TP Beton Ay [PDF]

Zitiervorschau

Université de la Rochelle Faculté de science et de technologie Département de génie civil

Compte rendu TP Béton armé

Réalisation d’une poutre en béton armé

 MEKHALFIA Ayoub  DESCORPS Arnaud

Sous la supervision de :

 HAMMAMI.A

 OULEBSIR Tahar  CHEROUX Clement  GUERRY Simon

2020/2021

Sommaire : Introduction : ............................................................................................................................... 3 But du TP :................................................................................................................................... 3 1ère partie : fabrication de la poutre I.

Fabrication du ferraillage : …………………………………………………………...……….3 a) Découpage des barres :……………………………………………………………………3 b) Façonnage : …………………………………….………………………………………..3 c) Assemblage : …………………………………………………………………………….3

II.

Préparation du coffrage :………..……………………………………………………………..4 a) Nettoyage, remise en position du coffrage et application du décoffrant :…………….…4

III.

Mise en place du ferraillage dans le coffrage : ……………………………………………..4

IV.

Préparation du béton :……………………………………………………………………….5 a) Calcul des quantités :…………………………………………………………………5 b) Fabrication du béton :………………………………………………………………...6 c) Nettoyage de la cuve :…………………………………………………………….…..6

V.

Coulage :…………………………………………………………………………..……..……7 a) Mise en place du béton :………………………………………………………….7 b) Vibration :………………………………………………………………………..7 c) Nettoyage du sol, du matériel et des outils :…………………………………….7

VI.

Détermination de la charge limite à l’ELU :……………………………………………..……8

2ème partie : teste de la poutre I.

Mise en place de la poutre sur le portique d’essai :…………………………………………9

II.

Utilisation du scléromètre :…………………………………………………………………10

III.

Utilisation de la presse de 3000 kN :……………………………………………………….11

IV.

Utilisation du détecteur d’armatures (pachomètre) :……………………………………….12

V.

Fissuration de la poutre………………………………………………………………………………………13

Conclusion : …………………………………………………………………..15

Introduction : Le béton armé est l’un des matériaux les plus utilisés dans le génie civil des temps courant. Avec le mélange des deux composant principaux, le béton un matériau très résistant a la compression mais peu résistant à la traction, ainsi que l’acier qui contrairement au béton possède une énorme résistance à la traction, forment tout deux le mélange idéal appelé le Béton Armé. Par définition le béton armé est un matériau dans lequel des armatures métalliques ont été ajoutées pour renforcer sa résistance. Le béton armé est donc utilisé dans des ouvrages destinés à résister à la traction. Dans toutes les structures génie civil réalisées avec le béton armé, les éléments porteurs généralement soumis à la traction sont les dalles, les poutres, les poteaux, les voiles et les fondations

But de TP : A travers ce TP, nous allons d’abord faire la réalisation d’une poutre en béton armé avec des dimensions et section d’armature connues. Donc, on aura a faire la préparation des armatures ainsi que la réalisation du béton puis au final couler le tout dans un coffrage bien adéquat. Ensuite, une fois le béton ait atteint 90% de sa résistance maximale, c’est-à-dire après 15 jours en moyenne, on Soumet la poutre à un effort de flexion limite calculé (donc traction dans les parties tendues), à l’aide d’une machine informatisée, pour contrôler les efforts. Pour au final faire un constat complet de la Résistance de cette dernière à la flexion (fissuration du béton, rupture des armatures).

1ère partie : fabrication de la poutre

1. Fabrication du ferraillage 

Découpage des barres

Nous avons découpé les barres à l’aide d’une pince à découper. Pour réaliser le ferraillage de la poutre nous avions besoin de 10 barres HA 8 de 80cm pour rassembler les autres barres. Nous avions aussi besoin de 4 autres barres HA 10 d’une longueur d’environ 2m pour réaliser les armatures longitudinales inférieures et supérieures. 

Façonnage

Le façonnage des armatures se fait à l’aide d’écarteurs. Pour les armatures verticales il fallait s’y reprendre à plusieurs fois afin d’obtenir une forme rectangulaire. Pour les armatures longitudinales on a dû effectuer des calculs afin de savoir à quel endroit positionner la tige sur l’écarteur pour la façonner. 

Assemblage

L’assemblage des armatures s’est fait sur des trépieds. Pour assembler les armatures entre elles nous avons disposé du fil de fer pour attacher les tiges d’acier afin que le tout ne bouge pas pendant le coulage du béton.

