2.calcul OA Béton eurocodes.pdf

Conception et calcul des ponts en béton
en application des Eurocodes
François Toutlemonde
IFSTTAR
département Structures et Ouvrages d’Art
Journée technique CETE de Lyon – COTITA Centre-Est
« Concevoir, construire et gérer des structures durables en béton »,
1
Lyon, 15 novembre 2011
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011

LES EUROCODES
Les EUROCODES définissent des exigences fondamentales pour atteindre les
« exigences essentielles » que sont :
la SECURITE STRUCTURALE pour les personnes, les animaux domestiques…
l’APTITUDE AU SERVICE, fonctionnement, confort…
la ROBUSTESSE en cas de situations accidentelles
la DURABILITE, compte tenu des conditions environnementales
l’USAGE RAISONNE des RESSOURCES (développement durable)
La référence aux Eurocodes en tant que règles techniques de justification de la fiabilité
des ouvrages est obligatoire pour les marchés publics depuis avril 2010.
Les EUROCODES sont moins directifs que les règlements antérieurs, ils laissent au
concepteur et au calculateur PLUS DE LIBERTE dans le choix des méthodes et un PLUS
HAUT NIVEAU DE RESPONSABILITE.
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
2

LES EUROCODES
CES NORMES SUPPOSENT QUE :
le choix du système structural et le projet de structure sont réalisés par un personnel
suffisamment qualifié et expérimenté;
l’exécution est confiée à un personnel suffisamment compétent et expérimenté;
une surveillance et une maîtrise de la qualité adéquates sont assurées au cours du
travail, à savoir dans les bureaux d’études, les usines, les entreprises et sur le chantier;
les matériaux utilisés sont conformes aux normes appropriées;
la structure bénéficiera de la maintenance adéquate;
l’utilisation de la structure sera conforme aux hypothèses admises dans le projet.
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
3

NORMES NATIONALES TRANSPOSANT LES EUROCODES
PLAN TYPE D’UN EUROCODE :
• PAGE DE TITRE NATIONALE
• AVANT-PROPOS NATIONAL
• EUROCODE TEXTE PRINCIPAL
• ANNEXES NORMATIVES
• ANNEXES INFORMATIVES
• ANNEXE NATIONALE
NORME
EUROPEENNE
NORME
FRANÇAISE
NOTA : Pour pouvoir être appliqués en France, les Eurocodes ont dû être complétés par une « annexe
nationale ». En effet, puisque le niveau de fiabilité des ouvrages reste une décision propre à
chaque pays, certains paramètres (coefficient de sécurité par exemple) sont à fixer au niveau
national. Ils seront indiqués dans une annexe qui fournit également des éléments
complémentaires permettant l’application de l’Eurocode en France.
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
4

LA COLLECTION DES EUROCODES
Nb Normes
EN 1990 Eurocode 0 : Bases de calcul des structures 2
EN 1991 Eurocode 1 : Actions sur les structures 10
EN 1992 Eurocode 2 : Calcul des structures en béton 4
EN 1993 Eurocode 3 : Calcul des structures en acier 20
EN 1994 Eurocode 4 : Calcul des structures mixtes acier-béton 3
EN 1995 Eurocode 5 : Calcul des structures en bois 3
EN 1996 Eurocode 6 : Calcul des structures en maçonnerie 4
EN 1997 Eurocode 7 : Calcul géotechnique 2
EN 1998 Eurocode 8 : Calcul des structures pour leur résistance aux séismes 6
EN 1999 Eurocode 9 : Calcul des structures en alliages d’aluminium 5
total 59 (5000 pages)
Nomenclature (ex.) NF EN 1992-2 (/NA) : ponts en béton – calcul et dispositions constructives (annexe nationale)
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
5

