Cours de structures en béton II - ibeton.epfl.ch · 2002, EPFLLes essais IS-BETON. ENAC –...

ENAC – Section de génie civilIS-BETON – Laboratoire de construction en béton

Structuresen béton II

Dr O. Burdet

Dalles

Poinçonnement



Dr O. Burdet

Moments principaux dans un plancher-dalle

Fig. 7.22



Dr O. Burdet

Distribution des efforts tranchants

x

q

τ

VV

x

xv [kN/m']vx

Fig. 7.58

−=

22

2 xx

qvx πl



Dr O. Burdet

Les essais1908, Zürich

Robert Maillart



Dr O. Burdet

Les essais2002, EPFL

IS-BETON



Dr O. Burdet

PG-3 : Echelle double (6 x 6 x 0.5 m)



Dr O. Burdet

Rupture par poinçonnement

Fig. 7.56



Dr O. Burdet

Mécanisme lors de la rupture

Fig. 7.57



Dr O. Burdet

PG-3



Dr O. Burdet

PG-3

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 2 4 6 8 10 12 14

ψ . d .k Dmax [mm]

[MPa

]

2’180 kN



Dr O. Burdet



Dr O. Burdet

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ψ d k Dmax [mm]

kr

ψ

Eq. (5.2) max135.045.01

Dr kd

k⋅⋅⋅+

=ψ

Critère de rupture pour le poinçonnement

dkv cdrRd τ=



Dr O. Burdet

ψ d k Dmax

k r

ρ important

ρ faible

PoinçonnementEq. (5.2)

Relations charge-déplacements

max135.045.01

Dr kd

k⋅⋅⋅+

=ψ

σ ryf y élastique :

σs = f y ry rplastique

r

Rupture par poinçonnement



Dr O. Burdet

Kinnunen & Nylander

Fig. 7.59



Dr O. Burdet

Cône de poinçonnement

Fig. 7.62



Dr O. Burdet

Gretzenbach (SO), accident du 27.11.2004



Dr O. Burdet

Fig. 6.22



Dr O. Burdet

Dalle après effondrement, sans terre



Dr O. Burdet

Séquence d’effondrement progressif



Dr O. Burdet

Schéma du mécanisme

Fissuration à la rupture

Armature inférieure

(ne peut être arrachée)de suspension

Armature supérieure(est arrachée lors du poinçonnement)

Fig. 7.63



Dr O. Burdet

Dimensionnement selon SIA 262



Dr O. Burdet

Rdd vv ≤

uVv d

d =

Dimensionnement et périmètre critique

SIA 262, fig. 19



Dr O. Burdet

SIA 262, fig. 23



Dr O. Burdet

• τcd dépend de la résistance du béton:

dkv cdrRd τ=

c

ckcd

fγ

τ3.0

=5.1=cγ

C25/30

Résistance au poinçonnement



Dr O. Burdet

dkv cdrRd τ=

men 15,0

men 2,21

19,045,0

1

2/3

0 ll

=

+≥

+=

Rd

dy

yr

mmr

ddr

k

σ ryf y élastique :

σs = f y ry rplastique

r



Dr O. Burdet

Position Moment négatif Moment positif Colonne intérieure (dans les deux directions)

m’Rm = 0.125 γR ⋅ Vd

Colonne de bord armature à disposer parallèlement au bord

m’Rm = 0.25 γR ⋅ Vd

Colonne de bord armature à disposer perpendiculairement au bord

m’Rm = 0.125 γR ⋅ Vd mRm = 0.125 γR ⋅ Vd

Colonne d’angle (dans les deux directions)

m’xRm = 0.5 γR ⋅ Vd mxRm = 0.5 γR ⋅ Vd

Moment de comparaison sur la colonne m0d

Tab. 7.70, p. 367

SIA + EC2

)1( :262SIA 0 =Rdm γ



Dr O. Burdet

Prévention contre l’effondrement

Fissuration à la rupture

Armature inférieure

(ne peut être arrachée)de suspension

Armature supérieure(est arrachée lors du poinçonnement)

Fig. 7.63

sd

ds f

VA 5,1≥ SIA 262 (56)



Dr O. Burdet

Comparaison SIA 262 - SIA 162 - Eurocode 2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.00% 0.25% 0.50% 0.75% 1.00% 1.25% 1.50% 1.75% 2.00%

Taux d'arm ature ρ

v Rd

/ d [

N/m

m2 ]

SIA 262

EC 2

L = 9 md = 0.60 m (L / d = 15)φ = 0.60m ( φ / d = 1)D max = 32 mm

f ck = 20 N/mm 2

SIA 162

m Rd > 4 m 0d

m Rd < m 0d

m Rd < 0.5 m 0d



Dr O. Burdet

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0 5 10 15 20

Portée L [m ]

v Rd

/ d [

N/m

m2 ]

φ / d = 1f ck = 20 N/mm 2

ρ = 0.8%D max = 32 mm

SIA 262

SIA 162, L/d = 30

SIA 162, L/d = 20

SIA 162, L/d = 10

Influence de la portée (effet de taille)



Dr O. Burdet

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Taille relative de la colonne φ / d

v Rd

/ d [

N/m

m2 ]

L = 9 md = 0.30 m (L / d = 30)

f ck = 20 N/mm 2

ρ = 0.8%

d

φ

SIA 262

EC2SIA 162

u=16d

Influence de la taille de la colonne



Dr O. Burdet

Prédimensionnement de l’épaisseur de la dalle

▪ Choix du rapport m0d / mRd

y

cdRdRd r

du

Vv⋅+

⋅==

9.045.0τ

23

015.0

⋅⋅=

Rd

dy m

mLr

(voir exemple,p. 62 de la

documentation)



Dr O. Burdet

Dimensionnement▪ Choix de l’épaisseur de la dalle et de la

dimension de la colonne▪ Dimensionnement de l’armature de flexion

(limites : 0.5m0d < mRd < 4m0d ) ▪ Armature de poinçonnement (doc. p. 64)▪ Tête de poinçonnement (doc. p. 65)▪ Précontrainte (doc. p. 62)



Dr O. Burdet

Autres questions sur le poinçonnement



Dr O. Burdet

Efforts tranchants variables

Fig. 7.64



Dr O. Burdet



Dr O. Burdet

Influence du moment d’encastrement

Md

beke

+=

1

1

d

d

VMe =

Pour les planchers-dalles appuyés régulièrement avec des colonnes intérieures encastrées: 9.0≅ek



Dr O. Burdet

- Conduites noyées- Groupements de

tubes- Incorporés

φ

deff

1

1 31 6

φ/d

d



Dr O. Burdet

Augmentation de la résistanceau poinçonnement



Dr O. Burdet

Armatures de poinçonnement

Fig. 7.65



Dr O. Burdet

Exemples d’application



Dr O. Burdet



Dr O. Burdet

Modèles de treillis

Fig. 7.60



Dr O. Burdet

Champignons en béton

Fig. 7.66



Dr O. Burdet

Un GROS champignon



Dr O. Burdet

Têtes de poinçonnement métalliques

Fig. 7.67



Dr O. Burdet

Exemple d’application

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