47037567-FERRAILLAGE-BETON.pdf

COLLECTION

TECHNIQUE

C I M B T O NT46

LARMATURE DU BTON

De la conception la mise en uvre

LARMATURE DU BTON

De la conception la mise en uvre

Contributions louvrage

Cet ouvrage, issu de la collaboration entre lAFCAB (Association Franaisede Certification des Armatures du Bton) et CIMBTON (centre dinforma-tion sur le ciment et ses applications), a t rdig par :

Jean DITRICHSTEIN Ingnieur ECP

Ont galement particip la rdaction :

Michel FERRAN APAPatrick GUIRAUD CIMBTON

Jean-Franois GUITONNEAU PARSIDERLouis-Jean HOLLEBECQ AFCAB

Alain LE LIEVRE ADETS

Contributions aux illustrations :

AGIBATBARTECBLB CONSTRUCTIONSFORNACE MANNAGERMAIN ARMATURESGROUPE FIMUREXPRESIDERSNAAM

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En utilisant les certifications de lAFCAB, le matre douvrage et le matre

duvre sont assurs que larmature pose en coffrage remplit les conditions de

validit du calcul de dimensionnement de louvrage. LAFCAB ne se proccupe

pas seulement de la conformit des aciers pour bton arm sortis dusine. Elle se

proccupe galement des transformations quils subissent pour en faire des arma-

tures coupes, faonnes, assembles qui peuvent tre poses en coffrage. Elle se

proccupe aussi des accessoires, comme les manchons de raccordement, et de la

pose des armatures. Il est vident quun acier brl au soudage, un manchon

incapable de transmettre les efforts prvus pour un filant ou la pose incorrecte

darmatures peuvent mettre gravement en pril la solidit dun ouvrage.

De par ses activits de certification et de par son fonctionnement collgial (les pro-

fessionnels, les utilisateurs et les experts de larmature y sont reprsents), elle

connat les risques que fait encourir une armature non conforme. Elle connat les

bonnes pratiques, mais galement les possibilits damlioration dans ce domai-

ne. Son rle dorganisme de certification ne lui permet pas de proposer des solu-

tions relatives ce quil faudrait faire . Elle impose des rsultats. Mais en aucun

cas, elle ne propose ni nimpose des moyens mettre en uvre pour y parvenir.

Imposer des moyens serait plus simple pour elle, mais prsenterait de graves

inconvnients :

elle deviendrait juge et partie ;

cela aurait une incidence conomique qui nest pas de son ressort ;

le progrs conomique des producteurs sen trouverait entrav et il faudrait

grer de nombreuses drogations, chaque fois que de nouvelles techniques

apparatraient.

LAFCAB souhaite videmment le progrs de larmature, et pas seulement le pro-

grs de sa qualit. De par son activit, de par sa constitution, elle a conscience de

dtenir un certain nombre de cls de ce progrs. En particulier, elle est conscien-

te que ce progrs est entrav par le dfaut de connaissance mutuelle des mtiers

des diffrents partenaires impliqus dans le cycle de fabrication et de pose des

armatures. Par exemple, on oublie trop souvent que larmature nest pas seule-

ment un produit qui se dessine ou qui se paie, cest galement un produit qui se

fabrique et se pose, avec les impratifs que cela entrane !

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Avant-propos

Cest pourquoi, lorsque Jean DITRICHSTEIN, qui possde la double exprience de

professionnel de larmature et dingnieur de contrle technique de la construc-

tion, a eu lide de rdiger le prsent document, elle a souhait apporter son appui

le plus dtermin sa rdaction et sa publication. Lambition de ce texte est jus-

tement de participer au progrs global de larmature, en dcrivant son cycle de

fabrication et de pose, les contraintes et les opportunits damlioration qui en

dcoulent. Nous avons constat de nombreuses reprises que la qualit progres-

se lorsque les points de vue, les contraintes et les intrts de chacune des parties

concernes sont confronts, afin que des solutions prenant en compte au mieux

tous ces aspects soient adoptes.

Ce guide technique comporte de nombreuses propositions damlioration tout au

long du cycle de fabrication et de pose des armatures, tous les partenaires de

lacte de construire en bton arm.

CIMBTON sassocie pleinement cette logique de progrs visant amliorer la

qualit du bton arm et la prennit des btiments et des ouvrages de gnie

civil. En mettant en commun leur exprience et leur savoir-faire, lAFCAB et

CIMBTON proposent des solutions constructives aux performances optimises

pour des ouvrages durables.

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5Avant daller plus loin

Vocabulaire essentiel

Il est ncessaire pour la bonne comprhension de ce document de prciser dsmaintenant la signification que nous donnerons trois termes essentiels : aciers pour bton arm (en abrg : aciers ) ; armatures pour bton arm (en abrg : armatures ) ; armaturier .

Aciers

La norme europenne EN 10080 Aciers pour larmature du bton Aciers sou-dables pour bton arm Gnralits donne la dfinition de ce terme : Acierpour bton arm: produit en acier de section circulaire ou pratiquement cir-culaire qui est adapt pour larmature du bton .

NotaCette dfinition convient bien pour les barres, couronnes et produit drouls,mais ce projet de norme traite galement des treillis souds qui sont donc considrs comme des aciers , ce qui est cohrent avec la normeNF A 35-027 et les rgles de certification de lAFCAB. Il traite aussi des treillisraidisseurs.En revanche, la plupart des normes franaises relatives aux barres, couronnes,produits drouls et treillis souds les dsignent encore pour linstant par armatures .Le terme treillis soud est rserv aux produits conformes lune desnormes NF A 35-016 ou NF A 35-019, partie 2 (et plus tard la normeEN 10080). Les assemblages plans de barres ou fils relevant de la normeNF A 35-027 sont dsigns par panneaux souds ou panneaux pr-assembls . Les normes qui traitent des treillis souds comportent cer-taines spcifications qui nexistent pas dans la norme NF A 35-027. Parexemple, la rsistance au cisaillement des assemblages souds est spcifie,ce qui autorise leur prise en compte dans les ancrages et les recouvrements.Le rgime de contrle qualit prvu par ces normes est aussi diffrent.

Armatures

Ce terme dsigne les produits obtenus partir des aciers dfinis ci-dessus par desoprations de dressage (pour les couronnes uniquement), coupe, faonnage etassemblage.

Cest la terminologie adopte par les normes europennes. Cest galement cellede la norme NF A 35-027, et des rgles de certification de lAFCAB. Auparavant,ces produits taient dsigns par armatures industrielles . Cette modification apermis de rpondre un objectif de clarification en particulier dans le domaine descertifications AFCAB. En effet, cet organisme certifie dune part des aciers etdautre part des armatures. Pour que des armatures soient certifies, il fautquelles soient constitues daciers certifis, mais cette condition ncessaire nestpas suffisante. Il faut, de plus, que les oprations de dressage, coupe, faonnageet assemblage soient couvertes par la certification AFCAB armatures.

Armaturier

Professionnel dont le mtier consiste fabriquer des armatures et parfois lesposer en coffrage.

Ce terme est maintenant couramment utilis dans le BTP et il a t adopt par lacommission du dictionnaire de lAcadmie franaise, le 25 septembre 2003.

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7 1 - Introduction 111.1 Objectifs 12

1.2 Cheminement 13

2 - Production des aciers pour bton 15

3 - Cycle des armatures 213.1 Classification des armatures 22

3.1.1 - Armatures sur plans 223.1.2 - Armatures sur catalogue 223.1.3 - Armatures spciales 23

3.2 Armatures sur plans 253.2.1 - Prparation de la fabrication Analyse des plans 263.2.2 - Fabrication des armatures sur plans 28

3.3 Armatures sur catalogue 323.3.1 - Prparation de la fabrication 323.3.2 - Fabrication des armatures sur catalogue 32

3.4 Armatures spciales 353.4.1 - Botes dattentes 353.4.2 - Dispositifs de raboutage 36

3.5 Pose en coffrage 36

4 - Pour une armature conforme 374.1 Contexte rglementaire 38

4.2 Caractristiques certifies des aciers 424.2.1 - Soudabilit et composition chimique 424.2.2 - Caractristiques mcaniques en traction 424.2.3 - Diamtres, sections, masses liniques et tolrances 454.2.4 - Adhrence et gomtrie de la surface 464.2.5 - Non fragilit (aptitude au pliage) 464.2.6 - Dimensions et rsistance au cisaillement

des assemblages souds des treillis souds 464.2.7 - Rsistance la fatigue 474.2.8 - Aptitude au redressage aprs pliage 47

4.3 Conformit des armatures 474.3.1 - Dressage 474.3.2 - Coupe 484.3.3 - Faonnage 484.3.4 - Assemblage 60

Sommaire

4.3.5 - Pose en coffrage et position finale des armatures 624.3.6 - Armatures manchonnes 704.3.7 - Botes dattentes 70

4.4 Certifications gres par lAFCAB 714.4.1 - Certification NF Aciers pour bton arm 714.4.2 - Certification AFCAB Dispositifs de raboutage

ou dancrage des armatures du bton 724.4.3 - Certification NF Armatures 724.4.4 - Certification AFCAB Pose des armatures du bton 73

5 - Pour une armature parfaitement dfinie 755.1 Repres et nombre darmatures 78

5.2 Dimensions et angles de faonnage des armatures 785.2.1 - Cas particulier des ancrages 795.2.2 - Armatures variables 81

5.3 Choix des mandrins de faonnage 82

5.4 Fermetures des cadres 87

5.5 Positions relatives des barres entre elles 875.5.1 - Lits de barres superposs 875.5.2 - Barres flottantes 88

5.6 Enrobage 88

5.7 Rservations 89

5.8 Armatures de formes spciales 89

6 - Pour une armature plus simple,ou tout au moins ralisable 91

6.1 Fermeture des cadres 93

6.2 Choix de la forme des armatures transversales des poutres 98

6.3 Ancrages par crosses sur plusieurs lits 99

6.4 Jonction entre chanages de murs perpendiculaires 102

6.5 Appui intermdiaire de poutre sur poteau 103

6.6 Appui intermdiaire dune poutre sur une autre poutre 104

6.7 Poutre sappuyant sur deux poutres porteuses 105

6.8 Ouvrages spciaux 106

8

7 - Pour une optimisation globale de larmature 1097.1 tudes doptimisation globale 110

7.2 Importance de la conception du ferraillage 111

7.3 volutions depuis les origines du bton arm 111

7.4 Comparaison des habitudes de divers pays 1127.4.1 - Diamtres des aciers utiliss. 1127.4.2 - Utilisation des triers 1137.4.3 - Fermetures des cadres 113

7.5 Choix des espacements des armatures transversales 114

7.6 Nombre de repres diffrents 114

7.7 Diamtres des mandrins de faonnage 115

7.8 Exemple 115

8 - Conclusions 119

9 - Annexes 123Annexe 1 Analyse des prescriptions de lEurocode 2 Partie 1-1(projet davril 2004) relatives au faonnage 124

1 - Tableau 8.1 N de larticle 8.3(2).Diamtres minimaux de faonnage 124

2 - Article 8.3(3). Justification vis--vis de la rupture du bton.Cas des armatures transversales 125

3 - Dfinition prcise des diamtres de mandrins 126

Annexe 2 Processus de dtermination de lenrobage nomimalsuivant lEurocode 2 Partie 1-1 complt par son AnnexeNationale Franaise 127

1 - Dtermination de la classe dexposition de la structure 1272 - Choix de la classe structurale 1273 - Dtermination de lenrobage minimal vis--vis

de la durabilit Cmin,dur 1284 - Prise en compte des rductions

et (ou) des augmentations ventuelles de Cmin,dur 1285 - Dtermination de lenrobage minimal

vis--vis de ladhrence Cmin,b 1286 - Dtermination de lenrobage minimal Cmin 1297 - Prise en compte des tolrances dexcution.

