recommandations pour les essais de joints horizontaux entre murs porteurs et planchers

RECOMMANDATIONS PROVISOIRES

TENTATIVE RECOMMENDA TIONS

COMMISSION 24-BW MURS PORTEURS ET MA(~ONNERIE 24-BW COMMITTEE LOAD-BEARING WALLS AND MASONRY

Recommandations g~n~rales pour les m6thodes d'essai des murs porteurs/General recommendations for methods of testing load-bearing walls.

Recommandations pour les essais de joints horizontaux entre murs porteurs et planchers/ Recommendations for testing horizontal joints between load-bearing walls and floors.

Recommandations pour les essais d'assemblages verticaux entre grands panneaux en b~ton arm6/Recommendations for testing vertical joints between large reinforced concrete panels.

Les textesque nous pr6sentonsjci sont des projets que, par leur publication, nous soumettons ~t la critique. La r6daction du texte final sera r6alis6e d'apr6s le projet, compte tenu de cette critique./The texts presented hereafter are draft which are published in order to be submitted to comments. The final text will be drqwn from the draft with regard to the possible comment.s.

431

RECOIVIIVIAN DATIONS GI NERALES

POUR LES MI THODES D'ESSAIS DES MURS PORTEURS

Rapporteurs �9 K. Wesche (~), A. Ilantzis (2)

1. GENERALITES

Le but de ces recommandations est de donner des prescriptions g6n6rales pour la r6alisation des essais sur 616ments de tours, et de permettre ainsi de comparer ou d'6valuer ~ leur juste valeur, des r6sultats obtenus par diff6rents laboratoires; elles pourront servir de base pour la r6alisation des programmes de recherche, pour le contr61e de qualit6 des travaux de ma,connerie ou pour le contr61e de la qualit6 d'616ments de murs pr6fabriqu6s.

Ces recommandations concernent les essais sur des murs structurels, utilis6s dans des ouvrages soumis & des efforts normaux; 6tant donn6 que les essais sur des 616ments de murs structurels n6cessitent un appareillage relativement 6labor& qu'ils sont longs et co6teux, et que d'autre part, pour leur interpr6tation, la connaissance des caract6ristiques m6caniques des mat6riaux 616mentaires et du mat6riau composite ma?onnerie est n6cessaire, il est pr6vu des essais

trois niveaux :

A) Essais sur des mat6riaux 616mentaires (blocs, briques, b6tons...);

13) Essais sur des 616ments de ma?onnerie de dimensions relativement petites;

C) Essais sur des 616ments de murs structurels de hauteur r6elle.

Les mat6riaux 616mentaires dont la r6sistance varie avec I'~ge, par exemple blocs en b6ton, doivent ~tre essay6s en m6me temps que la magonnerie.

2 . 1 . 1 . 1. R~s is tance D la t r a c t i o n

L'essai de la r6sistance ~ la traction indirecte peut ~tre effectu6 sur une machine de compression ou sur une machine pour essai de f lexion & vitesse de chargement constante. La charge ultime doit ~tre atteinte en 60 s environ. Le dispositif d'essai est indiqu6 sur la figure 1.

Charge F

Bar, des d'appui b I x h t ~ [ b =10rnm ~ , I ,~[J, -~ /

/ / ~ L -

Char-9 e F ~ i/2 t ~ ' ' "

Fig. 1. - - Schema de I'essai de t ract ion indirecte.

2. E S S A I S DE N I V E A U A

2 . 1 . M a t ~ r i a u x d e b a s e : (.3)

2.1 . 1 . MATERIAUX ELEMENTAIRES

Les mat6riaux 616mentaires doivent ~tre essay6s suivant les normes correspondantes. En plus (de pr6f6rence) la r6sistance ~ la traction indirecte ou/et la r6sistance ~ la traction par flexion ainsi que I'absorption d'eau (taux de succion initial a,) doivent 6tre d6termin6es au moins sur 5 6prouvettes.

(1) Prof., Institut ffir Bauforschung der Technischen Hochschule Aachen, Allemagne RF.

(2) Service Etude des Mat6riaux, CEBTP, Saint-R~my-I~s-Chevreuse, France.

(3) Pour plus de d~tails voir :

- - M~ thodes d'essais des elements ~ ma~onner en terre cuite, RILEM, Mat~riaux et Constructions, vol. 5, n ~ 28, 1972;

- - RILEM, CPC 3 ~ 9;

- - RILEM, Recommandations pour les pierres naturelles et artificielles, PAN 1, 1978.

432

L'application de la charge peut s'effectuer par I'interposi- t ion de bandes de feutre dur, de contreplaqu& etc. La charge dolt 6tre appliqu6e dans la zone m6diane de 1'616ment; dans le cas d'616ments creux, le chargement doit ~tre fait sur la section qui pr6sente le maximum de vides. Si les faces de chargement pr6sentent des irr6gularit6s consid6rables, elles doivent ~tre corrig6es par surfa?age au pl~tre dur sur les bandes d'application des charges. La r6sistance & la traction indirecte doit ~tre calcul6e suivant la formule :

2F A'= ~ (N/mm2),

o~ F, charge ultime de I'essai (N); h, hauteur de 1'616- ment (mm); b, largeur de 1'616ment (mm).

2 . 1 . 1 . 2 . A b s o r p t i o n d 'eau

Pour d6terminer a,, toutes les 6prouvettes seront d'abord s6ch6es & une temp6rature de 1 05~ environ jusqu'~ poids constant. Le poids constant est atteint Iorsque le poids de 1'6prouvette ne diminue plus de 0 ,1% en 24 heures. Apr6s la d6termination du poids sec mo,, la face d'appui inf6rieure de 1'6prouvette est immerg6e dans I'eau ~ 20~ (temp6rature ambiante) pendant 1 minute ~ une profondeur maintenue

GENERAL R E C O M M E N D A T I O N S

FOR METHODS OF TESTING LOAD BEARING WALLS

R a p p o r t e u r s �9 K. W e s c h e ( 1 ) , A. I l an tz is (2)

1, I N T R O D U C T I O N

The aim of these recommendations is to give genera/ directions for undertaking tests on wall units and to make it possible to compare and assess the results obtained by different laboratories at their proper value. The recommendations can be used as a basis for carrying out research programmes, for quafity control of masonry or precast wall units.

These recommendations concern tests on load-bearing walls used in buildings put to normal stresses. Tests on structural wall units call for relatively sophisticated equipment, they are time-consuming and costly and moreover the knowledge of the mechanical characteristics of the basic materials and composite masonry is necessary for their interpretation; therefore the recommendations provide for tests at three levels:

A) Tests on basic materials (blocks, bricks, concretes...);

B) Tests on built-up masonry of relatively small dimensions;

C) Tests on structural wall units of full scale height.

2 .1 .1 .1 . Tensile strength

The test for indirect tensile strength can be undertaken on a compression machine or on a machine for testing bending at constant rate of loading. The ultimate load should be reached within approximately 60 seconds. The test device is indicated on figure 1.

Load can be appfied using strips of hard felt or plywood etc as intermediate layers. It should be exerted on the median area of the unit. In the case of hollow blocks, loading must be applied on the cross section containing the most hollows. If the loading surfaces show considerable irregularity, they should be made plane by surfacing with hard plaster on the load appfication strips. Indirect tensile strength should be calculated with the following formula:

2F J'Ti= ~ (N/In'n2)'

where F, ultimate test load (IV); h, height of unit (mm); b, width of unit (mm).

2. LEVEL A T E S T S

2 . 1 . Bas ic mate r i a ls : (3)

2.1 �9 1 . BASIC COMPONENTS

Basic components must be tested according to the corresponding standards. In addition (preferably) indirect tensile strength or/and tensile bending strength as well as water absorption (initial rate at suction at) should be determined on at/east 5 test pieces.

Components whose strength varies with age, for example concrete blocks, should be tested at the same time as the mztsonry.

(~) Prof., Institut fur Bauforschuog der Technischen Hochschule Aachen, Germany FR.

(2) Materials Department, CEBTP, Saint-R6my-les-Chevreuse, France. (3) For furthers details consult: - - methods of testing baked clay masonry units, RILEM, Mater ia ls and

Structures vol. 5, n ~ 28, 1972;

- - R ILEM, CPC 3 to 9;

- - R ILEM, Recommenda t ions fo rna tu ra landa r t i f i c i a l s tone , P A N 1, 1978.

