Soutenance mémoire
Théorie classique de la fissuration du béton
« Les armatures étant protégées par l’alcalinité de la pâte de ciment, leur oxydation ne peut intervenir que par leur contact direct avec le milieu ambiant à la faveur de l’ouverture des fissures », c’est un postulat admis par les spécialistes du béton armé pendant plus de cinquante ans. Or, la fissuration du béton est inévitable sous les charges de service. De ce fait, les concepteurs et les rédacteurs des codes se sont efforcés de limiter l’ouverture des fissures dans les constructions en béton armé en service.
Les règles BAEL 80 et 91
Les règles BAEL 80, comme les précédentes, considérait trois cas de fissuration, avec des définitions semblables mot pour mot a celles des règles CCBA68. Elles apportèrent cependant une précision intéressante par le commentaire ci-après : les conditions considérées comme préjudiciables ou très préjudiciables pour la fissuration donnent lieu à des appréciations de la part du maître d’ouvrage. La différence essentielle consista en une limite fixe de la contrainte de l’acier :
Fissuration non préjudiciable : aucune vérification
Fissuration préjudiciable : contrainte de traction limitée à 240 MPa pour les armatures à haute adhérence.
Fissuration très préjudiciable : contrainte de traction limitée à 176 MPa pour les mêmes armatures.
Ces règles étaient associées des dispositions constructives à respecter : armatures de peau , et écartement maximal des barres d’un diamètre au moins égal à 20mm dans les poutres. Les raisons de cette simplification résidaient essentiellement dans le caractère arbitraire des limites d’ouverture des fissures et de leur méthode de calcul, donnant à croire que l’on pouvait aboutir ainsi à une prévision de l’état d’une construction. Les règles BAEL 91 reprirent l’ancienne terminologie en distinguant les trois cas de fissuration : peu préjudiciable, préjudiciable et très préjudiciable, et exprimaient le doute de leurs rédacteurs dans le commentaire de l’article 4.5.31 : Les fissures de largeur excessive peuvent compromettre l’aspect des parements, l’étanchéité des parois, la tenue des armatures vis-à-vis de la corrosion. Il est cependant reconnu qu’il n’est pas possible de fixer à priori une largeur de fissure à respecter, vu la grande variabilité de phénomène ; en outre ; en outre, la durabilité des structures ne parait liée qu’à un ordre de grandeur de l’ouverture des fissures. Compte tenu du commentaire cidessus,il est possible de fixer des règles générales concernant le degré de nocivité , d’autant plus que l’appréciation dépend de nombreux facteurs parmi lesquels :
L’environnement : à ce sujet le fascicule de documentation de l’Afnor p 18011 donne une classification des environnements agressifs.
La nature de la structure : parmi les facteurs défavorables, on peut citer les pièces minces et la multiplication des surfaces de reprise.
L’utilisation de l’ouvrage avec comme facteurs défavorables l’importance des charges quasi-permanentes aussi bien que des actions cycliques, ainsi que le contact régulier avec des produits nocifs tels que les sels de déneigement.
La prise en compte dans les calculs d’une valeur de limite élastique de l’acier supérieur à la valeur la plus courante 500 MPa.
L’expérience acquise sur des ouvrages analogues qui doit englober le coût initial (tenant compte du ratio d’armatures),le coût d’entretien et la durabilité effective très variable en fonction du site et de la qualité de la construction.
En fonction de ces critères, certains textes spécifiques fixent les règles applicables : par exemple le fascicule 74 du Cahier de Clauses Techniques Générales (CCTG) traite des réservoirs et château d’eau :. Pour les bâtiments et ouvrages assimilés, la partie B donne certaines indications, et le DTU 14.1
Enrobage des armatures
L’enrobage de toute armature est au moins égale à :
• 5cm ou 4cm pour les ouvrages à la mer ou exposés aux embruns ou aux brouillards salins, ainsi que pour les ouvrages exposés à des atmosphères très agressives
• 3 cm pour les parois, coffrées ou non, susceptibles d’être soumises à des actions agressives,
• 2cm pour les parements exposés aux intempéries ou à des condensations, ou eu égard à la destination des ouvrages, au contact d’un liquide (réservoirs, tuyaux, canalisations….)
• 1 cm pour les parois qui seraient situées dans des locaux couverts et clos et qui ne serait pas exposées aux condensations.
La poutre
Une poutre est un solide à ligne moyenne droite, à section rectangulaire, en Té, en I, dont la portée plus grande que les deux dimensions de la section droite est prise entre nus des appuis. Les caractéristiques de l’appui des poutres sont :
-l’appui simple
-l’articulation
-l’encastrement
CONCLUSION GENERALE
Ainsi, nous avons terminé avec ce mémoire intitulé « Optimisation des éléments de la superstructure de bâtiment selon les conditions de fissuration » Il comprend trois parties : Dans la première partie, nous avons cité les règlements et hypothèses de calcul en mettant en exergue les conditions de fissuration qui est la base de ce présent mémoire. La deuxième partie traite une application, en prenant le cas de la maison des Nations Unies sis à Andraharo, afin d’obtenir des résultats concrets par l’évaluation des ratios d’armatures des chaque éléments de la superstructure comme : les poutres, les dalles, les poteaux, les poutres voiles, pour la comparaison de ces trois conditions de fissuration et de montrer la fiabilité du programme traité dans la troisième partie en comparant les deux résultats (manuel et informatique). Bien entendu ces ratios sont à utiliser avec prudence, ils permettent une première approche mécanique et surtout de pouvoir estimer au plus juste les coûts des bâtiments élémentaires. L’optimisation de calcul a été faite dans la troisième et dernière partie, par une calculette nommée « Calculette structures BA version 1.01 », afin qu’on puisse parvenir à des résultats sûrs et prêts, utilisés surtout par les ingénieurs en bureaux d’étude. Le langage de programmation « Visual Basic » a été utilisé dans l’élaboration de cette calculette parce qu’il nous oriente la méthode de conception de façon rapide et intelligente. Le petit logiciel nous fournit des intérêts pratiques considérables d’avoir libéré l’ingénieur des tâches fastidieuses et répétitives. On peut étendre cette calculette avec d’autres éléments comme les voiles et les semelles de fondation.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I: GÉNÉRALITÉS SUR LES ÉLÉMENTS DE LA SUPERSTRUCTURE DE BÂTIMENT
Chapitre I: Règlements et hypothèses de calcul
I.1- Les conditions de fissuration
I.2- Les matériaux
Déformations longitudinales du béton
Déformations transversales du béton
Chapitre II: Définition générale
II.1- Définitions
II.2- Prédimensionnement et armatures des éléments de la superstructure de bâtiment
Etats limites
les combinaisons d’actions
Les sollicitations
La méthode forfaitaire
La méthode de Caquot
Armatures des poutres
Armatures des dalles
Armatures des poteaux
Armatures des poutres voiles
PARTIE II: APPLICATION
Chapitre III: Présentation des bases de données existantes
III.1- Description du projet
Le béton
Les aciers
Chapitre IV: Calcul des éléments de la superstructure de bâtiment en béton armé
IV.1- Les poutres
IV.2- Les dalles
IV.3- Les poteaux
IV.4- Les poutres voiles
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