Dtermination de lenrobage nominal Cnom 129

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11

Chapitre1 Introduction

1.1 Objectifs

1.2 Cheminement

1.1 ObjectifIl existe de nombreux livres consacrs au bton arm, mais la majorit dentre euxtraite du calcul des ouvrages et nenvisage larmature que sous cet angle. Laspecttechnologique nest abord que dans quelques cours dont lobjectif est engnral de rappeler et expliciter les textes rglementaires.

Longtemps, la fabrication des armatures na t quune (petite) partie du travaildes maons. Cest peut-tre pourquoi la profession des armaturiers est encore malconnue de leurs partenaires professionnels. Beaucoup de projeteurs de bureauxdtudes ou de conducteurs de travaux dentreprises nont jamais visit datelierde production darmatures et ont une ide trs floue des moyens quon y utilise.Pourtant, le travail rudimentaire du plieur de barres a considrablement volu.Aujourdhui, il est suffisamment complexe pour avoir justifi la cration dune cer-tification de conformit spcifique. Cette certification, dlivre par lAFCAB,impose bien entendu le respect dun certain nombre de rgles. Dans cettedmarche, les armaturiers rencontrent des difficults qui ont leur origine dans laconception mme de larmature. Il sagit parfois derreurs manifestes, mais sou-vent, on constate que seule la connaissance approfondie des impratifs de fabri-cation et de mise en uvre aurait permis de choisir les dispositions optimalessatisfaisant la fois aux exigences rglementaires et celles de lexcution.

Il est bien comprhensible que laspect calcul constitue la proccupation domi-nante. Cependant larmature nest pas seulement une section calculer et uneforme dessiner. Cest aussi un produit fabriquer et poser dans un coffrage.

Lorsque la section des armatures a t dtermine dautres choix restent faire,tels que les diamtres des barres, les espacements darmatures, la forme desancrages, etc. Le plus souvent les prescriptions des textes rglementaires fixentsur ces points des limites ou des conditions respecter, mais laissent au concep-teur de la structure de grandes marges de libert. Cest ce stade de ltude quedoivent tre pris en compte les critres lis la fabrication et la mise en uvre.

Depuis quelques dcennies de nouveaux partenaires encore plus loigns desarmaturiers interviennent de plus en plus. Il sagit des informaticiens qui conoi-vent les logiciels de dessins darmatures. Cette tche ne peut tre correctementassure que si elle intgre les impratifs de fabrication et de pose. Les utilisateursde ces logiciels sont aussi souvent informaticiens de formation. Ils ont remplacles projeteurs dont ils ne possdent pas toujours lexprience pratique.Linformatisation tend aussi liminer lusage du papier au profit de celui de

Chapitre Introduction1

12

lcran. Cet outil prsente des avantages incontestables, mais il ne permet sansdoute pas la mme qualit de rflexion que lexamen simultan dun plan den-semble de coffrage et dun plan de dtail.

Lobjectif de ce guide technique est donc de mettre laccent sur tout ce qui peutcontribuer la qualit finale de larmature en place dans louvrage, en particulieren prenant en compte la complmentarit des rles respectifs des bureauxdtudes et des armaturiers. Pour cela, il sera souvent ncessaire de prsenter des exemples de dispositions viter. Bien entendu, des solutions alternativesmieux adaptes seront alors proposes.

1.2 CheminementLes chapitres 2 et 3 sont consacrs respectivement une prsentation gnraledes aciers et du cycle de fabrication des armatures. On y trouvera des lmentsutiles la bonne comprhension de certains points exposs par la suite.

Les chapitres suivants se succdent selon un ordre dexigence et dambition crois-santes en matire de qualit de larmature.

Chapitre 4 : Pour une armature conformeEn rappelant les prescriptions qui visent spcifiquement larmature, ce chapitreprsente en particulier les changements rsultant de lapplication des nouveauxtextes rglementaires (Eurocode 2, etc.).

Chapitre 5 : Pour une armature parfaitement dfinieCe chapitre met laccent sur tout ce que le concepteur doit prciser au fabricantpour quil puisse raliser une armature rpondant exactement ce quil a tudisans risque dinterprtation ou dimprovisation.

Chapitre 6 : Pour une armature plus simple, ou tout au moins ralisableCe chapitre a pour objet dillustrer par des exemples prcis comment la fabrica-tion et la pose des armatures peuvent tre facilites (ou au contraire rendues dif-ficiles, voire impossibles) par le dessin et la conception choisis par le bureaudtudes.

Chapitre 7 : Vers une optimisation globale de larmature?Le dernier chapitre formule un certain nombre dinterrogations et propose dex-plorer quelques pistes pour faire progresser la qualit de larmature, certainesimpliquant peut-tre de remettre en question le principe mme des relationsentre les divers intervenants.

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Chapitre2 Production des aciers pour bton

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Au cours des premires dcennies de lhistoire du bton arm, les armaturestaient constitues de barres dacier doux, lisses, de section circulaire dont lalimite dlasticit tait habituellement comprise entre 215 et 235 MPa. Ce typedacier nest pratiquement plus utilis. En effet, les ingnieurs ont cherch employer des aciers de limite dlasticit plus leve afin de rduire les sectionsdarmatures. Limpact conomique de cette volution a t double, puisquil aaussi permis de diminuer les dimensions des pices en bton.

Cependant, le fonctionnement du bton arm suppose une association entrelacier et le bton qui met en jeu ladhrence des armatures au bton. Pour utili-ser pleinement des aciers plus performants, il faut donc aussi que leur adhrencesoit amliore. On a par consquent volu vers des aciers qui sont la fois Haute Limite dlasticit (HLE) et Haute Adhrence (HA).

La haute adhrence rsulte de la cration dasprits en saillie ou en creux. Lesasprits en saillie inclines par rapport laxe de la barre sont appeles ver-rous . Les asprits en creux sont appeles empreintes .

Figure n 1 : schma dun acier verrous.

Figure n 2 : schma dun acier empreintes.

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Chapitre Production des aciers pour bton2

La haute limite dlasticit peut tre obtenue par diffrents moyens : en jouant sur la composition chimique, en particulier en augmentant la teneur en

carbone. Ce type dacier prsente des inconvnients notamment dans lesdomaines de laptitude au faonnage et au soudage. Il est maintenant aban-donn en Europe ;

par crouissage, par tirage et ou laminage froid de barres ou fils dacier doux; par traitement thermique (trempe et autorevenu) de barres ou fils dacier doux.

Les aciers se prsentent sous forme de barres de grande longueur (souvent 12 m)ou de fils en couronnes.

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Aciers en barres et encouronnes et treillis souds.

Les cycles de productions utiliss aujourdhui correspondent aux figures n 3, 4 et 5.Ces techniques permettent de confrer aux aciers des caractristiques adaptes leur utilisation sous forme darmatures pour le bton.

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Figure n 3 : aciers lamins chaud cycle de production.

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Figure n 4 : aciers lamins froid cycle de production.

Figure n 5 : treillis souds cycle de production.

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Chapitre3 Cycledes armatures

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3.1 Classification des armatures

3.2 Armatures sur plans

3.3 Armatures sur catalogue

3.4 Armatures spciales

3.5 Pose en coffrage

Le cycle des armatures englobe toutes les oprations qui, partant des aciers enbarres et en couronnes, se terminent lorsque les armatures ont t mises en placedans le coffrage et contrles avant btonnage.

Il existe plusieurs processus aboutissant ce rsultat. Tout dabord, les aciers encouronnes doivent tre dresss et leur caractristique de continuit conduit luti-lisation de machines diffrentes de celles adoptes pour les aciers en barres.Ensuite, plusieurs choix sont possibles dans la rpartition des oprations entrelatelier darmature et le chantier. Enfin, les moyens de production mis en uvrevarient suivant la catgorie des armatures.

3.1 Classification des armatures

La norme NF A 35-027 dfinit trois catgories darmatures.

3.1.1 Armatures sur plans

Elles sont fabriques partir de plans fournis par le client. Cette catgorie cor-respond aux armatures des structures en bton arm douvrages de gnie civil oude grands btiments. Chacune de ces structures fait lobjet dune tude spcifiquequi comporte en particulier ltablissement de plans darmatures.

3.1.2 Armatures sur catalogue

Elles sont conues sous la responsabilit du fabricant et dcrites dans un cata-logue approuv par un bureau de contrle technique.

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Chapitre Cycle des armatures3

Ces armatures sont aussi appeles armatures standard , car elles rsultent dunedmarche de standardisation. lorigine il sagissait essentiellement darmaturesde chanages rpondant aux prescriptions des rgles techniques applicables auxconstructions en maonnerie ou en bton banch (Documents Techniques Unifis).Par la suite, les armaturiers spcialiss dans ce type de fabrication ont intgr dansleurs catalogues des armatures destines tre utilises dans des semelles de fon-dations, des poteaux, des linteaux, etc. Aujourdhui, plusieurs producteurs pro-posent des gammes darmatures couvrant la totalit des besoins pour les maisonsindividuelles et dautres btiments simples. Ces armatures sont conditionnes enpaquets ou fardeaux et sont en grande partie distribues par le canal des ngo-ciants en matriaux, destination des artisans et des petites entreprises.

Les rgles de certification de lAFCAB spcifient que les catalogues des armaturesou les documents de production qui leur sont associs contiennent des informa-tions compltes sur leur constitution et prcisent aussi lutilisation prvue et ven-tuellement les performances pour cette utilisation.

3.1.3 Armatures spciales

Elles comportent des accessoires ou dispositifs spciaux (par exemple dispo-sitifs de raboutage ou dancrage des armatures du bton, botes dattente) ou sontcomposes daciers pour bton arm particuliers tels que les aciers galvaniss oules aciers inoxydables.

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Armatures sur plansassembles.

Armatures sur catalogue.

Paralllement aux catgories qui viennent dtre dcrites, on distingue aussi les armatures coupes-faonnes qui, comme leur nom lindique sont obtenuespar coupe et faonnage des aciers, et les armatures assembles qui sontconstitues par lassemblage des armatures coupes-faonnes sous forme de cages ou de panneaux .