2 .1 .1 .2 . Water absorption

To determine as all the test pieces are first dried at a temperature of approximately 105~ to constant weight which is reached when the weight of the test piece will not decrease by more than O. 1% in 24 hours. After determining dry weight m~, the lower bearing surface of the test piece is immersed in water at 20~ (ambient temperature) for one minute and maintained at a depth of 10 ram. The wet weight

Load F

Bearing strips b~x h~ ~ /

' ~ ' L

Load F , ~ t/~ }

Fig. 1. - - Diagram of the indirect tensile test.

4 3 3

Vol. 13 - N ~ 78 - Materiaux et Constructions

1 0 mm. Le poids humide mh dolt 6tre d~termin4 imm6diate- ment apr6s; a, est alors donn6 par :

m h - - m d a,-- - - (kg/m2.min),

A

or? A est la surface d'appui brute de 1'6prouvette en m6tres carr6s.

Pendant I'immersion, le niveau de I'eau dolt 6tre maintenu constant, par exemple en placant 1"6prouvette sur un grillage situ6 ~ 10 mm plus b a s q u e les bords du r6cipient et en ajoutant de I'eau d'une mani~re continue, le surplus de I'eau s'6coulant par les rebords du r6cipient.

Avant la pes6e des 6prouvettes humides, celles-ci doivent 6tre essuy6es avec un tissu humide.

2 . 1 . 2 . MORTIER

2.1 . 2 .1 . Preparation des ~prouvettes de/ 'essa i

Les dimensions des 6prouvettes de I'essai [ largeurx 4paisseur x Iongueur (mm)] doivent 6tre (de pr~f6rence) :

40x40x160 , 7 0 x 7 0 x 7 0 ou .- 1 0 0 x l 0 0 x l 0 0 .

Les 4prouvettes doivent 6tre confectionn6es avec le m4me mortier que celui qui sera utilis6 pour les 6prou(,ettes en magonnerie. Le mortier ne doit.pas 6tre remalax6, il est plac6 en deux couches d'6gale 6paisseur, chaque couche 6tant compact6e par 20 coups au moyen d'une dame.

JJ est recommand6 d'utiliser un cadre superpos6 au moule afro d'obtenir une 6prouvette plus haute et de pouvoir 61iminer ainsi par la suite, la couche de ressuage.

Apr~s avoir enlev6 le cadre plac6 au-dessus des moules, ceux-ci remplis, sont plac6s dans des armoires de conservation ~ air humide (humidit6 re la t ive>98%). L'exc4s de mortier est enlev6 au moyen d'un couteau ou d'une truelle aussit6t apr~s la confection des 6prouvettes, de sorte que leur face sup6rieure suit lisse. Les moules sont conserv6s pendant 24 heures, en position horizontale, dans des armoires g air humide.

2.1 . 2 .2 . Conservation des ~prouvettes

Les 6prouvettes sont d4moul6es et marqu4es 24 heures apr~s leur confection. Si cela n'est pas possible apr6s 24 heures, le temps de d6moulage doit etre indiqu6 sur le rapport. Les 6prouvettes sont ensuite conserv6es pendant 6 jours (7 jours apr6s la confection) dans des armoires de conservation ~ air humide (hygrom6trie relative >98%) ; elles sont plac6es sur une grille constitu6e par exemple de languettes triangulaires ~ 80 mm d'intervalle. Les 6prou- vettes sont ensuite conserv6es jusqu'au moment de I'essai dans une ambiance normale de (20_+3) ~ de temp6rature et de (60_+10) % d'humidit6 relative.

2 . 1 . 2 . 3 . D~terminat ion de la r~sistance ~ /a compression et de la r~sistance a la tract ion par f lexion

Les essais sont effectu6s au moment des essais sur les maconneries et en plus & I'~ge de 28 jours.

Les essais sont r6alis6s ~ vitesse de chargement v constante; la charge ultime doit 6tre atteinte en 60. s environ. Approximativement pour la vitesse v on peut retenir pour I'essai de compression les valeurs suivantes :

434

fc. mo V (N/mm 2) (N/mm2.s)

-< 2,5 0,05 2,6 ~ 10 0,10

10,1 & 20 0,30 20,1 ~ 40 0,50

fc mo ~tant la r6sistance la compression du mortier.

3. ESSAIS DE NIVEAU B

Les essais de ce niveau seront effectu6s dans le cas des de maconnerie (en blocs, briques...) et ont pour but :

suit de d6terminer les caract6ristiques m6caniques du mat4riau composite ma,connerie, burs de I'influence des param6tres structurels, 61ancement et excentricit6. De tels essais sont n4cessaires durant les campagnes de recherche et ~ un stade avanc6 de 1"61aboration des projets de construction pour connaitre les caract6ris- tiques sur lesquelles seront fond4es les v6rifications de calcul;

- - suit de permettre des contr61es commodes du mat6riau ma,connerie par un essai simple d'6prouvettes de petites dimensions associant les diff4rents mat6riaux 41~mentaires de la ma,connerie.

tours

3 .1 . N o m b r e d ' 6 p r o u v e t t e s et d i m e n s i o n s

3 . 1 . 1 . APPLICATION AUX ESSAtS DE RECHERCHE ET DE QUALIFICATION

Pour des essais de recherche ou lorsque les essais sont effectu6s pour estimer la r4sistance de la maconnerie dans des projets, ou Iorsqu'il s'agit d'essais de qualification, trois 6prouvettes au moins doivent 6tre essay4es; ce nombre dolt 6tre port6 ~ cinq et de pr6f6rence ~ dix si le coefficient de variation de I'essai de compression sur mat4riaux 414men- taires est sup~rieur & 20 %.

Les dimensions des 6prouvettes sont d6termin4es en function des dimensions des mat6riaux 61~mentaires; il faut que par le nombre et la disposit ion des joints horizontaux et verticaux, les 6prouvettes repr6sentent aussi fid61ement que possible le mat4riau composite maconnerie; le tableau suivant et la figure 2 donnent les dispositions ~ respecter :

Largeur Epaisseur Hauteur Nombre b d h d'~prouvettes

> 1 unit6 h / d = 3 ~ 5 2 unit4s de d'6paisseur h/b > 1 > 3

Iongueur (*) h>5 lits

(*) Une plus grande ~paisseur clans des cas sp6ciaux (par exemple : 416ments tr~s minces).

3 . 1 . 2. APPLICATION AUX ESSAIS DE CONTROLE

Lorsque les essais sont effectu6s pour contr61er la qualit6, leur fr6quence et leur nombre sont d~termin~s par les sp4cificati0ns de I'ouvrage. II est recommand6 d'essayer au moins une 6prouvette par 1 00 m 2 de ma,connerie construite et au moins quatre 6prouvettes par ~tage.

mh should be determined immediately after, a, is then given by:

mh--md (kg/m2.min), as--

where A is the gross bearing surface of the test piece (m2).

During immersion the water level must be kept constant, for example by placing the test piece on a grid located 10 mm lower than the edge of the tank and adding water continuously. The surface water wi l l f low over the tank top.

Before weighing, the wet test pieces should be wiped with a damp cloth.

2 . 1 . 2 . MORTAR

2.1 . 2 .1. Preparation of test pieces

The test piece dimensions [width x height x length (mm) ] should be preferably."

40 x 40 x 160, 70 x 70 x 70 or 100 x 100 x 100.

The test pieces should be made with the same mortar as wi l l be used for masonry test pieces. The mortar should not be remixed, it is placed in two layers of equal thickness, each layer being compacted by twenty tamper strokes.

It is advisable to place a frame over the top of the mould to obtain a test piece higher than needed so the bleeding layer can be eliminated.

After taking away this frame the moulds are placed in humid atmosphere curing cabinets (relative humidity > 98 %). Excess mortar is remo ved with a knife or a tro we/as soon as the test pieces are made, so that their upper surface is smooth. The moulds are stored 24 hours in a horizontal position in the humid atmosphere cabinet.

2 . 1 . 2 . 2 . Curing of test pieces

The test pieces should be made with the same mortar as wi l l be used for masonry test pieces. The mortar should not be remixed, it is placed in two layers of equal thickness, each layer being compacted-by twenty tamper strokes. are made) in humid atmosphere curing cabinets (relative hygrometry > 98 %), placed on a grid consisting for example of triangular strips spaced 80mm apart. The test pieces are then stored unti l testing in a normal atmosphere of temperature ( 2 0 + 3 ) o C and relative humidity (60+__ 10) %.