LES EUROCODES POUR LA CONCEPTION D’UN PONT
EN BETON
EUROCODE
EN 1990 –Bases de calcul des structures
EN 1991 : Eurocode 1 – Actions sur les structures
EN 1992 : Eurocode 2 – Calcul des structures en béton
EN 1997 : Eurocode 7 – Calcul géotechnique
EN 1998 : Eurocode 8 – Calcul des structures pour leur
résistance aux séismes
PARTIE D’EUROCODE
Texte principal
Annexe A2
Annexe E
Partie 1-1
Partie 1-3
Partie 1-4
Partie 1-5
Partie 1-6
Partie 1-7
Partie 2
Partie 1-1
Partie 2
Partie 1
Partie 1
Partie 2
Partie 5
Exigences fondamentales. Principes de la méthode des coefficients partiels.
Application aux ponts (combinaisons d’actions).
Exigences et règles de calcul pour les appareils d’appui structuraux, les joints
de dilatation, les dispositifs de retenue et les câbles.
Poids volumiques, poids propres, charges d’exploitation des bâtiments (pour
les ponts, partie traitant des actions dues au poids propre).
Charges de neige (pour certains types de ponts routiers et de passerelles, en
cours d’exécution ou en service).
Actions due au vent (détermination des forces quasi statistiques dues au vent
sur les piles et les tabliers de ponts de géométrie « classique ».
Actions thermiques.
Actions en cours d’exécution.
Actions accidentelles (actions dues aux chocs de véhicules routiers, de trains,
de bateaux sur les piles et les tabliers de ponts).
Charges sur les ponts dues au trafic (ponts routiers, passerelles, ponts
ferroviaires).
Règles générales et règles pour les bâtiments.
Ponts en béton (règles de calcul et dispositions constructives).
Calcul des fondations.
Règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments.
Ponts.
TITRE ET/OU OBJET
Fondations, structures de soutènement et aspects géotechniques.
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
6

Plan de l’Eurocode 2 et contenu des « sections »
1. Généralités. Domaine d’application du Code, références normatives, hypothèses de conception,
calcul, exécution et maintenance de la structure, distinction entre Principes et Règles d’application,
Définitions et Symboles.
2. Bases de calcul. Références aux EN 1990 et 1991. Prise en compte des effets thermiques, des
tassements différentiels, de la précontrainte, du retrait et du fluage, valeurs des γ spécifiques aux
matériaux.
3. Matériaux. Propriétés du béton, modèles de calcul ; propriétés des armatures de béton armé et de
béton précontraint.
4. Durabilité et Enrobage des armatures. L’environnement de la structure pour sa conception vis-àvis
de la durabilité et « durée d’utilisation de projet ». Détermination de l’enrobage.
5. Analyse structurale. Modélisation géométrique de la structure et méthodes de détermination des
sollicitations, déformations et déplacements : analyse linéaire, analyse linéaire avec redistribution,
analyse plastique, analyse non linéaire. Effets du second ordre sous sollicitation axiale : Etude par 4
méthodes : méthode générale par étude non linéaire, méthode basée sur la rigidité, méthode basée
sur un coefficient d’amplification du moment, méthode basée sur la courbure. Structures et
éléments de structure en béton précontraint, rupture fragile, force maximale à la mise en tension,
pertes de précontrainte, prise en compte de la précontrainte dans l’analyse structurale, Effets de
la précontrainte à l’ELU et à l’ELS.
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
7

6. États Limites Ultimes. Résistance en flexion. Calcul de la résistance à l’effort tranchant par une
méthode de bielles d’inclinaison variable, détermination du cisaillement admissible des dalles aussi
bien à l’effort tranchant qu’au cisaillement longitudinal à la jonction âme-nervure. Torsion.
Poinçonnement.Analyses par bielles et tirants. Fatigue.
7. États Limites de Service. Limitation des contraintes. Maîtrise de la fissuration (ouverture limite
de fissure en fonction du type de structure et de l’environnement et méthodes d’obtention :
ferraillage minimum, méthode forfaitaire, calcul d’ouverture). Limitation des flèches.
8. Dispositions constructives relatives aux armatures de BA et BP. Espacement des barres
mandrins de cintrage, ancrage et adhérence, crochets normalisés, recouvrement et coutures,
barres en paquets, disposition des armatures de précontrainte, transfert de précontrainte par fils
de prétension, ancrages et coupleurs de post-tension.
9. Dispositions constructives relatives aux éléments et règles particulières. Définition des
pourcentages mini d’armatures selon type d’éléments
10. Règles additionnelles pour les éléments et les structures préfabriquées. Effets des
traitements thermiques et ces effets sur la résistance, le fluage et le retrait du béton et sur la
relaxation de l’acier de précontrainte. Règles particulières de conception et dispositions
constructives pour les jonctions.
11. Structures en béton de granulats légers.
12. Structures en béton non armé ou faiblement armé
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
8