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Armature filetepour manchonnage.

Bote dattente.

Armatures sur planscoupes-faonnes.

3.2 Armatures sur plansLa figure n 6 prsente les divers processus de production des armatures sur planshabituellement utiliss.

Dans le cas des armatures sur plans la fabrication proprement dite est le plussouvent prcde dun travail de prparation trs important.

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Figure n 6 : cycle des armatures sur plans.

3.2.1 Prparation de la fabrication Analyse des plans

Cette phase de prparation peut prendre diffrentes formes en fonction du contenude la commande darmatures.

Le premier cas est celui dune commande darmatures coupes-faonnes unarmaturier charg uniquement de la fabrication. En gnral ce type de commandemane dune entreprise spcialise dans la pose sur chantier, titulaire dun mar-ch complet de fourniture et pose des armatures. Ce poseur effectue en gn-ral un travail pralable avec le bureau dtudes afin que la conception du ferraillagetienne compte du processus de mise en coffrage quelle a adopt.

Latelier de fabrication reoit de son client des listes (ou nomenclatures) darma-tures. Ces documents ne donnent aucune indication sur la destination ou la fonc-tion de chaque armature coupe-faonne.

Larmaturier est alors un simple excutant. Parfois les nomenclatures sont utilisesdirectement pour la fabrication. Le plus souvent, elles sont transcrites sous formedordres de fabrication manuscrits ou informatiss, qui constituent des plans date-lier. Ces documents de production sont en gnral dits en plusieurs exem-plaires. Lun des exemplaires constitue ltiquette didentification qui resteraattache larmature jusqu sa pose en coffrage.

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Figure n 7 : exemple de liste ou nomenclature darmatures.

Figure n 8 : exemple dordre de fabrication tabli par un armaturier.

Le deuxime cas concerne la commande darmatures livrer assembles danstoute la mesure du possible. Ce type de commande peut tre pass par unesocit spcialise dans la pose des armatures ou par une entreprise de grosuvre en maonnerie ou bton arm.

Larmaturier dispose alors de plans complets de ferraillage et de coffrage.Cependant, ces plans ne constituent pas des plans datelier utilisables pour lafabrication ; ils sont confis des prparateurs ou dcortiqueurs dont le tra-vail consiste : sassurer que les armatures figurant sur les plans sont conformes, quelles sont

dfinies sans ambigut, quelles sont ralisables et que leur pose en coffrage neprsentera pas de difficult insurmontable ;

proposer ventuellement les modifications ncessaires ou souhaitables ; dfinir les ensembles qui constitueront des cages assembles et les armatures qui

devront au contraire tre livres non montes pour faciliter la pose en coffrage; tablir les documents de productions adapts aux moyens et lorganisation de

latelier.

Le travail des dcortiqueurs ncessite naturellement une bonne connaissance duprocessus de fabrication et de pose en coffrage ; il exige aussi une excellentevision de larmature dans lespace. Ce travail seffectue bien entendu en accordavec le bureau dtudes et lentreprise charge de la pose

Le troisime cas est celui o la fabrication et la pose sont assures par une mmesocit. La prparation se fait alors en commun entre latelier et le service pose decette socit suivant les principes dcrits ci-dessus.

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3.2.2 Fabrication des armatures sur plans

3.2.2.1 Dressage

La recherche dune diminution des chutes dacier et dune meilleure productivita conduit un dveloppement des aciers livrs en couronnes plutt quen barres.Limit lorigine aux petits diamtres, ce conditionnement existe aujourdhui jus-quau diamtre 16 mm. Cette opration est ralise dans une dresseuse. Le prin-cipe consiste faire passer le fil dans une chicane constitue de cadrestournants ou de galets. Certaines machines (dresseuses) effectuent uniquement ledressage et la coupe en barres droites, dautres (cadreuses) ralisent le faonnagedirectement aprs cette opration.

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Dresseuse.

Dresseuse-cadreuse.

3.2.2.2 Coupe

Cest une opration simple qui seffectue, soit directementsur les barres avec des cisailles mcaniques, soit sur lesdresseuses dans le cas des fils livrs en couronnes. Dansles cadreuses, la coupe est effectue en fin de faonnage.

3.2.2.3 Faonnage

Le faonnage est ralis froid.

Dans le cas des fils, le faonnage seffectue directement aprs le dressage dansdes cadreuses. Les formes sont programmes par loprateur partir des docu-ments de production (nomenclatures, tiquettes ou bons de fabrication selon lecas, comme indiqu au paragraphe 3.2.1).

Les barres coupes sont faonnes sur des cintreuses. Les armatures comportantdeux pliages sont assez frquentes. De ce fait beaucoup de cintreuses sont qui-pes de deux ttes de faonnage pouvant fonctionner simultanment.

Toutes ces machines comportent unegamme de mandrins de cintrage cor-respondant aux diamtres des fils oubarres faonns.

On utilise des cintreuses trois galetspour le faonnage des aciers avec desrayons trs levs, pour raliser parexemple les cerces de rservoirs circu-laires ou les armatures darcs ou devotes.

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Cisaille.

Cintreusedeux ttes.

Cintreusetrois galets.

3.2.2.4 Assemblage

Lassemblage des diffrentes armatures coupes faonnes (appel aussi couram-ment montage) est ralis soit en usine, soit sur chantier. Lassemblage en usine estbeaucoup plus dvelopp en France, que dans tout autre pays. Le choix entre cesdeux solutions est effectu partir de critres conomiques dans lesquels inter-viennent, surtout le volume des cages et la distance entre latelier et le chantier.

En effet, lassemblage en atelier est plus rapide et plus conomique mais conduit transporter des cages volumineuses. En revanche, les armatures coupes faon-nes permettent dutiliser la charge maximale des camions pour la livraison auchantier. Mme dans le cas o lessentiel des armatures est assembl en atelier,une partie reste ncessairement non-monte pour des raisons pratiques lies la pose en coffrage. Ce sont les comptences des dcortiqueurs et des poseurs quipermettent deffectuer les meilleurs choix.

En atelier, lassemblage est ralis par soudure. Il sagit uniquement de soudures de montage dont la fonction est dassurer le bon positionnement des arma-tures faonnes entre elles y compris pendant les transports, les manutentions etla mise en place du bton.

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Soudage par rsistance.

Soudage semi-automatique.

Parmi les divers procds de soudage, deux sont essentiellement utiliss par lesarmaturiers : soudage par rsistance. Cest un soudage sans mtal dapport par passage dun

courant lectrique de forte intensit combin un effet de pression entre lespices assembler. On lappelle souvent soudage la pince ;

soudage semi-automatique MAG . Cest un soudage larc sous flux gazeuxavec fil lectrode fusible. Le fil conditionn sous forme de bobine, la fois lec-trode et mtal dapport, est amen de faon automatique et continue par undvidoir et des galets dentranement la torche, qui est tenue la main. Larclectrique se produit entre les armatures et le fil fusible.

Les armatures sur plans ont par dfinition des formes trs varies. Elles ncessi-tent donc des dispositifs tout aussi varis pour faciliter leur assemblage. Pour laforme de cage la plus courante qui est celle des poutres ou des poteaux, on uti-lise en gnral des trteaux sur lesquels on pose les armatures longitudinales. Lescadres sont ensuite engags sur celles-ci, soit par la fermeture des cadres, soit parune extrmit des armatures longitudinales.

Dune faon gnrale, la plus ou moins grande facilit dassemblage dpend direc-tement de la conception des armatures.

Sur chantier lassemblage est effectu soit en atelier forain install proximitde louvrage, soit directement en coffrage. En gnral ces deux solutions coexis-tent. Lentrepreneur assurant la pose choisit au cas par cas celle quil estime la pluspratique. Il est possible de souder sur site, mais le plus souvent, le montage se faitpar ligatures avec des fils dattache en acier recuit.

31

Poutre encours demontage.

3.3 Armatures sur catalogue

3.3.1 Prparation de la fabrication

La prparation est effectue lors de ltude du catalogue. Chaque rfrence estdfinie par une fiche de fabrication et fait lobjet dinstructions relatives ltique-tage et au conditionnement.

Le plus souvent larmaturier na aucune information sur louvrage dans lequel lesarmatures quil livre seront intgres. Quand il reoit une commande spcifique,elle se prsente sous la forme dune nomenclature indiquant les nombres de cha-cun des produits du catalogue dsigns par leur rfrence sans prciser leur com-position. Cette nomenclature est parfois accompagne dun plan de pose surlequel est simplement repre la position de chaque armature.

3.3.2 Fabrication des armatures sur catalogue

Les armatures sur catalogue se diffrencient des armatures sur plans par plusieurscaractristiques : leurs formes et dimensions sont rptitives et une grande partiedentre elles se prsente sous la forme de cages de longueur 6 m, avec des cadresrectangulaires rgulirement espacs. Ces caractristiques ont permis de dvelopper des outils de production spcifiques. Dans les divers processusexistants, une partie ou la totalit des phases de la fabrication est automatise.Certaines machines intgrent dans un seul ensemble la totalit des oprations dedressage, coupe, faonnage et assemblage. Elles produisent des armaturesassembles directement partir de fil en couronne.

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33

Figure n 9 : cycle des armatures sur catalogue.

34


Plieuse en cours de faonnage.

Figure n 10 : schma de principe de machine totalement automatique partir dacier en couronne.

3.4 Armatures spcialesLes armatures destines tre intgres dans des botes dattentes ou prpa-res pour tre raccordes des manchons ou coupleurs entrent dans la cat-gorie des armatures spciales.

En gnral une structure en bton arm est coffre et btonne en plusieursphases successives. Dans ce cas, il faut assurer la continuit du ferraillage entre lesparties contigus de structure travers la reprise de btonnage qui les spare. Les botes dattentes et les dispositifs de raboutage (appels aussi coupleurs oumanchons) permettent de rsoudre ce problme.

3.4.1 Botes dattentes

Les botes dattentes comportent des armatures faonnes dont une extrmit estreplie lintrieur dun volume creux ralis sous forme de boite ou de profil.Lensemble ainsi constitu est fix contre le coffrage lintrieur de la partie destructure btonne en premire phase. Aprs dcoffrage de cette premire partiela boite est ouverte, en gnral retire, et les armatures en attente dplies. Il estainsi possible de raliser un recouvrement avec les armatures de la secondephase. Il existe divers procds utilisant des botes qui diffrent par leur modedouverture et leur matriau constitutif. Dans le cas de botes en acier il peut treadmis den abandonner une partie dans le bton de premire phase sous rservede sassurer que son enrobage est convenable et quelle ne compromet pas le bonfonctionnement du bton arm.

Lacier constituant les attentes doit pouvoir tre dpli sans altration. Laptitudeau redressage aprs pliage est une caractristique optionnelle spcifie par lesnormes relatives aux aciers.

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Bote dattente.Dgagement des armatures.