2.1 .2 .3 . Determination of compressive strength and tensile bending strength

Tests on mortars are carried out at the same time as those on the masonry and again at 28 days.

Testing is performed at constant rate of loading v; the ultimate load should be reached in about 60 seconds. The fol lowing approximate values are representative for the compression test at rate v:

Recommandations provisoires - Tentative recommendations

fc . mo (N/mm 2)

2 .5 2 .6 to 10 10.1 to 20 20.1 to 40

V (N/mm 2 . s)

0.05 O. 10 O. 30 O. 50

fc.,,,o compressive strength of mortar.

3. LEVEL B TESTS

Tests of this/eve/are carried out in the case of masonry walls (made of concrete blocks, bricks...). Their aim is:

- - either to determine the mechanical characteristics of the composite masonry excluding the influence of the structural parameters of slenderness and eccentricity. Such tests are necessary during research programmes and at an advanced stage in building projects to determine the characteristics on which design checks wil l be based,"

- - or to offer the possibility o f convenient control of masonry by a simple test on small size test pieces bringing together different basic materials in the masonry.

3 . 1 . N u m b e r of test pieces and d imensions

3.1 .1 . APPLICATION TO RESEARCH AND QUALIFICATION TESTS

For research tests or when the tests are carried out to assess the strength of masonry in projects, or when qualification tests are needed, at /east three test pieces should be tested. This number can be increased to five and preferably ten i f the variation coefficient of the compression test on basic components is higher than 20%.

The dimensions of the test pieces are determined according to the dimension of the basic components. The number and placing of horizontal and vertical joints in the test pieces should represent as closely as possible the composite masonry material The fo l lowing table and hgure 2 give the provisions for compliance:

. Width Thickness Height Number of b b h test pieces

>t h/d 3 to 5 2 units 1 unit of

thickness (*) h/b >1 1 >13 of length h >1 5 courses

(*) Greater thickness in special cases (for example: very thin units)

3 . 1 . 2 . APPLICATION TO CONTROL TESTS

When the tests are carried out for quafity control, their frequency and number are determined by the building contract specifications. It is advisable to test at/east one test piece per 1 0 0 m 2 of built masonry and at least four test pieces per storey.

435

Vol. 13 - N ~ 78 - Mat6riaux et Constructions

H

1 1 3/~ b ~ b/e

b

= m

comparateur mecanique ou

capteur de d~Forrnat~on

Fig. 2. - - Eprouvet te pour essais de recherche et de qual i f icat ion de niveau B.

Etant donn~ que ies machines d'essai ont des possibilit6s diverses et limit+es, il est n~cessaire d'adopter une gamme de dimensions pour les 6prouvettes. Pour des essais de resistance ~ la compression, 1'6prouvette de la figure 3 peut ~tre utilis~e; les moiti~s des mat6riaux ~l~mentaires peuvent 6tre obtenues, si n6cessaire, par sciage des mat6riaux +l+mentaires entiers. Si possible, des 6prouvettes d'au moins trois lits doivent 6tre essay+es, mais si la hauteur de la machine d'essai est insuffisante, il est permis d'util iser des 6prouvettes de deux lits, pourvu que la hauteur de I'~prouvette soit plus grande que le double de I'~paisseur du mat6riau 61r Dans ce cas, il faut appliquer un facteur de correction pour61iminer I' influence sur la r~sistance du faible rapport h/b.

3 . 2 . P r6pa ra t i on et c o n s e r v a t i o n i n i t i a l e

L'~prouvette ~ essayer dolt ~tre :

i soit dress6e sur une plaque en acier rectifi~e sur sa face inf~rieure;

- - soit plac6e sur une poutre rigide en flexion qui r6partit la charge.

Les joints horizontaux de la ma?onnerie doivent correspondre aux prescriptions des normes nationales correspondantes, ou ~ d~faut, aux prescriptions des cahiers des charges d'ex~cution. Sur la face superieure de

I'~prouvette, dolt etre plac6e et fix~e au moyen d'une couche de mortier, une plaque plane ou une poutre de repartition des charges rigide en flexion.

Si les plaques d'acier ou les poutres de r6partition de la charge sont fix6es quelque temps apr~s la construction des

p (I P )

J

r r

Fig. 3. - - Eprouvet te pour essais de contr61e de niveau B.

436

eprouvettes, un mortier doit ~tre utilis6 qui, au moment de I'essai, dolt atteindre au moins la m~me r6sistance que le mortier des joints.

Les faces de chargement doivent 6tre parall~les entre elles, et perpendiculaires ~ I'axe de I'~prouvette.

Les 6prouvettes doivent etre conserv~es jusqu'au moment de I'essai dans une piece ferm6e dont la temperature est de (20•176 et I'humidit~ relative de (60_+10)%.

La temp6rature et I 'humidit6 doivent 6tre enregistr6es d'une mani6re continue.

3 .3 . D 6 t e r m i n a t i o n de la r~s is tance ~ la c o m p r e s s i o n

Pour proiets de recherches, I'essai doit en g~n~ral etre fait au moment oQ la resistance ~ la compression du mortier fc mo est aussi proche que possible de la r6sistance minimale min f~. too, suivant les normes nationales correspondantes; elle doit remplir les condit ions :

minf..,.<=f..~< 1,25 minf,.~o.

Pour cet essai, il est n~cessaire de preparer simultan~ment un petit hombre d'6prouvettes de mortier pour essais interm~diaires.

Pour des essais de qualif ication et de contr61e, I'essai doit ~tre fair ~ I',~ge de 28 jours.

L'essai de la resistance & la compression doit 6tre effectu6 dans une machine de compression & une vitesse de chargement par seconde v suivant le tableau suivant :

R6sistance pr~sum6e la compression

de la ma,connerie (N/ram 2)

~<2,5 2,6 ,~ 5,0 5,1 ~ 10

>10

V ( N / m m 2 . s )

0,01 0,02 0,04 0,06

Si les 6prouvettes ne sont pas 6quip6es de poutres de r6partition de la charge rigides, la machine d'essai doit en 6tre ~quip6e. Dans tous les cas, la rigidit6 des poutres de r6partition de la charge doit assurer une r6partition de la charge tr6s uniforme darts la section de 1'6prouvette. Cette condit ion sera consid~r6e comme remplie si la transmission de la charge des plateaux de la machine sur I'eprouvette est possible sous un angle de repartit ion non sup~rieur ~ 90 ~ (f ig. 4).

Les faces d'appui des 6prouvettes doivent ~tre planes. Au cas or) les plaques d'appui ne sont pas paralleles ou les faces d'appui ne sont pas planes, des couches minces d'un mat6riau ad6quat peuvent ~tre intercal6es pour 6viter des effets secondaires d~favorables.

L'6prouvette dolt ~tre centr~e sur la machine de mani~re que son axe longitudinal coincide avec I'axe de la machine, et que les plateaux d'appui soient fixes. Si la machine est munie d'une rotule sph6rique, celle-ci dolt 6tre bloqu6e apr6s mise en contact des plateaux de la presse et des faces d'appui de 1"6prouvette.

Since testing machines have varying and l imited possibilities, it is necessary to adopt a range of dimensions for the test pieces. Figure 3 presents an appropriate specimen for compressive strength tests. I f necessary halves of basic components can be obtained by sawing whole components. Test pieces at least three courses high should be tested if possible but i f the testing machine height is insuf#cient, two-course test pieces are al lowed provided their height exceeds twice the thickness of the basic component. /n this case a correcting factor must be applied to eliminate the influence of the low ratio h /b on strength.

3 . 2 . P r e p a r a t i o n a n d ini t ia l c u r e

The test piece must be."

- - either set up on a steel plate machined on its lower surface;

- - or placed on a rigid beam under bending which distributed the load.

The horizontal masonry joints should comply with the relevant national standards," i f there are none, with the instructions in the building specifications. A flat plate or a rigid beam under bending to distribute stresses should be placed on the upper surface of the test piece and bonded with a layer of mortar.

F-

j-d-

I t T

. tl It "

b - -

h

mechanical, comparator or

deformation t ransducer

Fig. 2. - - Test piece for level B research and quali f ication tests.

I f the steel plates or stress distribution beams are fixed some time after the test piece preparation, care should be taken to use a mortar which, at the moment of testing, wil l reach the same strength characteristics as the jo int mortar.