ANNEXES
A (Informative)
B (Informative)
C (Normative)
D (Informative)
E (Informative)
F (Informative)
G (Informative)
H (Informative)
I (Informative)
J (Informative)
Modification des cœfficients partiels relatifs aux matériaux
Déformations dues au fluage et au retrait
Propriétés des armatures compatibles avec l’utilisation de
cet Eurocode
Méthode de calcul détaillée des pertes de précontrainte
par relaxation
Classes indicatives de résistance pour la durabilité
Expressions pour le calcul des armatures tendues dans les
situations de contraintes planes
Interaction sol-structure
Effets globaux du second ordre sur les structures
Analyse des planchers-dalles et des voiles de
contreventement
Dispositions constructives pour des cas particuliers
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
9

Partie ponts (EN 1992-2)
Même plan
Environ 100 pages sont rajoutées aux 250 pages de la partie 1-1
Les articles qui s’appliquent en totalité ne sont pas repris
Numérotation des clauses
la clause 3.1.6 (101) P remplace 3.1.6(1) P
« P » indique un principe
la clause 5.8.4(105) est nouvelle et vient après la clause 5.8.4 (4)
la section 113 est nouvelle et vient après la section 12.
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
10

Partie ponts (EN 1992-2) - Compléments principaux
Section 3. Classes de résistance adaptées
Section 4. Des précisions sur les classes d’exposition à retenir
Section 5. Précision des conditions d’application des méthodes de calcul non-linéaires
des calculs d’instabilité et des méthodes linéaires avec redistribution
Section 6. Prévention de la rupture fragile pour le béton précontraint
Précisions sur les vérifications d’effort tranchant et de torsion
Compléments sur les vérifications en fatigue
Eléments de membrane
Section 7. Modification des valeurs cibles de maîtrise de la fissuration
Section 8. Dispositions constructives complémentaires pour la précontrainte (coupleurs)
Section 113. Calcul des phases d’exécution :
généralités, actions en cours d’exécution, critères de vérification
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
11

Partie ponts (EN 1992-2)
Compléments principaux (suite)
Annexe B. Complément sur le retrait-fluage (BHP et éléments épais)
Annexe J. Pressions localisées, zones d’ancrage
Annexe KK. Effets structurels induits par le comportement différé du béton
Annexe LL. Eléments de plaque en béton
Annexe MM. Effort tranchant et flexion transversale (règles de cumul)
Annexe NN. Etendue de contrainte équivalente … pour les vérifications à la fatigue
Annexe OO. Régions de discontinuité types pour les ponts
Annexe PP. Format de sécurité pour l’analyse non-linéaire
Annexe QQ. Maîtrise de la fissuration par cisaillement des âmes
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
12

Annexes nationales (NF EN 1992-1-1 NA et NF EN 1992-2 NA)
Application dans le pays où est situé l’ouvrage
Même plan – numérotation en référence aux clauses du texte principal
Les articles sans modification ni changement ne sont pas repris
Certains pays reprennent toutes les valeurs recommandées : pas d’AN (ex. Luxembourg)
Textes volontairement courts et limités :
- au choix de la valeur des NDP
- au choix d’alternatives ouvertes
- à quelques compléments non contradictoires
31 pages pour l’AN de l’EN 1992-1-1
16 pages pour l’AN de l’EN 1992-2
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
13

Annexes nationales (NF EN 1992-1-1 NA et NF EN 1992-2 NA)
Principales clauses développées ou avec fort écart vis-à-vis des valeurs recommandées
Partie 1-1
Section 2 : précisions sur prise en compte du retrait dans les bâtiments
Section 3 : attention attirée sur la valeur du module du béton et la justification ELS
nécessaire lorsqu’on utilise des aciers HLE de fyk = 600 MPa
Section 4 : très nombreuses et importantes précisions pour le choix des classes
d’exposition et les modulations permettant de déterminer l’enrobage (cf. ci-après)
Section 5 : modifications de coefficients liés à la force de précontrainte (tension des
câbles à un niveau élevé dans la pratique française)
Section 6 : modification du cisaillement résistant dans les dalles sous effort tranchant
avec redistribution – précision sur le calcul en fatigue (résistance des armatures)
Section 7 : ouvertures limites des fissures et précisions sur la méthode de calcul –
tableau des élancements types permettant de se dispenser du calcul des flèches
Section 9 : nombreuses précisions et adaptations sur les ferraillages minimums et
dispositions de ferraillage d’éléments courants de bâtiment
Annexe B : complétée par l’annexe de la partie ponts pour les BHP
Annexe E (issue de la NF EN 206) : rendue normative
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
14