3.4.2 Dispositifs de raboutage

Les dispositifs de raboutage permettent dassurer lacontinuit des armatures grce une pice interm-diaire appele manchon. La liaison entre le manchon etles armatures est ralise par filetage ou sertissage.

La fabrication des manchons eux-mmes relve de lin-dustrie mcanique. Les procds et la fabrication de cesmanchons font lobjet dune certification spcifique delAFCAB.

Larmaturier assure la prparation des armatures (coupe, filetage, faonnage ven-tuel). La mise en uvre fait partie des oprations de pose en coffrage.

3.5 Pose en coffrageLa pose en coffrage des armatures est ralise partir darmatures coupes faon-nes ou partir darmatures assembles (voir figure n 6, paragraphe 3.2). Dansle premier cas elle inclut lassemblage qui a t dcrit au paragraphe 3.2.2.4.Quelle que soit la mthode adopte, lebureau dtudes joue encore ici un rleprimordial. En prenant en compte leprocessus de pose le concepteur de lar-mature est en mesure de faciliter cetteopration. Inversement, une armatureparfaitement calcule peut savrer trsdifficile voire impossible mettre enplace si le processus de pose a tignor.

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37

Chapitre4 Pour une armatureconforme

4.1 Contexte rglementaire

4.2 Caractristiques certifies des aciers

4.3 Conformit des armatures

4.4 Certifications gres par lAFCAB

La conformit finale de larmature au sein de louvrage est conditionne par : la conformit du calcul et de la conception ; la conformit des matriaux utiliss ; la conformit de la fabrication de larmature ; la conformit de la pose en coffrage.

Du point de vue des responsabilits, chacun de ces quatre points incombe desintervenants diffrents. Le premier concerne les bureaux dtude, le deuxime lesfabricants daciers, le troisime les armaturiers et le quatrime les entreprises assu-rant la pose, spcialises ou non dans cette activit.

Au plan pratique, le calcul est bien le domaine exclusif des bureaux dtude, maisla conception (choix des formes et de la disposition des armatures) doit prendreen compte les moyens et les mthodes de fabrication et de pose en coffrage.

Dailleurs, les rgles de certification de lAFCAB, imposent aux armaturiers dana-lyser les plans quils reoivent, de signaler les dispositions qui leur paraissent anor-males et de proposer des solutions alternatives, si ce qui est prvu est trop difficileou impossible raliser. Cette dmarche ncessite la connaissance des rgles delart relatives la conception des armatures.

Ce chapitre traite de tous les aspects de la conformit des armatures lexceptiondu calcul proprement dit.

4.1 Contexte rglementaire

Raliser une armature conforme implique naturellement de se rfrer desnormes et des textes rglementaires. Un nouveau contexte normatif et rgle-mentaire se met progressivement en place. La priode o le prsent documentest rdig correspond dimportants changements dans ce domaine, et cettemutation ncessitera encore de nombreux mois. La mise en application des nou-veaux rfrentiels ne fera pas oublier instantanment les anciens. Il est doncncessaire dexpliciter clairement les modifications en cours et venir.

Chapitre Pour une armature conforme4

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Lvolution essentielle est bien entendu la mise en application de lEurocode 2 (NF EN 1992) version 2004. Cette nouvelle norme de base concernant le calculdes structures en bton remplacera les rgles BAEL 91 rvises 99 et les rglesBPEL. Au moment de la rdaction de ce guide le projet dAnnexe Nationale quilaccompagne est dat de mars 2005.

LEurocode 2 nest pas le seul nouveau document normatif. Il renvoie en particu-lier diverses normes europennes qui ne sont pas encore toutes au stade dfi-nitif. Dautres textes devront tre rviss dans un souci de cohrence etdhomognit. La situation risque dtre pendant quelque temps volutive. Cettepriode de transition demandera donc une attention particulire de la part de tousles intervenants.

Ceci ncessite, dans ce document, de faire rfrence la fois des textes franaiset des textes europens.

Les tableaux suivants ont pour but de synthtiser les volutions du contexte nor-matif dune part pour les aciers et dautre part pour les armatures.

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Les Eurocodes sont des normes europennes de conception et de calcul pourles btiments et les ouvrages de gnie civil. Ces normes ont pour objet dhar-moniser les rgles de conception et de calcul au sein des diffrents tats dela communaut europenne et de contribuer la cration du march uniquede la construction des btiments et des ouvrages de gnie civil.

Les Eurocodes forment un ensemble cohrent et homogne de 59 normes : faisant appel une approche unique, semi-probabiliste avec des mthodes

de dimensionnement selon les tats limites ; appliques aux diffrents matriaux (bton, acier, mixte, bois, aluminium)

et aux divers types de constructions.Ils harmonisent les codes de calcul des diffrents tats membres et rem-placeront terme les rgles en vigueur dans chacun de ces tats.

Dans chaque pays, lAnnexe Nationale dfinit les conditions dapplication dela norme europenne. Elle permet de tenir compte des particularits go-graphiques, gologiques ou climatiques ainsi que des niveaux de protectionspcifiques chaque pays. En particulier, les Eurocodes prvoient que cer-tains paramtres sont dtermins au niveau national. LAnnexe Nationalecontient les informations ncessaires sur ces paramtres.


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Normes et textes rglementaires Nouvelles rfrencesapplicables fin 2004 normatives et rglementaires

NF A 35-015 : Armatures pour bton arm EN 10080 Ronds lisses soudables. Aciers pour larmature du bton. Acier soudable pourNF A 35-016 : Armatures pour bton arm bton arm. Gnralits.Barres et couronnes soudables verrous de nuance FeE500 Cette norme est le support pour le marquage CE des aciersTreillis souds constitus de ces armatures pour bton arm soudables, quils soient lisses, empreintesNF A 35-017 : Armatures pour bton arm ou verrous. Cependant, elle ne contient pas de niveau deBarres et fils machine non soudables verrous. performance des produits et doit tre utilis en liaison avecNF A 35-019-1 : Armatures pour bton arm une spcification de produit . Cette spcification peut treArmatures constitues de fils soudables empreintes dorigine europenne (TS 10081, Annexe C de lEurocode 2,Partie 1 : Barres et couronnes. NF EN 1992-1-1 ou Annexe N de la norme NF EN 13369),NF A 35-019-2 : Armatures pour bton arm ou dorigine nationale (NF A35-015, NF A 35-016,Armatures constitues de fils soudables empreintes NF A 35-019 ou NF A 35-024), ou encore tre propre unPartie 2 : Treillis souds. producteur ou un utilisateur.NF A 35-020-1 : Produits en acier. Dispositifs de raboutage En revanche, les normes XP A 35-014, NF A 35-017,ou dancrage darmatures haute adhrence pour le bton. NF A 35-020-1, NF A 35-021 et XP A 35-025 ne concernentPartie 1 : Prescriptions relatives aux performances mcaniques. pas les aciers pour bton arm soudables et ne relventNF A 35-021 : Aciers pour bton. Fils soudables utiliss pour donc pas de la norme EN 10080la fabrication darmatures pour bton.NF A 35-024 : Aciers pour bton. Treillis souds constitus NF EN 1992 (Eurocode 2)de fils de diamtre infrieur 5 mm. Calcul des structures en bton.XP A 35-014 : Aciers pour bton arm Partie 1-1 : Rgles gnrales et rgles pour le btiment,Barres, fils machines et fils lisses en acier inoxydable. cette norme comprend une Annexe NationaleXP A 35-025 : Produits en acier travers les exigences quil formule pour le calcul, ce texteBarres et couronnes pour bton arm galvaniss chaud donne les principes et les rgles applicables aux aciers. PourFils destins la fabrication darmatures les spcifications dtailles il se rfre la norme EN 10080pour bton arm galvanises chaud.XP A 35-031 : Armatures pour bton arm NF EN 13369Barres soudables verrous de diamtre suprieur 40 mm. Rgles communes pour les produits prfabriqus en btonLes normes ci-dessus prcisent lensemble des prescrip- Annexe N Proprits des barres ou fils empreintestions et des conditions de contrle pour chacune des Cette norme dfinit les caractristiques dimensionnelles descatgories dacier vise. fin 2004, ce sont les normes de empreintes en application de la norme EN 10080.rfrence des rgles de certification de lAFCAB.

Marchs publics de travaux. Marchs publics de travaux.Cahier de clauses techniques gnrales Cahier de clauses techniques gnralesFascicule 65 A (aot 2000) Fascicule 65 A (nouvelle version)Excution des ouvrages de gnie civil en bton arm ou Excution des ouvrages de gnie civil en bton arm ouen bton prcontraint par post-tension. en bton prcontraint par post-tension.Ce texte concerne exclusivement lexcution des travaux. Ce texte dans sa nouvelle version sera en cohrenceIl se rfre aux normes ci-dessus. avec le nouveau contexte rglementaire.

NF P 18-201 (rfrence DTU 21) ENV 13670-1Travaux de btiment Excution des ouvrages en btonExcution des ouvrages en bton Ce projet de norme europenne est lquivalent de laCahier des clauses techniques. norme NF P 18-201.Cette norme DTU concerne exclusivement Il se rfre aux normes EN ci-dessuslexcution des travaux. Elle se rfre aux normes ci-dessus.

Tableau n 1 : aciers pour larmature du bton

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Tableau n 2 : armatures du bton

Normes et textes rglementaires Nouvelles rfrencesapplicables fin 2004 normatives et rglementaires

Rgles BAEL 91 rvises 99 NF EN 1992 (Eurocode 2)Rgles techniques de conception et de calcul des Calcul des structures en bton. Partie 1-1 :ouvrages et constructions en bton arm suivant la Rgles gnrales et rgles pour le btiment.mthode des tats limites. Cette norme comprend une Annexe Nationale. travers lesCe texte est essentiellement consacr au calcul, mais exigences quil formule pour le calcul, ce texte donne enil contient aussi des prescriptions sur les enrobages, les particulier les principes et les rgles applicables au faonnage,armatures, les rayons distances entre les armatures, la lenrobage et aux distances entre les armatures.pousse au vide, les faonnages et la fermeture des cadres.

NF A 35-027 (janvier 2003) NF A 35-027 (nouvelle version)Produits en acier pour bton arm. Armatures. Produits en acier pour bton arm. Armatures.Les prescriptions de cette norme concernent lensemble Les prescriptions de cette norme concernent lensembledes caractristiques des armatures. Elles ne sappliquent des caractristiques des armatures. Elles ne sappliquentquen labsence de spcifications diffrentes mentionnes quen labsence de spcifications diffrentes mentionnessur les plans ou dans les pices crites visant les armatures. sur les plans ou dans les pices crites visant les armatures.

Elle devrait donc conserver sa place dans le nouvelensemble rglementaire.

