Poutres en retombée, nervures et poutres en T : cisaillement des joints

Article technique

Lors des chantiers, les éléments en béton sont souvent amenés à être fabriqués par sections. Un exemple classique de cette production par sections est l’utilisation de poutres en retombée, pour lesquelles la dalle est réalisée en chantier. En créant un béton de reprise, des surfaces de reprises peuvent surgir entre le béton déjà durci et le béton encore frais. Le transfert de l’effort tranchant longitudinal surgissant entre les sections partielles doit être considéré dans le calcul.

Résistance au cisaillement du joint

Dans EN 1992-1-1, les calculs impliquent des contraintes de cisaillement. Dans ce cas, la résistance des joints est composée des proportions d’adhésion (vRdi,ad), la friction aux surfaces de reprise (vRdi,r) et l’armature d’effort tranchant (vRdi,sy) issue des effets d'ancrage ou de serrage qui, à travers la résistance en compression réduite (vRdi,max) du béton, limitent la résistance au cisaillement. maximum

$${\mathrm v}_\mathrm{Rdi}\;=\;{\mathrm v}_{\mathrm{Rdi},\mathrm{ad}}\;+\;{\mathrm v}_{\mathrm{Rdi},\mathrm r}\;+\;{\mathrm v}_{\mathrm{Rdi},\mathrm{sy}}\;\leq\;{\mathrm v}_{\mathrm{Rdi},\max}$$

Figure 01 – Schéma du calcul de la résistance de joint composite selon [1]

L’armature d’effort tranchant existante peut être appliquée comme armature de surface de reprise. La valeur de calcul de la résistance au cisaillement est calculée et divisée en composants individuels comme suit :

$${\mathrm v}_\mathrm{Rdi}\;=\;\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm f}_\mathrm{ctd}\;+\;\mathrm\mu\;\cdot\;{\mathrm\sigma}_\mathrm n\;+\;\mathrm\rho\;\cdot\;{\mathrm f}_\mathrm{yd}\;\cdot\;(1.2\;\mathrm\mu\;\cdot\;\sin\;\mathrm\alpha\;+\;\cos\;\mathrm\alpha)\;\leq\;0.5\;\cdot\;\mathrm v\;\cdot\;{\mathrm f}_\mathrm{cd}$$

avec

c, μ, ν 

sont les coefficient dépendants de la rugosité de la surface de reprise

Rugosité c μ v
dentelé 0.50    0.90 0.70
rugueux 0.40 a) 0.70 0.50
lisse 0.20 a) 0.60 0.20
très lisse 0.00 b) 0.50 0.00
a) Traction le long de la surface de reprise : c = 0.
b) Coefficients supérieurs doivent être basés sur les calculs correspondants.
fctd  est la résistance de calcul en traction du béton, telle qu'indiquée en3.1.6(2)P
σn  est la contrainte engendrée par la force normale externe minimale à l'interface susceptible d'agir en même temps que l'effort de cisaillement (positif pour la compression)
ρ  est calculé comme $$\mathrm\rho\;=\;\frac{{\mathrm A}_\mathrm s}{{\mathrm A}_\mathrm i}$$
As  aire de la surface des armatures traversant l'interface, armatures d'effort tranchant comprises, le cas échéant, correctement ancrées de part et d'autre de l'interface
Ai  aire du joint, transféré par le cisaillement
α  est l'angle d'inclinaison de l'armature, il convient de limiter αde telle sorte que 45° ≤ α ≤90°

La classification des surfaces comme « très lisse », « lisse », « rugueuse » ou « dentelée » dépend des conditions spécifiques lors du durcissement, des propriétés du béton et de la /// du béton.

