2005.05.18-precontrainte
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ENAC – Section de génie civilIS-BETON – Laboratoire de construction en béton
Structuresen béton II
Dr O. Burdet
Précontrainte
ENAC – Section de génie civilIS-BETON – Laboratoire de construction en béton
Structuresen béton II
Dr O. Burdet
Exemples de structures précontraintes
ENAC – Section de génie civilIS-BETON – Laboratoire de construction en béton
Structuresen béton II
Dr O. Burdet
La précontrainte, un état d’autocontraintes
ENAC – Section de génie civilIS-BETON – Laboratoire de construction en béton
Structuresen béton II
Dr O. Burdet
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Structuresen béton II
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Précontrainte des douves de tonneau
bandes
douvesen bois
en acier
compression(précontrainte)
pressionradiale
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Structuresen béton II
Dr O. Burdet
« Problèmes » du béton▪ Poids⇒ Structures peu élancées▪ Faible résistance à la traction⇒ Fissuration▪ Fluage⇒ Déformations à long terme
Solution : la précontrainte !
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ENAC – Section de génie civilIS-BETON – Laboratoire de construction en béton
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« Problèmes » de l’acier à haute résistance▪ Stabilité⇒ inutile d’augmenter la résistance !▪ Rigidité⇒ inutile d’augmenter la résistance▪ Sensibilité à la fatigue et à la corrosion⇒ difficile à appliquer dans la pratique
Solution : la précontrainte !
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Structuresen béton II
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Béton
Acier
Béton armé
tension stiffening
P
-P
N
Ns
Nr
Nc
Ncr= fct • Ac
NR= fyk • As
δp,o • As
∆l
∆l
∆l
NR= fyk • As
N’r
∆ldec
∆lo = ∆εp • l
Tirant en béton précontraint
T-40
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Déformation de tirants de même résistance
T-41
aciernormal
acier à hauterésistance
acier à hauterésistanceprécontraint
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01
Allongement spécifique
0
2
4
6
810
12
14
16
18Effort N/A [N/mm 2]
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Fissuration de tirants de même résistance
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80
Ouverture de la fissure [mm]
Effort N/A [N/mm2]
T-41
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Propriétés de l’acier de précontrainte
Type fpk [N/mm2] fp0,1k [N/mm2] fpd [N/mm2] εu Fils 3-5 mm Torons 12,9 mm
Y1860 1860 1600 1390
0,02
Fils 6 mm Torons 15,2 mm
Y1770 1770 1520 1320
Fils 7-8 mm Y1670 1670 1440 1250 Fils 10 mm Y1570 1570 1300 1130 Barres 20 mm Y1100 1100 900 780
Barres 36 mm Y1230 1230 1080 940
Dénom.
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Pertes de précontrainte
▪ Raccourcissement élastique▪ Fluage et retrait du béton: ordres de grandeur
– fluage : εϕ ≅ 0.1 à 0.3 ‰– retrait : εcs ≅ 0.3 ‰
▪ Relaxation du câble▪ Frottement du câble▪ Dispositif mécanique
2mmN 120 à 08
‰ 0.6 à 0.4 totaleperte
>⇔
⎭⎬⎫
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Comparaison de divers types d’aciers
5 10 15 20 25 0 [%]
ε s
σ s [N/mm ] 2
1800
1500
1200
900
600
300
2
torons 0.6"
fils Ø 7 mm
σ [N/mm ] 2
1800
1500
1200
900
600
300
s
ε s
Niveau de précontrainte final
Niveau de précontrainte initial
5 10 15 20 25 0 [%]
ε s
σ s [N/mm ] 2
1800
1500
1200
900
600
300
torons 0.6"
fils Ø 7 mm
250
σ [N/mm ]2
1800
1500
1200
900
600
300
s
5 10 15 20 [‰]
εs
Niveau de précontrainte final
Niveau de précontrainte initial
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Acier à haute résistance (2)
250
σ [N/mm ]2
1800
1500
1200
900
600
300
s
5 10 15 20 [‰]
εs
Niveau de précontrainte final
Niveau de précontrainte initial
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Différence de contrainte jusqu’à la rupture
250
∆σ [N/mm ]2
1800
1500
1200
900
600
300
s
5 10 15 20 [‰]
∆εsNiveau de précontrainte final