The loading faces must be parallel to each other and perpendicular to the test piece axis.

The test pieces should be stored up to the time of testing in a closed room where the temperature is (20+__3)~ and relative humidity (60+ 10) %.

Recording o/temperature and humidity should be non- stop.

3 . 3 . D e t e r m i n a t i o n o f c o m p r e s s i v e s t r e n g t h

For research projects the test should generally be undertaken at the moment when the compressive strength of the mortar fc mo is as close as possible to minimum strength


min f, mo in compliance with the corresponding national standards. It should meet the fol lowing conditions:

minf~.m -<f~.mo< 1.25minf~ ....

For this test a small number of mortar test pieces should be prepared simultaneously for intermediate tests.

For qualification and control tests, testing should be undertaken at 28 days.

The compressive strength test should be carried out in a compression machine at a rate of loading per second v in compliance with the fo l lowing table:

Assumed compressive strength

of masonry (N/mm 2)

> 2 . 5 2 . 6 t o 5 . 0 5.1 to 10

>10

v

(N/mm 2 . s)

0.01 O. 02 O. 04 O. 06

I f the test pieces are not equipped with r igid load distribution beams, these should be added to the testing machine. In any case, the load distribution beam stiffness should ensure very uniform load distribution in the test piece wall section. This condition wi l l be considered met i f the load transmission from the machine plates on to the test piece is possible under an angle of distribution not wider than 90 ~ ( f ig . 4).

The test piece bearing surfaces must be plane. In the case where the bearing plates are nor parallel or the bearing surfaces not plane, thin layers of an adequate material can be sandwiched in between to avoid unfavourable secondary effects,

The test piece should be centred on the machine so that its IongRudina/ axis ties along the machine axis and the bearing plates fixed. I f the machine is equipped with a spherical swivel this should be Mocked after contact with the press platens and the bearing surfaces of the test piece.

( I P )

Fig. 3. - - Test piece for level B control tests.

437


~ F Plole(~.u sup er~ur de la

/ machine d e s s o l

d / <-~~-. \ / =90~ . . . / Pout r'e de repar'h tlon

q_b

h ~ d

Fig. 4. - - A p p l i c a t i o n de la charge.

3 .4 . Mesuredesd~format ions

Dans le cas des projets de recherche o~ la d6termination des caractEristiques mEcaniques du matEriau composite ma?onnerie est nEcessaire, la courbe efforts-dEformations complete doit ~tre dEtermin6e; les bases de mesures des deformations seront disposEes suivant la figure 2. L'essai sera fait de prEfErence ~ vitesse de d6formation constante (volt essais niveau C).

3 .5 . D ~ t e r m i n a t i o n d e l a d ~ f o r m a t i o n de f l u a g e

3 . 5 . 1 . MATERIAUX DE BASE

Les Eprouvettes de fluage doivent ~tre prEparEes avec des matEriaux EIEmentaires d'au mains quatre semaines d'~je. Avant la confection des Eprouvettes, les matEriaux EIEmentaires doivent 6tre conserves dans I'eau pendant 48 heures et ensuite, pendant (24_+3)heures, dans une ambiance de (20_3)~ de temp6rature et de (60___10)% d'humiditE relative; temperature et hygromEtrie doivent ~tre enregistrEes. En plus des essais suivant la section 2 . 1 . 1 , la teneur en eau doit 6tre dEterminEe sur 5 mat6riaux EIEmentaires avant la mise dans I'eau et avant la construction des 6prouvettes de ma,connerie.

3 . 5 . 2 . ~:PROUVETTES D'ESSAIS

Pour la determination de la deformation de retrait des Eprouvettes de fluage, un nombre Egal d'~prouvettes est 6galement pr6par6 (~prouvettes t~moins non charg6es).

3 . 5 . 3. NOMBRE D'EPROUVETTES ET DIMENSIONS

La figure 5 a montre une ~prouvette.

Si le rapport h id est supErieur ~ 5, les Eprouvettes doivent ~tre confectionnEes suivant la figure 5 b.

3 , 5 . 4 . PREPARATION, CONSERVATION, MESURES

Les Eprouvettes sent plac6es sur une plaque en acier rigide et sent fixEes au moyen d'une couche de mortier de sorte qu'elles soient perpendiculaires g la plaque et alignEes. Sur leur face supErieure est Egalement placEe une autre plaque en acier par I'intermEdiaire d 'une couche fine de merrier de ciment; la face sup6rieure de cette plaque dolt ~tre perpendiculaire ~ I'axe de I'Eprouvette et par cons6quent paralldle ~ ta face inf6rieure de la plaque du bas. L'6paisseur du merrier des joints entre rnat6riaux EIEmentaires dolt correspondre aux prescriptions donnEes par les rdglements nationaux correspondants ou les cahiers des charges. Les Eprouvettes doivent 6tre prEpar6es et conservEes dans une ambiance de 20~ de temperature et de 65 % d'humidit6 relative; temperature et hygrom6trie doivent Etre enregistrEes d'une manidre continue.

plaque's c'n a c l e r ~ . . ~ I

' "1/2 ~l/2 ~ "~'--I ~ 1 / 2 -

i

I

===t=== i

i �9 -~ ~ ~" 1,5 h b ~ i

"

i ,t-.----

IL__

J plaques en acier j

f ' t

h/d = 3 ~ 5 h /d > 5

d > 200 d ~< 200

(a) (b)

Fig. 5. - - Eprouvettes pour essais de fluage pour diff6rentes 6paisseurs d.

ImmEdiatement aprEs la preparation des 6prouvettes, le dispositif de mesure des deformations verticales sur les deux grandes faces de I'Eprouvette doi t Etre mis en place. La base de mesure doit contenir au mains deux joints et deux hauteurs de matEriau EIEmentaire au total; la mesure dolt 6tre faite de milieu ~ milieu de matEriau EIEmentaire ( f#g. 5). La base de mesure doit par ail leurs 6tre ,~ une distance d'au mains 20 mm des joints.

Eprouvettes Largeur Epaisseur Hauteur Nombre d'essai b d h

6prouvettes de fluage I>3

6prouvettes t~moins

1 Iongueur de ma~6riau 61~mentaire

1 6paisseur de mat6riau 616mentaire

h>~ 5 lits

h/d= 3 ~ 5 >/3

438

| F test machine upper platen

+ ~ ~ _ / load distribution beam b

.__~ . . . . . . . . . . . . . ~ test piece

h>~d

Fig. 4. - - Loading.

3.4. M e a s u r e m e n t o f d e f o r m a t i o n s

The complete stress-strain curve must be determined in the case of research projects where the identification of mechanical characteristics of the composite masonry is necessary. The deformation measurement bases will be placed as in figure 2. The test will be carried out preferably at constant rate of deformation (see tests Level C).

3.5. D e t e r m i n a t i o n o f c r e e p d e f o r m a t i o n

3.5 .1 . BASIC COMPONENTS

Creep test pieces should be prepared with basic components at least four week old. Before building the test piece the basic components should be kept in water for 48 hours and then stored for (24 4- 3) hours in an atmosphere of temperature (20• relative humidity (60-t-10)%. Temperature and hygrometry should be recorded. The test describeE in paragraph 2 .1 ,1 . should be carried out, also the water content should be determined on five basic components before placing in water and before building the masonry test piece.

3.5 .2 . TEST PIECES

To determine shrinkage deformation of creep test pieces, an equal number of test pieces is a/so prepared as non- loaded reference specimens.


Figure 5a presents a test piece.

If the hid ratio is over 5, the test piece should be prepared in compliance with figure 5 b.

3.5.4 . PREPARATION, CURING, MEASUREMENTS

The test pieces are placed on a rigid steel p/ate and fixed with a layer of mortar so that they are lined up perpendicular to the plate. Another steel p/ate is bonded on their upper surface with a thin layer of cement mortar: the upper surface of this plate should be perpendicular to the test piece axis and consequently parallel to the lower surface of the lower plate. The thickness of the mortar joints between the basic components should comply with provisions made in the relevant national codes or the specihcations. The test piece should be prepared and cured in an atmosphere of temperature 20~ and relative humidity 65 %. Recording of temperature and hygrometry should be non-stop.

Immediately after test piece preparation the devices for measuring vertical deformations on the two large surfaces of the test piece should be put in p/ace. The measurement bases must cover a total of at least two joints and two courses of basic components. Measurement should be made from middle of basic components ( f ig. 5). The measurement base should moreover be located at a distance of at/east 20 mm from the joints.

