression)

Déterminationdelalongueurd’ancrage

Longueurminimaleàancrer:

lb,min >max{0,3lbd,rqd;10φ;100mm}lb,min >max{10,5mm;80mm;100mm}lb,min =100mm

Longueuràancrer:lbd =α1α2α3α4α5lbd,rqd = 0, 7.35= 24.5mm < lb,min d’où lbd =100mm

Toutefois, notre poutre à 10cm de débord après l’appui. En prenant en compte les conditionsd’enrobage (15mm), il estdonc impossibledeconsidérerunancragedroit. Il fautdonceffectuer unancragecourbe.

5. RemarquesDanscettepartienousallonspréciserlesmodificationslorsdelamiseenœuvredenoséléments.Lorsdesséancesnousavonsprislesspécificationssuivantes:

Ruptureaumomentfléchissant

-FerraillageréelAnnexe4

Ruptureàl’efforttranchant

-FerraillageréelAnnexe5

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Lespoutresserontsollicitéesenflexion3points,ilyauradoncuneinteractionM-Vplusimportantequesiellesétaientsollicitéesenflexion4points.Cetteinteractionaurapoureffet:

-Augmentationdeladéforméeglobaledelastructure

-Diminutiondel’effortrésistantdelastructure

LebétonmisenœuvreestunC25/30,orlescalculsontétéeffectuéspourunC35/45.Lachargederuptureetlapositiondel’axeneutreserontnettementdifférentesdelaréalité.

III. Exploitationdesrésultats

Danscettepartie,nousallons interpréter lesdifférentsrésultatsobtenusaucoursdesessais.Dansunpremier temps nous analyserons la résistance moyenne à la compression du béton afin de vérifier lacompositiondubéton.Puis,nouspourronsanalyser lesdifférentsmodesetchargesderuinedespoutresconfectionnées.

1. Résistanceàlacompressiondubéton:essaidestructif

Larésistanceencompressiond’unbétonestévaluéeautraversd’unessaiencompressionuniaxial.Nousavonsobtenulesvaleurssuivantes:

NousavionsformuléunbétonC25/30.Larésistancecaractéristiqueà28joursestde25MPa.Apartirdenosessais,onretrouveunemoyennede24MPa.Sionavaiteffectuéplusieursessais,onauraittrouvéunevaleurplusprochede la classedubéton. La résistanceobtenueestprochede25MPa toutdemême, lesdimensionnementssonttoujoursvalides.

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Nosdifférentespoutres(nonarmée,HA10etHA12)ontétésollicitéesenflexionsimple.Nousallonsdoncillustrerlesdifférentsmodederupturepossibledanssouscetypedechargement.

2. RupturepoutrenonarméeAprès avoir effectué l’essai sur la poutre non armée, on a obtenu la courbe Force-Déplacementsuivante:

LesmesuresontétéeffectuéesenL/2etL/4.Lachargederuptureestfixéeentre1,5et2kN. Sur legraphe,onconstateuneaugmentationbrutalede ladéformationsuivied’unechutedepression. Ceci est caractéristique d’une rupture fragile. Celle-ci intervient immédiatement lors de lacréationde lapremière fissure.L’EC2spécifiequ’il fautnégliger la résistanceà la tractiondubéton.Toutefois, on constate que le matériau impose une résistance aux efforts appliqués jusqu’à la 1èrefissuration.Cetterésistanceestatteintelorsquelarésistanceàlatractiondubétontenduestatteinte.En l’absence d’armatures, il y a propagation de la fissure sur toute la hauteur de la section la plussollicitée,cequiengendreuneruptureditefragile(Fig.1)

Fig1:Rupturefragile

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3. Ruptureaumomentfléchissant Nousavonsdimensionnélapoutre1[2HA10+10HA6@15cm]pourqu’ilyaitrupturedueaumomentfléchissant.Nousavonsobtenulacourbesuivante:

Onobtientunechargederuinede18kN,or,nousavionstrouvéunechargederuinede16,4kNaprès optimisation des calculs. Cet écart est dû aux fluctuations des résistances en compression dubéton.Eneffet,lorsdesessaisdecompression,onaobtenuunécart-typede5MPapourlarésistancedubéton. Sur le graphe, on constate que la courbe atteint un palier. Ce palier pourrait être considérécomme une plastification totale de la section. Lors du dimensionnement, nous avons conclu que larupture seraitdûeà l’écrasementdubétoncomprimé (PivotB). Eneffet, lorsde l’essai,nousavonsconstatéquelebétoncomprimépilotaitlarupture. Deplus,nousavonsconstatéquelapremièrefamilledefissuress’estforméevers5bar(chargederupturedubétonnonarmée).

