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1 Chapitre 3: Pièces soumises à la flexion simple Module Béton Armé - 2AGC - ENIT

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1

Chapitre 3: Pièces soumises à la

flexion simple

Module Béton Armé - 2AGC - ENIT

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2

I. Introduction

II. Calcul de la section d’acier longitudinal à l’ELUR II.1. Sections rectangulaires sans aciers comprimés

II.2. Sections rectangulaires avec aciers comprimés

II.3. Sections en T

III. Dimensionnement à l’ELS III.1. Calcul de la section d’acier longitudinal à l’ELS.

III.2. Limitation des contraintes normales

III.3 Limitation de la flèche

Plan du Cours

Page 3: Cv corriger pdf

3

V

M

Sollicitations de la flexion simple

I. Introduction

On se limitera dans ce chapitre à l’étude de l’effet du moment

fléchissant sur une section en B.A. Le chapitre suivant sera consacré

à l’étude de l’effort tranchant.

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4

M(x) Mmax(L/2)=ql2/8

x

Poutre isostatique sur deux appuis simples uniformément

chargée

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5

A ?

En pratique, les aciers longitudinaux se terminent par de crochets pour

améliorer leur l’adhérence au béton

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6

• Il faut justifier qu’aucun état-limite ultime ou de

service n’est atteint. • Dans de nombreux cas, il est possible de connaître à

l’avance l’état-limite qui sera déterminant, ce qui rend

inutile toute vérification ultérieure vis-à-vis d’autres

états-limites.

• Dans le cas de la flexion simple, l’état-limite

déterminant est :

— l’ELUR, si la fissuration est peu préjudiciable ;

— l’ELS (d’ouverture des fissures), si la fissuration est

très préjudiciable.

Dimensionnement calcul de la

section A d’aciers longitudinaux

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7

II. Calcul de la section d’acier

longitudinal à l’ELUR

Schéma d’équilibre limite d’une section de poutre sollicitée à la flexion simple

Page 8: Cv corriger pdf

8

II.1. Calcul à l’ELUR d’une section rectangulaire

dY uu

b

c28bu

γθ

f0,85f

b d 0,8fb Y 0,8fF buubub u

A.N.

eb fbu Fb

b

0,8 Yu

es ss

Yu

h d

ss Fs=Au ss Au

Zu Mu

Mu : moment sollicitant calculé à l’ELUR

)0,4-d(10,4Y-dZuu u

En général, on suppose que: d=0,9h

On

pose:

Mu

s s e

y y y y y

z

F

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9

ubu

sub

ZFM

AFFsection la de ultime équilibred' Equations

ss

)]0,4-b)[d(1 d 0,8f(M buu uu

)]0,4-(1)[0,8 bd f(M 2

buu uu

réduit ultime Moment : ; )0,4-(10,8bd f

Mu2

bu

u uuu

Z

MA

su

uu

s

)21-(125,1 uu

)0,4-d(1Zu u

Zu

ss ?

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10

Dimensionnement • Règlement BAEL limite la hauteur du béton

comprimé en flexion simple (pour limiter la

compression du béton)

• En général, Ylim 0,4h=> lim 0,44 => ulim

0,3 (Fe 400) et ulim 0,27 (Fe 500)

-Si lim=>u ulim et Mu Mulim =

ulim bd2 fbu => Pas besoin d’armatures comprimées

(A’=0)

- Si > lim => u > ulim et M > Mulim => Besoin d’armatures comprimées (A’ 0)

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11

Choix du Pivot de calcul ss

0

h d

A

ebu=3,5‰

esu=10‰ A

B 0

1

2

YAB

Calcul autour du Pivot A (Région 1): Mu MAB Calcul autour du Pivot B (Région 2): :MAB Mu MBC