Marchs publics de travaux. Marchs publics de travaux.Cahier de clauses techniques gnrales. Fascicule 65 A Cahier de clauses techniques gnrales. Fascicule 65 A(aot 2000). Excution des ouvrages de gnie civil en (nouvelle version). Excution des ouvrages de gnie civilbton arm ou en bton prcontraint par post-tension. en bton arm ou en bton prcontraint par post-tension.Ce texte concerne exclusivement lexcution des travaux. Ce texte dans sa nouvelle version sera en cohrenceOn y trouve en particulier des prescriptions relatives aux avec le nouveau contexte rglementaire.diverses oprations de fabrication et de pose en coffragedes armatures pour les ouvrages de gnie civil.

NF P 06-013 Rgles PS 92 NF EN 1992 (Eurocode 2)Rgles de construction parasismique et NF P 06-014 Partie 2 : Ponts en bton arm et en bton prcontraintRgles PS MI 89/92 : Construction parasismique des Ce texte donne les prescriptions complmentaires lamaisons individuelles et des btiments assimils. norme NF EN 1992 Partie 1-1 spcifiquesCes rgles contiennent les prescriptions complmentaires pour le calcul des ponts.spcifiques aux constructions parasismiques, chacunedans son domaine dapplication. NF EN 1998 (Eurocode 8)

Calcul des structures pour leur rsistance aux sismes,dans le cas de la construction de structures en btondans des rgions sismiques.Ce texte donne les prescriptions complmentaires la norme NF EN 1992 partie 1-1aux constructions parasismiques

NF P 92-701 NF EN 1992 (Eurocode 2)Mthode de prvision par le calcul du comportement Calcul des structures en bton. Partie 1-2 : Calcul duau feu des structures en bton. comportement au feu. travers les exigences quelle formule pour le calcul, travers les exigences quelle formule pour le calcul, cettecette norme donne des prescriptions concernant norme donne des prescriptions spcifiques concernantla mise en uvre des armatures dans les structures la mise en uvre des armatures dans les structures devantdevant rsister au feu. rsister au feu complmentaires celles de la norme

NF EN 1992-1-1.

NF P 18-201 (rfrence DTU 21) ENV 13670-1Travaux de btiment. Excution des ouvrages Excution des ouvrages en btonen bton. Cahier des clauses techniques. Ce projet de norme europenne est lquivalent de laCette norme DTU concerne exclusivement lexcution norme NF P 18-201. Il se rfre aux normes EN ci dessus.des travaux. Elle se rfre aux normes ci-dessus.


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4.2 Caractristiques certifies des aciers

Les prescriptions relatives aux aciers se traduisent dans les normes par les carac-tristiques spcifies suivantes : soudabilit et composition chimique ; caractristiques mcaniques en traction ; diamtres, sections, masses liniques et tolrances ; adhrence et gomtrie de la surface (verrous ou empreintes) ; non fragilit (aptitude au pliage) ; dimensions et rsistance au cisaillement des assemblages souds des treillis

souds ; rsistance la fatigue (caractristique optionnelle) ; aptitude au redressage aprs pliage (caractristique optionnelle).

4.2.1 - Soudabilit et composition chimique

Un acier est dit soudable sil est possible de lassembler par soudure, par desprocds courants, sans altrer ses caractristiques mcaniques. La soudabilit dunacier est atteste par sa composition chimique. Les normes fixent les valeurs qui nedoivent pas tre dpasses concernant les teneurs en carbone, soufre, phosphore,azote et cuivre, ainsi quune combinaison des teneurs en carbone, manganse,chrome, molybdne, vanadium, nickel et cuivre appele carbone quivalent.

4.2.2 - Caractristiques mcaniques en traction

Limite dlasticit Re

Le diagramme contrainte-dformation des aciers lamins chaud comporte unpalier de ductilit qui met en vidence la limite dlasticit suprieure dcoule-ment ReH qui est aussi la limite apparente dlasticit Re.

Le diagramme contrainte-dformation des aciers lamins froid ne comporte pasde palier. Dans ce cas, la limite apparente dlasticit Re est fixe conventionnel-lement gale la contrainte correspondant 0,2 % dallongement rmanent.

Actuellement en France, on utilise des aciers de 500 MPa de limite dlasticit.LEurocode 2 Partie 1-1 prvoit au paragraphe 3.2.2.3 une plage de limite dlas-ticit comprise entre 400 MPa et 600 MPa.

Caractristiques de ductilit Rm/Re et Agt

Les normes franaises fixent des valeurs minimales pour le rapport rsistance latraction/limite dlasticit (Rm/ReH), et pour lallongement sous charge maximale(Agt). Elles distinguent deux catgories daciers qui correspondent des carac-tristiques de ductilit diffrentes.

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uk

f1= kfy kff

f y kff

a) Acier lamin chaud

uk0,2 %

b) Acier lamin froid

f 1= kf 0,2 kff

f0,2ff

Figure n 11 : diagrammes des contraintes-dformations typesdacier pour bton arm.

Tableau n 3 : classes de ductilit des aciers FeE500-2 et FeE500-3 selon la norme NF A 35-016

Limite suprieureRapport Rm/ReH

Allongement total sous

Acierdcoulement ReH en MPa charge maximale Agt en %

Valeur Borne Valeur Borne Valeur Bornedu fractile infrieure du fractile infrieure du fractile infrieure

FeE500-2 500 475 1,03 1,01 2,5 2

FeE500-3 500 475 1,08 1,05 5 4

Rm: rsistance la traction.

LEurocode 2 Partie 1-1 prvoit trois classes de ductilit : A, B, C. Le tableau C1 deson Annexe C reproduit par notre tableau n 4 prcise les caractristiques corres-pondant ces trois classes.

Il appartient aux concepteurs de prciser leur choix dans le cas o la nature desouvrages ou leurs conditions dexploitation ncessitent lemploi dun acier de classede ductilit spcifique. LEurocode 2 Partie 2 prescrit pour les ponts lemploi daciersde classe B ou C. LEurocode 8, qui dfinit les rgles de calcul des constructions pourleur rsistance aux sismes, impose lemploi daciers de classe de ductilit B et par-fois C dans certaines parties des structures assurant la rsistance aux sismes. Laclasse exige dpend de la classe de ductilit du btiment. Dans tous les cas la classede ductilit de lacier prconise par le bureau dtudes doit figurer clairement surles plans et tre scrupuleusement respecte.


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Tableau n 4 : classes de ductilit (A, B et C) selon lEurocode 2 Partie 1-1

Forme du produit Barres et fils redresss Treillis soudsExigence ou

valeur du fractile

Classe de ductilit A B C A B C

Limite caractristique400 600 5,0 %

dlasticit fyk ou f0,2k (en MPa)

Valeur minimale de k = (ft/fy)k 1,05 1,08 1,15

1,05 1,08 1,15

10,0 %< 1,35 < 1,35

Valeur caractristique de ladformation relative sous charge 2,5 5,0 7,5 2,5 5,0 7,5 10,0 %

maximale, uk (en %)

Aptitude au pliage Essai de pliage-dpliage

Rsistance au cisaillement 0,3 A fyk (A est laire du fil) Minimum

Tolrance Dimensionmaximale vis--vis nominale de la

de la masse barre (en mm)nominale (barre ou 8 6,0

5,0 %fil individuel) (en %) > 8 4,5

Dans la suite du texte, les spcifications du nouveau contexte rglementaire sont repres par un trait vertical orange.

4.2.3 - Diamtres, sections, masses liniques et tolrances

Compte tenu de la prsence des reliefs (verrous ou empreintes), la section dun acier haute adhrence nest pas tout fait circulaire. Les normes fixent cependant des diamtres nominaux d qui correspondent des sections nominales An (airedu cercle ayant le mme diamtre nominal) et des masses liniques nominales calcules sur la base dune masse volumique de 7,85 kg/dm3*. La valeur de la masselinique est assortie dune tolrance.

Les diamtres prvus par la norme EN 10080 sont donns dans le tableau n 5 Lamention de diamtres prfrentiels a pour but de limiter le nombre de rf-rences fabriquer et stocker, et dviter des difficults dans lidentification et lecontrle des armatures. Les diamtres utiliss dans chaque pays sont actuellementdiffrents. En France, on se limite en pratique aux diamtres 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14 et16 pour les couronnes et 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 32, et 40 pour les barres.

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Tableau n 5 : diamtres nominaux prfrentiels sections et masse liniques nominales

Diamtre Couronnes Treillis

Section Masse liniquenominal Barres et produits

soudsnominale nominale

en mm droul en mm2 en kg/m

4,0 x 12,6 0,0994,5 x 15,9 0,1255,0 XX x 19,6 0,1545,5 x x 23,8 0,1876,0 XX XX x 28,3 0,2226,5 x x 33,2 0,2607,0 XX x 38,5 0,3027,5 x x 44,2 0,3478,0 XX XX x 50,3 0,3958,5 x x 56,7 0,4459,0 x x 63,6 0,4999,5 x x 70,9 0,556

10,0 XX XX x 78,5 0,61711,0 x x 95,0 0,74612,0 XX XX x 113,0 0,88814,0 XX XX x 154,0 1,21016,0 XX XX x 201,0 1,58020,0 XX 314,0 2,47025,0 XX 491,0 3,85028,0 XX 616,0 4,83032,0 XX 804,0 6,31040,0 XX 1257,0 9,86050,0 x 1963,0 15,400

* Pour les aciers inoxydables la masse volumique dpend de la composition de lacier. Elle est comprise entre 7,7 et 8,0 kg/dm3.

Les diamtres pratiquement utiliss en France sont reprs par XX en gras

4.2.4 - Adhrence et gomtrie de la surface

Les normes imposent la gomtrie de surface des aciers des caractristiquespermettant dassurer une adhrence convenable (voir figures n 1 et 2 dans le cha-pitre 2). Les exigences portent sur des valeurs minimales soit de hauteur des ver-rous, ou de profondeur des empreintes, soit de surface relative des verrous fR*,ou des empreintes fP.

4.2.5 - Non fragilit (aptitude au pliage)

Lacier est soumis un pliage, sur un mandrin dont le diamtre est fix en fonc-tion de celui de lacier suivi dun dpliage. Lessai est satisfaisant sil ne se produitni cassure ni fissure transversale dans la zone de pliage-dpliage.

4.2.6 - Dimensions et rsistance au cisaillement des assemblages souds des treillis souds

Les dimensions des treillis souds font partie des caractristiques certifies. Ilsagit des longueurs et largeurs des treillis souds, de lespacement des fils, deslongueurs dabouts, des diamtres relatifs des fils.

La rsistance des assemblages souds au cisaillement tant spcifie, il est pos-sible de les prendre en compte dans les calculs mettant en jeu lancrage ou lesrecouvrements des treillis souds.


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* La surface relative des verrous (ou des empreintes) est gale laire de la projection de lensembledes verrous (ou des empreintes) sur un plan perpendiculaire laxe longitudinal de la barre divisepar lespacement des verrous et la circonfrence nominale de larmature.

4.2.7 - Rsistance la fatigue

Cette caractristique nest exige que de faon exceptionnelle. Elle se contrle partir dun essai de traction ondule.