Contrainte de cisaillement de calcul sur la surface de reprise

La valeur de calcul de la contrainte de cisaillement à la surface de reprise est déterminée comme suit :

$${\mathrm v}_\mathrm{Edi}\;=\;\mathrm\beta\;\cdot\;\frac{{\mathrm V}_\mathrm{Ed}}{\mathrm z\;\cdot\;{\mathrm b}_\mathrm i}$$

avec

β  est le rapport de l'effort normal (longitudinal) dans le béton de reprise à l'effort longitudinal total dans la zone comprimée ou dans la zone tendue, calculé, à chaque fois, pour la section considérée
VEd  est l'effort tranchant transversal
est le bras de levier des forces internes de la section composite
bi  est la largeur de l'interface

Autrement, vous pouvez calculer l’effort tranchant à partir de la différence d’effort longitudinal dans le béton de reprise à l’aide de l’intégration des contraintes. Cliquez sur [Détails], dans l’onglet « État limite ultime » du module vous sélectionnez l’option « Différence de l’effort longitudinal dans la partie en béton ajoutée à partir de l’intégration générale des contraintes ». Contrairement à la procédure de base, cette option considère également le moment Mz,Ed.

Vérification des joints au cisaillement

 

La vérification des joints au cisaillement se base sur la relation :

$${\mathrm v}_\mathrm{Edi}\;\;\leq\;{\mathrm v}_\mathrm{Rdi}$$

Considération du cisaillement des joints dans RF-CONCRETE Members

Dans RF-CONCRETE Members, le cisaillement des joints peut être considéré dans l’onglet « Cisaillement des joints », de la Fenêtre 1.6 Armatures. Après avoir sélectionné l’option « Cisaillement de joints », toutes les autres options pour la description du cisaillement des joints deviennent disponibles. Ici vous pouvez définir la position du cisaillement de joints avec précision, notamment à l’aide de l’option « Transition platine-âme » qui est probablement l’option la plus utilisée dans le cas de poutres en T. Toutefois, il est également possible de préciser la distance à la partie supérieure et inférieure de la poutre.

Dans la liste, vous pouvez sélectionner la classification de surface conformément à EN 1992-1-1, 6.2.5 (2). Les paramètres appliqués sont affichés dans la liste. Si nécessaire, vous pouvez ajuster les paramètres en modifiant la norme utilisée ou l’Annexe Nationale.

Figure 02 – Activation et contrôle de la vérification du cisaillement des joints dans RF-CONCRETE Members

De plus, vous pouvez décider d’appliquer EN 1992-1-1, 6.2.5 (5) lorsque le composant adhésif de la surface de reprise est négligé dans le cas de charges dynamiques ou de fatigue.

Afin de déterminer la largeur de joint exacte, il est nécessaire d’entrer la largeur de l’appui des éléments de dalle connectés. Il est important d’assurer que cette valeur n’est pas supérieure au revêtement latéral. Dans le cas contraire, les armatures d’effort tranchant ne peuvent pas être insérés, ainsi la vérification échoue.

Vous pouvez ensuite définir la contrainte normale de la surface du joint. À ces positions, l’effort normal minimum sur la surface de reprise agissant simultanément avec l’effort normal doit être appliqué. Pour la compression, l’effort est positif, et pour la traction, l’effort est négatif. Si un effort de traction est présent, le composant adhésif du béton de reprise est défini à 0 et n’est pas appliqué.

Résultats de la vérification du cisaillement des joints

Les fenêtres 2.1 à 2.4 affichent les armatures requises résultantes. Ces résultats peuvent être affichés par section, par ensemble de barres, par barres ou par position x. Le résultat des armatures requises pour la vérification est affiché avec le résultat des armatures de cisaillement asw,V,stirrup. Dans le tableau « Résultats détaillés » vous pouvez voir des valeurs intermédiaires de la vérification du cisaillement des joints. Ces valeurs intermédiaires sont listées sous « Cisaillement à la surface de reprise entre le béton à différents moments ».

Figure 03 – Résultats de la vérification du cisaillement des joints

Si la note 936) apparaît près de la valeur de asw,V,stirrup, les armatures de reprise pour le cisaillement des joints sont déterminantes pour la vérification des armatures de cisaillement.

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