�9 [/2 .t/2 .~ I

i

h i - - f @

steel prates

>1 1,5 h b - ~ I ~ I~

>/ 1,5 h b ~ 1

steel plates

t t

h/d = 3 to 5 h/d > 5 d > 200 d ,~< 200

F

3 , 5 . 3. NUMBER OF TEST PIECES AND DIMENSIONS Fig. 5. - - Test pieces of d i f ferent thickness d for creep test.

Width Depth Height Number Test pieces b d h

Creep test pieces

Reference specimens

1 length o'f basic

component

1 depth of basic

component

h > 5 courses

hid 3 to 5

> 3

>3

439

Vol. 13 - N ~ 78 - Materiaux et Constructions

La distance des extr6mites de la base de mesure aux surfaces d'appui de 1"eprouvette dolt 6tre au moins de 1,5 hauteur de materiau 616mentaire. Les mesures du retrait doivent commencer aussitet que possible et au plus tard 1 jour apr~s la preparation des 6prouvettes. Des mesures doivent ~tre faites ensuite ~ 3, 7, 14 et 28 jours apr~s la preparation des 6prouvettes.

3 . 5 . 5 . DEROULEMENT DE L'ESSAI

Les 6prouvettes doivent 6tre chargees le jour de la realisation de I'essai de compression (section 3 .3) ; pour un mortier sans prescriptions pour. la r~sistance ~ I'~ge de 28 jours. La charge dolt 6tre appliquee & vitesse constante et sans paliers; pour le calcul de la charge correspondant & la contrainte appliquee il faut prendre en compte la section nominale des materiaux 61ementaires. Apres avoir atteint la contrainte de I'essai de fluage, en general voisine de la contrainte d'util isation courante, les deformations doivent ~tre mesurees. Le chargement et les lectures doivent durer 1 0 minutes au plus. Le module d'elasticite, comme module de deformation, doit 6tre d~termin~ d'apres les mesures de la charge et des deformations obtenues ~ la contrainte du fluage.

Les deformations doivent 6tre ensuite mesurees aux ~ges de 1,3, 7, 14, 28, 56, 90 jours apres le chargement et ~ des intervalles de 90 jours par la suite. Apr~s d~chargement, les mesures seront faites ~ 1, 3, .7, 28 et 90 jours. Les memes intervalles de mesure seront appliques pour les ~prouvettes temoins pour la determination du retrait (section 3 . 5 . 2 ) .

La deformation de fluage est determinee de la deformation totale de I'essai de fluage en retranchant la deformation de retrait correspondante des ~prouvettes temoins non chargees et la deformation due au chargement.

�9 Si, & cause du type du dispositif de chargement, la contrainte de fluage peut varier avec le temps, elle doit etre contr(51ee d'une mani~re continue et corrigee en consequence.

11 est recommand6 de determiner la teneur en eau des 6prouvettes avant chargement et apr~s d~chargement par pesee des 6prouvettes temoins.

3 .6 . D 6 t e r m i n a t i o n du r e t r a i t s e u l

Si le retrait seul doit 6tre d6termin6, les essais doivent 6tre faits comme suit :

3 . 6 . 1 . MATERIAUX DE BASE

Voir section 3 . 5 . 1 .

3 . 6 . 2 . EPROUVETTES

Voir sections 3 . 5 . 2 et 3 . 5 . 3 .

3 . 6 . 3 . DEROULEMENT DE L'ESSAI

Les d6formations doivent ~tre mesurees aux ~ges de 1,3, 7, 14, 28, 56, 90 jours et ensuite ~ des intervalles de 90 jours apr~s la pr6paration des 6prouvettes, ainsi qu'& I'~ge o0 le mortier a obtenu la r6sistance ~ la compression minimale suivant la section 3.3.

II est recommand6 de d6terminer le poids des'6prouvettes aux m6mes &ges pour 6tudier la relation entre la deformation de retrait et ta perte de poids.

440

4. ESSAIS DE N lVEAU C

4 .1 . Dimens ions des e l e m e n t s de murs

Les dimensions seront :

- - hauteur �9 hauteur d'etage, soit 2,50 ~ 3,00 m;

- - largeur : 1,00 & 1,50 m;

- - 6paisseur : epaisseur reelle.

4 . 2 . Rec t i f i ca t ion des f a c e s d 'appu i

Un contact uniforme dolt ~tre assur~ entre les faces d'appui du mur et les plateaux de la presse.

Dans le cas de murs en macon nerie, on dresse en general le mur sur une piece metall ique ou sur une poutrelle en beton de resistance superieure & 25 N /mm 2 et de hauteur au moins 6gale ~ la moiti6 de 1'epaisseur du mur; les faces inferieures de la piece metallique ou de la poutrel le doivent ~tre plan~s.

Sur la face superieure du mur, on fixe soit une autre plaque m~tallique dont la face superieure est plane au moyen d'un mortier, ou bien on 6tale une couche de mortier et on rectifie la surface; dans ce dernier cas, un panneau de fibre est interpose entre cette face et le plateau de la presse.

On peut 6gatement monter l e m u r directement sur le plateau de la presse si les dimensions de ce plateau sont suffisantes; le contact avec le plateau superieur est obtenu au moyen d'une couche de mortier de joint 6tale sur la face superieure et sur laquelle on vient appliquer le plateau superieur de la presse.

Dans le cas des murs en beton ou prefabriques, le contact entre les faces d'appui et les plateaux de la presse peut 6tre obtenu par I' interposition d'une couche de mortier de pl&tre dur ou de resine; si 1'etat des faces d'appui est bon, il est possible d'utiliser un panneau de fibre interpose entre les faces d'appui et les plateaux de la presse.

4 .3 . Age des 6p rouve t t es . C o n s e r v a t i o n

Les essais seront effectues ~ un ~ge suivant la section 3.3; les 616ments de tour seront conserves pendant cette periode

une ambiance de (204-3)~ de temperature et de (60_+10)% d'hygrometrie relative; la temperature et I'hygrometrie doivent 6tre enregistrees d'une maniere continue en fonction du temps.

4 . 4 . M o d a l i t 6 s d'essais

4 . 4 . 1 . APPAREILLAGE D'ESSAIS

L'appareil d'essai dolt remplir les condit ions specifiques suivantes afin que les essais ci-dessous puissent ~tre effectues dans des condit ions satisfaisantes :

a) il dolt assurer une bonne repartition de la charge suivant la largeur et 1'epaisseur de 1"616ment du tour;

b) il dolt permettre une rotation des extremites du mur pendant les essais sous charges excentrees;

c) il dolt permettre une determination de la position du plan de chargement avec une precision de +1 mm; il en resulte que I'excentricit6 appi iquee sera d~terminee avec la m .#.me precision;

The distance between the extreme points of the measurement base and the test piece bearing surfaces should be at least 1 .5 times the height of the basic component. Shrinkage measurements should begin as soon as possible and at the latest a day after test piece preparation. Measurements should then be taken at 3, 7, 14 and 28 days after test piece preparation.

3 . 5 . 5 . TEST PROCEDURE

The test piece should be loaded the day the compression test is carried out (section 3 .3 ) in the case of a mortar without specification for the strength at 28 days, The load should be applied at constant rate wi thout stages. The nominal cross section of the basic component must be taken into account when calculating the load corresponding to applied stress. Deformations should be measured after having reached creep test stress, generally close to stress under normal use. Loading and readings should last 10 minutes at the most. The modulus of elasticity as deformation modulus must be determined from load and deformation measurements obtained at creep stress.

Deformations should then be measured at ages of 1, 3, 7, 14, 28, 56, 90 days. After unloading, measurements are to be taken at 1, 3, 7, 28 and 90 days. The same intervals wil l be appfied when measuring reference test pieces to identify shrinkage (w 3 . 5 . 2 ) .

Creep deformation is determined from total deformation read from the creep test by substracting corresponding shrinkage deformation on non-loaded reference test pieces and deformation due to loading.

I f the type of loading device is likely to cause time- dependent variation in creep stress, this must be continuously controlled and corrected accordingly.

It is advisable to determine the water content of test pieces before loading and after unloading by weighing reference test pieces.

3 . 6 . D e t e r m i n a t i o n of shr inkage a lone

I f only shrinkage is to be determined, tests should be conducted as follows."