4.2.8 - Aptitude au redressage aprs pliage

Cette caractristique optionnelle peut faire lobjet dune attestation sur demandedu producteur dacier. Elle concerne les aciers de diamtre au plus gal 16 mm.Les rgles de certification de la marque NF Aciers pour bton arm dfinissentla procdure de vrification de laptitude au redressage aprs pliage.

4.3 Conformit des armaturesChaque opration du cycle de production des armatures dcrite au chapitre pr-cdent fait lobjet de prescriptions.

4.3.1 - Dressage

LEurocode 2 Partie 1-1 prcise explicitement en 3.2.1 (2) que les exigences relativesaux proprits des aciers de bton arm visent le matriau en place dans le btondurci . Cette prescription remplace donc celle, quivalente, de larticle 4.3 de lanorme NF A 35-027 (janvier 2003). Elle signifie en particulier que le dressage ne doitpas altrer les caractristiques spcifies de lacier. Si le dressage nest pas effectucorrectement, deux de ces caractristiques peuvent tre affectes : la hauteur des reliefs peut se trouver diminue par crasement ou abrasion au pas-

sage dans les galets ou les cadres tournants ; la ductilit peut tre diminue car le chicanage entrane un crouissage de

lacier susceptible de provoquer une rduction de lallongement sous charge maxi-male Agt et (ou) du rapport Rm/Re.

Le dressage est donc une opration qui ncessite attention et comptence de la partdes armaturiers.

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4.3.2 - Coupe

En matire de coupe, la caractristique respecter est la longueur des barres qui,en labsence dautres prescriptions, fait lobjet de tolrances dimensionnelles dansla norme NF A 35-027 (janvier 2003). Les tolrances sont diffrentes selon que lesbarres sont utilises en recouvrement ou non. Le bureau dtude doit donc prci-ser sil sagit ou non de barres en recouvrement. Cette indication peut apparatresur les plans, mais elle doit aussi figurer sur les listes darmatures qui sont parfoisle seul document communiqu larmaturier.

4.3.3 - Faonnage

4.3.3.1 - Diamtres de cintrage

Les valeurs minimales des diamtres intrieurs de cintrage doivent permettre desatisfaire deux exigences diffrentes : ne pas endommager larmature elle-mme lors du cintrage ; ne pas endommager le bton lors de la mise en charge de larmature.La premire condition est lie uniquement aux caractristiques mcaniques delacier et en particulier sa ductilit. La seconde a pour but de limiter lescontraintes qui apparaissent dans le bton au contact dune armature cintre, sol-licite en traction, en particulier lintrieur de la courbure. Elle ncessite donc unevrification par le calcul. Dans lensemble rglementaire en vigueur fin 2004 cesexigences se trouvent dans deux textes diffrents.


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Tableau n 6 : tolrances sur les dimensions des armatures coupes longueurselon la norme NF A 35-027

Longueur de llment Utilisation sans recouvrement Utilisation avec recouvrementL (en m) darmatures (en mm) darmatures (en mm)

L 2 20 0

0 + 20

2 < L 4 40 00 + 40

4 < L 50 0

0 + 50

Le premier est le tableau 1 de la norme NF A 35-027 (janvier 2003). Ce tableaureprend les prescriptions qui, jusqu 1990, taient rptes dans chaque fichedhomologation des aciers haute adhrence. Ces fiches ont t ensuite rempla-ces par les certificats NF-AFCAB, (voir 4.4) qui ne comportent plus ces exigences.

Les diamtres prescrits sont trs diffrents suivant la fonction de larmature(cadres, triers, pingles ou ancrages, ou enfin coudes). Il aurait donc t trs sou-haitable que le choix du mandrin ne prte pas ambigut. Pourtant, les trois casenvisags ne sont pas clairement dfinis, mais simplement illustrs par des cro-quis dont le dernier au moins, concernant les coudes, nest pas trs explicite.

Le chapitre 5 sera consacr la ncessit pour les bureaux dtudes de donnertoutes les prcisions ncessaires aux armaturiers pour quils excutent des fer-raillages conformes ceux quils ont conus. On y trouvera quelques exemplespour lesquels le choix convenable du diamtre de mandrin nest pas vident.

Coude

Ancrage

pingle

trier

Cadre

Figure n 12 : exemples de cadre, trier, pingle, ancrage et coudeselon la norme NF A 35-027 (janvier 2003).

Tableau n 7 : diamtres intrieurs de cintrage minimaux des aciers haute adhrence selon la norme NF A 35-027

Diamtre nominal5 6 7 8 9 10 12 14 16 20 25 32 40

de lacier

Cadres, triers, pinglesou assimils, y compris 20 25 30 30 40 40 50 70 100 150 200 sans objetleur ancrage dextrmit

Ancrages 50 70 70 70 100 100 100 150 150 200 250 300 400

Coudes sans 100 100 100 150 150 200 200 250 300 400 500 500objet

49

La seconde prescription dite condition de non crasement du bton se trouvedans les rgles BAEL 91 au paragraphe A 6.1.252. Cependant : le paragraphe A.6.255 dispense de lappliquer aux armatures transversales,

cette exception est trs importante ; pour les ancrages et les coudes, les diamtres de mandrins exigs par la norme

sont trs gnralement suprieurs ceux dcoulant de cette condition.

Cest pourquoi cette vrification tait un peu tombe dans loubli, sans doute quel-quefois tort. En pratique, seules les valeurs figurant dans le tableau 7 sont prisesen considration. Ce tableau est souvent reproduit sur les plans. Quand il ne lestpas, il est considr comme implicite.

Les rgles de faonnage donnes par lEurocode 2 Partie 1-1 prsentent plusieursdifficults dinterprtation et dapplication dont lorigine se trouve sans doute engrande partie dans les conditions dlaboration de ce texte : discussions entre repr-sentants de nombreux pays, rdaction dun texte commun en anglais, puis traduc-tion dans la langue de chaque pays. Les termes techniques utiliss dans une languenont pas toujours un quivalent exact dans les autres. Il est alors difficile dat-teindre la mme prcision quun texte national .

LAnnexe N 1 contient une analyse dtaille des articles relatifs au faonnage.Cette analyse conduit en rsum aux prescriptions suivantes mme si certainesdentre elles ne sont pas formules explicitement dans lEurocode.

a Les diamtres de mandrins de faonnage doivent dans tous les cas, quels quesoient la fonction de larmature et langle de faonnage, tre au moins gaux : 4 diamtres pour les armatures de diamtre au plus gal 16 mm; 7 diamtres pour les armatures de diamtre suprieur 16 mm; 5 diamtres en gnral pour les assemblages plis aprs soudure ; 20 diamtres pour les assemblages plis aprs soudage avec soudure situe

sur lextrados de la courbure, si le soudage nest pas ralis conformment lEN ISO 17660, Annexe B.

b Les diamtres de mandrins doivent en gnral faire lobjet dune justificationpar le calcul vis--vis de la rupture du bton ;

c Cette justification nest pas ncessaire si les conditions ci-aprs sont remplies: lancrage ncessaire de larmature ne dpasse pas 5 diamtres au-del de la

partie courbe ; le trac de la partie courbe de larmature nest pas parallle une paroi

proche ; il existe lintrieur de cette partie courbe une barre de diamtre au moins

gal celui de larmature.


50

d Il nest galement pas ncessaire deffectuer cette vrification pour toutes lesarmatures deffort tranchant et les autres armatures transversales.

e Comme indiqu au paragraphe 4.1, les prescriptions de la norme NF A 35-027 nesappliquent pas si elles sont contraires lEurocode. Les diamtres de mandrinfigurant dans son tableau 1 ne sont donc plus considrs comme rglemen-taires. En dehors des cas cits en b et c ci-dessus, le diamtre minimal defaonnage rsulte dune vrification par le calcul.

On peut craindre que, le calcul informatis aidant, une infinit de diamtres defaonnage napparaisse sur les plans. Pour des raisons pratiques il est ncessaire delimiter le nombre de mandrins utiliss. Une liste de diamtres prfrentiels devraittre tablie, par exemple dans la nouvelle norme NF A 35-027.

Les rgles dexcution (nouveau Fascicule 65 A pour les ouvrages de gnie civil et normeENV 13670-1 pour les btiments) se rfrent lEurocode 2 Partie 1-1.

4.3.3.2 - Redressage des armatures plies

Le redressage des armatures plies est un cas de faonnage trs particulier car dunepart il sexcute sur le chantier et dautre part, il sapplique une zone darmaturequi a prcdemment subi un pliage. La norme NF P 18 201 (DTU 21) contient sonarticle 5.2.1 les prescriptions suivantes relatives au redressage aprs pliage: les aciers sont aptes au redressage aprs pliage (mention daptitude figurant sur

le certificat NF AFCAB) ; un outillage spcifique est utilis (ce qui exclut le simple tube) ; cette opration nest effectue quune seule fois ; la procdure de redressage permet dobtenir un fonctionnement correct du

bton arm ; il ny a pas de soudure dans la zone de redressage.

Les deux premires de ces prescriptions sont reprises dans le Fascicule 65 A sonarticle 63.3.

La norme ENV 13670-1 exige galement son article 6.3 lemploi dun outillage sp-cifique et une procdure de dpliage approuve. Le nouveau Fascicule 65 Areprend son article 63.3 les prescriptions de sa prcdente version.

4.3.3.3 - Longueur des parties droites.

La norme NF A 35-027 (janvier 2003) fixe les valeurs minimales des longueursdroites qui sont justifies par des exigences pratiques dexcution et de scuritsur certaines machines de faonnage.

Ces rgles restent applicables car elles ne sont pas contraires lEurocode.

51

4.3.3.4 - Ancrages des cadres et triers

Dans les rgles BAEL, les ancrages des cadres et triers font lobjet de prescrip-tions particulires. Le paragraphe A.6.1,255 de ces rgles indique trois solutionspour raliser leurs ancrages dextrmit avec une courbure suivant le rayon mini-mal (voir tableau 7). Ces ancrages reprsents sur la figure n 14 ne sont pas impo-ss, mais leur utilisation dispense de justification par le calcul. Leur emploi est dece fait gnralis. Aucune des trois solutions nest mentionne comme prfren-tielle, elles sont donc strictement interchangeables dans la plupart des cas. Laposition de la fermeture des cadres et des triers nest pas non plus impose.Par exemple dans une poutre flchie, elle peut aussi bien se trouver dans la par-tie tendue que dans la zone comprime. Dans le cas des constructions parasis-miques les ancrages des cadres font lobjet de rgles trs particulires.

Les rgles PS 92 prescrivent larticle 11.3.2 dadopter des ancrages 135, auminimum en parement , cest--dire sil y a risque de pousse au vide de la fer-meture 90. Les fermetures 90 ne sont pas interdites si elles se trouvent dansla masse du bton (tables de compression de poutres, dalles de planchers, mursen retour, etc.). Cet ancrage est galement obligatoire dans les zones critiques* des pices, zones dans lesquelles dautres rgles trs spcifiques de calcul et deferraillage sont par ailleurs imposes.


