Renforcerle futur

CONCRETE DAY 2015

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Concrete Day 2015

Apport des fibres Dramix® de la famille 4D

pour le contrôle de la fissuration dans le cas d’un renforcement

hybride

4 Concrete Day 2015

+

L’UNION SACRÉE

- La fissuration est un état normal du béton armé :S’il n’y a pas de fissures, c’est que l’armature ne travaille pas !

- Les fissures sont crées par le chargement ou par le retrait empêché (restriction de mouvement).

- Si les fissures ne peuvent être évitées, elle peuvent être contrôlées, les ELS (États Limites de Service) limitent l’ouverture de fissure.

- Deux armatures minimales• Ductilité / Sécurité État Limite Ultime• Ouverture de fissure État Limite de Service

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Introduction

Concrete Day 2015

Théorie générale

Maîtrise de la fissuration : zone d’effet

- La limitation de l’ouverture des fissures par l’armature (mixte) est effective seulement sur la « hauteur efficace ».

- En-dehors de la « hauteur efficace » les fissures peuvent se rejoindre et donc s’ouvrir davantage.

h eff

heff

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Introduction

Concrete Day 2015

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les fibres

• couturent la fissure

• réduisent la contrainte enfond de fissure

« Pour chaque fissure il y a des fibres traversantes »

Introduction

Concrete Day 2015

Effet des fibres sur la fissuration

Effet des fibres sur la fissuration

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Fissure secondaire

Fissure secondaire

friction

compression

Introduction

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Fissuration du béton armé : Etat initial

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Les

≤ fc,t / Ec,t

F F

Fs = FcrackDéformation:

εs(x)

εc(x) Les: longueur d’ancrage

εs

εc,t

Les Les Les

armature

Théorie : Béton armé (B.A.)

Concrete Day 2015

Fissuration du béton armé : Etat final

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εs(x)

≤ fc,t / Ec,t

sr: espacement des fissures

εs

εc,t

Les Les Les

sr,maxsr,min

εsm

F F

Fs > FcrackDéformation

εc(x)

Théorie : Béton armé (B.A.)

Concrete Day 2015

armature

Effet des fibres d’acier sur l’ouverture de fissure

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Contrainte avantfissuration force dans l’armature

armature

fissuréNon-fissuré

Contrainte post fissuration

fissuréNon-fissuré

Théorie : Béton armé et fibré

Concrete Day 2015

Effet des fibres d’acier sur l’ouverture de fissure

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Théorie : Béton armé et fibré

Concrete Day 2015

Les fibres d’acier

- Donnent une contrainte post-fissuration non nulle

- Réduisent l’énergie disponible pour ouvrir d’autres fissures

- Couturent toute la section fissurée, y compris le béton de couverture

( )effctk ffw ,= ( )eqctmeffctk fffw ,, −=

sans fibre

Energie de fissuration :

BétonFM

fctm,res

fctm

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Les

≤ fc,t / Ec,t

Fs = Fcrackεs(x)

εc(x)Les: Longueur d‘ancrageL’es: Longueur d‘ancrage apparente

εs

εc,t

Les Les Les

L‘esL‘es L‘es L‘es

Théorie : Béton armé et fibré

Concrete Day 2015

Fissuration du BARFM : Etat initial

F F

armature + fibres acier

Déformation

sr,max

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εs(x)

≤ fc,t / Ec,t

Les Les

εsm

F F

Fs > Fcrack

sr,min

Les

ε‘sm

L‘es L‘es L‘esS‘r,min S‘r,max

Concrete Day 2015

sr: espacement des fissures

Théorie : Béton armé et fibré

armature + fibres acier

Déformation

Fissuration du BARFM : Etat final

εc(x)

εs

εc,t

Formule générale : EuroCode 2, Eq. 7.9

( )

( )

,max,

,

13,6

1 2 en cas de treillis soudé3,6

= − ⋅⋅

⋅≤ − ⋅ ≤ ⋅

⋅

sr f

s eff

s sf

ct eff

ds

d sf

αρ

σα

( )fk r,max sm cmw s = ⋅ ε − ε

σs = f(k, kc, hct, fctm, As)

Modification Bekaert

ctmcceffct ftf ⋅= )(, β

se

c

EE

α =

s,eff s c,efa hρ =

Fts,mf

ct,m

ff

α =

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���� � ��� �

1 � �� ���� ������

1 � ��. ��

��

� 0,6. �1 � �������

Théorie : Béton armé et fibré

Concrete Day 2015

Présentation d’un cas d’étude

Concrete Day 201517

LE PROJET :