C Mu MAB

MAB Mu MBC

y

Diagrammes des

déformations

limites de la section

3/7h

ebu=2‰ y

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12

Moments Frontières

3,5‰ B 0

d

186,0

259,0d259,0Y

AB

ABAB

493,0

1,11,1dhY

BC

BCBC

Moment frontière MAB

Moment frontière MBC

10‰ A

0

h Mu < MAB 2

YAB=0,259d

C

MAB Mu MBC

2‰

1

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13

Dimensionnement

suse

sase

s2

bu

u

s

esussus2

bu

u

f si

E si

-1‰5,3BPivot

bd f

M186,0

ff‰10APivot 186,0

bd f

M

see

esee

e

see

s

s

u

uu

u

Ea = 200 GPa

e

s

s

e

su

ff

10‰ -10‰

ee

sa

e

eγE

fe

s

e

su

ff

Bpivot

Apivot

259,0

259,0

AB

AB

Comparer est équivalent à comparer 186.0àu

259,0AB à

Page 14: Cv corriger pdf

14

• Pour les sections rectangulaires:

bdf

f23,0A

e

t28min

Ferraillage minimal: condition de

non fragilité

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15

dy uu .

uu ydZ .4,0

lim2 u

bu

uu

fbd

M NON

186,0u

Redimensionnement de la section du

béton ou ajout d’armatures

comprimées OUI

Pivot A OUI

Pivot B NON

su

uu

Z

MA

s.

uu 21125,1

bd

f

f23,0A,max

e

t28minuucalcul AA

‰10se

sus fs

u

u

e

-1‰5,3s

f si εEε

fε si f

ss

ess

s

essu

s

Récapitulatif: Calcul d’une section rectangulaire sans aciers comprimés

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16

Exemple 1

35 cm

60 c

m

8 m

1

1 1-1

54 c

m

Page 17: Cv corriger pdf

17

Exemple 1 • Poutre uniformément chargée

– Charges permanentes y compris poids propre

poutre: g=12,5 kN/m

– Charges d’exploitation: q = 17,2 kN/m

– Durée d’application des charges > 24h

• Béton: fc28 = 25 MPa

• Acier: HA FeE 400

• ulim = 0,3

Calculer la section d’acier nécessaire à l’ELUR

au niveau de la section médiane de la poutre.

Page 18: Cv corriger pdf

18

Exemple 1

• Mg = gl2/8 =100 kN.m

• Mq = ql2/8 =137,6 kN.m

• Mu = 1,35 Mg + 1,5Mq = 341,4 kN.m

= 0,3414 MN.m

• fbu = 0,85 (25)/1,5 = 14,17 MPa

• ft28=0,6+0,06*25=2,1 MPa

• fsu = 400/1,15 = 348 MPa

Page 19: Cv corriger pdf

19

Exemple 1 • Moment ultime réduit u = Mu/(bd2fbu) = 0,235

< ulim => Pas besoin d’armatures comprimées

(A’=0)

• u > 0,186 => Pivot B

• u = 0,34 => es = 3,5‰ (1- u)/ u = 6,8‰

• es > ee = 348/200000 = 1,74‰ => ss = fsu =

348 MPa

• Zu = d (1-0,4 u) = 0,54*(1-0,4*0,34)=0,466m

• Au = Mu / (Zu ss) = 0,002102 m2 = 21,02 cm2

• Amin=0,23bdft28/fe =2,28 cm2 < Au

=> Aucalcul = 21,02 cm2

Page 20: Cv corriger pdf

20

Sections rectangulaires avec armatures

comprimées

A.N.

0,8 ulimd

eb=3,5‰

es

ulimd

d

ss

fbu

Au

b

A’u d’ esc

Fb=0,8 ulimdbfbu

Fs1=Au1 ss Zu1=d(1-0,4ulim)