3 . 6 . 1 . BASIC COMPONENTS

see paragraph 3 . 5 . 1 .

3 . 6 . 2 . TEST PIECES

see paragraphs 3 . 5 . 2 and 3 . 5 . 3 .

3 . 6 . 3 . TEST PROCEDURE

Deformations should be measured at 1, 3, 7, 14, 28, 56, 90 days and then at intervals of 90 days as from test piece preparation, as well as at the age when the mortar has reached minimal compressive strength in compliance with paragraph 3 .3 .

It is advisable to determine the weight of test pieces at the s a m e ages to study the relation between shrinkage deformation and weight loss.


4. LEVEL C TESTS

4 . 1 . D imens ions of wal l uni ts

The dimensions should be as fo l low as:

- - height: storey height, that is to say 2 . 5 0 to 3. O0 m;

- - width: 1 .00 to 1 .50 m;

- - thickness: thickness of a real wall.

4 . 2 . M a k i n g bearing surfaces plane

Uniform contact must be maintained between the bearing surfaces of the wal l and the press platens.

In the case of masonry walls, the test piece is generally erected on a metal plate or a concrete beam whose strength exceeds 25 N/mm 2 and height at/east equal to half the wall thickness. The under-surfaces of the metal plate or the girder should be machined plane.

Another steel plate is fixed on the upper surface of the wall using a mortar, or a layer of mortar is spread then made plane. In this last case a sheet of f ibreboard is sandwiched between this surface and the press platen.

It is also possible to mount the wall straight on the press platen i f the dimensions of the latter are sufficient. Contact with the upper plate is obtained by means of a ]ointing mortar spread on the upper surface where the upper press platen is applied.

In the case of concrete or precast walls, contact between the bearing surfaces and the press platens is obtained by inserting a layer of hard plaster or resin. I f the state of bearing surfaces is good, a fibreboard pane/ can be sandwiched between the bearing surfaces and the press platens.

4 . 3 . Age of test p ieces-cur ing

The tests are to be undertaken at ages given in paragraph 3 .3 . The wall units should be stored during this period in an atmosphere of temperature ( 2 0 + 3 ) ~ and relative hygrometry ( 60+ 10) %. Temperature and hygrometry must be recorded non-stop.

4 . 4 . D i rect ions for tes t ing

4 . 4 . . 1. TEST EQUIPMENT

The test equipment should comply with the fol lowing specifications so that the tests listed below be carried out in satisfactory conditions :

(a) it must ensure good load distribution according to the width and thickness of the wal l unit,

(b) it must al low rotation of the wall ends during testing under eccentric loads,

(c) it must make possible determination of the loading plane position with an accuracy of 4- 1 ram. This results in the applied eccentricity being determined with the same accuracy;

441

Vol. 13 - N ~ 78 - Mat~riaux et Constructions

d) il dolt permettre d'etre assur~ de ta valeur de 1"61ancement et de sa constance pendant I'essai.

Une rotule sph~rique classique est suffisante pour permettre une rotation suivant la largeur de I'~l~ment du mur, mais elle est insuffisante pour que les condit ions b, c, et d ci-dessus soient remplies.

Pour que ces condit ions soient remplies, il est n6cessaire que I'appareil d'essai comporte des articulations Iongitudi- nales en haut et en bas; les pr~sentes recommandations se l imiteront 5̀ souligner la n~cessit6 de ces articulations sans imposer des condit ions pr6cises pour leur r6alisation; leur conception et leur r~alisation doivent 6tre guid~es par le soin de remplir aussi fid61ement que possible les condit ions requises ~num~rees ci-dessus.

Dans le cas oQ le dispositif de chargement de la machine d'essais est -constitu~ d'un seul verin, il est necessaire pour une r~partition uniforme de la charge suivant la largeur, d'intercaler entre ce dispositif et les articulations Iongitudi- nales une poutre rigide dont la hauteur dolt etre au moins 6gale ̀ 5 la moitie de la difference entre la largeur du mur et le diametre du piston du verin ( fig. 4).

Cette poutre peut etre supprimee ou remplacee par une piece de faible rigidit6 si le dispositif de chargement est constitu~ d'un certain nombre de v6rins juxtaposes suivant la largeur de I'~l~ment du mur.

Dans le compte rendu des r6sultats des essais, en plus de toutes les donn~es relatives &la constitution et 5̀ la g~om~trie des 61~ments de mur essay6s, il faut preciser la distance entre les axes de rotation de deux articulations Iongitudinales.

Dans le cas or5 ii n'est pas possible d'6quiper la machine d'essais d'articulations Iongitudinales, des essais sous charge centr~e peuvent etre correctement r~alis~s mais non des essais sous charge excentr~e; si malgr6 cela de tels essais sont r6alis6s, il faut express6ment mentionner I'absence d'articulations Iongitudinales, et 5̀ I'aide d'un croquis, indiquer les condit ions d'appui de 1'616ment du mur.

4 . 4 . 2 . ESSAIS

4 . 4 . 2 . 1 . Mode de chargement

Une s~rie d'essais sera en general effectu~e sous charge centree, et 6ventuellement en plus de 2 s~ries d'essais sous charge excentree en appliquant deux excentricit~s differentes.

4 . 4 . 2 . 2 . Plan mOcanique moyen

On entend par chargement centr& un chargement centre mecaniquement c'est-Mdire un chargement dont le plan, parallNe aux grandes faces du mur et defini par les axes de deux articulations Iongitudinales, coincide avec le plan m~canique moyen de 1'~16ment du mur.

Le plan m~canique moyen est un plan parall~le aux deux grandes faces du mur et tel, que les charges normales appliqu~es dans ce plan et uniformement reparties suivant la largeur, provoquent des d~formations ~gales sur les deux grandes faces du mur, tant qu'elles restent sensiblement inferieures ~ la charge de flambement.

On proc~de d'abord ~ la d~termination exp~rimentale de ce plan m6canique moyen par t`stonnements avec chargements et d6chargements successifs; on admettra que la position de ce plan est def ine Iorsque pour un chargement de I'ordre de 1/3 de la r6sistance ,5 la compression de l'616ment du mur, les d~formations sur les deux grandes faces sont 6gales 5̀ 5 % pr~s.

La determination du plan mecanique moyen est surtout necessaire dans les cas d'61~ments de murs pr~fabriqu~s et en general, dans tousles cas oQ on a des raisons de supposer une heterog~n~it~ suivant 1'epaisseur (1).

Dans les cas o6 1'616ment du mur est homogene suivant 1'epaisseur, le plan mecanique moyen theorique coi'ncide avec le plan de sym6trie de 1'616ment.

4 . 4 . 2 . 3 . Chargement

Le chargement sera effectu6 suivant I'une des modalites suivantes :

a) 5̀ vitesse de chargement constante;

b) par paliers;

c) ~ vitesse de d~formation constante.

Dans le cas de chargement 5̀ vitesse de chargement constante (a), la vitesse de chargement est donn~e par le tableau de la section 3 . 3 (essais correspondants de niveau B).

Dans le cas de chargement par paliers (b), celui-ci sera effectu6 par montees 616mentaires, chaque montee 61~mentaire 6tant de I'ordre de 1/1 0 de la charge de rupture estimee; chaque montee 616mentaire est suivie d'un palier de 3 minutes environ pendant lesquelles la charge est maintenue constante pour effectuer les lectures des appareils de mesure; la vitesse de chargement entre deux patiers cons6cutifs sera 6galement conforme au tableau de la section 3.3.

Dans le cas de chargement 5̀ vitesse de d6formation constante (c), cette vitesse doi t etre de I'ordre de 10 -4 par minute.

Le mode de chargement utilis~ ainsi que la vitesse de chargement doivent ~tre indiqu6s.

4 . 4 . 2 . 4 . Essais centr~s

Apres la d~termination du plan mecanique moyen, des essais sont effectues en appl iquant les charges dans ce plan. L'Nement du mur est maintenu dans la machine d'essai sous une charge de I'ordre du 1/4 de la montee 616mentaire; tous les dechargements ulterieurs seront l imit,s <5 cette charge qui constitue I'origine de toutes les mesures. L'essai est alors effectu6 par un chargement continu ou par paliers jusqu'`5 la rupture.

Pour la determination du module d'61asticit& il est recommand6 d'effectuer deux & trois cycles de chargement- dechargement jusqu'`5 une charge de I'ordre du 1/3 de la charge de rupture estimee (trois 5̀ quatre mont~es 616mentaires) et ensuite un cycle de chargement jusqu'`5 ta rupture.