ELIA Green Building “New Schaerbeek”

Construction d’un bassin de +/- 1500 m2 à côté du nouveaubâtiment d’ELIA à Schaerbeek

LE BUREAU D’ETUDES :

Département engineering de CFE

Concrete Day 2015

L’OUVRAGE :

Un bassin de +/- 1500 m2 (donc radier et voiles étanches)

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Concrete Day 201519

Exigences à l’ELU :

- Moments de flexion (élastique) à reprendre proviennent de :

1er cas : bassin vide avec poussée des terres- la poussée du terrain sur les voiles (hauteur = 1,00 m)- la poussée horizontale due aux surchages mobiles

(20kN/m²)=> M = 15,00 kNm/m

2ème cas : bassin rempli sans remblai- la poussée de l’eau (hauteur = 1,00 m) et aucun remblai

contre les voiles=> M = 3,00 kNm/m

Concrete Day 201520

Détermination des sections d’armature (à l’ELU) :

- Section d’armatures requise : As = 155 mm2/m (inf. et sup.)

- Section d’armatures minimale (EC2) : As = 376 mm2/m (inf. et sup.)

=> PAS DETERMINANT

Concrete Day 201521

Exigences à l’ELS (déterminantes) :

- Limitation des ouvertures des fissures : wk = max. 0,30 mm (classe d’étanchéité 0 selon EC2-1-1 : un certain débit de fuite est admissible)

Autres exigences indépendantes du radier :- Liaison radier/voiles étanche- Voiles étanches

Concrete Day 201522

Détermination de l’ouverture des fissures en béton armé surbase de :- EC2- traction pure- épaisseur = 30 cm- béton C30/37- Ø 10 mm / 150 mm + Ø 10 mm / 600 mm soit 654 mm2/nappe

(double nappe)- …

Wk = Sr,max x ( ɛsm - ɛcm) avec :

wk = 0,27 mm ≤ 0,30 mm

Concrete Day 201523

Détermination de l’ouverture des fissures en béton renforcé au moyen d’une armature hybride (fibres + armature) sur base de :- EC2 modifié pour tenir compte des fibres- traction pure- épaisseur = 30 cm- béton C30/37- Ø 10 mm / 150 mm (1 nappe en partie supérieure)- 35 kg/m3 de fibres Dramix® 4D 65/60BG- …

Wk = Sr,max x ( ɛsm - ɛcm)

Concrete Day 201524

σs = f(k, kc, hct, fctm, As)

( )

( )

,max,

,

13,6

1 2 en cas de treillis soudé3,6

= − ⋅⋅

⋅≤ − ⋅ ≤ ⋅

⋅

sr f

s eff

s sf

ct eff

ds

d sf

αρ

σα

ctmcceffct ftf ⋅= )(, β

se

c

EE

α =

s,eff s c,efa hρ =

Fts,mf

ct,m

ff

α =

���� � ��� �

1 � �� ���� ������

1 � ��. ��

��

� 0,6. �1 � �������

Wk = 0,30 mm ≤ 0,30 mm

= 0,37 fr1,m

avec :

Concrete Day 201525

Solution en béton armé Solution avec armaturehybride

Epaisseur 30 cm 30 cmBéton C30/37 C30/37 + 35 kg/m³ Dramix® 4D

65/60BGArmatures inf. ∅10/150mm + ∅10/600mm

(654 mm²)-

Armatures sup. ∅10/150mm + ∅10/600mm(654 mm²)

∅10/150mm(524 mm²)

Wk 0,27 mm 0,30 mm

RÉSUMÉ :

Avantages techniques

Archipro 201527

Avantages techniques du béton renforcé au moyen d’une armature hybride

- Renforcement tridirectionnel (sécurité complémentaire)

- Réduction de la distance entre les fissures (donc réduction de l'ouverture des fissures)

- Gain de temps (pose plus rapide)

- Gain de main d’œuvre (moins de treillis et moins de barres)

- Gain sur les matériaux (chutes et recouvrements moins onéreux)

- Moins de risque d’erreurs de pose (pose incorrecte, oublis, erreur sur les sections, …)

=> solution plus simple et plus rapide

Avantage économique

Concrete Day 201529

Economie financière (déterminée par l’EG):

≈ 1 %+ gain de temps !

Réalisation

Concrete Day 201531

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Concrete Day 201534

better together

Archipro 201536

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