Annexes nationales (NF EN 1992-1-1 NA et NF EN 1992-2 NA)
Principales clauses développées ou avec fort écart vis-à-vis des valeurs recommandées
Partie 2
Section 3 : choix de résistances C20/25 à C90/105
Section 5 : simplification du calcul « en fourchette » de la précontrainte sous certaines
conditions
Section 6 : explicitation des méthodes de prévention de la rupture fragile –
reconduction d’un cisaillement résistant des dalles plus élevé que la valeur recommandée,
cf AN de la partie 1-1. – complément sur la dispense de vérification à la fatigue
Section 7 : précisions sur les ouvertures de fissure maximales selon les classes
d’exposition, la limitation à l’effort tranchant, une méthode simplifiée alternative de
maîtrise des ouvertures de fissure
Section 9 : précision sur le ferraillage de peau
Annexe J : mention explicite du guide du Sétra sur les ancrages de précontrainte
Annexe QQ : précision sur les vérifications du cisaillement d’effort tranchant à l’ELS
dans les éléments précontraints
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
15

Non contenu dans l’Eurocode 2
Bases de calcul, combinaison des actions, objectifs de fiabilité, modélisation et valeur
des actions (EN 1990 et 1991)
Matériau béton (EN 206-1 et NF EN 206-1/ A1 et A2)
Normes aciers (EN 10080 armatures passives, EN 10138 aciers de précontrainte)
Exécution (fascicule 65 / future NF EN 13670)
Essais (béton frais NF EN 12350 – béton durci NF EN 12390)
Systèmes de précontrainte et agrément technique des procédés de précontrainte
(ETAG 013)
Produits préfabriqués en béton (NF EN 13369 et normes de produits)
Dispositions et principes liés à la conception parasismique (EN 1998)
Spécificités des fondations (EN 1997) avec pour l’application en France NF P 94 261
(fondations superficielles) et NF P 262 (fondations sur pieux)
Réception des ouvrages (cf guide Sétra épreuves de chargement)
Autres guides (prévention RAG, RSI, gel…)
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
16

Principaux changements induits par l’application de l’EC2
Définition des charges : portée comptée entre axes et non entre nus, mais pour
structures encastrées moment au nu.
Charges de l’EN 1991 notamment charges sur les ponts
- charge de référence essieu de 300 kN (ELS rare) sur 2 surfaces 0.4 m x 0.4 m
- description de l’action thermique
L’environnement des ouvrages est exprimé en termes de classes d’exposition. Les
vérifications de durabilité (enrobage et contrôle de l’ouverture des fissures) seront
liées aux classes d’exposition et à la D.U.P. (100 ans par défaut)
Combinaisons d’actions EN 1990 en référence aux
Situations de projet durables, qui se réfèrent aux conditions d’utilisation normale;
Situations de projet transitoires, qui se réfèrent à des conditions temporaires
applicables à la structure, par exemple en cours d’exécution ou de réparation;
Situations de projet accidentelles, qui se réfèrent à des conditions exceptionnelles
applicables à la structure ou à son exposition, par exemple à un incendie, à un choc, ou aux
conséquences d’une défaillance localisée;
situations de projet sismiques, qui se réfèrent à des conditions applicables à la structure
lorsqu’elle est soumise à un séisme
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
17

DUREE D’UTILISATION DE PROJET : en référence à l’EN 1990 et son AN
CLASSES D’EXPOSITION : en référence à l’EN 206 avec compléments / précisions en AN
voir explications détaillées ci-après
Durée d’utilisation de projet Durée pendant laquelle une structure ou une de ses parties est censée pouvoir être
utilisée comme prévu en faisant l’objet de la maintenance escomptée, mais sans qu’il soit nécessaire d’effectuer
des réparations majeures.
CATÉGORIE DE
DURÉE DE SERVICE
DURÉE
DE
SERVICE
AN
F
EXEMPLES
1
10
10
STRUCTURES PROVISOIRES
2
10-25
25
ÉLÉMENTS STRUCTURAUX REMPLAÇABLES
3
15-30
25
STRUCTURES AGRICOLES ET SIMILAIRES
4
50
50
BÂTIMENTS ET AUTRES STRUCTURES COURANTES
5
100
100
BÂTIMENTS MONUMENTAUX
PONTS ET AUTRES OUVRAGES DE GÉNIE CIVIL
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
18