+

Fsc=A’ussc

Fs2=Au2 ss

d-d’

ssc

Mu

Mu1 Mu2=Mu-Mu1

Mu

Yulim

=

u2u1u AAA

Page 21: Cv corriger pdf

21

• et

• Mu1 = ulim b d2 fbu

• Mu2 = Mu – Mu1

)21-(125,1 ulimulim

)0.4-d(1

MA

edulim

u1u1

F

)d-(d

MA

ed

'

u2u2

F

u2

'

u AA

u1bu1

su1b

ZFM

AF ultime équilibred' Equations

s

)d'-(dFM

AA'FEt

scu2

su2scuscss

)0.4-d(1Z ulimu1

u2u1u AAA u2u1u

MMM

Page 22: Cv corriger pdf

22

Dimensionnement

• Économie => Mu2 ≤ 0,4 Mu

• Flambement des armatures comprimées

=> maintenir les armatures comprimées

par des armatures transversales dont

l’espacement st ≤ 15 Fc

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23

Exemple 2 • b = 70cm

• h = 110cm

• d = 101cm

• d’ = 9cm

• Béton: fc28 = 27 MPa

• Acier: FeE 400 HA

• Mu = 3,8 MN.m

• ulim = 0,3

• Calculer la section d’acier à l’ELU

Page 24: Cv corriger pdf

24

Exemple 2 • fbu = 0,85 (27)/1,5 = 15,3 MPa

• fsu = 400/1,15 = 348 MPa

• Moment réduit : u = Mu/(bd2fbu) = 0,347 > ulim

=> armatures comprimées nécessaires

• ulim = 0,4594 > 0,259=> calcul autour du pivot

B=> es = 3,5‰ (1-ulim)/ulim = 4,12‰

• es > ee = 348/200000 = 1,74‰ => ss = fsu =348

MPa

• esc = 3,5‰ (ulimd-d’)/(ulimd) = 2,82‰ > ee =

1,74‰ => ssc = 348 MPa

• Mu1 = ulim b d2 fbu = 3,277MN.m

• Mu2 = Mu – Mu1 = 0,522 MN.m< 0,4Mu=1,52MN.m

Page 25: Cv corriger pdf

25

22

sulim

u1

u1cm2,114m01142,0

)0.4-d(1

MA

s

22

s

'

u2

u2cm3,16m001632,0

)d-(d

MA

s

2

u2

'

u cm3,16AA

2

min

2

u2u1u cm02,9cm5,1303,162,114AAA A

Exemple 2

Page 26: Cv corriger pdf

26

Section en T • Planchers nervurés en béton armé (à corps creux):

succession des nervures portant dans un seul sens

1m

Table de

compression

hourdis

7cm

16 cm

33cm

5cm

Table de compression et dalle de répartition

Ame

(ou 19+6cm)

nervure

33 cm

Page 27: Cv corriger pdf

27

• Modélisation des poutres supports des dalles pleines: Section

en T (en travée uniquement)

2

l

10

L

Min2

bb

t

0

Coupe 1-1

b0 lt

b

L

Dalle

pleine

1 1

Largeur b de la table de compression en travée:

Page 28: Cv corriger pdf

28

• Détermination du moment résistant MTu équilibré

par la table de compression: on suppose que Yu=h0/0,8

Dimensionnement

]2

h-)[d bh f(M 0

0buTu

h0

b0

b

Zu = d-h0/2

fbu

Fs=Au ss Au

0bubc bh fF

h0/0,8

MTu

A.N.

Page 29: Cv corriger pdf

29

Comparer Mu à MTu

- Mu ≤ MTu => Yu h0/0,8 => Dimensionnement en Section

rectangulaire (b, d)

- Mu > MTu => Yu > h0/0,8 => Dimensionnement Section en T

Dimensionnement

A.N.

Mu>MTu

b

Mu<MTu

h0

b0

Au

Yu

h0

b0

Au

Yu

d

A.N.

b

Page 30: Cv corriger pdf

30

• Mu > MT,u

Dimensionnement en section en T

b

Mu2

Mu = Mu1 + Mu2

Au = Au1 + Au2

h0

b0

Au

= +

Au1 Au2

Mu1

Yu

b0

b-b0

Zu2 = d-h0/2 Zu1

Page 31: Cv corriger pdf

31

]2

h-[d )hb-(b fM 0

00buu2

ed0

u2u2

)2

h-(d

MA

F

u2uu1 M - MM

)0.4-d(1

MA

edu1

u1u1

F Au = Au1 + Au2

Dimensionnement en section en T

bu

uuuu

fdb

M2

0

1111 ;211(25,1

Page 32: Cv corriger pdf

32

• Section en T:

