Béton en zone comprimée

Introduction

Le béton armé est un matériau composite hétérogène. Son comportement est principalement influencé par les quatre composantes suivants :

• Relation non linéaire σ-ε
• Ruine par compression
• Fissuration en traction
• Augmentation de la résistance pour le béton confiné

Béton en compression

Comportement du matériau

Sous une sollicitation uniaxiale de courte durée en compression, le béton présente le comportement contrainte-déformation illustré dans l’image suivante. Il peut être grossièrement divisé en trois intervalles.

Comportement non linéaire en compression du béton

Intervalle I
Jusqu’à environ σ_c ≤ 0,4·f_c, le béton présente un comportement quasi-élastique linéaire.

Intervalle II
Avec l’augmentation de la charge, des microfissures se forment, conduisant à une diminution de la rigidité et à une augmentation disproportionnée des déformations jusqu’à atteindre la résistance en compression f_c.
La diminution de la rigidité et la résistance atteignable dépendent fortement de la vitesse de chargement. La résistance à long terme est réduite par rapport à la résistance immédiate.

Intervalle III
Dans les essais contrôlés par les déformations, les contraintes diminuent dans l’intervalle suivant à mesure que la déformation augmente, avec l’avancement de la destruction de la structure du béton. Le profil de courbe dans la zone décroissante est le résultat d'une dégradation locale ou d’une fragmentation du corps en béton.
Dans les essais contrôlés par la charge, la troisième zone ne se manifesterait pas, menant à une rupture fragile.

Modèle de comportement

Pour décrire le comportement du matériau en compression sous sollicitation uniaxiale, la fonction suivante a été incluse dans l’EN 1992-1-1 conformément à (3.14).

Le profil de courbe résultant est schématiquement montré dans l’image suivante.

Relation contrainte-déformation du béton en compression

Selon l’EC 2, 3.1.5(2), d’autres courbes contrainte-déformation idéalisées peuvent être utilisées si elles représentent adéquatement le comportement du béton étudié.

Hypothèses pour l’ELS

La courbe contrainte-déformation selonl’EC 2, (3.14) pour le béton est calculée pour la vérification à l’ELS avec les résistances moyennes des matériaux.

Hypothèses pour l’ELU

La courbe contrainte-déformation selon l’EC 2, (3.14) pour le béton peut être utilisée pour la vérification à l’ELS. Dans l’équation et dans la valeur k, f_cm est remplacé par la valeur de calcul de la résistance à la compression du béton f_cd et E_cm par E_cd = E_cm / γ_CE (5.20).