Principaux changements induits par l’application de l’EC2
ACTIONS
VALEUR
REPRESENTATIVE
NOTATION
SYMBOLIQUE
BASES DE
DETERMINATION
Permanentes
Caractéristique
G k
Fractiles 5 % et 95 %
Variables
Caractéristique
Q (**)
k
Période de retour (*)
Accidentelles
De calcul
A d
Valeur nominale
Sismiques
Caractéristique ou
de calcul
A Ek ou A Ed
Période de retour ou
valeur nominale
(*)
PERIODE DE RETOUR :
-charges d’exploitation des bâtiments : 50 ans
- actions climatiques : 50 ans
- charges sur les ponts dues au trafic : 1 000 ans
- actions sismiques : 475 ans
(**)
AUTRES VALEURS REPRESENTATIVES
D’UNE ACTION VARIABLE :
-la valeur de combinaison, notée ψ 0 Q k ;
- la valeur fréquente, notée ψ 1 Q k ;
- la valeur quasi permanente, notée ψ 2 Q k .
L’AN de l’EN 1990 impose pour les ponts aux ELU l’expression « de base » 6.10 pour
les situations de projet durables et transitoires
De façon simplifiée 1,35 G + 1,5 Q
Autres combinaisons : EN 1990 clauses 6.4.3(ELU) 6.5.3 (ELS)
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
19

SECTION 3 - MATERIAUX
BETON
Le BETON est défini par sa RESISTANCE CARACTERISTIQUE A LA
COMPRESSION sur cylindre à 28 jours notée fck.
fck est compris entre 12 et 90 MPa (la classe maxi admise est un NDP)
Relation avec la résistance sur cube (nomenclature double) fcm = fck + 8
Les autres propriétés s’en déduisent : tableau 3.1, fluage et retrait (3.1.4)
Module et résistance en traction + faibles que dans le BAEL
Attention à la variabilité du module
Pour structures sensibles, identification spécifique recommandée
(cf. aussi propriétés de retrait / fluage)
COURBES CONTRAINTES – DEFORMATIONS
- loi de Sargin pour analyse structurale non linéaire
- Courbe parabole rectangle
- Courbe bilinéaire
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
20

SECTION 4 – DURABILITE ET ENROBAGE DES ARMATURES
L’ENROBAGE (distance nu de l’armature – bord libre) EST FONCTION :
DES CONDITIONS D’ADHERENCE
DES CLASSES D’EXPOSITION
DE LA DUREE D’UTILISATION DU PROJET
DU TYPE D’ARMATURE / ACIER AU CARBONE, INOX
DE LA QUALITE DU BETON
DU TYPE DE CONTRÔLE QUALITE : BETON ET ARMATURES
IL INTEGRE UNE MARGE POUR TOLERANCE D’EXECUTION
c nom = c min + ∆c dev
∆c dev marge pour tolérances d’exécution (10mm recommandés)
c min,b enrobage minimal vis-à-vis des exigences d’adhérence
c min,du r enrobage minimal vis-à-vis des conditions d’environnement
∆c dur,γ marge de sécurité (0 recommandé)
∆c dur,s réduction en cas d’acier inoxydable
∆c dur,add réduction en cas de protection supplémentaire
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
21

SECTION 6 – ETATS LIMITES ULTIMES
POINTS PARTICULIERS DU DIMENSIONNEMENT EN FLEXION
Coefficients d’équivalence
plus de valeur formalisée forfaitaire, tenir compte du fluage le cas échéant
Diagramme linéaire équivalent
pour les BHP il y a variation à la fois de la hauteur (λ) et du coefficient multiplicatif de la
résistance (η)
Pivots
plus de limite formalisée restrictive pour le pivot A
néanmoins l’optimum ou le moment maximum ne sont pas forcément atteints avec une
déformation ε ud
- Disparition du pivot A avec le
diagramme acier avec branche
horizontale,
- Pivot A très « éloigné » avec
la branche inclinée
et µAB= 0.056
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
22

