L’EN 1992-1-1, 6.1 et la DIN 1045-1, 10.2 présentent les bases de calcul pour la vérification aux états limites ultimes. Ces règlementations s’appliquent à la flexion avec ou sans effort normal et à l’effort normal seul.
L’état de ruine calculé se produit lorsque les déformations limites sont atteintes. Selon l’endroit où ces déformations limites se produisent, la ruine peut être provoquée par le béton ou l'acier de béton armé.
L’image suivante illustre les distributions de déformations admissibles en flexion avec et sans force longitudinale selon l’EN 1992-1-1, 6.1.
Les zones des distributions de déformations illustrées sur l’image signifient selon [1] :
Zone 1
Cette zone intervient avec un effort de traction centré ou un effort de traction avec excentrement faible. Seules des déformations apparaissent sur l’ensemble de la section. La section statiquement efficace se compose uniquement des deux couches d’armature As1 et As2. Les armatures échouent car la déformation limite εud est atteinte.
Zone 2
La zone 2 intervient en flexion pure et en flexion avec force longitudinale (compression et traction). La ligne neutre se situe à l’intérieur de la section. Les armatures de traction en flexion sont entièrement utilisées, c’est-à-dire que l’acier échoue en atteignant la déformation limite. La section en béton n’est généralement pas complètement utilisée : les compressions n’atteignent pas la déformation limite εc2u.
Zone 3
Cette zone intervient uniquement en flexion pure et en flexion avec force longitudinale (compression). La capacité portante de l’acier est supérieure à la capacité portante du béton. Le béton échoue car sa déformation limite εc2u est atteinte.
La ruine du béton se manifeste comme dans les zones 1 et 2 par des fissures, car l’acier dépasse la limite d’élasticité (rupture avec avertissement).
Zone 4
La zone 4 intervient en flexion avec effort de compression longitudinal. Elle représente la transition entre une section principalement sollicitée en flexion à une section sollicitée en compression. Le béton cède avant que la limite d’élasticité ne soit atteinte dans l’acier car les déformations possibles sont très faibles. Cette zone conduit à une section fortement armée. Elle est donc évitée en insérant des armatures en compression.
De petites déformations de l’acier dans la zone en traction entraînent une rupture soudaine (les armatures de traction en flexion n’entre pas en fluage).
Zone 5
Cette zone concerne un effort de compression avec excentrement faible (par exemple, un poteau) ou un effort de compression centré. Seules des compressions apparaissent sur l’ensemble de la section.
La compression au bord moins comprimé est comprise entre 0 > εc1 > εc2. Toutes les distributions de compression se coupent en un point C.