On peut aussi determiner un module de deformation d'apr~s la s~cante corresponda nt 5̀ une charge donnee de la courbe effort-d~formations du premier chargement.

4 . 4 . 2 . 5 . Essais excentrOs

Deux s~ries d'essais sont en g~neral effectu~es, avec deux valeurs de I'excentricit& 6gales par exemple, pour des murs de constitution et de section sensiblement symetriques, 5̀ d/6 et d/4, d~tant 1'epaisseur du mur. Dans des cas sp~ciaux, les valeurs de I'excentricit6 sont 5̀ choisir en fonction de la constitution et de la section du tour.

(1) Le betonnage en position horizontale d'un et~ment de mur suffit introduire une het~rog@n@ite notable.

442

(d) it must offer the possibility of ensuring the slenderness value and its consistency during testing.

A normal spherical support will suffice to allow rotation in the wall unit width direction but it will not ensure compliance with conditions b, c and d above.

To comply with these conditions the testing device must be equipped with longitudinal rotating devices above and below. These 'recommendations simply underfine the necessity for using such devices without imposing precise conditions for their installation. Their design and implemen- ting must be guided by care m complying as closely as possible with the required conditions quoted above.

In the case where the testing machine loading device consists of one jack only, to obtain uniform distribution of load it is necessary to insert between this device and the longitudinal rotating support a rigid beam whose height should be at least equal to half of the difference between the wall width and the jack piston diameter ( fig. 4).

This beam can be left out or replaced by a material of low rigidity if the loading device consists of a certain number of jacks placed side by side along the width of the wall unit.

Apart from all the data concerning the composition and geometry of waft units tested, it is essential to state in the report giving test results, the distance between the axes of rotation of the two longitudinal rotating devices.

In the case where it is not possible to equip the test machine with these longitudinal devices, tests under centred loading can be properly conducted but not tests under eccentric load. If such tests are undertaken in spite of this restriction, special reference must be made in the report to the absence of longitudinal rotating devices and a sketch made to indicate the wall unit bearing conditions.

4 . 4 . 2 . TESTS

4.4.2~ 1. Type of loading

Generally a series of tests will be carried out under centred loading and if need be two other series under eccentric loading by applying two different eccentricities.

4 . 4 . 2 . 2 . Mean mechanical plane

Centred loading means loading centred mechanically, that is to say loading whose plane parallel to the large surfaces of the wall and dehned by the axes of the two longitudinal rotating devices, coincides with the mean mechanical plane of the wall unit.

The mean mechanical plane is a plane parallel to the two large wall surfaces such that the normal loads applied in this plane and evenly distributed according to the width cause equal deformations on the two large surfaces of the wall as long as these loads remain appreciably below the buckling load.

First this mean mechanical plane is determined experi- mentally by trial and error with successive loading and unloading. This plane position is considered defined when, for loading around one third of compressive strength of the wall unit, the deformations on the two large surfaces are equal to within 5 %.


It is especially necessary to determine this mean mechanical plane in the cases of composite or precast wall units and generally in all the cases where there are reasons to assume heterogeneity in the thickness (horizontal concre- ting of a wall unit will imply considerable heterogeneity).

In the case where the wall unit is homogeneous through its thickness, the theoretical mean mechanical plane coincides with the unit plane of symmetry.

4 . 4 . 2 . 3 . Loading

Loading should be carried out in compfiance with one of the following provisions :

a) at constant rate of loading;

b) in stages;

c) at constant rate of deformation.

In the case of loading at constant rate (a) this rate is read from the table in section 3.3. (tests corresponding to level B).

/n the case of loading in stages (b) this will be carried out in fractional increase, each being about 1/10 of the estimated failure load. Each fractional increase is followed by a period of about three minutes during which the load is maintained constant to conduct readings of measurement apparatus. The rate of loading between two consecutive steps will also .comply with the table in paragraph. 3 .3 .

In the case of/oadings at constant rate of deformation (c) this rate should be around 1 0 4 per minute.

The type and rate of loading used must be indicated.

4 . 4 . 2 . 4 . Centred tests

Tests are carried out by applying loads in the mean mechanical plane once it has been determined. The wall unit is maintained in the testing machine under a load of about 1/4 of the fractional increase. All subsequent unloading will be limited to this load which constitutes the origin of all measurements. The test is then carried out by continuous loading or in stages up to failure.

To determine the modulus of elasticity it is advisable to undertake two to three cycles of loading-unloading up to a load around 1/3 of the estimated failure load (three to four fractional increase) and then a loading cycle up to failure.

It is also possible to determine a modulus of deformation from the secant corresponding to a given load on the first loading stress-strain curve.

4 . 4 . 2 . 5 . Eccentric loading tests

Two series of tests are generally undertaken with two eccentricity values; for example with walls of appreciably symmetrical composition and cross section, the values are equal to d/6 and d/ 4, where d is the wall thickness. In special cases, the eccentricity values are chosen according to the wall composition and cross section.

443


Ces excentricites sont definies par rapport au plan mecanique moyen et sont du c5t6 o6 1'element du mur sera sollicite dans une structure reelle; dans certains cas, il peut 6tre necessaire de proceder ~ des essais avec excentricit6 de part et d'autre du plan mecanique moyen.

Pour la determination des deformations et des fleches, il est 6galement recommand6 de r4aliser deux ~ trois cycles de chargement-dechargement jusqu'~ une charge telle que la deformation de la face la plus deformee soit egale & la d4formation correspondant & un chargement centr4 pour une charge de I'ordre du 1/3 de la resistance ~ la rupture sous charge centree; un dernier chargement est ensuite r4alis6 jusqu'& la rupture.

4 . 4 . 3 . M ESURES

4 . 4 . 3 . 1 . Mesure de d#formations /ongitudinales

Les deformations Iongitudinales sont mesurees sur des bases de mesure de I'ordre du 1/3 de la hauteur avec des dispositifs qui donnent une precision au moins de 1 0-r; des dispositifs seront en general constitues par des tiges metalliques fixees convenablement sur les faces du mur et munies de comparateurs mecaniques ou des capteurs de deplacement.

II est recommand6 de faire des mesures sur les axes verticaux des quatre faces de 1'616ment du tour; cette disposition permet un contrele global des condit ions de I'essai. Si les contacts entre les surfaces d'appui et les plateaux de la presse sont bons et si la deformation des plateaux de la presse ou des poutres intermediaires est n~gligeable, il faut que les moyennes arithm4tiques des

deformations mesurees sur les deux paires de faces oppos~es soient egales avec une tolerance qui ne doit pas depasser 10%; si la difference est plus grande, il faut en chercher la cause dans une d6formabilit6 trop grande des poutres de repartition ou en une mauvaise rectification des faces d'appui.

II est & noter que ce contrele est valable aussi bien pour les essais centres que pour les essais excentr4s.

Dans des cas speciaux ou pour des essais de recherche, pour contrSler I'uniformit~ des d~formations, des mesures locales peuvent 6tre effectu4es sur des points repartis convenablement sur les grandes faces de 1'614ment.

4 . 4 . 3 . 2 . Mesure de d#formations transversales

Les mesures des deformations transversales peuvent ~tre faites sur des bases de mesures horizontales situees & mi- hauteur du mur sur les grandes faces et placees symetriquement par rapport & I'axe vertical; dans le cas

d'el~ments de mur heterogenes, la mesure de la variation de I'epaisseur peut ~tre aussi envisagee; cette mesure peut d'ailleurs remplacer ou completer les mesures horizontales sur les grandes faces.

4 . 4 . 3 . 3 . Mesure des fl#ches

Dans le cas des chargements excentres ou dans le cas de chargement centre d'616ment tres 6lance, les fleches doivent 4galement ~tre mesurees. Cette mesure peut 6tre faite sur les axes verticaux des deux grandes faces du tour ou sur les axes verticaux de deux petites faces; le dispositif de mesure peut etre independant ou combine avec le dispositif de mesure des deformations verticales.

II est recommand6 que la mesure des fl4ches soit faite sur une corde d'au moins 2 m de Iongueur et que le dispositif de mesure prenne appui sur 1'616ment essay6.

II est interessant de completer la mesure des fleches par ce[le des rotations de certaines sections, sections voisines des extremites en particulier.