SECTION 6 – ETATS LIMITES ULTIMES
EFFORT TRANCHANT
Procédure générale
VEd effort tranchant agissant de calcul
VRd,c effort tranchant résistant en l’absence d’armatures
VRd,s effort tranchant repris par les armatures transversales
VRd,max effort tranchant maximal équilibré par les bielles
ARMATURES D’EFFORT TRANCHANT
VEd ≤ VRd,c : aucune armature transversale (ou ferraillage minimal)
VEd > VRd,c : armatures transversales requises et VEd ≤ VRd,s (+ Vccd + Vtd)
Pas de continuité des 2 domaines
COMPRESSION DES BIELLES
VEd ≤ VRd,max : limite avant écrasement des bielles de compression
Bielles d’inclinaison variable
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
23

SECTION 6 – ETATS LIMITES ULTIMES
EFFORT TRANCHANT
le terme VRd,c « contribution du béton » tient
compte d’un fonctionnement en arc avec
participation du tirant
Effort tranchant résistant sans armature
V Rd,c
= [0.18/γ c
k (100 ρ l
f ck
) 1/3 +0.15 σ cp
] b w
d
et V Rd,c
> (v min
+k 1
σ cp
] b w
d
Effet d’échelle
Effet du pourcentage d’armatures longitudinales
Effet de la compression moyenne (précontrainte)
σ cp
= N Ed
/A c
< 0,2 f cd
Forte modification de v min
dans l’annexe nationale pour
les dalles avec effet de redistribution : 0,34/γ c
f ck
1/2
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
24

SECTION 6 – ETATS LIMITES ULTIMES
EFFORT TRANCHANT
les bielles peuvent avoir une inclinaison variable
Physiquement les bielles s’inclinent lorsqu’on a une compression importante
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
25

SECTION 6 – ETATS LIMITES ULTIMES
EFFORT TRANCHANT
effort repris par les armatures transversales (calcul d’équilibre)
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
26

SECTION 6 – ETATS LIMITES ULTIMES
EFFORT TRANCHANT
effort équilibré par les bielles
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
27

SECTION 6 – ETATS LIMITES ULTIMES
EFFORT TRANCHANT
conséquence de l’inclinaison des bielles
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
28

SECTION 6 – ETATS LIMITES ULTIMES
EFFORT TRANCHANT : conclusion
La méthode des bielles d’inclinaison variable permet de réduire les aciers transversaux d’un
facteur jusqu’à 2 environ mais il y a un surcoût en longueur d’ancrage et en aciers
longitudinaux : à optimiser
Pour les âmes de pont on doit aussi vérifier le cisaillement aux ELS (annexe QQ) et il est alors
raisonnable de ne pas trop incliner les bielles par rapport à leur angle dans un calcul élastique.
Pour le BA suggestion d’angle limite 34 ° cf. EN 1992-1-1 AN 7.3.1(10) et EN 1992-2 AN 6.8.1
(102).
Aux abouts justification spéciale de la bielle d’about, les contraintes d’ancrage des aciers
incitent à ne pas l’incliner.
POINÇONNEMENT : à noter
Les charges de référence de l’EN 1991 sont élevées (roue LM2) mais la vérification au
poinçonnement tient compte d’une diffusion sur le « contour de référence »
Attention pas de majoration de v min comme pour l’effort tranchant résistant des dalles
PLAQUES ET CUMUL FLEXION - CISAILLEMENTS : articuler plusieurs clauses
EN 1992-1-1 6.2.4, EN 1992-1-1 annexe F, En 1992-2 6.8.7, EN 1992-2 annexes LL et MM
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
29

SECTION 7 – ETATS LIMITES DE SERVICE
Les vérifications vis-à-vis des conditions de service sont définies en référence à :
• Une limitation des contraintes en service;
- limitation de la contrainte de compression du béton
- limitation de la contrainte de traction de l’acier
• Des états limites de fissuration ;
- La vérification a pour objet de s’assurer que l’ouverture maximale calculée des
fissures n’excède pas une limite, fonction en particulier de la classe d’exposition
- La limitation de l’ouverture des fissures est obtenue en prévoyant un pourcentage
minimal d’armatures passives et en limitant les distances entre les barres et les
diamètres de celles-ci
• Des états limites de déformation.
- Flèches limitées en fonction du type d’ouvrage
- rarement pertinent pour les ponts
- le cas échéant vérification des ponts souples et passerelles vis-à-vis des vibrations
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
30