Ferraillage minimal: condition de

non fragilité

e

t28

0

Gzmin

f

f

)v3

h-(d

IA

000

2

00

2

0'

h)bb(hb2

h)bb(hbv

'v-hv

2'

000

30

0

3

0Gz v)hb(bhb3

h)bb(

3

hbI

Page 33: Cv corriger pdf

33

Exemple 3

• Mu=0.0062 MN.m

• Béton: fc28 = 25 MPa

• Acier: FeE 400 HA

• ulim = 0,3

Déterminer Au

5cm

33cm

Au

7cm

16cm

18.9cm

Données:

Page 34: Cv corriger pdf

34

Exemple 3

0.0383MN.m ]2

h-)[d bh f(M 0

0buTu

• Mu = 0,0062 MN.m < MTu => Section

rectangulaire (b=0,33m;d= 0.189m)

• Moment réduit: u = Mu/(bd2fbu) = 0,037 < ulim

= 0,3 => Pas besoin d’armatures comprimées A’=0

• u < 0,186 => Pivot A =>es = 10‰ =>ss =fsu=

348 MPa

• u = 0,047 => Zu = d (1-0,4 u) = 0,185m

• Au = Mu / (Zu ss) = 0,96 cm2 => 1HA12

(Aréel=1,13cm2)

Page 35: Cv corriger pdf

35

Exemple 3

• Schéma de ferraillage:

Armatures d’âme 1 Étrier RL 6

Armatures tendues 1HA12

Armatures constructives 1HA10

Page 36: Cv corriger pdf

36

Exemple 4

1,2m

0,7m

4,8m

1,65

m 1

1

0,4m

0,21m

Coupe 1-1

• Charges permanentes y compris poids propre: g=3T/ml

• Charges d’exploitation: q = 0,8T/ml

• Charge concentrée

– Permanente: G=79T

– Exploitation: Q=23T

• Béton: fc28 = 20 MPa

• Acier: FeE 400 HA

• Calculer Au à l’ELU au niveau de la section où s’applique la charge

concentrée

Page 37: Cv corriger pdf

37

Exemple 4

a b

P

L

M(a) = Pab/L

x

L

M(x) = pLx/2 – px2/2

p

+

+

a b

P

L

p

=

Page 38: Cv corriger pdf

38

Exemple 4

• Mg= 3x4,8x1,65/2 – 3x1,652/2=7,79625T.m

• MG= 79x1,65x3,15/4,8 = 85,54218 T.m

• Mq= 0,8x4,8x1,65/2 – 0,8x1,652/2=2,079T.m

• MQ= 23x1,65x3,15/4,8 = 24,90468 T.m

• Mu = 1,35x(7,79625 + 85,54218) +1,5x(2,079 +

24,90468) = 166,48T.m = 1,6648MN.m

• fbu = 0,85 (20)/1,5 = 11,33MPa

• fsu = 400/1,15 = 348 MPa

Page 39: Cv corriger pdf

39

Exemple 4

1,653MN.m ]2

h-)[d bh f(M 0

0buTu

• Mu > MTu => calcul en section en T

• Mu2= 0,71MN.m => Mu1=Mu- Mu2= 0,954MN.m

• Moment réduit: u1 = Mu1/(b0d2fbu) = 0,174 < ulim

=0.3 => Pas besoin d’armatures comprimées A’=0

• u1 < 0,186 => Pivot A =>es = 10‰ =>ss = 348MPa

• u1 = 0,24 => Zu1 = d (1-0,4 u1) = 0,994 m

• Au1 = Mu1 / (Zu1 ss) = 0,002758 m2 = 27,58 cm2

• Au2 = Mu2 / ( d-h0/2)ss= 0,002050 m2 = 20,5 cm2

Au = 48,08 cm2

Page 40: Cv corriger pdf

40

Exemple 4

10 HA20

5 HA16 + 5 HA14 => A=48,9cm2

Vérification: dréel=(114,2*31,42+ 108,9*10,05+107,4*7,70)/48,9

dréel=112,051 > dcalcul=1,1 => A réel > A calcul =>OK

Schéma de ferraillage proposé:

