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Génie Civil Béton Armé Notions fondamentales

par: M Chemroukh
Disponible
Pages 334
Dimensions 16*23,5
Publication 2024-12-10
Éditeur —
Papier : 1 600.00 DA Numérique: 800.00 DA

Cet ouvrage est essentiellement destiné aux étudiants inscrits en génie civil et en architectures dans les universités et grandes écoles. Il est aussi recommandé à tous les intervenants dans l’acte de bâtir, en quête d’actualisation de leurs connaissances sur le comportement du béton armé en tant que matériau de construction le plus utilisé de notre temps. Ils trouveront certainement dans cet ouvrage des notions concises sur les théories et principes scientifiques de base et sur les procédures de calcul. En effet, cet ouvrage s’articule principalement autour du comportement structural du béton armé, en tant que matériau de construction par excellence, utilisé dans tous les domaines du génie civil. Il privilégie la compréhension saine des fondamentaux du comportement structural de ce matériaux composé afin d’apporter des solutions aux problèmes vécus au quotidien par l’industrie de la construction en Algérie. Il vient en complément des méthodes de calcul du béton armé qui sont en général exposées d’une manière synthétisée dans des documents techniques universels ou guides d’application dits ‘règlements de conception et de calcul des ouvrages en béton armé’ en utilisation à travers le monde. L’argument étant qu’une conception structurale n’est pas uniquement le suivi des étapes édictées dans un règlement, mais doit plutôt reposer sur des principes scientifiques, des lois de comportement et des concepts établis et vérifiés par des travaux de recherches portés à la connaissance de la communauté scientifiques par le biais de publications internationales tels que ceux listés en bibliographie. Le béton armé, étant composé du béton et de l’acier, est un matériau fondamentalement hétérogène, et donc les règles de la résistance des matériaux établies pour les matériaux homogènes tels que l’acier ne peuvent pas lui être appliqués directement. Cependant, dans certains cas, en adoptant certaines hypothèses et en utilisant certains artifices, certaines règles et principes de la RDM lui sont appliqués dans le but de faciliter les méthodes de calcul du béton armé. Le principe de calcul d’une structure en béton armé consiste à déterminer ou à vérifier les sections les plus sollicitées en efforts, et donc on se trouve toujours ramené à étudier une ou plusieurs sections soumises à des sollicitations données telles la compression, la traction, la flexion simple, la flexion composée, l’effort tranchant, et ce quel que soit la structure en considération. Donc, il est fondamentalement nécessaire de savoir calculer une section soumise à une ou plusieurs sollicitations combinées pour pouvoir étudier une structure en béton armé. Enfin, il est évident qu’on ne peut comprendre le fonctionnement d’une pièce en béton armé que si l’on connait les propriétés de chacun des matériaux qui la constituent. Ceci emmène à présenter cet ouvrage en deux parties : Partie I : Outils de calcul en béton armé Partie II : Calcul des sections en béton armé soumises aux différentes sollicitations. Après un aperçu sur le principe du béton armé et ses avantages et inconvénients en tant que matériau de structures, et après une explication concise des concepts de calcul aux états limites par comparaison à la méthode basée sur les contraintes admissibles utilisée autrefois, la première partie examine dans le détail les propriétés constructives requises des matériaux composant le béton armé, que sont le béton et l’acier, et présente certaines recommandations du règlement en vigueur en Algérie concernant ces deux matériaux. Ceci est suivi d’une étude des différentes actions et sollicitations résultantes qui peuvent agir sur une structure en béton armé, présentée au chapitre 4. Le dernier chapitre de cette première partie met en évidence la complexité du matériau béton armé, en raison de son hétérogénéité et de sa composition acier-béton qui a besoin d’une adhérence parfaite pour la complémentarité des deux matériaux, et présente les différentes hypothèses émises universellement pour le calcul des éléments faits de de ce matériau composé et soumis aux différentes sollicitations qui peuvent avoir lieu dans la pratique. La deuxième partie, qui s’intitule ‘calcul des sections en béton armé’, expose la méthodologie de calcul et de vérification d’une section en béton armé soumise aux sollicitations suivantes qui peuvent agir : traction simple, compression simple, flexion simple section rectangulaire, flexion simple section en Te, effort tranchant, flexion composée effort normal-moment fléchissant (N-M). Pour plus de compréhension, toutes les méthodes et principes de calcul sont suivies par des exercices et problèmes résolus. Parmi les problèmes et exercices résolus, certains ont été des sujets d’examens durant mes trente-six années d’enseignement universitaire en graduation et en post-graduation, aussi bien en Algérie qu’à l’étranger ; le reste ont été des travaux dirigés pour mes anciens étudiants, qui sont tous des cadres, actuellement éparpillés à travers le monde.

