COURS BTON PRCONTRAINT PDF

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Author:Kishura Gardall
Country:Yemen
Language:English (Spanish)
Genre:Literature
Published (Last):11 June 2005
Pages:180
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ISBN:527-3-91294-229-9
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Le bton est largement utilis dans plusieurs types de structures grce son faible cot, la possibilit de le produire dans diffrents endroits, sous diverses formes et particulirement grce sa capacit de rsistance en compression au niveau mcanique. Nanmoins, une limite importante du bton est sa faible rsistance en traction. Ce dfaut de faible rsistance en traction du bton est amlior par un remplacement des renforts en aciers dont la rsistance en traction est beaucoup plus grande.

Ces renforts subissent les efforts en traction travers ladhrence des aciers ancrs dans le bton. Dans le cas de faibles valeurs defforts en traction, les aciers et une partie du bton peuvent subir ces efforts. Dans ce cas la contrainte du bton est infrieure la rsistance en traction du bton. Lorsque les efforts sont plus importants, la contrainte dans le bton dpasse la rsistance en traction qui gnre les fissures dans les structures bton arme.

Dans ce cas, on considre que ces efforts en traction sont occups seulement par les renforts en aciers. La mthode de renforcement prsente ci-dessus est appele le bton arm. Elle est trs efficace dans le cas o la dimension de la structure est faible ou modre et o le niveau de la fissuration nest pas trs important.

Toutefois, quand la longueur de la poutre augmente quinzaine ou jusqu centaine de mtres, dans ce cas les aciers passifs ne sont pas suffisants pour subir les charges ou pour diminuer les dformes et les fissurations. Cela influence donc la durabilit de la structure. Lexigence de construire des ouvrages grande dimension a forc les ingnieurs en gnie civil de trouver une mthode pour dpasser les difficults rencontres dans le bton arm.

Et lide du bton prcontraint moderne a t propose pour la premire fois en avec linvention dun ingnieur franais, Eugne Freyssinet. Cet auteur a dpos les brevets qui dfinissent la fois le fonctionnement thorique du matriau bton prcontraint et les dispositifs technologiques de mise en uvre. Lide principale du bton prcontraint est de gnrer artificiellement dans les structures un systme de contraintes pralables qui, ajoutes aux effets des charges extrieures, permettent au bton de rester dans le domaine des compressions on supprime les contraintes en traction dans le bton.

Il corresponde donc diminuer les dformes et liminer la fissuration dans le bton. Lobjectif de ce module dans un premier temps est de prsenter les principaux concepts, les aspects rglementaires et les techniques souvent utilises dans le bton prcontraint. Dans le deuxime temps, on sintressera la mthode du dimensionnement de la prcontrainte des lments structuraux isostatique et hyperstatique suivant les normes Eurocode 2.

Chapitre 1 : Gnralit de la prcontrainte 1. Prsentation gnrale sur le principe de la prcontrainte Sur la figure 1. Cet effet de prcontrainte peut tre modlis comme les forces ponctuelles P imposes aux deux extrmits de la poutre.

La charge de prcontrainte cre les contraintes en compression dans le bton qui limine donc la contrainte en traction sous la flexion des charges extrieures. La contrainte totale dans la poutre est la contrainte en compression.

Cela permet donc diminuer les dformes et liminer la fissuration dans le bton. Aujourdhui, ce principe peut tre compris dans le sens plus large o la prcontrainte totale ou partielle permet de diminuer la fissuration dans le bton en autorisant certains efforts de traction du bton.

Figure 1. Panorama des applications du bton prcontraint Le principe de la prcontrainte a apparu depuis longtemps avant lapplication dans le domaine de gnie civil. Un exemple est le cerclage en fer des tonneaux. Le refroidissement de cerclage en fer engendre un serrage des douelles qui assure ltanchit des tonneaux.

En , E. Freyssinet dpose le premier brevet de procd de prcontrainte qui comporte la technologie de mise en uvre et le choix des matriaux notamment les aciers qui supportent des tensions initiales leves.

En , les ingnieurs allemands F. Dischinger et U. Finsterwalder proposent les bases du prcontraint extrieur non adhrent qui sont ensuite appliques aux ponts en et Freyssinet a prsent une nouvelle mthode avec un procd de prcontrainte par cble et un ancrage par cne en bton. Aprs la second guerre mondiale, la prcontrainte se dveloppe rapidement et est utilise dans de nombreux ouvrages : ponts routiers, ponts ferroviaires continus.

Dans les annes cinquante, U. Finsterwalder prsente la technique de construction des ponts prcontraints par encorbellements. Jusqu prsent, la prcontrainte est applique dans plusieurs types de structures: les ponts haubans, ponts dalles courants , les btiments de dimension importante, les rservoirs, les enceintes de racteurs nuclaires, les pieux de fondation, les tirants dancrage, les boulonnages des tunnels 3. Diffrentes modes et les matriels de prcontrainte 3.

Cette classification est la plus importante. On considre par la suite les deux types de classification qui sont les plus souvent abords en ralit. Cette mthode de prcontrainte est utilise depuis une vingtaine anne notamment dans les ponts grande dimension. Vice versa, quand les aciers de prcontrainte se localisent lintrieur de la section en bton de la structure, nous avons la prcontrainte intrieure. La plupart des structures en bton prcontrainte sont ralises par la prcontrainte intrieure.