Contrairement au béton non armé, la rupture n’est pas fragile. En effet, après la rupture dubéton, les armatures servent de support pour garder les deux tronçons solidaires, afin de limiter le«ProgressiveCollapse».

Fig.2:RupturePivotB:Écrasementbétoncomprimé

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4. Ruptureàl’efforttranchant Nousavonsdimensionnélapoutre2[2HA12+10HA6@15cm]pourquelarupturesoitdueàl’efforttranchant.Nousobtenonslacourbesuivante: Onobtientunechargederuinede22,5kNornousavionscalculéunechargederuinede19,8kN.Cesvaleursrestentproches.

Contrairementàlacourbeprécédente,onconstatequ’iln’yapasdepalier.Cecisignifiequelaruptureintervientavantlaplastificationdelasection.Laruptureestdoncconsidéréecommefragile.L’effort tranchant a été dimensionnant car nous n’avons pas pris les dispositions constructivesadéquates(Espacementde15cmcontre7cmpréconiséparl’EC2).

Eneffet, en coursonaétudiéque lesarmatures transversales serventà reprendre leseffortstranchantsgénérésparlechargement.Audébut,lebétondelapoutresuffisaitàreprendreleseffortstranchants.Mais,lorsquel’efforttranchantaatteintsavaleurcritique,desfissuresinclinéesà450sontapparues. Ces fissures représentent des zones de traction liées à l’effort tranchant. Le béton nerésistantpasauxeffortsdetractions’esttrèsvitedéformécequiaengendréuneruptureprématurée.

Fig.3:Ruptureefforttranchant

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5. ÉtudedesflèchesA partir des valeurs de flèches à la rupture, nous avons pu tracer les déformées réelles des différentséléments:

OnconstatequeladéforméedelapoutrecontenantlesHA10estplusimportante.Ceciestcohérentcar:

-LapoutreenHA12estplusrigidedufaitdesonsurplusd’armatureslongitudinales

-LapoutreenHA12aatteintuneruptureprématurée

Théoriquement,onobtientlesvaleursdesflèchesenutilisantl’inertieréelledelapoutre[InertieBétonComprimé + inertie armature]. On obtient les valeurs de 8,25mm pour les HA10 et 7,37mm pour lesHA12.Onobserveunécartconsidérableduessentiellementàdeserreursdeprécisionlorsdelalectureetdel’emplacementdescomparateurs.

6. RemarquesNous avons mis en évidence plusieurs aspects qui peuvent influencer la capacité portante d’unélément:

-L’espacement maximal autorisé permet de limiter les ruptures prématurées dues à l’efforttranchant.

-Ilest importantd’effectueruncalculavec lebrasde levierréel.Onseraenmesured’estimerplusprécisémentleschargesderuine.

-Ilestimportantdenoterqu’ilfautunesectionminimaledenonfragilitédanslesélémentsenBA.Cecipermetdelimiterlesrupturesfragilesdanslesélémentstrèsfaiblementsollicitées.

-Lacapacitéportanted’unélémentestfonctiondetousleseffortsappliquéssurcetélément.Ona constatéqu’en surdimensionnant la section aumoment fléchissant, on atteint la rupturepar efforttranchant.

-Lacapacitéportanterésulted’uneorganisationspatialespécifiquedetouteslesarmatures.

-La mise enœuvre des éléments se doit d’être conforme aux plans d’exécution. Le mauvaisplacementdesarmaturespeutentraineruneruptureprématurée.

TP-Matériaux


Conclusion

Durant ces séancesdeTPnousavonsétudiédeuxmatériaux courammentutilisésdanslegéniecivil.Cesmatériauxpeuventêtreutilisésdedifférentesmanièrespoursatisfairelesexigences requises à l’ouvrage. Le béton armé est un ouvrage utilisé pour les constructionsclassiques. Celui-ci doit respecter des critères de résistances et de flèche lors d’undimensionnement.