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Préface 03
Table des matières 05
Chapitre 1 : historique du béton, principe du béton armé 09
1. Introduction - le béton et son évolution dans le temps
2. Principe du béton arme
2.1. Définition 13
2.2. Fonctionnement des pièces en béton armé
2.3. Mise en œuvre du béton armé
2.4. Domaine d’application du béton armé
3. Avantages et inconvénients du béton arme
3.1. Avantages du béton armé comme matériau de construction
3.2. Inconvénients du béton comme matériau de construction 10
3.3. Synthèse 17
Chapitre 2 : concepts de calcul aux états limites 19
1. Objectif d’un calcul de structures 20
2. Philosophie de calcul aux états limites 22
3. Concepts de résistance caractéristique et de charge caractéristique 23
3.1. Résistance caractéristique 23
3.2. Charge caractéristique 25
4. Concept de coefficient de sécurité partiel 27
Chapitre 3 : propriétés des matériaux constituant le béton armé
1. BETON 30
1.1. Qualités Requises 30
1.2. Résistances Mécaniques 32
1.2.1. Résistance à la compression 34
1.2.2. Résistance à la traction 34
1.3. Déformations du Béton 44
1.3.1. Déformation instantanée 44
1.3.2. Courbe Contrainte-Déformation de calcul 45
1.3-3. Déformations différées 48
1.3.4. Coefficient de poisson μ 50
1.3.5. Coefficient de dilatation du béton 50
1.3.6. Effet de la température sur le béton 51
2. Les aciers 52
2.1. Classification
2.2. Nuances (classes) 52
2.3. Courbe contrainte-déformations de l’acier doux 52
2.4. Courbe contrainte-déformation de calcul pour l’acier 54
2.5. Limitation de contraintes des aciers à L'E.L.S 55
3. Exercices d’application avec solutions 56
Chapitre 4 : actions – sollicitations 61
1. Les actions 62
1.1. Définition 62
1.2. Actions permanentes 62
1.3. Actions variables 63
1.4. Actions accidentelles 65
2. sollicitations de calcul – combinaisons d'actions 65
2.1. Définition 65
2.2. Sollicitations de calcul vis-à-vis des états limites ultimes 65
2.3. Sollicitations de calcul vis-à-vis des états limites de services 68
2.4. Combinaisons d'Action dans le cas des Bâtiments courants 69
3. Exercices avec solutions 72
Chapitre 5 : hypothèses de calcul en béton armé 85
1. Introduction 86
2. Hypothèses fondamentales pour le calcul en béton arme 86
2.1. Conservation des sections 86
2.2. Adhérence acier-béton 86
2.3. Le béton tendu négligé dans les calculs 86
3. Hypothèses complémentaires à l'élu selon le bael91/99 87
4. Hypothèses complémentaires à l’Els selon le bael91/99 87
chapitre 6 : sections en béton armé soumises à la traction simple
1. Définition 92
2. Justification des armatures 93
2.1. Condition de non fragilité 93
2.2. Calcul à l'état limite ultime (élu) 94
2.3. Calcul à l'état limite de service (fissuration) 95
2.4. Conclusion 97
2.5. les armatures transversales 97
2.6. Dispositions constructives 97
3. Série d’exercices avec solutions 10
Chapitre 7 : sections en béton armé soumises à la compression simple
1. Définition 112
2. Flambement des pièces comprimées
2.1 longueur de flambement d'un poteau
2.2. Elancement d'un poteau
3. Méthode de calcul
3.1. Nécessité du ferraillage
3.2. Calcul : état limite ultime de capacité résistance
3.3. Calcul : état limite ultime de stabilité de forme
4. Dimensionnement d'une section en compression centrée
5. Dispositions constructives
6. Série d’exercices et problèmes d’examens avec solutions
Chapitre 8 : sections en béton armé soumises à la flexion simple : principe de calcul, équations d'équilibre
1. Définition
2. Notations
3. Principe de calcul et équations d’équilibre
3.1. Rappels de quelques hypothèses et équations d'équilibre
3.2. Equations générales d'équilibre
Chapitre 9 : sections en béton armé soumises à la flexion simple : calcul du ferraillage pour une section rectangulaire
1. Section rectangulaire sans aciers comprimes
1.1. Calcul à l'état limite ultime (élu)
1.2. Calcul à l'état limite de service (els)
2. Notion de moment limite
3. Section rectangulaire avec aciers comprimes
3.1. Fissuration peu préjudiciable
3.2. Fissuration préjudiciable ou très préjudiciable
4. Conclusion générale - récapitulation
5. Vérification des contraintes (à l’Els uniquement)
6. Dimensionnement d'une section rectangulaire
7. Exercices et problèmes avec solutions
Chapitre 10 : sections en béton armé soumises à la flexion
simple : calcul du ferraillage pour une section en te
1. Définition – dimensions d’une section en te
2. Calcul de ferraillage
2.1. Section en te sous l’effet d’un moment négatif (table de compression tendue)
2.2 Section en Te sous l’effet d’un moment positif (Table de compression comprimée)
2.2.1. Calcul à l'ELU
2.2.2. Calcul à l'ELS (fissuration préjudiciable ou très préjudiciable)
3. Exercices avec solutions
Chapitre 11 : calcul des sections en béton armé sollicitées en effort tranchant
1. Contraintes tangentes – fissuration inclinée 250
1.1. mise en évidence des contraintes de cisaillement transversale et longitudinale
1.2. Fissuration provoquée par l'effort tranchant 253
2. Détermination de la contrainte tangentielle 254
3. Calcul des armatures transversales 255
3.1. Valeur limite de de la contrainte tangentielle 256
3.2. Section et espacement des armatures transversales 257
3.2.1. Cas particulier de la flexion simple avec armatures droites 259
3.2.2. Section minimale d'armatures transversales 260
3.3. Effort tranchant réduit 260
3.4. Effort tranchant dans les dalles 261
4. Influence de l'effort tranchant au voisinage des appuis 261
5. Règle de couture 264
6. Liaison de la table et de la nervure dans une poutre en te 265
7. Exercices et problèmes avec solutions 270
Chapitre 12 : calcul des sections en béton armé sollicitées en flexion composée
1. Définition 292
2. Calcul des sections en flexion composées par la méthode analytique
2.1. Sections Entièrement Tendues 294
2.2. Sections Partiellement Comprimées 297
2.3. Section Entièrement Comprimée 304
3. calcul des sections en flexion composée par la méthode des abaques
3.1. Principe du diagramme d’interaction effort normal n– moment fléchissant m
3.2. Utilisation des diagrammes d’interaction pour le ferraillage des sections en flexion composée (n, m)
4. Exercices avec solutions 315
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