Dans ce cas, le bton est coul autour des aciers de prcontrainte. Prcontrainte par pr-tension Dans cette mthode, les cbles de prcontrainte sont pralablement tendus sur un banc de prfabrication. Trs souvent le trac des cbles est rectiligne. Le bton est ensuite coul directement au contact des cbles.

Aprs le durcissement du bton, les cbles sont librs et coups aux extrmits de poutre. Ladhrence entre les cbles et bton entrane de contrainte en compression dans la poutre. Cette mthode est donc adapte la production en usine.

Elle est donc trs utilise en btiment notamment pour la prfabrication des poutrelles de plancher. Prcontrainte par post-tension La mise en tension des armatures aprs le coulage et le durcissement du bton est dfinie comme la prcontrainte par post-tension. Ces armatures sont souvent loges dans les gaines situes lintrieur du bton. En outre, les vrins sont utiliss pour tendres les armatures en appuyant sur la pice comprimer.

Cette mthode de prcontrainte est utilise notamment au chantier pour les structures importantes grande dimension. Les tapes de la prcontrainte par post-tension sont dtailles comme suivant : - les gaines sont mises dans un premier temps dans le coffrage avant le coulage du bton - aprs le durcissement du bton, les armatures de prcontrainte sont mises dans les gaines.

Ces gaines empchent donc le contact entre le bton et les armatures. Linjection est une tape importante dans le bton prcontrainte par post-tension et lintrieure du bton. Le coulis de ciment inject dans les gaines permet damliorer ladhrence entre les armatures et les gaines et donc entre les armatures et le bton.

Il a galement un rle pour la protection contre la corrosion des armatures. Quelques exigences pour les coulis utiliss dans la prcontrainte par post-tension sont notamment la faible viscosit, la rsistance suffisante, le faible retrait. En effet, une faible viscosit permet de couler et pntrer facilement le coulis dans la gaine et entre les fils des cbles de prcontrainte.

Une rsistance est suffisante pour assurer ladhrence des armatures au bton. De plus, le coulis choisi nest pas agressif vis--vis de lacier de prcontrainte. Avantages et limitations de la prcontrainte par pr-tension et par post tension La prcontrainte par pr-tension est efficace pour les lments prfabriqus dans les usines. Elle est plus conomique par rapport la mthode de prcontrainte par post-tension car elle na pas besoin des gaines, des dispositifs dancrage et de linjection des coulis.

De plus, elle est plus simple raliser en assurant une bonne collaboration du bton et des armatures. Par contre on peut compter parmi ses inconvnients sont sa limite du choix des formes des lments due la ncessit dun systme dinstallations , sa difficult de ralisation des tracs courbes darmatures et son impossibilit de rgler leffort dans les armatures aprs la mise en tension.

Au contraire, la prcontrainte par post-tension est trs efficace pour les lments trs grande dimension avec diffrentes formes. En outre cette mthode permet de rgler leffort dans les armatures aprs la mise en tension. Les tracs courbes des armatures sont galement faciles raliser. On peut rencontrer les armatures sous la forme des barres ou les cbles.

Cbles Les cbles sont forms partir les fils en acier haute rsistance. Ces fils lisses sont mis en juxtaposition pour former les cbles par exemple un cble constitu de 54 fils de 7mm. Nanmoins, le plus frquemment utiliss sont les torons qui sont composs dun fil central autour duquel senroulent six fils de diamtre plus faible. Barres Larmature de prcontrainte dans ce cas est constitue partir dune barre rigide. Le diamtre de la barre varie de 12 36mm.

Dans certains cas, on peut utiliser les barres 75mm de diamtre. Ces barres de prcontrainte peut tre lisses munies de filetages aux deux extrmits ou crneles pour le vissage dcrou. Ce type darmature de prcontrainte est peu utilis en France notamment dans le cas de la prcontrainte faible longueur. Elles rservent dans la section des places pour les armatures de prcontrainte qui sont tendues aprs le coulage et le durcissement du bton. Pour cela, ces gaines sont disposes dans le coffrage avant le coulage du bton en fixant sur le ferraillage passif.

Pour assurer la qualit de la procdure de prcontrainte : - les gaines doivent avoir une rsistance suffisante pour subir les charges appliques due la pression hydrostatique du bton frais lors du btonnage. Le diamtre des gaines dpend de la section du cble enfil. Le diamtre intrieur des gaines doit tre au moins gal 1. Le tableau 1.

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cours Béton précontraint

Le bton est largement utilis dans plusieurs types de structures grce son faible cot, la possibilit de le produire dans diffrents endroits, sous diverses formes et particulirement grce sa capacit de rsistance en compression au niveau mcanique. Nanmoins, une limite importante du bton est sa faible rsistance en traction. Ce dfaut de faible rsistance en traction du bton est amlior par un remplacement des renforts en aciers dont la rsistance en traction est beaucoup plus grande. Ces renforts subissent les efforts en traction travers ladhrence des aciers ancrs dans le bton. Dans le cas de faibles valeurs defforts en traction, les aciers et une partie du bton peuvent subir ces efforts.

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