4 . 4 . 4 . FACTEUR DE REPETITION

Le hombre d'essais dans chaque cas de chargement dolt 6tre au moins de trois; dans des cas o5 la dispersion rend les resultats diff icilement exploitables, un nombre d'essais plus grand peut etre necessaire.

4 .5 . Resu l t a t s& o b t e n i r

Les resultats de ces essais seront :

a) la resistance ~ la compression de 1"616ment sous charge centree;

b) la r~sistance exprim6e en contrainte moyenne, de 1"616ment sous charge excentree pour les excentricites appliqu~es;

c) la courbe effort-deformations pour les chargements centres jusqu'& la charge des mesures (1/3 de la charge de rupture) et 6ventuellement la courbe efforts-deformations au-del& de cette charge obtenue pendant le chargement de rupture; cette derniere courbe est fonct ion des possibilites du dispositif de mesure utilise;

d) 6ventuellement les deformations transversales en fonction de la charge;

e) pour les chargements excentres, les courbes des deformations des quatre faces, les fl~ches et les rotations en fonction de la contrainte moyenne;

f ) le type de fissuration Iors de I'apparition des fissures, son developpement ulterieur, la morphologie de ruine et toutes les indications sur le comportement des elements sous charge.

444

These eccentricities are defined in respect to the mean mechanical plane and are placed on the side where the wall unit would be loaded in a real structure. In certain cases it may be necessary to operate tests with eccentricities on each side of the mean mechanical plane.

To determine deformations and deflexions it is also advisable to pursue two to three loading-unloading cycles up to a Ioad such that the deformation of the most deformed surface be equal to the deformation corresponding to a centred loading for a load around one third of the failure strength under centred load. A final loading is then carried out up to failure.

4 . 4 . 3 . MEASUREMENTS

4 . 4 . 3 . 1 . Measurement 9f longitudinal deformations

Longitudinal deformations are measured from measurement bases about one third of the height with apparatus which give accuracy of at/east 1 0 ~. The apparatus generally consists of steel rods properly f ixed on the wal l surf ~ ~es and equipped with mechanical comparators or displacement transducers.

I t is advisable to carry out measurement on the vertical axes of the four surfaces of the wall unit; such an arrangement facilitates overall control of test conditions. I f the contacts between the bearing surfaces and the press platens are satisfactory and i f the deformation of press platens or intermediate beams is negligible, the arithmetic means of the deformations measured on the two pairs of opposite surfaces must be equal with a tolerance not exceeding 10%. I f the difference is greater, the cause must be sought in an excessive deformability of load distribution beams or faulty planing of bearing surfaces.

This control is valid for both centred and eccentric tests.

In special cases or for research tests, to control uniformity of deformation, local measurements can be carried out on points properly distributed on the large surfaces of the unit.

4 . 4 . 3 . 2 . Measurement of transverse deformations

Measurements of transverse deformations can be carried out on horizontal measurement bases located halfway up the wall on the large surfaces and placed symmetrically in relation to the vertical axis. in the case of heterogeneous wai l units it is also possible to provide for measuring variation in


thickness. Such measurement can moreover replace or complete horizontal measurements on the large surfaces.

4 . 4 . 3 . 3 . Measurement of deflexions

In the case of eccentric Ioadings or centred/oadi g of a very slender unit, deflexions must also be measured. Such measurement can be made on the vertical axes of the two large surfaces of the wall or on the vertical axes of the two small su "faces. The measurement device can be independent or combined with the device for measuring vertical deformations.

I t is advisable to measure deflexions on a chord of at/east 2 m long with the measuring device supported on the unit being tested.

I t is interesting to complete the measurement of deflexion with that of rotations of certain cross sections, especially those close to the ends.

4 . 4 . 4 . REPETITION FACTOR

The number of tests in each case of loading must be at /east three. When dispersion makes results diff icult to use, a higher number of tests may be necessary.

4 . 5 . Results to obta in

The results of these tests wi l l include:

a) compressive strength of the unit under centred loading;

b) strength expressed in mean stress of the unit under eccentric loading for applied eccentricities;

c) the stress-strain curve for centred Ioadings up to the measurement load (one third of the failure load) and i f appropriate the stress -strain curve beyond this load obtained during failure loading. This latter curve depends on the possibilities of the measuring device used,"

d) i f appropriate the transverse deformations according to the load,"

e) for eccentric/oadings, the deformation curves of the four surfaces, the deflexions and the rotations in relation to the mean stress;

f) the type of cracking at crack onset, subsequent development, the morphology of failure and all the indications on the behaviour of units under load.

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R E C O M M A N D A T I O N S POUR LES ESSAIS DE JOINTS HORIZONTAUX

ENTRE M U R S PORTEURS ET PLANCHERS

Sollicitations r~sultant de I 'application de charges verticales

Rappor teur �9 J. Lugez (1)

I N T R O D U C T I O N

Les caract6ristiques m6caniques des joints horizontaux entre murs porteurs et planchers dont la connaissance est n6cessaire pour I 'application des m6thodes de calcul modernes sont principalement :

- - les ~tats-limites de fissuration, de ruine et, ~ventuellement, de d6formation excessive. Ces 6tats-limites sont d6finis par les sollicitations qui les d6terminent ainsi que par la forme et la Iocalisation de la fissuration et de la ruine;

- - la d~formabilit~ des joints qui permet de caract~riser I'interaction entre murs et planchers c'est-&-dire la distribution des sollicitations entre ceux-ci.

En I'~tat actuel des m~thodes de calcul, la connaissance de la d~formabilit6 est utile au projeteur dans le domaine des charges de service, o~ en g6n~ral les ph~nom6nes restent sensiblement lin~aires.

Mais les travaux effectu6s en vue de prendre en consideration I'~tat-limite d'ensemble des structures exigent la connaissance de la d~formabilit6 jusqu'au voisinage de I'~tat-limite de ruine.

Une ~tude assez complete de la d6formabilit~, qui n'est d'ailleurs pas sans difficult6, pr~sente donc un int6r~t qui n'est pas limit~ ~ la seule phase de comportement lin~aire.

1. D O M A I N E D 'APPL ICAT ION

1 .1. Type de j o i n t

Les pr6sentes recommandations visent les joints horizontaux entre tours porteurs et plancher, les murs pouvant ~tre int~rieurs ou ext~rieurs et porter un plancher sur un seul ou sur deux c6t~s.

Les tours peuvent ~tre en ma,connerie d'61~ments de dimensions petites ou moyennes (pierre; briques pleines, perfor~es ou creuses; blocs en b~ton Iourd ou I~ger, pleins ou creux). IIs peuvent aussi ~tre constitu6s d'~16ments pr6fabriqu~s.

(1) Chef de Service adjoint, Service Technologie du Gros O'euvre, Division Composants et Ouvrages Iourds pr6fabriqu~s, Centre scientifique et technique du B~timent, Paris.

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Les planchers peuvent ~tre en bois, b6ton, terre cuite, acier, etc. ou r6sulter d'une combinaison de plusieurs de ces mat~riaux. IIs peuvent ~tre pr6fabriqu6s ~ des degr6s divers.

1 . 2 . T y p e d e s o l l i c i t a t i o n s

Les seules sollicitations consid~r~es sont celles qui r6sultent, pour le joint, de la transmission de charges verticales par le tour sup~rieur, de charges verticales et de moments par le plancher. La symbolisation de ces actions est repr~sent6e par la figure 1.

2. CORPS D'I~PREUVE

2 .1 . C o n s t i t u t i o n e t d i m e n s i o n s

Constitution des corps d'gpreuve

La constitution des corps d'~preuve doit 6tre conforme celle des joints r~els et leurs dimensions sont ~ d6terminer de telle sorte que soient valablement repr6sent6es les particularit6s locales ~ventuelles de ceux-ci.

Longueur des corps d'gpreuve

Si, comme ce peut ~tre le cas Iorsque les essais visent des joints entre 61~ments pr~fabriqu6s ou faisant intervenir des planchers de constitution discont inue (planchers & pou- trelles par exemple) le joint r6el n'a pas une constitution et une forme constantes sur toute sa Iongueur, le corps d'~preuve doit ~tre assez long pour que I'on y retrouve dans les m~mes proportions que dans le joint r6el les diff6rentes constitutions et formes de celui-ci.

.ll

L , F

I1 M IIM

Fig. 1

recommandations pour les essais de joints horizontaux entre murs porteurs et planchers

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