2.

Préparation du coffrage 

Nettoyage, remise en position du coffrage et application du décoffrant

Le nettoyage du coffrage consiste à enlever les bouts de béton qui ont durcis. C’est une étape très importante car s’il reste un bout de béton qui se coince entre les parois du coffrage cela risque de faire couler le béton car le coffrage sera mal fermé. Nous avons appliqué une sorte d’huile à l’intérieur du coffrage afin que le béton que nous allons couler par la suite ne colle pas aux parois.

3.

Mise en place du ferraillage dans le coffrage : calage

Cette étape n’est pas très compliquée puisqu’il suffit juste de déposer délicatement le ferraillage à l’intérieur du coffrage tout en faisant très attention à refermer celui-ci avant le coulage du béton.

4.

Préparation du béton 

Calcul des quantités

Le ciment (35kg): joue le rôle de liant du béton hydraulique poudre de chaux et de calcaire argileux qui durcit avec l'eau. Pour faire du béton ou du mortier, on utilise du ciment gris ordinaire dit de Portland. Il se vend généralement en s 35 kg. Sable et granulat (59kg) : On utilise généralement du sable de rivière ou de carrière débarrassé des impuretés, jamais de sable marin ou de sable de remblai. Ces derniers contiennent des éléments néfastes pour la qualité du béton et du mortier. Les dosages sont donnés la plupart du temps en volume de sable sec. Le gravier (112kg) : il est composé de particules rocheuses lisses quand elles sont issues d'une rivière (c'est le gravier le plus recherché) ou concassées quand elles proviennent d'une carrière. Il faut impérativement que le gravier soit débarrassé de la boue et des saletés qu'il pourrait contenir avant de fabriquer le béton. Il existe différents calibres de gravier. Les plus gros calibres sont utilisés en général pour les fondations et le gros œuvre. La résistance du béton sera d'autant plus grande que vous mélangerez différents calibres de graviers.

E/C=0,5 => 16,25 kg d’eau => 17,5L Eau (19.4L) : Tout comme les autres composants du mélange, l'eau doit être propre. Le dosage doit faire preuve d’une attention particulière : trop d'eau dans le béton entraîne la naissance de fissures et une perte de résistance au moment du séchage.



Fabrication du béton

On mélange le ciment, le sable, les gravillons ensemble dans un mélangeur rotatif. On ajoute l’eau petit à petit dans le mélangeur.

Mélangeur rotatif

On fait des essais pour voir si le béton à une bonne consistance avec l’aide du cône d’Abraham.

Cône d'Abraham 

Résultat obtenu

Nettoyage de la cuve

On projette de l’eau sur la cuve avec un tuyau pour la nettoyer.

5.

Coulage 

Mise en place du béton

Après la mise en place de l’armature fabriquée en amont dans le coffrage nous y avons coulé le béton préparé. Nous avons apporté le béton dans des brouettes qu’on a ensuite vidées avec des pelles pour remplir le coffrage.



Vibration

En même temps que nous avons coulé le béton nous avons utilisé une aiguille vibrante afin de tasser et unifier le béton.



Nettoyage du sol, du matériel et des outils

Pour finir nous avons nettoyé le matériel à l’eau pour le stocker dans un état propre. Cette étape est indispensable car le béton est très difficile à nettoyer une fois pris.

6. Détermination de la charge limite à l’ELU (FU PAR VERIN)

On cherche  



:

On a :

Avec :

:

Pour



 

On admet

(optimiser les aciers)

Donc :

Entre [0, L] : F(x) = F(x) L=2m : F(x)=F (2-x)

En théorie nous devrions trouver une charge maximale de 60kN (2*F).

2ème partie : teste de la poutre

1. Mise en place de la poutre sur le portique d’essai Pour commencer nous avons dû déplacer la poutre jusqu’à l’appareil qui sert à effectuer les tests de flexion. Pour cela l’enseignant (ici M.Hamami), s’est servi d’un monte-charge électrique avec une télécommande qui peut soulever jusqu’à 990kg.

2. Utilisation du scléromètre Dans un premier temps, nous avons effectué des tests avec un scléromètre. Il permet d’effectuer un test de dureté. Pour cela une masse métallique est projetée vers le béton et rebondit. Un index donne la hauteur de rebond qui est exprimée en « Dureté » (noté R, sans dimension). Nous allons effectuer 20 mesures sur une face et 20 de l’autre, ce qui fait au total 40 mesures. Pour cela nous allons faire 2 lignes, 10 mesures sur chaque ligne, donc une mesure tout les 20 cm puisque la poutre fait 2 m de long. Les résultats obtenus sont reportés dans le tableau cidessous.