Aciers constructifs

Aciers de peau

Armatures de peau: pour les poutres de grande hauteur, il faut prévoir des armatures

de peau (non fragilité) de section au moins égale à 3cm2 par mètre linéaire de

parement en cas de FP ou FPP, et 5cm2 en FTP

Page 41: Cv corriger pdf

41

États Limites de Service

• Sollicitations de calcul => Combinaisons Rares

• Béton et acier: Comportement élastique linéaire

• Es/Ebv = 15 ; Ebv: module de déformation longitudinale

vrai du béton (différé)

• ELS de compression du béton:

• ELS d’ouverture de fissures:

i

i

iQQGG

1

01minmax

ss ss

Contrainte limite de traction de l’acier à l’ELS : ss

28bcbc6,0

cfss

Page 42: Cv corriger pdf

42

• Fissurations préjudiciables (FP)

– Pièces exposées aux intempéries ou à des

condensations

Contraintes limites de traction de l’acier à

l’ELS

(MPa))f110 ;(0,5fMax

f3

2

Min

tje

e

s

s

6mm HA filset HA barrespour 1,6

6mmHA filspour 1,3

lisse rondspour 1

Coefficient de fissuration

)MPa(f06.06.0f cjtj

• Fissurations peu préjudiciables (FPP)

es fs

Page 43: Cv corriger pdf

43

• Fissurations très préjudiciables (FTP)

– Pièces placées en milieu agressif

F.P. la de cas le dans limite contrainte:

)(8,0s

s MPa

Contraintes limites de traction de l’acier à

l’ELS

Page 44: Cv corriger pdf

44

Dimensionnement Moment résistant du béton Mrb: moment de service

pour lequel l’état limite de compression du béton et

l’état limite d’ouverture des fissures sont atteints

simultanément

d

y

b

A.N.

h d

Aser

y

bce

se

)y-d(εyεy

ε

y-d

εbcs

bcs

bcs

bc

εε

ε

b

bcbc

E

σε

b

s

s

ss

15E

σ

E

σε

Mrb

Page 45: Cv corriger pdf

45

Dimensionnement

bcs

bc

b

bc

b

s

b

bc

bcs

bc

15

15

E15E

E

εε

ε

ss

s

s

s

s

A.N.

h d

Aser

b

Z

ybcs

ss

bcF

ssers AF s

bce

seMrb Mrb Mrb

Page 46: Cv corriger pdf

46

Dimensionnement

b d 2/1b y 2/1F bcbcbc ss

)3

-d(13

d-d

3

y-dZ

ZFM

AFF élastique équilibred' Equations

bcrb

ssersbcs

2

bcrb bd )3

-(1 2

M s

Page 47: Cv corriger pdf

47

Dimensionnement

Si Mser ≤ Mrb => Pas besoin d’armatures comprimées

2

bcser bd )3

-(1 2

M s

h d

Aser

b

Z

dy

bcs

ss

bcF

ssers AF s

bce

se

15

ss

Mser Mser

Z

MA

s

serser

s

Mser

Page 48: Cv corriger pdf

48

Dimensionnement

115

sbc

ss 2s

ser bd 115

)3

-(1 2

M

s

22

sser bd )

3-(1

1

30M

s

)d

Z1(3

3-1

d

Z)

3-d(1Z

d

Zd

Z

d

Z

bd

M2

s

ser

)1(31

)1(

10

32

s

Page 49: Cv corriger pdf

49

0.78

0.82

0.86

0.9

0.94

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025

bd

M2

s

ser

s

d

Z

Page 50: Cv corriger pdf

50

Dimensionnement

Si Mser > Mrb =>

Armatures comprimées nécessaires

Mser = Mrb + M2

bcbc ss

h d

Ase

r

b

Z

bcs

ss

bcF

ssers AF s

bce

se

A’ser

dy d’

scsscser

'A sscF

d-d’ Mser Mser Mser

Page 51: Cv corriger pdf

51

Dimensionnement

d

d avec 15

''