SECTION 7 – ETATS LIMITES DE SERVICE
LIMITATION DES CONTRAINTES : recommandé
A noter également :
- clause 7.3.1 (110) dispense de vérification de fatigue et d’ouverture de fissure
pour armatures de tranchant où bielle d’inclinaison limitée ou BP avec critère
annexe QQ
- critère « rustique » de contrôle de l’ouverture de fissure par une limitation de σ st
selon EN 1992-2 selon clause 7.3.3 (101) : σ st < 600 ou 1000 w k
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
31

SECTION 7 – ETATS LIMITES DE SERVICE
MAÎTRISE DE LA FISSURATION
VALEURS RECOMMANDÉES D’OUVERTURE DES FISSURES EN FONCTION DE LA
CLASSE D’EXPOSITION : ici tableau 7.1 N
Classe d’exposition
X0, XC1
XC2, XC3, XC4
XD1, XD2, XS1, XS2, XS3
Éléments en béton armé et
éléments en béton
précontraint à armatures
non adhérentes
Combinaison quasipermanente
des charges
0,4
0,3
Éléments en béton
précontraint à armatures
adhérentes
Combinaison fréquente des
charges
0,2
0,2
Décompression
Attention tableaux 7.1 N (recommandé EN 1992-1-1),
7.1 NF (Annexe nationale EN 1992-1-1)
7.101N (recommandé EN 1992-2)
et 7.101NF (Annexe Nationale EN 1992-2) tous différents
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
32

SECTION 7 – ETATS LIMITES DE SERVICE
MAÎTRISE DE LA FISSURATION
Pour l’application aux
ponts en France : tableau
7.101 NF
clause 7.3.3 sans calcul
direct peu économique et
peu recommandée pour les
ponts (domaine de
validation plutôt associé aux
poutres de bâtiment)
⇒ utiliser clause 7.3.4
(calcul direct) ou 7.3.3(101)
de l’AN
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
33

SECTION 7 – ETATS LIMITES DE SERVICE
MAÎTRISE DE LA FISSURATION
METHODE AVEC CALCUL DE w
h c,eff
=min( 2.5(h-d) ; (h-x)/3 , h/2)
hauteur de la section effective de béton
« fonctionnant en tirant »
Entre 2 fissures espacées au maximum de s r,max , la contrainte dans le béton atteint f ct,eff
Une bonne résistance en traction du béton est favorable
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
34

SECTION 7 – ETATS LIMITES DE SERVICE
MAÎTRISE DE LA FISSURATION
METHODE AVEC CALCUL DE w
Aciers de petit diamètre favorisés… ne pas en abuser !
On retrouve des limitations de contraintes dans les aciers analogues aux conséquences
de la notion de « fissuration préjudiciable »
Efficacité des aciers diminuée si trop forts enrobages
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
35

Principaux guides utiles pour l’application de l’EC2 en
lien avec les questions de durabilité
Guides Sétra
« L’Eurocode 2 : application aux ponts-routes en béton » (mars 2008)
« Application des Eurocodes par le Maître d’Ouvrage. Le programme d’un ouvrage d’art aux
Eurocodes » (janvier 2008 et actualisation 2010)
Guides techniques LPC
« Structures en béton conçues avec l’Eurocode 2. Note technique sur les dispositions
relatives à l’enrobage pour l’application en France » (novembre 2005)
« Maîtrise de la durabilité des ouvrages d’art en béton. Application de l’approche
performantielle. Recommandations provisoires » (mars 2010)
Guide EFB
Guide d’aide au choix des classes d’exposition (mars 2011)
Document AFGC
« Conception des bétons pour une durée de vie donnée des ouvrages – Indicateurs de
durabilité » (juillet 2004)
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
36

Qu’est-ce qui change vraiment avec les Eurocodes ?
Le formalisme de vérification, mais pas le fonctionnement du béton armé !!!
• Peu de différence au final dans les quantités
• Une nécessité accrue d’interprétation (méthodes alternatives, principes expliqués
dans les situations simples seulement, parois épaisses et gros aciers un peu hors
cible…)
• Des reports possibles entre types d’armature
• Une « continuité » BA – BP
• Une augmentation probable du volume des études (justifications fatigue, ouverture
des fissures…)
Une insistance accrue sur l’expression de la durabilité :
• Formalisation dans l’enrobage et le contrôle de l’ouverture des fissures
• La durabilité peut déterminer le choix du béton
• D’où nécessité d’anticiper la discussion dans le projet
Une responsabilisation du concepteur
F Toutlemonde, IFSTTAR - Lyon
15 novembre 2011
37