Résultats obtenus avec le scléromètre :

FACE AVANT 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

LIGNE A

3

3,8

3,9

4

3,8

3

4

5,6

4,7

4,5

LIGNE B

5

5,8

3,3

3,8

4,2

4,2

4,3

4,5

4,6

3,7

R

FACE ARRIERE 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

LIGNE A

3,6

3,5

4

3,2

3,8

4,5

4,1

3,4

3,5

3

LIGNE B

4

3,4

3,3

3,4

3,4

3

3,6

3

4,2

4,4

"Dureté" 3 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 5 fcm S

Fréquence correspondante 5 1 2 4 1 2 1 4 1 4 1 3 1 1 3 1 1 1 37,22 1,09

Résistance sur cube 24 26 27 30 32 34 35 36 38 40 42 44 46 48 50 52 53 57

On trouve comme valeur moyenne des résistances : f cm cube = 37.22 MPa et un écart type de 1.09.

3. Utilisation de la presse de 3000 kN Nous avons réalisé des essaies sur seulement 2 éprouvettes au lieu de 3. Pour la 1ère éprouvette on obtient une résistance de

et sur la 2ème une résistance de

Pour calculer la résistance adéquate moyenne à la compression de notre béton on est amené a faire la moyenne des deux résultats : Ainsi pour trouver la valeur finale de notre résistance à la compression on soustrait les 8 MPa de majoration et donc on aura : 

R

4. Utilisation du détecteur d’armatures (pachomètre) : L’objectif de ce test est de connaître la valeur effective de la hauteur d, hauteur utile de la poutre, c’est-à-dire la distance entre sa fibre supérieure et l’axe de ses aciers tendus. Il s’agit aussi de vérifier si l’enrobage des cadres est correct. Le détecteur d’armatures est un appareil électromagnétique qui permet de détecter la présence d’armatures métalliques dans un béton.

Résultats obtenus : (représentation de la poutre vue de dessus)

1 18

2 11

3 13

4 11

5 15

12 1

12 2

11 3

17 4

17 5

FACE AVANT milieu 5 30 10 32 13 milieu 5 FACE ARRIERE

4 12

3 13

2 15

1 12

11 4

13 3

12 2

11 1

5. Fissuration de la poutre Les trais rouge sur la poutre représentent les différentes fissures avec les différentes forces appliquées (20 MPa, 40 MPa, 60 MPa)

a 120 MPa la poutre est complètement fissurée :

On trouve une flèche de 63.414mm au moment de la cassure de poutre.

Commentaire sur les résultats : Nous constatons après la comparaison des résultats calculés et les résultats pratiques, qu’il y a une nuance considérable dans les faits. En effet, la résistance de la poutre au chargement est bien plus élevée contrairement a ce qu’on avait calculé auparavant, et cela est sans doute du au coefficient demajoration pris en considération dans les différents calculs (contraintes, ferraillage…) requis par l’euro code pour raison de sécurité. Cependant, nous avons remarqué la rupture de l’acier dans la poutre de la partie tendue en premier, ce qui est traduit par la non résistance de ce dernier a la traction. L’hypothèse que ce dernier ait pu rompre a cause de la non linéarisation des aciers longitudinaux et transversaux, autrement dit le positionnement des barres n’est pas respecté, peut toujours être posée, puisque les enrobages mesurés avec le sonomètre dans plusieurs places étaientconstamment différent et de manière excessive.

6. Conclusion : Ce TP nous a permis d'éclairer le comportement de la poutre et ces particularités Nous avons étudié une poutre en béton armé soumise à un chargement monotone de Point de vue en peu dire la Flèche. Elle nous a permis de déterminer la résistance ultime de la poutre A chaque fois qu'on augmenter la force appliquer en vois l'influence s'éclaire par les fissuration sur le long de la poutre jusqu'à l'essai dans le quel elle se ruiner (en avais un cisaillement) En a étudier une poutre soumis à la flexion en 4 points dans la quelle en a relevé un accroissement de la capacité portante de la poutre et une réduction des déformations dans la Flèche. Le comportement de la poutre se distingue par son côté fragile qui vient d’un cisaillement soudain suite au développement d'une fissure horizontal principal Auparavant en a enregistré des fissures minimes et qui deviennent importantes a chaque fois qu'on augmente la force.