NousavonsrepéréqueleBAestunmatériauquinécessiteunemiseenœuvretrèsstricte.Undéfautdans laposeoudans lechoixdesarmaturespeut immédiatementdégrader larésistance de l’ouvrage. Cette perte de résistance peut se traduire sous deux formes: perte auniveau de la résistance à l’effort tranchant et perte au niveau de la résistance au momentfléchissant. La perte de résistance auniveaudumoment fléchissant entraîneune rupturede lapoutreenpivotB;laruptureestlimitéeparlebétoncomprimé.Lapertederésistanceauniveaude l’effort tranchant résistantentraineune rupture fragile. Lorsde cette rupture, les armaturesd’efforttranchantnesontpassuffisantespourlimiterlatractiondanslebéton.

Pour conclure, nous pouvons dire qu’il existe différentes manières d’associer lebétonetl’acier.Ilrestetoutdemêmeindispensablequecetteassociationsoitfaiteenfonctiondesbesoinsdel’ouvrageetqueleurmiseenœuvrerespectelesrèglesdel’artpourévitertoutdéfautsusceptibled’affecterlarésistancedel’ouvrage.

TP-Matériaux


TabledesAnnexes

1.Tableaurécapitulatifdesdimensionnements

2.PlandecoffragepoutreP1

3.PlandecoffragepoutreP2

4.PlandecoffrageréelpoutreP1

5.PlandecoffrageréelpoutreP2

TP-Matériaux


1. Tableaurécapitulatifdesdimensionnements

TP-Matériaux


2. PlandecoffragepoutreP1

12

10

18

18

2 2HA6

1 17HA6

3 2HA10

92

1 17xHA6 @70 mm

3 2HA10

2 2HA6

12

1.50

1919

EchelleVérifié par

Dessiné par

Date

Numéro du projet

Comme indiqué

4/7/2016 3:06:09 PM

Plan de coffrage P1

1

TP Materiaux

Groupe B

Date de fin

Groupe BS.1

1 : 5

Poutre 1- Coupe1

1 : 10

Poutre 1- Elevation2

Nomenclature des barres de la poutre 1

Numérod'armature Type Quantité

Longueurunitaire

Longueur totaledéveloppée Forme

HA6 17 340 mm 5780 mm 31

HA10 2 1690 mm 3380 mm 00

HA6 2 1270 mm 2540 mm 00

TP-Matériaux


3. PlandecoffragepoutreP2

1 4HA6

3 2HA6

2 2HA12

12

10

18

18

86

2 2HA12

3 2HA6

1 4xHA6 @340 mm

12 24

1.50

24 58


Dessiné par

Date

Numéro du projet

Comme indiqué

4/7/2016 3:09:46 PM

Plan de coffrage P2

1

TP Materiaux

Groupe B

Date de fin

Groupe BS.2

1 : 5

Poutre 2 - Coupe1

1 : 10

Poutre 2- Elevation2

TP-Matériaux


4. PlandecoffrageréelpoutreP1

1 10HA6

3 2HA10

2 2HA6

3 2HA10

2 2HA6

1 10xHA6 @150 mm

12

1.50

75 75


Dessiné par

Date

Numéro du projet

Comme indiqué

4/14/2016 10:01:50 AM

Plan de coffrage P1 Reel

1

TP Materiaux

Groupe B

Date de fin

Groupe BS.3

1 : 5

Poutre 1R- Coupe1

1 : 10

Poutre 1R- Elevation2

TP-Matériaux


5. PlandecoffrageréelpoutreP2

1 10HA6

4 2HA12

2 2HA6

12

10

4 2HA12

2 2HA6

1 10xHA6 @150 mm

12

1.50

75 75


Dessiné par

Date

Numéro du projet

Comme indiqué

4/14/2016 10:10:36 AM

Plan de coffrage P2 reel

1

TP Materiaux

Groupe B

Date de fin

Groupe 2S.4

1 : 5

Poutre 2R- Coupe1

1 : 10

Poutre 2R- Elevation2

cr-matériaux_theodore-gabin-raynaud-waxin-makhlouq

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