52

90 135

15

10

5

: diamtre de l'armature

Figure n 13 : armatures transversales.Exemples dancrages conformes aux rgles BAEL 91.

* Pour la dfinition des zones critiques, voir les rgles PS 92.

Figure n 14 : armatures transversales. Exemples selon les rgles PS 92.

LEurocode 2 Partie 1-1 prescrit en 8.5 (2) les dispositions applicables aux ancragesdes armatures transversales (voir annexe N 1).

La figure N 15 montre les ancrages des cadres prconiss par lEurocode 2 Partie 1-1et met en vidence les changements qui en rsultent par rapport aux rgles BAEL 91.

Par rapport aux rgles BAEL 91, lEurocode 2 permet donc de diminuer les lon-gueurs droites aprs courbure pour les ancrages 90 et pour les ancrages plis 150 et plus. En revanche, il ne modifie pas lancrage 135.

53

10

Partie courante non oui non oui oui

Zone critique non oui non oui non

Remarque: les longueurs indiques sont celles des parties droites aprs courbure

15 10 5 10

Angle de Prescriptions des rgles Prescriptions de lEurocode 2pliage BAEL 91 Partie 1-1

90

135

150

180

10

10

15

5

10

5

10

5

Figure n 15 : armatures transversales. Comparaison dancragesconformes aux rgles BAEL 91 et lEurocode 2 Partie 1-1.

La figure n 16 montre les combinaisons qui seront utilises en pratique.

La fermeture avec deux crochets plis plus de 135 ne permet pas la mise en placedune armature longitudinale dans langle. La fermeture avec deux coudes 90, avecune longueur droite aprs courbure de 10 diamtres, devrait se dvelopper en Francecomme cest dj le cas dans la plupart des autres pays. Ce serait trs souhaitable carcette disposition facilite lexcution. Le double crochet 135, avec une longueurdroite aprs courbure de 10 diamtres, comme prvu par les rgles BAEL devrait res-ter aussi utilis par habitude malgr les inconvnients pratiques quil prsente. Pour les triers lancrage 150 suivi dune longueur droite de 5 diamtres devrait

remplacer le crochet 180actuellement utilis. Pour les constructions devant rsister aux sismes, lEurocode 8 prescrit dutiliser

des ancrages par crochet 135 suivis dune longueur droite de 10 diamtres pourles cadres de confinement * . Cette prescription est quivalente celle desrgles PS 92.

4.3.3.5 - Trac gnral des armatures deffort tranchant

Le trac, des cadres et des triers fait aussi lobjet du paragraphe B.6.7,1 des rglesBAEL pour les poutres de btiments courants. Cet article prescrit que les cadresdoivent suivre au plus prs le contour des pices. Il autorise aussi des files sparesdtriers condition de les relier par des pingles de liaison. Il nimpose pas nonplus que toutes les files daciers longitudinaux comportent des pingles ou triers.


54

135

13510

10 10 10

10

10

10

135

5

150

5

150

10

10

Figure n16 : armatures transversales. Exemples de combinaisons dancragesconformes lEurocode 2 Partie 1-1.

* Pour la dfinition des cadres de confinement , voir lEurocode 8

LEurocode 2 Partie 1-1 traite ce sujet en 9.2.2. Il confirme la possibilit dutiliser enarmatures deffort tranchant diffrentes formes de cadres ouverts ou ferms,dtriers, etc.

Figure n 18 : armatures transversales de poutres flchies. Exemples de dispositions conformes a lEurocode 2 Partie 1-1.

4.3.3.6 - Trac des armatures transversales de torsion

Le paragraphe A.5.4,4 des rgles BAEL indique simplement que ces armaturesdoivent tre places aussi prs que possible des parois en respectant les rglesdenrobage.

55

Figure n 17 : armatures transversales de poutres flchies. Exemples de dispositions conformes aux rgles BAEL 91.

triers pingles de liaison Cadres pinglesde montage ventuelles

Les armatures d'effort tranchant peuvent tre composesd'une combinaison de : cadres, triers ou pingles entourant les armatures longitudinales tendues et la zone comprime ; barres releves ; cadres ouverts, chelles, pingles, etc., faonns sans entourer les armatures longitudinales mais correctement ancrs dans les zones comprimes et tendues.

Cadres, pingles et triers intrieursCadre exterieur

LEurocode 2 Partie 1-1 prescrit en 9.2.3 que les cadres de pices soumises la tor-sion soient ferms et ancrs au moyen de recouvrements ou de crochets.

Figure n 19 : armatures transversales de torsion. Configurations recommandes par lEurocode 2 Partie 1-1.

4.3.3.7 - Trac des armatures transversales des poteaux

En A.8.1, les rgles BAEL demandent que ces armatures assurent le maintien detoutes les armatures longitudinales de diamtre suprieur 20 mm vis--vis dunmouvement vers lextrieur de la section. Elles ne doivent pas comporter danglerentrant ni de recouvrement parallle la paroi.

LEurocode 2 Partie 1-1 prescrit en 9.5.3 de maintenir les barres verticales placesdans les angles et celles places moins de 150 mm dune barre tenue.

4.3.3.8 - Armatures faonnes proches des parements Pousse au vide

Les armatures proches des parements risquent, lors de leur mise en charge, degnrer des pousses susceptibles de faire clater le bton denrobage. LarticleA.7.4 des rgles BAEL traite ce sujet qui concerne essentiellement les bureauxdtudes. Les armaturiers doivent aussi sen proccuper dans les cas suivants : adjonction de barres de montage ; proposition de modification de ferraillage pour des raisons de commodit dex-

cution.


56

ou

Configurations recommandes Configuration non recommande

A2 A3 BA1

La figure n 20 reprsente schmatiquement titre dexemple un ferraillage deconsole comportant deux lits de barres de faonnages identiques. Leur superpo-sition ncessite un dcalage inacceptable du lit infrieur. Ceci peut inciter larma-turier modifier le lit suprieur en augmentant son rayon de cintrage et enrduisant de 135 90 langle de pliage. Il peut en rsulter une pousse au vide.

Il existe dautres faons tout fait correctes de rsoudre ce problme tel que lamise en place dpingles complmentaires, ou le remplacement des crosses pardes boucles plat.

4.3.3.9 - Conditions gnrales de faonnage

Larticle 5.2 de la norme NF A 35-027 (janvier 2003) interdit de faonner unetemprature infrieure 5 C, et exige des prcautions entre 5 C et + 5 C,telles quune rduction de la vitesse de cintrage. Dans tous les cas, le chauffagedes aciers est interdit.

Larticle 62 du fascicule 65A (aot 2000) contient des prescriptions identiques. Deplus, ce mme article nautorise le faonnage des armatures dans les coffragesque pour la fermeture de cadres en acier lisse de diamtre au plus gal 12 mmou en acier haute adhrence de diamtre au plus gal 8 mm. En pratique lecintrage des armatures en place est souvent adopt dans les ponts-cadres et lesportiques. Le guide de conception du SETRA (Service dtudes Techniques desRoutes et Autoroutes du Ministre de lquipement) ladmet explicitement (voirlexemple n 3 du paragraphe 5.3).

Ces ponts cadres ou portiques comportent en gnral des armatures coudesassurant lencastrement de la dalle dans les pidroits. Si ces barres sont livres surle chantier faonnes suivant leur forme dfinitive, la mise en place du coffrage et

57

Figure n 20 : exemple de pousse au vide et solution alternative.

INCORRECTbarres identiques INCORRECT

CORRECTpingles

CORRECTboucles ou U

disposs plat

du ferraillage de la traverse devient trs difficile, et parfois impossible. Ces arma-tures sont alors livres droites et faonnes sur place lorsque la traverse est cof-fre et ferraille. Les entreprises de pose darmatures utilisent pour cette oprationdes cintreuses portatives. Lexigence essentielle est le respect des diamtres demandrins de cintrage prvus.

Cest dailleurs plutt pour la fermeture des cadres sur chantier (figure n21A) quele risque de non-conformit est important, car il nexiste pas, notre connais-sance, de cintreuse portative permettant un faonnage correct dans cette confi-guration. Pour faciliter la mise en place des armatures longitudinales grce descadres ouverts, il est prfrable de prvoir des cadres en deux parties comme lemontre la figure n21B.

4.3.3.10 - Tolrances de faonnage

Les tolrances de faonnage sont fixes par les articles 4.6.3 et 4.6.4 de la normeNF A 35-027 (janvier 2003) que larmaturier doit respecter et qui sont rappelessur la figure n 22.

Cette norme fixe aussi des tolrances sur les angles de faonnage des ancrages(figure N 23).


58

Gaines pour cablesde prcontrainte

A) Dconseill en l'absenced'un outil de faonnage adapt

B) Solution alternative

mettre en place aprs pose des gaines

plier surle chantier aprspose des gaines

Figure 21 : exemple de faonnage darmatures dans le coffrage,cadres fermer sur le chantier.

Figure 23 : tolrances sur les angles des ancrages par courbure selon la norme NF A 35-027 (janvier 2003).

59

Cas gnral des armatures longitudinales

Cas des cadres

Cas particulier pour armatures longitudinales

+ 30 0D

+ 30 0A

+ 30 0A

- 30

0B

+ 30 0B

+ 30 0D

+ 30 0C

+ 30 0C

0 -10B

0 -20B

0 -10A

0 -20A

Figure 22 : tolrances sur les dimensions des armatures faonnes selon la norme NF A 35-027 (janvier 2003).

a) Cas d'un angle de 90

b) Cas des autres angles

= +

10

+ 10 090

NotaCette norme nest pas cohrente avec la norme europenne NF EN ISO 4066qui dfinit les formes darmatures par des cotes et non par des angles. Cettedisposition semble cependant utile, car lemploi des angles, bien quecontraire la norme, reste courant, et sans doute plus pratique.

Pour les diamtres de cintrage, les valeurs spcifies (voir 4.3.3.1 ci-dessus), sontdes valeurs minimales. Aucun cart en moins nest donc accept.

LEurocode 2 Partie 1-1 concerne le calcul et non lexcution. Il ne contient donc pasde prescription pour les tolrances de faonnage. Les valeurs fixes par la norme NFA 35-027 de janvier 2003 (ou sa nouvelle version) restent donc applicables.

4.3.4 - Assemblage

4.3.4.1 - Rigidit

Quel que soit le mode dassemblage, larticle 4.7 de la norme NF A 35-027 (jan-vier 2003) et le paragraphe 63.1.1 du Fascicule 65 (aot 2000) demandent quilconfre aux cages darmatures une rigidit suffisante pour supporter le transport,la pose en coffrage et le btonnage. Ceci impose en gnral un nombre de pointsdattache ou de soudure entre armatures coupes-faonnes au moins gal 50 % du nombre de points dintersection.