'

bcsc

ss

)d'(d

MMA

sc

rbser'

sers

s

sc'

ser

s

rbser A

)3

-d(1

MA

s

s

s

Page 52: Cv corriger pdf

52

Exemple 5

35 cm

60 c

m

8 m

1

1 1-1

54 c

m

Page 53: Cv corriger pdf

53

Exemple5 • Poutre uniformément chargée

– Charges permanentes y compris poids propre:

g=12,5 kN/ml

– Charges d’exploitation: q = 17,2 kN/ml

• Béton: fc28 = 25 MPa

• Acier: FeE 400 HA

• Fissuration préjudiciable

• Calculer la section d’acier à l’ELS au niveau

de la section médiane de la poutre

Page 54: Cv corriger pdf

54

Exemple 5 • Mg = gl2/8 =100 kN.m

• Mq = ql2/8 =137,6 kN.m

• Mser = Mg + Mq = 237,6 kN.m

5MPa1bc s

527,0

MPa6,201s s

kN.m330Mrb

Mser ≤ Mrb => Pas besoin d’armatures comprimées

0,0115 bd

M2

s

ser s

845,0d

Z => Z=0,456m

Page 55: Cv corriger pdf

55

Exemple 5

2

ser cmA 8,25

2

ELU cm4,21A

2

ELUsers cm8,25)A,Asup(A

Z

MA

s

serser

s

(voir exemple 1)

)3

-d(1Z

Ou prendre

Page 56: Cv corriger pdf

56

Vérification des contraintes à l’ELS • Les conditions d’utilisation d’un ouvrage peuvent changer au cours de son

exploitation (variation de la charge d’exploitation, la nuisibilité des fissures, etc.)

=> il faut vérifier les contraintes aux ELS.

y I

M)(

Gzh

serys

Section homogène en béton (de module Ebv) :

Bh= B + 15 (As + A’s )

y

s

e

sc

ss

bcbc

f

s

ss

ss

)d'-(y I

15M

)y-(d I

15M

y I

M

1Gz

h

ser

1Gz

h

ser

1Gz

h

ser

15

scs

15

ss

bcs

As

A’s

b

d

G

z

Béton comprimé :

