Béton armé
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Introduction

Le béton armé est un matériau composite constitué de béton et d'acier qui allie la résistance à la compression du béton à la résistance à la traction de l'acier. Il est utilisé comme matériau de construction, notamment pour le génie civil (Le Génie civil représente l'ensemble des techniques concernant les constructions civiles. Les ingénieurs civils s’occupent de la conception, de la réalisation, de l’exploitation et de la...).

Armatures métalliques de renforcement du béton (Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats naturels (sable, gravillons) ou artificiels (granulats légers) agglomérés par un liant.)
Pylône de lampadaire en béton
Ferraillage d'une station de pompage (Le pompage est un phénomène aérodynamique qui intervient dans un compresseur. Il s'agit d'une instabilité aérodynamique qui donne naissance à des ondes...) en rivière (En hydrographie, une rivière est un cours d'eau qui s'écoule sous l'effet de la gravité et qui se jette dans une autre rivière ou dans un fleuve, contrairement au fleuve qui se jette,...) (South River, West Sacramento (La ville de Sacramento est la capitale de l’État de Californie, aux États-Unis. Elle fut fondée en décembre 1848 par John Sutter. Sacramento s’est développée à partir de la...), Californie)

Principe de fonctionnement du béton armé

Le béton est un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés particulières et mise en...) peu cher, qui résiste bien à la compression mais très mal à la traction.

L'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de l’acier) et de la construction mécanique.) est un matériau qui résiste aussi bien à la compression qu'à la traction mais bien plus cher que le béton.

Dans une structure en béton armé, les aciers principaux sont positionnés dans les parties tendues de béton pour compenser la mauvaise résistance du béton en traction. Pour une dalle en béton armé par exemple, on place les armatures principales en partie basse des travées et en partie haute au niveau des appuis.

Les premiers ouvrages en béton armé utilisaient des barres d'acier doux lisses, par la suite les barres furent constituées d'acier haute adhérence comprenant des aspérités et ayant une meilleure résistance.

Dispositions courantes de ferraillage

Façonnage du ferraillage d'une semelle sur le chantier du nouvel l'aéroport international (Un aéroport international est généralement un aéroport avec des services des douanes et d'immigration pour gérer les vols internationaux à destination et en provenance d'autres pays. Ces...) de Ouagadougou

Dans un ferraillage, il existe plusieurs types d'armatures :

  • les aciers principaux qui reprennent les efforts dans les parties tendues du béton ;
  • les aciers transversaux pour reprendre les effets de l'effort tranchant et/ou de la torsion ;
  • les aciers de comportement (pourcentage minimum d'armatures principalement pour limiter la fissuration) ;
  • les aciers de montage pour fixer les aciers et les maintenir au bon emplacement.

En général les aciers sont calculés et mis en œuvre que dans les parties où le béton est en traction. Dans certains cas où le béton est fortement comprimé, par exemple des poutres fortement fléchies ou certains poteaux dont la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le...) est fixée par l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) de l'ouvrage, il arrive que le béton seul ne soit pas suffisant pour résister aux efforts de compression. On met alors en œuvre des aciers comprimés pour reprendre une partie de ces efforts.

Les dispositions indiquées ci-après concernent uniquement les aciers principaux.

Poutres

Les poutres sont armées par des aciers principaux longitudinaux, destinés à reprendre les efforts de traction dus à la flexion, et des aciers transversaux, cadres et épingles (ou étriers), destinés à reprendre l'effort tranchant.

Les espaces entre cadres varient en fonction de l'effort tranchant, resserrés quand l'effort tranchant est important, en général près des appuis, et plus espacés quand l'effort tranchant est faible, en général vers le milieu des poutres.

Poteaux

Les poteaux sont armés par des aciers longitudinaux et transversaux destinés à limiter le flambement.

Les aciers transversaux sont espacés régulièrement et resserrés dans les zones de recouvrement (Un recouvrement d'un ensemble X est un ensemble P de sous-ensembles non vides de X tel que l'union de ces sous-ensembles soit égal à X. Autrement dit P est un...) avec les aciers en attente.

Dalles

Transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de...) de treillis soudés sur un chantier

Les dalles sont généralement armées par une nappe basse en treillis soudés, et au niveau des appuis par des aciers en nappe haute appelés chapeaux.

Les aciers transversaux sont assez rares mais peuvent être mis en œuvre dans le cas d'un cisaillement localisé important ou d'une reprise de bétonnage comme par exemple une prédalle (partie inférieure de dalle préfabriquée et utilisée comme coffrage pour la partie supérieure).

Voiles (Les Voiles sont l’une des 88 constellations du ciel, visible essentiellement de l’hémisphère sud. Incluse à...)

Les voiles sont des murs en béton, suivant les cas, ils peuvent être non armés ou armés.

Poutres-voiles ou parois fléchies

Une poutre-voile ou paroi fléchie est une poutre de grande hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) dont le rapport hauteur sur longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de...) est supérieur à 0,5 dans laquelle il se développe un effet de voute. Les poutres-voiles sont armées, en partie basse, par un tirant qui reprend la traction engendrée par l'effet de voute et par des armatures horizontales et verticales qui reprennent les effets du cisaillement.

Murs de soutènement

Il s'agit d'ouvrages destinés à retenir les terres, ils sont armés par des aciers longitudinaux destinés à reprendre les efforts de flexion.

Fondations

Le terme fondations regroupe tous les éléments de structure qui transmettent les efforts d'un ouvrage vers le sol. On distingue deux types de fondations:

  • Fondations superficielles (semelle, radier) : elles travaillent par contact entre la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) d'assise de la fondation (Les fondations d'un ouvrage assurent la transmission et la répartition des charges (poids propre et surcharges climatiques et d'utilisation) de cet ouvrage sur le sol. Le mode de fondation sera établi...) et le sol;
  • Fondations profondes (puits, pieux) : elles travaillent soit par friction entre la face latérale de la fondation et le sol, soit en pointe.

Ferraillage

  • Les semelles sont armées d'une nappe d'acier en partie basse et en partie haute si besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...).;
  • Les radiers se comportent comme des dalles à l'envers, de façon analogue ils sont armés d'une nappe haute, et d'aciers en partie basse au niveau des longrines, voiles ou poteaux;
  • Les pieux sont, suivant les cas, non armés ou armés par des d'aciers longitudinaux et transversaux;
  • Les puits sont rarement ferraillés.

Coques

Il s'agit de tous les ouvrages en béton à surfaces non planes, cela concerne par exemple des silos, des réservoirs, des toitures.

Les coques peuvent être armées d'une seule nappe d'armatures située au milieu ou bien de deux nappes, une sur chacune des faces.

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