4.3.4.2 - Assemblage par soudure

Le paragraphe 4.4 de la norme NF A 35-027 (janvier 2003) dtaille les prescrip-tions applicables aux assemblages souds suivant la fonction quils assurent.Lorsque les soudures doivent transmettre des efforts, des rgles particulires doi-vent tre respectes et les oprateurs ralisant les soudures doivent tre qualifis.Nous ne traiterons pas ce cas, qui est tout fait exceptionnel.

Dans le cas courant, les soudures ont uniquement une fonction de montage. Il fautnanmoins sassurer que les armatures ne sont pas affectes par le soudage(rduction de section, perte dallongement sous force maximale, etc.). Cest pour-quoi la norme impose en particulier que le petit diamtre assembler soit sup-rieur 40 % du gros diamtre dans le cas de soudure par rsistance. Le couple6-16 mm est cependant admis.


60

La spcification de porte trs gnrale de lEurocode 2 Partie 1-1 a t cite pro-pos du dressage: Les exigences relatives aux proprits des aciers de bton armvisent le matriau en place dans le bton durci . Cette exigence inclut en particulierlabsence daltration des caractristiques des aciers lors des oprations de soudage.

4.3.4.3 - Tolrances dimensionnelles sur les armatures assembles

Les tolrances dimensionnelles sur les armatures assembles sont aussi fixes parla norme NF A 35-027 (janvier 2003), aussi bien pour les positions respectives desarmatures, que pour les dimensions densemble.

Figure n 24 : tolrances sur les caractristiques dimensionnelles des armatures assembles selon la norme NF A 35 027.

Bien entendu, dans certains cas trs particuliers, des tolrances plus svres peu-vent tre souhaites. Le matre duvre doit alors sassurer quelles sont rali-sables, et les prciser explicitement dans les pices crites des marchs. Desdispositions particulires de production pourront alors tre adoptes (gabarits,contrle spcifique, etc.).

61

Caractristiques Type darmature Cotes de cart en moins cart en plusla figure (en mm) (en mm)

Position relativeCadre, triers, pingles C 10 + 10

lmentairelments darmatures autres que

A 30 + 30cadres, triers et pingles

Position relative cumule Cadres, triers et pingles 4xC, B 20 + 20

Largeur / HauteurDimension nominale < 150 mm H 10 0

Dimension nominale 150 mm H 20 0

Armatures dont la L 2 m L 20 + 10longueur est conditionne 2 m < L 4 m L 40 + 10par des barres coupes 4 m < L L 50 + 10

Armatures dont la longueur estL 30 + 10

conditionne par des barres faonnes

Armatures utilises par recouvrement ou coupe L 50 + 50

longueur (par exemple chanages, semelles filantes)

C 10A 30

B 204 x C 20L + 10

- 30

H 0

- 20

4.3.5 - Pose en coffrage et position finale des armatures

Si la pose est ralise partir darmatures coupes faonnes, toutes les rglesque nous avons nonces au sujet du montage doivent videmment tre respec-tes. Le travail sur site plutt quen atelier ncessite une comptence et une atten-tion particulires.

Dans tous les cas, les armatures ne peuvent tre convenablement mises en placeque si elles ont t conues et fabriques de faon satisfaisante. La position desarmatures aprs btonnage implique aussi les entrepreneurs chargs des cof-frages et du btonnage.

Les normes et autres textes rglementaires formulent des prescriptions qui portentdune part sur les enrobages et dautre part sur les positions des armatures nonconcernes par lenrobage.

4.3.5.1 - Enrobage

Lenrobage est dfini comme la distance entre larmature (pingles, triers etcadres compris, ainsi que les armatures de peau, le cas chant) la plus proche dela surface du bton et cette dernire. Lenrobage des armatures doit tre suffisantpour garantir : la protection de lacier contre la corrosion (durabilit) ; la bonne transmission des efforts dadhrence ; une rsistance au feu convenable.

Dans des conditions normales, les armatures enrobes dans un bton compact etnon fissur sont protges naturellement par un phnomne de passivation quiprovoque la cration la surface de lacier dune pellicule protectrice. Cette pelli-cule est forme par laction de la chaux libre par les silicates de calcium conte-nus dans le ciment sur loxyde de fer. La prsence de chaux maintient la basicitdu milieu entourant les armatures. Les armatures sont protges tant que le pHde ce milieu est compris entre 9 et 13,5. Deux principaux phnomnes peuventdans certaines conditions dtruire cette protection : la carbonatation du bton denrobage par absorption du gaz carbonique contenu

dans latmosphre ; la pntration des ions chlorures jusquaux armatures.

La carbonatation nest pas nuisible au bton, mais elle entrane une neutralisation(chute du pH de la solution interstitielle) du milieu entourant les armatures qui


62

peuvent alors soxyder. La progression de la carbonatation se fait depuis lext-rieur de louvrage en contact avec lair ambiant, vers lintrieur. La vitesse du pro-cessus dpend de la teneur en dioxyde de carbone, de la porosit du bton et delhumidit relative de lair.

Laction des chlorures est spcifique certains environnements tels que la pr-sence de sels de dverglaage et surtout les proximits de bords de mer. Les ionschlorure peuvent migrer depuis la paroi expose vers les armatures et dpassi-ver lacier. Ils pntrent dans le bton par capillarit avec une vitesse fonction dela porosit du bton. Lorsque la corrosion a dbut, elle produit un gonflementdes armatures qui entrane un clatement du bton denrobage. La protection delacier disparat et le phnomne sacclre.

La durabilit du bton arm ncessite donc que les armatures soient convenable-ment protges, ce qui impose en particulier que la distance entre les armatures etle parement expos le plus proche (enrobage) soit suffisante. Larmature doit donc: tre fabrique de faon permettre de respecter ces distances ; tre pose en coffrage en les respectant effectivement, sans cart en moins.Dans les rgles BAEL 91, larticle A.7, 1 prcise les enrobages minimaux suivantles conditions dexposition.

Figure n 25 : enrobage minimal selon les rgles BAEL 91.

Si les conditions dexposition sont diffrentes pour les diverses faces dune pice(poutres de faade par exemple), les enrobages peuvent avoir des valeurs diff-rentes. Les enrobages minimaux doivent tre respects non seulement par lesarmatures, mais aussi par les pices ou accessoires sujets la corrosion : man-chons, ligatures, cales ou boites dattentes mtalliques, etc. Les pices de grandesdimensions risquent de se dformer au cours des transports et des manutentions.Cest pourquoi larticle A.7.1 des rgles BAEL prcise dans sa partie commentairequil convient dutiliser des diamtres plus importants et de prvoir des dispositifsde maintien convenables (cales ou lments de montage). Le Fascicule 65 A (ver-sion aot 2000) contient des prescriptions analogues au paragraphe 63.1, et il enest de mme dans le projet de nouvelle version.

63

Enrobage

pingles de liaison vitant les dformations

Valeur minimale de lenrobage : 5 cm : atmosphre marine ou agressive3 cm : parois soumises aux intempries1 cm : locaux couverts sans condensation

Compte tenu de limportance du respect des enrobages pour la durabilit desstructures en bton arm, les tolrances sur lenrobage font lobjet de prescrip-tions particulires : la norme NF A 35-027 ne traite pas de lenrobage, car celui-ci ne dpend pas

de la seule armature ; en revanche, nous avons vu plus haut quelle ne tolreaucune marge en plus sur les dimensions des armatures coupes, faonnesou assembles quand elles mettent en jeu lenrobage ;

les rgles BAEL leur paragraphe A.7.1, de mme que le fascicule 65 A, danslarticle 64, reproduit au paragraphe ci-aprs, nacceptent aucune tolrance enmoins sur les enrobages ;

la norme NF P 18-201 (DTU 21) est en cohrence avec lEurocode 2. Elle dfinitlenrobage nominal qui doit figurer sur les plans partir dun enrobage minimalmajor dune marge pour tolrances dexcution dont la valeur est fixe 10 mm.

Cest lenrobage nominal qui constitue la rfrence pour la fabrication et pour lapose des armatures.

Vis--vis de la rsistance au feu, le texte de rfrence dans la rglementation franaise fin 2004, est le DTU Rgles de calcul: mthode de prvision par le calcul du com-portement au feu des structures en bton de dcembre 1993. Le calcul fait interve-nir la distance de laxe de chaque armature au parement du bton expos au feu,baptis distance utile . La distance utile dune armature est donc gale son enro-bage major de la moiti de son diamtre.


64

EXTRAIT DU FASCICULE 65 A (aot 2000)

Article 64 : tolrances sur la position des armatures aprs btonnage*

Sauf prescriptions particulires du march pour tenir compte de risques telsque lincendie ou les milieux agressifs, les tolrances suivantes sont accep-tes : les tolrances en moins sur lenrobage** minimal sont nulles ; pour une pice de hauteur (ou dpaisseur) h, dans la direction ou lcart

de larmature diminue la rsistance, la tolrance est de 5 mm pour h < 250 mm et dh/50 lorsque h est compris entre 250 mm et 1000 mm;

pour les armatures parallles dont lespacement est au plus gal 100 mm, la tolrance sur cet espacement est fixe 10 mm;

dans les autres cas, lcart tolr est de 20 mm dans toutes les directions.

* Voir le chapitre 10 du Fascicule 65A.** Il est rappel que lenrobage est dfini comme distance de laxe dune armature la paroi laplus voisine diminue du rayon nominal de cette armature, aprs enlvements ventuels dematire postrieurs la mise en place du bton (par exemple dans le cas du bouchardage).

Figure 26: distance utile selon les rgles: mthode de prvision par le calcul du comportement au feu des structures.

Laugmentation de lenrobage est favorable pour la stabilit au feu. Pour assurer celle-ci, on peut tre amen prvoir des dispositions de ferraillage spcifique telles que: des enrobages suprieurs ceux imposs par la protection contre la corrosion; un fractionnement en plusieurs armatures de faibles diamtres. Certaines dentre

elles seront plus loignes des parois exposes au feu, en particulier prs desangles saillants o la temprature est plus leve. Lespacement de ces armaturessera parfois plus important que celui habituellement exig pour permettre un

btonnage correct.Figure n 27: exemples de ferraillages tudis

en vue de la rsistance au feu.

La position du ferraillage est primordiale pour la rsistance au feu. Elle doit donc treprcise au moyen de plans de dtail. Elle doit tre respecte avec une tolrance deplus ou moins 10 %. Un calage efficace est indispensable.

LEurocode 2 Partie 1-1 consacre lenrobage la totalit de sa section 4.La valeur minimale denrobage prconise dpend de plusieurs paramtres qui sontpris en compte de faon extrmement dtaille : la dure dutilisation du projet qui dtermine sa classe structurale ; les conditions denvironnement qui dtermine sa classe dexposition ; lutilisation dacier inoxydable ; la prsence de protections complmentaires ;

65

Feu

Feu

u

Feu u

u

Feu

Poteau Poutre flchie

la rgularit du parement ; les risques dabrasion du bto

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