d’ ssc

ss

y1

Mser Mser

y

Page 57: Cv corriger pdf

57

Vérification des contraintes à

l’ELS

0)y-(d15A)'('152/b 1s111 dyAyy s

0)'A'dA(15)'(512/by ss12

1 dyAA ss

b 0

i

iGihG SyBy

15As

h d

As

1y-d

2/y11yA’s

d’ 15A’s

d'-y1

b G

y

z

2

1

2

1s

3

1Gzh )'('15)y-(dA513/byI dyA

s

y1

Page 58: Cv corriger pdf

58

Exemple 6

35 cm

60 c

m

8 m

1

1 1-1

54 c

m

2

ELU cm4,21A

Mser = 237,6 kN.m

• Vérifier les contraintes à l’ELS: Fissuration préjudiciable

Page 59: Cv corriger pdf

59

Exemple 6

0544,2115y4,21152/y350Ad51yA512/by 12

112

1

cm6,23y1

421

31Gz m0045,0)y-A(d513/byI

OK MPa1512,5MPa0,0045

236,06,372

I

yMbc

Gz

1serbc

ss

ELUAssGz

1sers AMPa6,201,8MPa402

I

)y-(dM15 ss

=>

Page 60: Cv corriger pdf

60

Exemple 7 • b = 70cm

• h = 110cm

• d = 101cm

• d’ = 9cm

• Béton: fc28 = 27 MPa

• Acier: FeE 400 HA

• Mser = 2,5 MN.m

• A’=16 cm2 ; A= 128,7cm2

• Vérifier les contraintes à l’ELS: Fissuration

préjudiciable

Page 61: Cv corriger pdf

61

Exemple 7

cm2,50y1

bcGz

1serbc MPa15

0,0834

502,05,2

I

yMss

teinsuffisancmA 2

sGz

1sers

7.128

8,4MPa220,0834

)0,502-2,5(1,0115

I

)y-(dM15

ss

15;0)dAn(Ady)nAnA(2/by ''1

'21 n

2'1

'21

31Gz )d(ynA)y-nA(d3/byI 44

Gz m0834,0cm8341118I

MPa2,16f6,0 c28bc s MPa3,207s s

scGz

'1ser

sc MPa3,1850,0834

)09,02,5(0,50215

I

)d(yM15 ss

MPa8,347sc s

Page 62: Cv corriger pdf

62

• Calcul de MTser:

• Si Mser ≤ MTser => Section rectangulaire (b,d)

• Si Mser > MTser => Section en T

– Bâtiments: Z=d-0,5ho

– Ponts: Z=0,93d

Calcul à l’ELS: Section en T

2

0

0

0

sTser bh

hd

3

hd

30

M

s

Z

MA

s

serser

s

Page 63: Cv corriger pdf

63

• Axe neutre dans la table de compression:

y1h0

Axe neutre dans la nervure: y1>h0

Vérification des contraintes à

l’ELS: Section en T

2

1

'2

1

3

01

0

3

1

2

0

0001

2

1

0

)'()(3

)()(

3

0)]''(2

h)b-[(b-)]A'n(A)hb-[(by

2

yb

dynAydnAhy

bby

bI

dAAdn

Gzh

I

yM

Gzh

sers

Calcul des contraintes d’une section rectangulaire

(b, d)

(n=15)

Page 64: Cv corriger pdf

64

Exemple 8

1,2m

0,7m

4,8m

1,65

m 1

1

0,4m

0,21

m

Coupe 1-1

• Charges permanentes y compris poids propre: g=3T/ml

• Charges d’exploitation: q = 0,8T/ml

• Charge concentrée

– Permanente: G=79T

– Exploitation: Q=23T

• Béton: fc28 = 20 MPa

• Acier: FeE 400 HA

• Au = 48,9cm2

• Fissurations préjudiciables

Page 65: Cv corriger pdf

65

Exemple 8

• Mg: 3x4,8x1,65/2 – 3x1,652/2=7,796T.m

• MG: 79x1,65x3,15/4,8 = 85,542 T.m

• Mq: 0,8x4,8x1,65/2 – 0,8x1,652/2=2,079T.m

• MQ: 23x1,65x3,15/4,8 = 24,905 T.m

• Mser = (7,796 + 85,542) +(2,079 + 24,905) =

120,32 = 1,203MN.m

• MTser =0,239MN.m

MPa12f6,0 c28bc s MPa200s s

• Mser > MTser => Section en T=> y1>h0

Page 66: Cv corriger pdf

66

• Axe neutre dans la nervure

cm76,39y0)y-nA(d2

)h-(yb)

2

h-(ybh 11

201

00

10

421

301020

1030Gz m048,0)y-nA(d

3

)hy(b)

2

hy(bhbh

12

1I

Exemple 8

MPa12MPa93,9 I

yMbc

Gz

1serbc ss

MPa2005,67MPa52 I

)y-(dM15 s

Gz

1sers ss

teinsuffisancmAu29.48

Page 67: Cv corriger pdf

67

ELS de déformation: Limitation de la flèche • Les déformations des éléments fléchis doivent rester suffisamment faibles

pour :

- ne pas nuire à l´aspect et à l´utilisation de la construction

- ne pas occasionner des désordres dans les éléments porteurs.

- ne pas endommager les revêtements, les faux plafonds ou les autres

ouvrages supportés.

=> Il faut limiter la flèche

• Pour les éléments supports reposant sur deux appuis, la valeur de la

flèche admissible dans le cas où les ouvrages supportés (cloisons et

revêtements), sont fragiles est limitée à:

500

lfadm

10005.0

lfadm

si l £ 5m (avec l en cm)

si l > 5m (avec l en cm)

• Pour les éléments en console, la valeur de la flèche admissible de l´extrémité

de la console, dans le cas où les ouvrages supportés sont fragiles, est limitée

à: si la portée l est au plus égale à 2m. 250

)(cmlfadm

• Quand les ouvrages supportés ne sont pas fragiles, la flèche admissible est

égale au double de celle obtenue dans le cas d’ouvrages supportés fragiles.

Page 68: Cv corriger pdf

68

• Pour tenir compte de l´existence éventuelle de fissures dans les zones

tendues, on substitue dans les calculs, au moment d´inertie I0 de la section

totale rendue homogène, un moment d´inertie fictif If évalué empiriquement.

• Dans le cas des poutres simplement appuyées isostatiques ou continues et

des bandes de dalles isostatiques ou continues, dirigées dans le sens de la

petite portée, soumises à des charges uniformément réparties, les flèches

sont déterminées selon le BAEL comme suit :

fii

iIE

Mlf

10

2

fvv

vIE

Mlf

10

2

avec1

1,1et 1

1,1 00

vfv

ifi

II

II

;

)32(

05,0

0

28

b

b

fti

5

2 iv

;

4

75,11

28

28

ts

t

f

f

s

:0db

A

M : le moment fléchissant maximal à l’ELS produit dans la travée considérée par le cas de charge envisagé;

L: portée de la travée considérée comptée entre nus d’appuis.

Ei : module d’élasticité instantané du béton et Ev : module différé du béton ; Ev=Ei/3;

Ifi : Moment d’inertie fictif instantané et Ifv : Moment d’inertie fictif différé;

I0: désigne le moment d´inertie de la section totale en béton armé rendue homogène (n = 15) ;

- la flèche fi correspond aux déformations instantanées:

- la flèche fv correspond aux déformations différées:

ss: la contrainte de l’acier à l’ELS;

b0 : la largeur de la nervure et b celle de la table de compression

rapport de l´aire A de la section de l´armature tendue à l´aire de la section utile de la nervure

Page 69: Cv corriger pdf

69

• Pour les consoles soumises à des charges uniformément réparties, on peut

admettre que les flèches fi et fv de l´extrémité de la console correspondant aux

déformations instantanées et de longue durée, ont respectivement pour

valeurs:

fvvv

fiii

IE

Mlf

IE

Mlf

4et

4

22

Page 70: Cv corriger pdf

70

Exemple 9

35 cm

60 c

m

8 m

1

1 1-1

54 c

m

2

ELU cm4,21A

g= 20,7KN/m

q= 9 KN/m

• Vérifier l’ELS de déformation

• Plancher à usage de salle de réunion

• Ouvrages supportés (revêtement) supposés non fragiles

• Fissuration peu préjudiciable

• Béton: fc28 = 25 MPa

• Acier: FeE 400 HA

Page 71: Cv corriger pdf

71

Exemple 9

6) exemple(voir 240,8MPaet m 0045,0I s4

0 s

• Vérification de la flèche instantanée fi

Mser-rare= Mg + Mq= 237,6 KN.m

MPa32130 2511000E 3i

858,10113,0*)1*32(

1,2*05,0

i

0113,054,0*35,0

10*4,21 4

717,01,28,240*0113,0*4

1,2*75,11

400212,0 717,0*858,11

0045,01,1 mI fi

OK 6,2)1000

8005,0(*22,2022,0

00212,0*32130*10

8*2376,0 2

cmfcmmf admi

Page 72: Cv corriger pdf

72

Exemple 9 • Vérification de la flèche différée fv

Mser-quasi-permanent= Mg + 2Mq =Mg + 0,4Mq= 194,4 KN.m;

0,4Mq est la part des charges d’exploitation d’une salle de réunion considérée comme

permanente à prendre en compte dans l’évaluation des déformations différées dues au

fluage du béton

MPa107103

32130Ev

743,0858,1*5

2v

717,0

400323,0 717,0*743,01

0045,01,1 mI fv

cmfcmmfadmv

6,2)1000

8005,0(*25,3035,0

00323,0*10710*10

8*1944,0 2

=> ELS de déformation non vérifié !